[发明专利]一种可编程电容电路

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体的说，是一种可编程电容电路。

背景技术

电容式油位传感器是利用传感器两电极间覆盖面积随被测液体液位变化而变化，从而引起两电极间电容值变化的关系来进行液位测量的传感器，属于面积变化型电容传感器。因其具有结构简单、动态性能好、温度稳定性好等优点，在航空领域得到了广泛的运用。在对燃油计算机进行检测时,需要为其提供电容传感器激励信号。目前普遍做法是使用固定电容进行模拟，这样做的缺点是只能模拟电容传感器的几个孤立的点值，而不能对电容传感器进行全程模拟，不能真实反应油量传感器工作情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可编程电容电路，用于解决现有技术中燃油计算机检测用的电容模拟信号调节电容值的范围有限，不能全程模拟的问题。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案实现：

一种可编程电容电路，包括信号输入端、信号输出端以及与所述信号输入端连接的用于电压跟随的第一运算放大器OP1和用于电压放大的第二运算放大器OP2，所述第一运算放大器OP1与第二运算放大器OP2之间连接有数字电位器W1，所述数字电位器W1连接有控制芯片，所述信号输入端与所述第一运算放大器OP1连接的节点连接有电容C1的第一端，所述电容C1的第二端与所述信号输出端以及所述第二运放放大器OP2的输出端连接。

工作原理：

信号Vin从信号输入端输入，经过第一运算放大器OP1后电压跟随输出，然后经数字电位器W1分压后输入第二运算放大器OP2，经第二运算放大器OP2比例放大后输出，电容C1的两端分别连接信号输入端和信号输出端，因此，电容C1两端的电压由信号输出端与信号输入端电压差决定。第二运算放大器OP2的放大比例的调节通过数字电位器W1的阻值调节来实现，而数字电位器W1的阻值由控制芯片控制，控制芯片中预存有用于精确调节数字电位器W1阻值连续变化的软件程序，实现电路的等效电容可调范围广且可以全程模拟，从而达到等效控制电容的效果，数字电位器W1的控制精度决定了电容C1电压的控制精度。

进一步地，所述第一运算放大器OP1的反向输入端与第一运算放大器OP1的输出端连接，第一运算放大器OP1的同向输入端连接所述信号输入端的第一端子和所述电容C1的第一端，所述第一运算放大器OP1的输出端连接所述数字电位器W1。

工作原理：

由第一运算放大器OP1组成的电压跟随电路目的在于减少信号损耗，增强信号对后一级的驱动能力。

进一步地，所述第二运算放大器OP2的同向输入端串联电阻R3后与所述信号输入端的第二端子连接，第二运算放大器OP2的反向输入端串联电阻R1后与所述数字电位器W1的可调节端连接，所述第二运算放大器OP2的反向输入端与第二运算放大器OP2的输出端之间连接有电阻R2。

工作原理：

输入信号Vin经第一运算放大器OP1及数字电位器W1分压后，信号变为K*Vin,其中K为数字电位器W1的分压系数(0≤K≤1)，再经第二运算放大器比例放大后输出信号为Vout，Vout＝V₊-V_-＝Vb-K*Vin*R2/R1；其中K为数字电位器W1的分压系数，Vb为信号输入端第二端子的电位，因此作用于电容C1的实际信号电压Vc的计算公式为：Vc＝Vout-Va；将Vout＝Vb-K*Vin*R2/R1代入计算公式，得到：Vc＝-Vin-K*Vin*R2/R1，其中Va为信号输入端第一端子的电位；即电容C1两端的电压大小为：Vin+K*Vin*R2/R1,因此等效电容为：C＝C1*(1+K*R2/R1)；即当电容C1，电阻R1、电阻R2固定后，可通过控制芯片控制数字电位器W1的阻值，调节分压系数K，达到精确控制等效电容C的目的。当电阻R2和电阻R1为可调电阻时，等效电容的范围更广。

进一步地，所述数字电位器W1的固定端子分别与所述第一运算放大器OP1的输出端和所述信号输入端的第二端子连接，所述信号输入端的第二端子与所述电阻R3串联后与所述第二运算放大器OP2的同向输入端连接，所述数字电位器W1的控制引脚与所述控制芯片连接。

工作原理：

这样的连接方式，数字电位器W1的可调节端与连接

进一步地，所述控制芯片型号为Atmega16，所述数字电位器W1型号为MCP41010。