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贴片电容代理​电容距离的电荷之间的静电力

作者: 发布时间:2021-06-28 10:57:19点击:103

随着载波频率的增加,贴片电容代理系统逐渐电容接近理想情况下的传递关系,因此,从噪声角度考虑,高频载波信号是更佳的选择,但随着载波信号频率的增加,将会对运放提出更高的要求,如压摆率、增益带宽等。因此在选择载波频率时应该考虑到载波频率与输出噪声的功率谱的关系及其对A/D采样频率的影响。

为尽可能消除1/f噪声,电路的频率应该在100 kHz以上,而高频时由寄生电容引起的热噪声很大,在满足香农定理的条件下,工程实践上常将采样频率设置为10倍的信号频率,因此,增加载波频率将需要更高的采样频率。同时过大的载波频率对A/D采样频率的增加不利,所以,选择的工作频率应该低于l MHz,综合以上情况应该将载波的频率设置在100 kHz一1 MHz内,这样电压和电流的噪声平方根谱密度最小。经过综合考虑,选用的载波频率为100kHz。

贴片电容代理载波幅值的选择电容介质中相距一定距离的电荷之间有一定的静电力,异性相吸,同性相斥,当在石英挠性加速度计的可动极板上加载高频载波信号时,可动极板与固定极板上会分别存储等量的异性电荷,极板间存在一个电位差,这样两极板之间会存在一个静电力。当施加的载波幅值大于某一值时,法向静电力会超过弹性梁的承受范围,这时可动极板将会被吸附到固定极板上,发生静电吸合现象。为了避免静电吸合现象的产生,可动极板上施加的调制电压必须控制在一定的范围内。另一方面,提高载波幅值可以在其他条件不变的情况下,获得更大的输出电压,从而改善整个检测系统的灵敏度和信噪比,因此应该在限定的范围内尽量大地提供载波幅值。


贴片电容代理调制信号的幅值还需和C/V转换环节一起综合考虑,以确保进入转化器的信号幅值满足A/D转换器的量程范围。采用高位A/D转换器,可以将载波的幅值设置为很大的lOV。2差动电容检测电路的整体设计差动电容检测电路的主要组成部分主要包括调制信号产生模块、模拟差分放大模块。调制信号产生模块为了避免复杂的交流信号的转换,并针对数字电路的特点,设计由FPGA芯片XC6SLXl6-3FF(G)256I编程辅助产生方波作为差动电容的调制信号。由于方波信号波形比较简单,采用FPGA芯片直接编码,再经过并行的D/A转换器LTCl668转换为模拟的方波信号。此时形成的是一对模拟电流信号L。


贴片电容代理然后利用电流电压转换放大电路转换放大为电压信号,这个信号即为最终的方波调制信号。单载波电容桥型调制电路的输入与石英挠性加速度计表头的输出相连。这部分电路的主要作用是检测表头差动电容的变化,将电容的微弱变化转换为可测的电压信号。模拟差分部分的电路图石英挠性加速度计表头中的差动电容c。c2在调制信号的作用下分别输出与其对应的电流,进行转换放大。为避免只用一级放大器时增益过大,从而因为运算放大器增益带宽的限制,引起带宽的下降,采用的是两级放大电路相串联。经过转换和放大,得到电压信号以5%,两者的差值AU=u。一%作为最终的差分信号输出给数字信号处理部分进行下一步的处理。

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