微弱电容测量电路设计(本科毕业设计)

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1、毕业设计题目微弱电容测量电路设计学生姓名学号院系电子与信息工程学院专业电子科学与技术指导教师二Ｏ一四年四月一日目录1绪论61.1目前的研究现状61.2常见的电容检测设计61.3设计任务与要求72电容检测系统72.1设计框架82.2检测系统基本原理82.3电容检测系统的杂散性分析92.4T形电阻网络92.5电容检测电路Multisim仿真113交流信号发生器电路设计123.1信号发生电路123.1.1信号波形选择123.1.2常见的信号产生电路123.2晶体振荡电路134全波整流电路设计154.1全波整流电路154.2全波整流电

2、路的Multisim仿真165低通滤波电路设计185.1低通滤波器的选择185.1.1低通滤波器的类型选择185.2.2低通滤波器级数的选择185.2低通滤波电路及其仿真186AD转换电路及MCU控制电路206.1AD转换电路206.2MCU控制电路226.2.1MSP430超低功耗单片机226.2.2电源电路236.2.3晶振电路2346.2.4复位电路和JTAG接口电路246.2.5串口通信电路256.3电源电路256.4硬件电路的抗杂散设计267电容检测系统的性能分析277.1性能指标277.2信号发生器的波形测试277

3、.3检测电路的性能检测分析287.3.1检测分析的目的287.3.2检测内容287.4附图308总结与体会328.1本系统存在的问题及改进措施328.2心得体会33参考文献33致谢344微弱电容测量电路设计南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏南京210044摘要：随着电子技术的发展,各种电子元器件的功能被运用在各中领域，适用范围也越来越广，微弱电容的测量要求也越来越精确。设计个精确，可靠，便捷的电容测量电路具有极大的现实意义。本设计电路主要思想是电荷放大法。电路由信号产生电路产生个方波经过电荷放大将微弱的电流信号转化为电压

4、信号。转化后的电压信号还要经过全波整流和低通滤波电路进行处理最终得到比较清晰的直流电压信号，将信号送到单片机处理显示出电容值。所以电路主要由电荷放大，全波整流，低通滤波三个主要模块组成。本设计电路主要由MSP430单片机起控制作用，对电路送来的直流电压进行采样、测量并计算出电容的大小然后通过液晶显示出来本设计除了测量精确外噪声还比较小有很大的发展前景，未来可进行广泛运用于各电气电子技术领域。关键词：电荷放大，全波整流，低通滤波，MSP430432ThedesignofCapacitancetesterElectronicand

5、InformationEngineering,NUIST,Nanjing210044,ChinaAbstract:Withthedevelopmentofelectronictechnology,variouselectroniccomponentsusedinthefieldoffunction,scopeofapplicationisalsogettingmoreandmorebroad,measuringsmallcapacitancerequirementsmoreaccurately.Designofaprecise

6、,reliable,andhasgreatrealisticmeaningcapacitancemeasurementcircuitandconvenient.Thecircuitdesignofthemainideaisthechargeamplificationmethod.Circuitcomprisesasignalgeneratingcircuitgeneratesasquarewaveafterthechargewillbeweakcurrentsignalintovoltagesignal.Avoltagesig

7、naltransformedbyfullwaverectifiedandlow-passfiltercircuitforprocessingfinallygettheDCvoltagesignalisverysmooth,tosendasignaltothemicrocontrollerprocessingshowsthecapacitancevalue.Sothecircuitismainlycomposedofachargeamplifier,afullwaverectifier,threemainmodules,low-

8、passfiltering.ThecircuitdesignbyMSP430MCUcontrol,measuretheDCvoltagecircuitsentthecalculatedcapacitanceandtheliquidcrystaldisplayinadditio