基于RISC-SOC微电容测量模块的研制

3 引线电容抑制

由于导线本身具有电容，会对电容测量带来干扰，所以要采取措施来降低或消除引线电容。如图5所示，C y1,Cy2为引线等效电容。C y1在激励源与地之间，和Cx并联，由于激励源很低阻抗，a,c间的电流对a、b间电压几乎没有影响。因此C y1对测量不会造成影响。C y2在b点和地之间。b点用运放给出一个虚地，那么b、c 间无压差。且b、c间分布电容C y2的容量相对较小(几十pF)，阻抗较高，所以b,c间电压几乎为0，无电流通过。由此可知，C y1, Cy2都不会对测量带来影响。图中虚线为屏蔽层，电缆的屏蔽层则完全屏蔽了外干扰电场对测量的影响。

图5 引线抑制电路

4 通讯接口

4.1 微电容测量模块和PC机的接口

如图6所示，测量模块可以通过一支485-232转接器和PC机连接。在PC机上运行CapMonitor软件即可远程操控和察看，也可运行校准和设置。

4.2 微电容测量模块和单片机的接口

单片机的IO口是TTL电平，因此需要一片MAX485或同类485电平收发芯片，参考电路如图7：

如果和51单片机类似的IO口带有弱上拉的单片机可以不需要R3。

5 结束语：本文设计的电容测量模块集成化程度高，功耗低，电容测量误差在200PF以内时 ≤±1%，在200PF以上时 ≤±0.5%，量程可达0-20000PF。既可以做成便携式的电容测量仪，又可以作为一些测量系统中的组成部分。

本文作者创新点：在电容测量中，采用RISC-SOC混合信号处理器芯片用DDS直接数字频率合成方式，通过12位D/AC产生稳定度优于1/1000，失真度小于1/1000的稳定正弦波，作为测量的激励源，较以往方式产生的激励源在稳定度上有了很大提高，保证了电容测量的高精度，且集成度高，耗能小。