射频易商城_芯片电容_电容检测芯片的电容检测系统原理③

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导读：很多朋友不知道芯片电容的原理及指标，如何选择芯片电容。射频易商城RFeasy.cn为你解答芯片电容的原理及指标

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基于电容检测芯片的电容检测系统设计③

电容

2． 2 MSP430F149 简介及通信接口设计

系统使用 MSP430F149 集成的 12 位 A／ D 转换器进行 A／ D 转换。 MSP430F149 在 1MHz 的时钟频率下运行时， 芯片的电流在 200～400μA 左右； 在等待方式下， 耗电仅为O． 7μA； 在节电方式下， 电流可达 0． 1 μA。 集成的 12 位 A／ D 转换器具有较高的转换速率， 可达 200 kbps， 能够满足大多数数据采集应用， 为系统的单片解决方案提供了极大的方便。MSP430F149 集成的 A／ D 转换器可采用内部 2． 5 V 参考电压或外部参考电压， 但其内部参考电压准确性较差， 在本系统中将 MS3110 的 2． 25 V 参考电压输出作为 A／ D 转换器的参考电压。 低功耗单片机与集成 A／ D 转换器的采用保证了系统拥有较低的功耗。与上位机的通信接口采用 MSP430F149 集成的串行接口， 通过 MAX3232 芯片转换为三线 RS232 接口与计算机串口直接相连。
3 系统软件设计
系统软件包括单片机软件与上位机软件两部分。
3． 1 单片机软件设计
采用 IAR Assembler for MSP430 集成开发环境， 使用 C 语言编写了单片机部分的程序，主要包括系统初始化、 测量芯片寄存器初始化、 测量与数据传输等。 单片机软件流程如图 3所示。单片机初始化包括单片机 I／ O 初始化、 串行口参数初始化、 A／ D 转换器初始化， 以及与上位机通信接收系统参数等。 MS31lO 初始化是通过单片机 I／ O 对 MS3110 内部寄存器进行初始化， 包括参考电容值、 可调增益、 初始电压等参数。 采样开始后， 单片机按照设定采样率进行采样； 采样结束后， 将数据经转换后传送给上位机进行处理、 显示与存储。
3． 2 上位机软件设计
采用 VC++6． 0 软件和 C++语言编写系统的上位机软件。 软件功能主要包括设置参数，与下位机通信， 数据实时图形化显示、 存储和读取等。 上位机软件界面如图 4 所示。


4 精度测试与分析
进行测试前， 首先应对电路的初始输出进行校准。 方法如下： 将 CSl、 CS2 设置为 O， 使用用高精度电压表对 MS3110 芯片输出电压进行测量， 输出为 O． 497 192 V， 将式(1)中的VREF 修正为 0． 497192 V。在电路板 CS2IN 位置上焊接一个 1． 8 pF 多层陶瓷电容， 用于模拟外部电容式传感器；芯片内部可调电容 CS2 由 O 逐步步进到 342 fF， 以模拟传感器电容的变化， 步进值为 19 fF。具体寄存器参数设置如下： CSl 设为 O， 为 CF 设 9． 728 pF， 可调增益 GAIN 设置为 2，V2P25 设为 2． 25 V， 其他参数均取手册推荐值。 通过实验测得， 当 CS2 取 O 时， 测量值为 1． 960 021 pF。 与电容标称值的差异主要是由电容本身容差与电路的分步电容引起的。由式(1)可得：CS2=(Vout-VREF)CF／ (GAIN×V2P25×1． 14) (2)代入具体数值可得：CS2=(Vout-0． 497 192)×9． 728／ 5． 13 (3)其中， Vout=(A／ D 采样值／ 4 095)×2． 25。 精度测试实验结果如表 1 所列(实测容值为10 次测量的均值)。

推荐产品一、丽芯微电4.7pF, ≥100G@100V, 双面不留边 单层芯片电容

型号：C11-10-100V-4R7
容值/容差：4.7pF / ±0.5pF
温度系数：±15%@-55～+125℃
绝缘电阻@电压：≥100G@100V
损耗@频率：≤4.0@1KHz
封装尺寸：0.254*0.254*0.178 mm
性能特点：尺寸小、容值大，结构简单，电极正面及反面均不留绝缘边;采用MM结构，产品寄生参数小，使用频率高至100GHz;表面纯金电极，适合金丝、金带等微组装工艺;适合Au/Sn、Au/Si、Au/Ge 共晶焊，以及Sn /Pb、导电胶粘接;七专级/ 普军级可选。

推荐产品二、丽芯微电4700pF, ≥1G@25V, 双面不留边 单层芯片电容

型号：C11-60-25V-472
容值/容差：4700pF / ±20%
温度系数：±15%@-55～+125℃
绝缘电阻@电压：≥1G@25V
损耗@频率：≤2.5@1MHz
封装尺寸：1.524*1.524*0.150 mm
性能特点：尺寸小、容值大，结构简单，电极正面及反面均不留绝缘边;采用MM结构，产品寄生参数小，使用频率高至100GHz;表面纯金电极，适合金丝、金带等微组装工艺;适合Au/Sn、Au/Si、Au/Ge 共晶焊，以及Sn /Pb、导电胶粘接;七专级/ 普军级可选。

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