采用单片机和少数芯片实现微小电容测量电路的设计 测量仪表技术文章

图1 实现测量的电路原理图

令△U=U1-U2，则电压差△U经过放大后，通过MSP430单片机的AD转换模块进行转换，数据存储的同时，单片机控制K1、K2闭合，在T2时间内，使C1，C2两端的短路，两电容两端电压降到零，此时完成放电过程。

至此，一次完整的采样过程结束，充放电时序见图2。

图2 充放电时序图

在整个过程中，单片机要产生一个频率为100 kHz，占空比为90％的PWM波，用以控制K1、K2的通断，还要以（T1+T2）的周期完成AD变换和数据存储。其中，T1的最大值小于充电时间，T2的最小值大于放电时间。

2 硬件设计

2.1 恒流源的设计

恒流源是整个测量系统模拟部分的重要组成部分，其稳定性直接决定了系统测量的精度。本设计中的两个恒流源要求输出电流相等，具体设计如图3。