模电课程设计--电容测试电路的设计

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 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 1.3 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