一种基于自动平衡电桥电容检测的相位补偿电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于自动平衡电桥电容检测的相位补偿电路，包括第一电阻、放大器和第二电阻，第一电阻的一端与放大器的反向输入端连接，第一电阻的另一端与放大器的输出端连接，放大器的同向输入端接地，第二电阻的一端接地，第二电阻的另一端与待测元器件的一端连接，待测元器件的另一端与放大器的反向输入端连接，第一电阻和第二电阻的阻值相等。本实用新型专利技术使用零点极点相位补偿的方法，检测任意电容都不会引起电路震荡的现象，无明细跳动，稳定性好，测量更准确。使用极低的成本，能够扩大平衡电桥的电容检测动态范围，精度高，稳定性好。性好。性好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自动平衡电桥电容检测的相位补偿电路


[0001]本技术涉及相位补偿电路
，尤其涉及一种基于自动平衡电桥电容检测的相位补偿电路。

技术介绍

[0002]市面上检测电阻、电容、电感的LCR仪器仪表体积庞大，价格昂贵，不利于集成。便携式LCR表以自动平衡式电桥技术为主，但是在检测不同电容的过程中存在引起电路震荡的风险，测量不准确，甚至导致电路工作不正常而需要复位电路。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种基于自动平衡电桥电容检测的相位补偿电路，使用极低的成本，能够扩大平衡电桥的电容检测动态范围，精度高，稳定性好。
[0004]本技术提供一种基于自动平衡电桥电容检测的相位补偿电路，包括第一电阻、放大器和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述放大器的反向输入端连接，所述第一电阻的另一端与所述放大器的输出端连接，所述放大器的同向输入端接地，所述第二电阻的一端接地，所述第二电阻的另一端与待测元器件的一端连接，所述待测元器件的另一端与所述放大器的反向输入端连接，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值相等。
[0005]进一步地，所述第二电阻的阻值均为100欧姆。
[0006]进一步地，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值均为1K欧姆。
[0007]进一步地，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值均为10K欧姆。
[0008]进一步地，所述待测元器件包括电阻、电容、电感。
[0009]相比现有技术，本技术的有益效果在于：
[0010]本技术提供一种基于自动平衡电桥电容检测的相位补偿电路，包括第一电阻、放大器和第二电阻，第一电阻的一端与放大器的反向输入端连接，第一电阻的另一端与放大器的输出端连接，放大器的同向输入端接地，第二电阻的一端接地，第二电阻的另一端与待测元器件的一端连接，待测元器件的另一端与放大器的反向输入端连接，第一电阻和第二电阻的阻值相等。本技术使用零点极点相位补偿的方法，检测任意电容都不会引起电路震荡的现象，无明细跳动，稳定性好，测量更准确。使用极低的成本，能够扩大平衡电桥的电容检测动态范围，精度高，稳定性好。
[0011]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0012]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，
本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0013]图1为本技术实施例中待测元器件测试原理图；
[0014]图2为本技术实施例中待测元器为电容时的相位补偿电路原理图；
[0015]图3为本技术实施例中电容的波特图；
[0016]图4为本技术的一种基于自动平衡电桥电容检测的相位补偿电路图；
[0017]图5为本技术实施例中补偿后的波特图。
具体实施方式
[0018]下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0019]如图1所示，通过未知阻抗(Z
X
)将电流(I
X
)转换为电压(V
O
)。未知阻抗值通过流过它的电流值确定。放大器和电路的非理想特性在LCR表的设计中起着非常关键的作用。待测元件Zx的元件类型和值对电路的稳定性也很敏感，特别在测量电容阻抗的时候。在本技术中，这些稳定性问题通过使用多路径电容补偿技术解决。
[0020]如图2所示，当待测元器件Zx为电容时，传输系统方程为
[0021][0022]系统的传输存在一个零点，零点的频率为
[0023][0024]如图3所示，零点的频率取决于电容值，Aolβ是以40dB/dec为斜率，当零点频率低于fcl，相位将会减少到0，会造成系统不稳定。
[0025]一种基于自动平衡电桥电容检测的相位补偿电路，如图4所示，包括第一电阻R
F
、放大器A2和第二电阻R
G
，第一电阻R
F
的一端与放大器A2的反向输入端连接，第一电阻R
F
的另一端与放大器A2的输出端连接，放大器A2的同向输入端接地，第二电阻R
G
的一端接地，第二电阻R
G
的另一端与待测元器件的一端连接，待测元器件的另一端与放大器A2的反向输入端连接，第一电阻R
F
和第二电阻R
G
的阻值相等。待测元器件包括电阻、电容、电感。
[0026]本实施例中，待测元器件为电容，当添加第二电阻R
G
后，传输系统方程为
[0027][0028]如图5所示，比较可见，第二电阻R
G
的存在，在反馈回路上有零极点的组合，零点频率为
[0029][0030]极点频率为
[0031][0032]当R
G
＝R
F
时，Wp＝2*Wz,极点频率始终保持着零点频率的2倍，优点是极点的固有频率特性补偿了零点，Cx的Aolβ以20dB/dec斜率补偿，使得fcl始终保持在极点的右侧，而不处于零点与极点之间。所以，当R
G
＝R
F
匹配时，Wp＝2*Wz与Cx无关，可以使得电容测量时系统都处于稳定状态。所以添加第二电阻R
G
补偿后，使得系统测量电容能够保持系统稳定状态。
[0033]在一实施例中，第一电阻和第二电阻的阻值均为100欧姆、1K欧姆或10K欧姆。根据不同的测试频率及电容的电容值，分别适用不同的第一电阻和第二电阻阻值。当测试频率为100赫兹时，100欧姆的第一电阻和第二电阻适用测量的电容值为1.05微法至1.59毫法，1K欧姆的第一电阻和第二电阻适用测量的电容值为30纳法至1微法，10K欧姆的第一电阻和第二电阻适用测量的电容值为18纳法至30纳法。当测试频率为100K赫兹时，100欧姆的第一电阻和第二电阻适用测量的电容值为1纳法至1微法，1K欧姆的第一电阻和第二电阻适用测量的电容值为30皮法至1纳法，10K欧姆的第一电阻和第二电阻适用测量的电容值为1.8皮法至30皮法。
[0034]本技术作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本技术；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本技术技术方案范围内，利用以上所揭示的
技术实现思路
而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本技术的等效实施例；同时,凡依据本技术的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本技术的技术方案的保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自动平衡电桥电容检测的相位补偿电路，其特征在于：包括第一电阻、放大器和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述放大器的反向输入端连接，所述第一电阻的另一端与所述放大器的输出端连接，所述放大器的同向输入端接地，所述第二电阻的一端接地，所述第二电阻的另一端与待测元器件的一端连接，所述待测元器件的另一端与所述放大器的反向输入端连接，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值相等。2.如权利要求1所述的一种基于自动平衡电桥电容检测的相位补...

【专利技术属性】
技术研发人员：王礼忠，
申请(专利权)人：深圳市派捷电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：