測量電容或電感的電路
工程師們經(jīng)常要使用信號發(fā)生器和函數發(fā)生器,還有頻率計與示波器,但他們可能沒(méi)有電容表或電感表。通過(guò)采用圖1的測試設置,就可以用一臺函數發(fā)生器、一塊萬(wàn)用表、一個(gè)頻率計和一臺示波器測量電容或電感。
用此設置測量?jì)蓚€(gè)信號的波幅。然后,無(wú)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,結果是:
使用關(guān)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(shí),先測量輸入電壓,然后調節信號發(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(gè)好的選擇。
為獲得最好的結果,可以用一臺頻率計測量頻率,用數字萬(wàn)用表測量電阻。大多數現代示波器都無(wú)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(lèi)似的步驟可以測量電感。此時(shí),
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。調節頻率,同時(shí)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。得結果為:984.3 pF。
R與f的值并不關(guān)鍵;選擇它們時(shí)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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