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用于微小电容检测的测频专用芯片

上面的分析中假设在测量过程中被测信号的频率恒定不变, 但在实际应用中,频率可能是变化的。 由式(3. 1)得到的是测量时间内被测信号频率的平均值, 因此会产生一定的误差。 下面对误差做定量分析。 被测信号用正弦调频信号来模拟,表达式如式(3. 5)所示:

SFM O)=sin(2afct+m sin(2avfst))(3—5)
其中, 载波频率, c: 50MHz, 调制信号频率只=0. 5Hz, 被测信号的频偏为IOMHz,调制指数m: 20MHz。由式(3. 5)可知, 被测信号的瞬时频率为:厶(f)=丘+吨COS2. 知fst(3-6)将上式对时间求导, 通过简单计算可知, 在f=%正处, 频率变化最快, 此时的频率变化率为:(3-7)

观察图3. 2可知, 一次测量时间为正+‘+疋, 其中正是从预设闸门有效到之后个同步脉冲产生的时间, 易是从计数器停止计数到系统输出频率值丘的时间。 若在此测量时间内被测信号以式(3—7)的变化率单调变化, 则由频率变化引起的测频误差为:£, =2矾2优∽+‘+砭)(3—8)正的大小是由标准信号与被测信号的频率大小关系决定, 马的大小主要由运算单元的运算速度决定。 如果标准信号的频率选的合适, 同步脉冲出现的机会越大五越小, 而乃一般为几十个纳秒。 由于五和疋相对于‘都很小, 因此由式(3—8)可知,频率变化引起的误差主要随实际闸门时间z的增加而变大。 式(3. 4)-去P说明,随着实际闸门时间£的增加, 检测分辨率造成的测频相对误差会变小。 在实际应用中, 实际闸门时间z过大或者过小都不可取, 应根据精度要求, 适当选取实际闸门时间使以上两种误差之和尽量小。数模混合电容检测方法的精度主要受到c-[转换精度、 实际闸门时间z、 同步脉冲产生器的检测分辨率三方面的影响。 C. 厂转换精度越高、 延迟时间越小, 检测精度越高; 实际闸门时间L不能太大或太小。 若L小, 有可能在闸门时间内还没有产生同步脉冲; 若£ 过大, 被测信号频率在此时间内变化会很大, 从而会有较大的误差。 所以恰当的选择实际闸门时间有利于提高系统的检测精度。另外, 数模混合电容检测方法的功能很容易扩展。 可以根据c-¥的关系式, 由测得的频率值计算出对应得电容值, 并且直接显示在数码管上。

推荐产品一、丽芯微电6800pF, 20%, 多层芯片电容(镀金焊盘)


型号:C14-0303-100V-682
容值/容差:6800pF / 20%
温度系数:±15%@-55~+125℃
绝缘电阻@电压:20%
损耗@频率:100V
封装尺寸:0.8*0.8*0.5 mm
性能特点:电容器ESL小,谐振频率高;适合键合组装方式,与半导体芯片相同的装配工艺;容量高,相比单层陶瓷电容器体积更小,可提供良好的温度特性;应用GaAs、GaN芯片的外围电路;电路滤波与静噪;微组装电路中的滤波与静噪;其他需要小型化的微组装领域,可替代部分单层电容。

推荐产品二、丽芯微电680pF, 20%, 多层芯片电容(镀金焊盘)


型号:C14-0202-100V-681
容值/容差:680pF / 20%
温度系数:±15%@-55~+125℃
绝缘电阻@电压:20%
损耗@频率:100V
封装尺寸:0.5*0.5*0.35 mm
性能特点:电容器ESL小,谐振频率高;适合键合组装方式,与半导体芯片相同的装配工艺;容量高,相比单层陶瓷电容器体积更小,可提供良好的温度特性;应用GaAs、GaN芯片的外围电路;电路滤波与静噪;微组装电路中的滤波与静噪;其他需要小型化的微组装领域,可替代部分单层电容。

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