基于交流电容型桥式电路测量电容的微小变化
摘要：随着电子技术的发展,各种电子元器件的功能被运用在各中领域，适用范围也越来越广，微弱电容的测量要求也越来越精确。设计个精确，可靠，便捷的电容测量电路具有极大的现实意义。
本设计电路主要思想是电荷放大法。电路由信号产生电路产生个方波经过电荷放大将微弱的电流信号转化为电压信号。转化后的电压信号还要经过全波整流和低通滤波电路进行处理最终得到比较清晰的直流电压信号，将信号送到单片机处理显示出电容值。所以电路主要由电荷放大，全波整流，低通滤波三个主要模块组成。本设计电路主要由MSP430单片机起控制作用，对电路送来的直流电压进行采样、测量并计算出电容的大小然后通过液晶显示出来本设计除了测量精确外噪声还比较小有很大的发展前景，未来可进行广泛运用于各电气电子技术领域。
关键词：电容 微小变化 电荷放大，全波整流，低通滤波，MSP430
1绪论
1.1 目前的研究现状
目前，国内测量电容的方法有很多，各式各样的电路设计数不胜数。较为多见的测量方法有RLC电桥法，RC振荡器法，电流电压法，运算放大法。对于不同的精度要求用不同的测量方法进行测量。一般要求不是太高的用RC振荡器法最为简洁、方便、易于操作。现在大多数用此方法即能满足需要。然而我们很多时候需要较为精确的得出电容的大小，尤其是测量PF级电容此方法根本满足不了需要。对微弱电容的测量主要是由于电路中存在较多的杂散干扰，干扰电容的变化量大于被测电容的变化量，比较难被检测。下面我来介绍一下电荷放大法微弱电容的检测。
目录
1绪论 6
1.1 目前的研究现状 6
1.2 常见的电容检测设计 6
1.3 设计任务与要求 7
2微小电容测量系统 7
2.1 设计框架 8
2.2检测系统基本原理 8
2.3电容检测系统的杂散性分析 9
2.4 T形电阻网络 9
2.5 电容检测电路orcad仿真 11
3交流信号发生器电路设计 12
3.1信号发生电路 12
3.1.1 信号波形选择 12
3.1.2 常见的信号产生电路 12
3.2 晶体振荡电路 13
4 全波整流电路设计 15
4.1 全波整流电路 15
4.2 全波整流电路的orcad仿真 16
5 低通滤波电路设计 18
5.1 低通滤波器的选择 18
5.1.1低通滤波器的类型选择 18
5.2.2低通滤波器级数的选择 18
5.2 低通滤波电路及其仿真 18
6 AD转换电路及MCU控制电路 20
6.1 AD转换电路 20
6.2 MCU控制电路 22
6.2.1 MSP430超低功耗单片机 22
6.2.2 电源电路 23
6.2.3 晶振电路 23
6.2.4 复位电路和JTAG接口电路 24
6.2.5 串口通信电路 25
6.3电源电路 25
6.4 硬件电路的抗杂散设计 26
7电容微小变化检测系统的测量 27
7.1 性能指标 27
7.2 信号发生器的波形测试 27
7.3 检测电路的性能检测分析 28
7.3.1 检测分析的目的 28
7.3.2 检测内容 28
7.4 附图 30
8 总结与体会 32
8.1 本系统存在的问题及改进措施 32
8.2 心得体会 33
参考文献 33
致 谢 34
参考文献
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