《電子技術(shù)應用》
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測量電容或電感的電路
摘要: 工程師們經(jīng)常要使用信號發(fā)生器和函數(shù)發(fā)生器,還有頻率計與示波器,但他們可能沒有電容表或電感表。通過采用圖1的測試設置,就可以用一臺函數(shù)發(fā)生器、一塊萬用表、一個頻率計和一臺示波器測量電容或電感。
Abstract:
Key words :

  工程師們經(jīng)常要使用信號發(fā)生器和函數(shù)發(fā)生器,還有頻率計與示波器,但他們可能沒有電容表或電感表。通過采用圖1的測試設置,就可以用一臺函數(shù)發(fā)生器、一塊萬用表、一個頻率計和一臺示波器測量電容或電感。

  用此設置測量兩個信號的波幅。然后,無需測量相位角就可以計算出電容或電感。輸入電壓與輸出電壓的比率可以表示如下:

  可以改為標準形式:

  從中解出XC,結(jié)果是:

  使用關系

  則電容的基本公式為:

  為計算方便,使用比率|VIN/VOUT|=2,則
在測量電容值時,先測量輸入電壓,然后調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的頻率,使輸出電壓為輸入電壓的一半。VIN/VOUT不需要用2:1的比率??梢灾粶y量輸入電壓和輸出電壓,用基本公式也能計算出電容或電感的值,但接近于2:1的比率是一個好的選擇。

  為獲得最好的結(jié)果,可以用一臺頻率計測量頻率,用數(shù)字萬用表測量電阻。大多數(shù)現(xiàn)代示波器都無需加載電路就能精確地測量信號,除了探頭的電容以外。探頭上一般都標了電容值。用前面公式可以計算出電容的值。再從結(jié)果中減去探頭電容值,就得到了所測電容的準確值。

  一般情況下都已知準備測量電容的大概值,因此可以用下式,選擇電阻R和頻率f的起始值:


用類似的步驟可以測量電感。此時,


電感的基本公式為:

  設VIN/VOUT=2,則

  以及

  對測量電容的例子,假設C約為1000 pF,讓f為1 MHz。計算:

  在圖1的設置中使用一只301Ω電阻,或250Ω?500Ω的任何電阻值。調(diào)節(jié)頻率,同時測量輸入電壓和輸出電壓,獲得2:1的比率。如果獲得的頻率為912kHz,測得R的電阻為304Ω,探頭電容為10pF,則電容值為:

  減去探頭電容10 pF。得結(jié)果為:984.3 pF。

  R與f的值并不關鍵;選擇它們時應盡可能減小寄生效應。300Ω至3kΩ的電阻值和100kHz?1 MHz的頻率都應能用。

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