[发明专利]电容容值测量电路

说明书

一种电容容值测量电路，包括控制器、待测电容、电容充放电单元以及电压采样单元，其中：所述控制器，适于在一个测量周期中，输出充电控制信号至所述电容充放电单元；并在输出所述充电控制信号达到预设时长时，输出放电控制信号至所述电容充放电单元；计算所述测量周期中，所述待测电容的电压改变量；根据预设的标准电容容值与电压改变量的对应关系，计算所述待测电容容值；所述电容充放电单元，适于在所述充电控制信号的控制下，与所述待测电容形成充电回路；在所述放电控制信号的控制下，与所述待测电容形成放电回路；所述电压采样单元，适于采集所述待测电容的电压值。上述方案能够有效提高电容容值测量的精度。

技术领域

本发明涉及元器件测试领域，尤其涉及一种电容容值测量电路。

背景技术

在电工技术中，电容是最常见的元器件之一，广泛应用于电路中的隔直通交、耦合、旁路、调谐回路等应用场景。

在实际应用中，可以采用多种方法来测量电容容值，例如，采用电桥法测量电容容值、采用容抗法测量电容容值。

在采用容抗法测量电容容值时，是将交流正弦波信号施加在被测电容上，之后进行电容—电压转换，再通过带通滤波器滤出干扰信号。然后，通过交流/直流(AlternatingCurrent/Direct Current，AC/DC)转换器得到正比于待测电容容值的有效值电压，进而通过模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)对转换后得到的模数(A/D)采样值来计算电容值。

然而，在采用容抗法测量电容容值时，由于电容存在内阻，导致测量精度较低。

发明内容

本发明实施例解决的技术问题是如何提高电容容值测量的精度。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电容容值测量电路，包括：控制器、待测电容，分别与所述控制器及所述待测电容耦接的电容充放电单元以及电压采样单元，其中：所述控制器，适于在一个测量周期中，输出充电控制信号至所述电容充放电单元；并在输出所述充电控制信号达到预设时长时，输出放电控制信号至所述电容充放电单元；获取输出所述充电控制信号时所述电压采样单元采集到的待测电容的电压值作为所述待测电容开始充电时的电压值，以及输出所述放电控制信号时所述电压采样单元采集到的待测电容的电压值作为所述待测电容开始放电时的电压值，计算所述测量周期中，所述待测电容在所述预设时长内的电压改变量；根据预设的标准电容容值与电压改变量的对应关系，计算所述待测电容容值；所述电容充放电单元，适于在所述充电控制信号的控制下，与所述待测电容形成充电回路，使所述待测电容充电；以及，在所述放电控制信号的控制下，与所述待测电容形成放电回路，使所述待测电容放电；所述电压采样单元，与所述待测电容耦接，适于在一个测量周期内，采集所述待测电容的电压值。

可选的，所述控制器，适于采用如下公式计算所述待测电容容值：其中，C为所述待测电容容值，C₀为预设的标准电容容值，V₂为所述标准电容对应的开始放电时的电压值，V₁为所述标准电容对应的开始充电时的电压值，(V₂-V₁)为所述标准电容容值对应的电压改变量，V₂'为所述待测电容对应的开始放电时的电压值，V₁'为所述待测电容对应的开始充电时的电压值，V₂'-V₁'为所述待测电容在所述预设时长内的电压改变量。

可选的，所述电容充放电单元包括：多路选择开关、恒流源以及电压源，其中：所述多路选择开关，不动端与待测电容的第一端耦接，动端与恒流源及电压源择一连接，在所述充电控制信号的控制下，将所述恒流源与所述待测电容形成充电回路；以及，在所述放电控制信号的控制下，将所述电压源与所述待测电容形成放电回路；所述待测电容的第二端与地耦接。

可选的，所述电容充放电单元还包括：第一限流电阻，耦接在所述待测电容的第一端与所述电容充放电单元的输出端之间。