模电课程设计--电容测试电路的设计

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1、 2012 2013 学年学年 第第 二二 学期学期 模拟模拟电子技术电子技术 课课 程程 设设 计计 报报 告告 题题 目目： 电容测量电路的设计 专专 业：业： 通信工程 班班 级：级： 11 通信 2 班 电气工程系 2013 年 6 月 日 2 任务书任务书 课题名称课题名称 电容测量电路的设计电容测量电路的设计 指导教师（职称）指导教师（职称） 倪琳倪琳(讲师讲师) 执行时间执行时间 20122013 学年第学年第二二学期学期 第第 16 周周 学生姓名学生姓名 学号学号 承担任务承担任务 RC 正弦振荡电路的设计 RC 正弦振荡电路的设计 电压跟随器的设计 电压跟随器的设计 电容交

2、流电压转换电路的设计 电容交流电压转换电路的设计 有源带通滤波电路的设计 有源带通滤波电路的设计 设计目的设计目的 1、学习电容测量电路的设计方法； 2、研究电容测量电路的设计方案。 设计要求设计要求 （1）设计一个五量程的电容测量电路； （2）拟定设计步骤； （3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参 数； （4）要求绘出原理图； （5）撰写设计报告。 3 电容测量电路的设计电容测量电路的设计 摘摘 要要 五量程电容测试电路是以集成运放为核心用来测试多种电容范围的电容测试电路。本 测试电路有四个部分，包括 RC 正弦振荡电路、电压跟随器、电容交流电压转换电路和带 通滤波电路。RC

3、正弦振荡电路产生 500Hz 正弦波作用于被测电容，经过电压跟随器的隔 离作用将此信号作用于被测电容，经过转换电路将电容量转换为交流电压，实现通过测量 电压来测量电容。 电容测量电路的设计是为了方便准确的测量电容性能。以便我们检验电容，当我们需 要一个特定的电容时，这时我们就用我们设计的电路来测量它以便于我们选择。本电路功 能通过 Multisim 软件实现。 关键词：关键词：电容测试；RC 正弦振荡；转换电路；带通滤波；Multisim 4 目目 录录 摘摘 要要 3 第一章第一章 题目分析、方案论证和总体设计题目分析、方案论证和总体设计5 1.1 题目分析 .5 1.2 方案论证 .5 1

4、.3 总体设计 .5 第二章第二章 单元电路设计单元电路设计7 2.1 RC 正弦振荡电路.7 2.2 电压跟随器 .8 2.3 电容交流电压转换电路 .9 2.4 有源带通滤波电路 .10 第三章第三章 系统综述系统综述13 3.1 总电路图 .13 3.2 仿真 .14 3.3 结论： .15 第四章第四章 设计心得设计心得16 参考文献参考文献 17 附录附录 18 5 第一章第一章 题目分析、方案论证和总体设计题目分析、方案论证和总体设计 1.1 题目分析 设计电容测试电路，目的是通过现有的能测量的工具将不能测量的量转换为能测量的 量，电容量的测试可以将电容通过交流电可以产生容抗，通过

5、转换电路可以将其转换为一 定的交流电压，利用电压和电容量成正比的关系通过测试电压即可实现电容量的测量。不 同量程的选择可以通过不同档电阻大小的改变实现。 1.2 方案论证 对于电容的测量，我们要有一个概括的了解，一般应借助于专门的测试仪器，通常用 电桥。而用万用表仅能粗略地检查一下电容是否失效或漏电情况。测量电路如图所示。 在直流稳压电源下，由文氏电路产生信号，经过电容电压转换电路，输出电压和电容 量成正比，通过测量电压大小然后就可以知道电容两大小。 1.3 总体设计 本电容测试电路分为四个部分，首先由 RC 正弦振荡电路产生 500Hz正弦波信号，然 后将此信号通过电压跟随器将信号产生电路及

6、被测电路进行隔离，信号通过电压跟随器后 便作用于被测电容，通过电容交流电压转换电路将被测电容量转换为交流电压信号（电 图 1.1 RC 桥式振荡电路 6 压大小正比于电容量） ，通过二阶带通滤波电路滤出 500Hz 的正弦电压，通过测量此电压 信号即可。 图 1.2 电容测试电路设计总体框图 RC 正弦 振荡电路 Cx 电 容 电 压 带通 滤波器 Uo 电 压 跟 随 器 7 第二章第二章 单元电路设计单元电路设计 2.1 RC 正弦振荡电路 又称文氏桥震荡电路，用来产生 500Hz 正弦信号作用于被测电容。本电路设计中， RC 串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R4、R5、R6 及二极管等元件构成 负反馈和稳幅环节。调节电位器 R6 可改变负反馈深度，以满足震荡的振幅条件和改善波 形。利用两个反向并联二极管 D1、D2 正向电阻的非线性特性来实现稳幅。D1、D2 采用 硅管(温度特性好)，且要求特性匹配，才能保证