Преобразователь емкости Советский патент 1992 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для измерения параметров .электрических цепей.

Известен преобразователь емкость-напряжение (А.с« СССР № 1173346, МКИ G01R 27/26, Б.И. № 30, 1985 г.), который содержит источник постоянного напряжения, активный элемент, в качестве которого использован туннельный диод, параллельныйLC-контур, емкостный датчик, резистор и параллельную RC-цепь.

.Недостатком известного преобразователя является значительная погрешность, обусловленная наличием паразитной емкости устройства контактирования.

Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому изобретению является преобразователь емкости, входящий в состав детектора положения (Патент США № 4142144, 1979), содержащий генератор переменного напряжения, первый вывод которого соединен с оЬщёй шиной, транзистор, устройство разряда, включенное между базой и эмиттером транзистора, конденсатор,, включенный между эмиттером транзистора и первым выводом генератора переменного напряжения, второй вывод которого соединен с базой транзистора.

Известное устройство содержит генератор переменного напряжения, транзистор, устройство разряда, конденсатор, паразитную емкость, образованную между цепью, соединяющей эмиттер транзистора с конденсатором и общей шиной.

Устройство разряда может быть выполнено в виде диода, включенного встречно- параллельно эмиттерному переходу транзистора.

Недостатком известного преобразователя является большая погрешность, вносимая паразитной емкостью, образованной цепью, соединяющей эмиттер транзистора с первым выводом устройства разряда и первой обкладкой конденсатора относительно общей шины.

Паразитная емкость включена параллельно преобразуемой емкости, поэтому коллекторный ток транзистора представляw

Ё

V|

ю

ел N w

ет собой суперпозицию (сумму) токов заряда конденсатора и паразитной емкости.

Таким образом, погрешность обусловленная наличием паразитной емкости полным весом входит в результат преобразования емкости в ток.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности, в результате чего повышается достоверность результатов измерения.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь емкости, содержащий генератор переменного напряжения, транзистор, устройство разряда, включенное между базой и эмиттером транзистора, конденсатор, включенный между эмиттером транзистора и первым выводом генератора переменного напряжения, второй вывод которого соединён с базой транзистора, введена линия связи, соединяющая базу транзистора с общей шиной.

Введение указанного отличительного признака существенно уменьшает .влияние паразитной емкости на результат преобразования емкости в ток.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя...

Преобразователь содержит генератор 1 переменного напряжения, транзистор 2, устройство разряда 3, конденсатор 4.

Первый вывод генератора 1 соединен с. базой транзистора 2, устройство разряда 3 включено между базой и эмиттером транзистора 2, конденсатор 4 включен между эмиттером транзистора 2 и вторым выводом генератора 1, а база транзистора 2 подключена к общей шине.

Генератор 1 переменного напряжения может быть реализован по любой схеме генератора высокочастотных синусоидальных колебаний (Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. 1 т., М-., 1984, с.276-281) или в виде генератора двуполярного линейно изменяющегося напряжения.

Преобразователь работает следующим образом.

Выходное напряжение генератора 1 через встречно-параллельно соединенные р-п- переходы устройства разряда 3 и эмиттерный

переход транзистора 2 прикладывается к конденсатору 4. При этом конденсатор 4 периодически заряжается до напряжения U эмиттерным током транзистора 2 и перезаряжается до напряжения +U через устройство разряда 3.

Во время заряда конденсатора 4 эмиттерным током транзистора 2 коллекторный ток транзистора 2 примерно равен эмиттерному, который в свою очередь пропорционален емкости конденсатора 4.

Отличительной особенностью предлагаемого технического решения является то, что к паразитной емкости 5 прикладывается

лишь падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора 2, которое может быть в десятки раз меньше выходного напряжения генератора 1.

При этом во столько же раз снижается

составляющая коллекторного тока, обусловленная влиянием паразитной емкости 5.

Кроме того,в предлагаемом преобразователе транзистор 2 включен по схеме с общей базой, при этом повышается быстро действие преобразователя по сравнению с прототипом, где транзистор включен по схеме с общим коллектором. Включение транзистора 2 по схеме с общей базой позволяет повысить частоту генератора 1 и тем самым

повысить чувствительность преобразователя.

Таким образом, введение отличительного признака снижает погрешность и повышает чувствительность преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь емкости, включающий транзистор, блок разряда, генератор переменного напряжения, первый вывод которого через конденсатор соединен с входом блока разряда и эмиттером транзистора, база которого соединена с выходом блока разряда и вторым выводом генератора переменного напряжения, а коллектор транзистора является выходом прёобразователя емкости, и общую шину, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности преобразования за Счет снижения влияния паразитной емкости между эмиттером транзистора и общей шиной, база тран-.

зистора соединена с общей шиной.

2

Вых

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для измерения параметров электрических цепей. Целью изобретения является повышение точности преобразования за счет снижения влияния паразитной емкости между эмиттером транзистора и общей шиной. Преобразователь емкости включает генератор 1, транзистор 2, блок разряда 3, конденсатор 4, паразитную емкость 5. Особенностью изобретения является соединение базы транзистора с общей шиной. 1 ил.

J