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[电路/定理]

一个把电容信号转成电流的电路，大神分析

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楼主
黑洞不黑|  楼主 | 2018-11-21 10:51 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
电流, 信号, 电路, 电容, 输出电流
先上图

首先说明一下，这个电路功能是把电容信号转换成电流信号，待测电容0-4000pF，输出电流0-4000uA，线性关系；
供电电压是±10V，加到图中VDD和GND，输出电流是从外部0V流入Iout端；
使用自激变压器产生峰峰值约33V、频率约33KHz的交流电，交流电通过右边待测电容后经过整流稳压转成直流电，输出电流和待测电容成线性关系；
现在的问题是线性度不是特别好，在1000pF以下线性度还不错，1000pF以上输出电流就小于理论数值，电容越大相差越大，在电容为4000pF的时候，输出电流只有3850uA。
请各位大神分析一下，有什么解决方法。

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沙发
maychang| | 2018-11-21 12:26 | 只看该作者
电流和电容量，此电路中本来就不应该是线性关系。

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板凳
zyj9490| | 2018-11-21 12:56 | 只看该作者
一看此种电路，不是精密测量的电路，太粗燆，相关量都没有控制。能测量准吗？

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地板
zyj9490| | 2018-11-21 12:57 | 只看该作者
LCR测量般过来，绝对测量准。

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5楼
黑洞不黑|  楼主 | 2018-11-21 13:13 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2018-11-21 12:56
一看此种电路，不是精密测量的电路，太粗燆，相关量都没有控制。能测量准吗？ ...

做仪表用，只能用这个电路，不能用芯片，有一项实验芯片过不去

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评论
william008 2018-11-23 13:53 回复TA
我觉得你对芯片有偏见。芯片只是把三极管之类的电路放在一个芯片上而已，本质上它也是一个电路。能用电路，却不能用放在芯片上的电路，这句话说得有点不通。 
6楼
黑洞不黑|  楼主 | 2018-11-21 13:14 | 只看该作者
用的是电容通交流的原理，电容越大电流越大，基本是线性关系

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7楼
zyj9490| | 2018-11-21 16:08 | 只看该作者
黑洞不黑 发表于 2018-11-21 13:14
用的是电容通交流的原理，电容越大电流越大，基本是线性关系

激力电压也不稳定，谈何电容电流精密测量。

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8楼
maychang| | 2018-11-21 16:23 | 只看该作者
黑洞不黑 发表于 2018-11-21 13:14
用的是电容通交流的原理，电容越大电流越大，基本是线性关系

即使自激振荡电路输出幅度和频率均稳定，电流也不可能与待测电容的容量成线性关系。

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9楼
黑洞不黑|  楼主 | 2018-11-21 17:01 | 只看该作者
maychang 发表于 2018-11-21 16:23
即使自激振荡电路输出幅度和频率均稳定，电流也不可能与待测电容的容量成线性关系。 ...

为什么？在1000pF以下的时候线性度是很好的，已经测试过，示波器、高精度电流表

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10楼
黑洞不黑|  楼主 | 2018-11-21 17:05 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2018-11-21 16:08
激力电压也不稳定，谈何电容电流精密测量。

输入电容4000pF的时候，工作频率比0pF的时候低0.7KHz，不明白为什么频率会变低，只要电容值保持不变，激励电压和频率是保持不变的，电压波动在1mV以下，频率波动在0.1Hz以下

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11楼
黑洞不黑|  楼主 | 2018-11-21 17:19 | 只看该作者

这是测试数据

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12楼
maychang| | 2018-11-21 17:46 | 只看该作者
黑洞不黑 发表于 2018-11-21 17:01
为什么？在1000pF以下的时候线性度是很好的，已经测试过，示波器、高精度电流表 ...

待测电容容量为零，电流并不为零——还有332k的电阻通过电流。
待测电容无穷大，电流也不可能为无穷大——还有两个105电容以及220欧电阻，NPN三极管。
由此，电流不可能与电容量成线性关系。

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13楼
maychang| | 2018-11-21 17:47 | 只看该作者
黑洞不黑 发表于 2018-11-21 17:05
输入电容4000pF的时候，工作频率比0pF的时候低0.7KHz，不明白为什么频率会变低，只要电容值保持不变，激 ...

自激振荡电路，振荡频率本来就随负载变化很厉害，输出电压幅度也随负载变化很厉害。

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14楼
黑洞不黑|  楼主 | 2018-11-21 17:53 | 只看该作者
maychang 发表于 2018-11-21 17:46
待测电容容量为零，电流并不为零——还有332k的电阻通过电流。
待测电容无穷大，电流也不可能为无穷大— ...

呵呵，不要考虑极端，在电容变化范围内能保持线性就好。测试数据中，电容为0输出电流不是0,实际上电容也不可能绝对为0，必然会有一个初始值，把这个初始值当成0，然后开始变化，考虑的是电容的变化量和电流的变化量保持线性就好

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15楼
黑洞不黑|  楼主 | 2018-11-21 17:56 | 只看该作者
maychang 发表于 2018-11-21 17:47
自激振荡电路，振荡频率本来就随负载变化很厉害，输出电压幅度也随负载变化很厉害。 ...

这是三十多年前的一个电路，原来的线性度就不是很好，我们现在要仿制一个产品，有一项实验要求不能使用数字电路，所以只能用这个纯模拟的电路，现在要改善一下让他的线性度好一点，如果有更好的电路的话那就实在太好了

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king5555 + 1 三极管的集极应串联一箫特基二极管。
16楼
戈卫东| | 2018-11-21 18:00 | 只看该作者
你这三极管放大后输出的线性根本就不可能很好

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17楼
黑洞不黑|  楼主 | 2018-11-22 10:06 | 只看该作者
戈卫东 发表于 2018-11-21 18:00
你这三极管放大后输出的线性根本就不可能很好

能不能具体说说

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18楼
戈卫东| | 2018-11-22 11:20 | 只看该作者
黑洞不黑 发表于 2018-11-22 10:06
能不能具体说说

三极管的放大倍数不是线性的

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19楼
xch| | 2018-11-22 11:28 | 只看该作者
相当于高通滤波器。 f《 截止频率时，电流基本与电容成线性，f 接近截止频率时，不存在与电容的线性关系，电流饱和。

一个

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20楼
zyj9490| | 2018-11-22 12:09 | 只看该作者
maychang 发表于 2018-11-21 12:26
电流和电容量，此电路中本来就不应该是线性关系。

恒定电压激力电容产生的电流，检测其电流，电流与容量是线性的。有一个条件，要在合适的频率下，把寄生参数除了，

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