LC振蕩電路電容及電感的測量
2.3 振蕩電路原理本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/193968.htm
振蕩電路采用LC振蕩電路,振蕩的頻率由L和C確定。振蕩管采用9018,Rb1和Rb2為基極偏置,Rc為限流電阻,電容C1、C2和電感L構成正反饋選頻網(wǎng)絡,反饋信號取自電容C2兩端。該電路也稱為電容3點式振蕩電路。輸入信號和反饋信號同相。在測量過程中,當測量電感時,輸入電路自動把待測電感Lx并聯(lián)到L的兩端。當測量電容時,輸入電路自動把要測量的電容Cx并聯(lián)到C1的兩端。
2.4 分頻電路原理
分頻電路采用74LS393數(shù)字分頻芯片,分頻端級聯(lián)實現(xiàn)100分頻,高頻管9018的集電極輸出振蕩信號,之后把振蕩器輸出的信號100分頻,頻率將降到單片機測量的范圍之內。2.5 單片機實現(xiàn)電容和電感的計算
當把待測的電容或電感接入時,系統(tǒng)自動進行判斷,根據(jù)判斷結果確定算法。當判斷到是電容時,系統(tǒng)計入電容的計算方式,電容的計算方式采用公式
根據(jù)測量得到頻率和已知的L和C2,從而計算出Cx的值。當判斷為電感時,系統(tǒng)進入電感的計算方式,電感的計算方式采用公式
根據(jù)測量到的頻率和已知的C1、C2、L計算出Lx的值。
3 算法設計
系統(tǒng)上電初始化并且清屏,單片機初始化完成后,進入鍵盤掃描程序,當要進行電容或電感測量時,選擇測量按鍵,系統(tǒng)進行自動判斷并進行電容或電感的測量。當判斷為電容時,系統(tǒng)選擇電容的計算方法。當判斷為電感時,系統(tǒng)選擇電感的計算方法。計算完成后在液晶屏上顯示測量結果。下面是具體的程序流程圖,如圖3所示。
4 實際測量數(shù)據(jù)及其分析
4.1 提高測量精度的方法
采用該系統(tǒng)進行電容和電感的測量,由于元器的熱穩(wěn)定性和外界對電路的干擾影響,測量的結果會有所跳動,是因為三極管的結電容隨著溫度的變化而變化,從而影響測量結果,這也是電容三點式振蕩電路不穩(wěn)定的關鍵原因?;谝陨显颍跍y量過程中可以采用多次測量求平均值的方法提高測量精度。
4.2 實際測量
電路的固定參數(shù)如下:Rb1=10 kΩ,Rb2=10 kΩ,Rc=4 kΩ,Re=4.7 kΩ,Cb=1μF,Ce=0.1μF,選擇不同的電容分別測試3次,得到表1。選擇不同的電感分別測試3次,得到表2。由表得出測量值與標稱值幾乎接近,表明系統(tǒng)設計方案的正確性,滿足一般的實驗室和工程設計用到的電子元器件參數(shù)測試精度要求。
5 結束語
本系統(tǒng)采用單片機和振蕩器起振的組合,計算電容和電感值。系統(tǒng)擁有比較智能的測量方法和簡易的操作方法。單片機進行全自動的判斷和測量,通過單片機的IO口判斷來確認所要測量的對象。然后進行頻率的測量和測量結果的計算,最終計算出被測對象的真實值。該系統(tǒng)通過相應的實驗和實際的測量,能準確地測量電容和電感的數(shù)值,測量范圍為0.001~22μF和0.01~100 mH,測量精度在5%以內。
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