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基于MAX038的简易小电容测试仪设计 基于MAX038的简易小电容测试仪设计 郭 华，申忠如 (西安交通大学城市学院电气与信息工程系，西安7100181) 摘要：本文设计了一种基于MAX038函数信号发生器的小电容测试仪，其原理是将函数发生器的外接电容看作被测 了提高准确度，采用最小二乘法分段拟合曲线；同时与准确度较高的LCR表进行分段比对测试，实现自动修正并显示测 量结果。本测试仪测量范围为10pF～lp．F的小电容。测试结果表明，该测试仪具有运行稳定，测量快速的特点；准确度可 达1级。 关键词：MAX038；小电容测试；TM4C123GH6PM；等精度测频 函数信号发生模块用来产生一个频率与电容相关 0引言 的准确信号，通过测量该信号的频率从而计算得知电 本文通过研究标准函数信号的产生以及信号频率 容容值。本设计采用的MAX038是一款低失真、高 与电容容值的关系，设计了一种基于MAX038便携 频、高精度单片集成函数发生器，通过少量的外接元 式电容测试仪。在设计中，采用了数字信号处理技 件可以产生准确的高频三角波、正弦波、方波等，输 术Ⅲ~[43和比对修正‘53方法，使得测试仪具有快速、 较准确的测出电容值的特点，它不仅可作为一般的便 的频率由调频输入电压U，删、参考电流工刑及外接振 携式电容测试仪使用，而且更适合于作为学生课程设 荡电容共同决定。 计的选题；从而使他们得到在实践在成长，在改进设 当UF删一OV时，j。。端与基准电压输出端REF 计的创新中成才。 之间外接一电阻R州，J。。一UREF／，R№输出振荡频 1简易小电容测试仪的硬件组成及工作 率为 原理 ^一怒(1) 本文设计的电容测试系统主要包括电源模块、函 其中，CF即为外接在MAX038上的被测电容。 数信号发生模块、放大调理模块、TM4C123GH6PM (2)频段选择 控制系统以及显示模块，其系统结构如图1所示。其 本测试系统中，在尽量扩充测量容值的前提下， 中，电源模块为函数信号发生器MAX038提供±5V (1) MAX038的外接电阻R烈应满足2个条件： 电源，同时，利用低压差线性调压器LMlll7将5V MAX038的输出频率不宜过低，否则等精度测频的 电压降至3．3V，为TM4C123GH6PM供电； 测量准确度就会降低；以输出频率50Hz为例，外接 MAX038函数发生器提供准确的方波信号，其频率 电阻R矾不应大于5KQ。(2)保证输出频率不超过 与被测电容相关；方波信号经调理放大后，由 20MHz，可尽量取阻值较大的电阻，但应同时兼顾 TM4C123GH6PM控制系统测算出频率，进而推算 j矾的最佳工作电流范围；例如设定J。。为100pA，可 出被测电容的容值，最后显示在LCD屏上。 使电路产生的温度系数最小。 综合上述因素，本测试系统中，取三种外接阻值 电源模块