一種高精度、低成本的電容的測量方法
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2 硬件設計
2.1 恒流源的設計
恒流源是整個測量系統(tǒng)模擬部分的重要組成部分，其穩(wěn)定性直接決定了系統(tǒng)測量的精度。本設計中的兩個恒流源要求輸出電流相等，具體設計如圖3。
圖3 恒流源原理圖
由虛短虛斷可得：
故得：
設：
經(jīng)過運算可以得到：
因Vi是采用單片機AD轉換的標準電壓1.5 V，UL≤1.5 V，故n值、RL與Rs的比值，直接影響恒流源電流的輸出，只要保證UL小于1.5 V時，該電路輸出電流為恒定值，與負載電阻RL沒有關系。
2.2 放大電路的設計
放大電路采用以儀表放大器INA128為核心的儀表放大器。該放大器在放大100倍時帶寬可達200 kHz，完全滿足了設計的要求。
C1和C2兩個電容由相應的恒流源在相同的時間內進行充電，兩電容充電電壓差由INA128進行放大，并送入單片機進行采樣存儲。圖4為充放電標準信號與INA128放大后的結果。
圖4 標題信號與輸出放大
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