基于C8051的谐振法测电容电感.docx

基于C8051的谐振法测电容电感基TC8051的谐振法测电容电感摘耍：本系统以C8051F360单片机最小系统为核心，实现电 容电感的自动测量与显示的功能输出信号是市AD9833产生频率范 围为1Hz〜1MHz可调的正弦波，输出信号通过AD637转换供单片机 AD采样读取通过软件调节输出正弦波的频率，以达到自动测量的 功能同时通过按键达到电容电感测量可切换电容测量范围为 lOOpF〜lOOOOpF,电感的测量范围为100uH〜lOOOOuH,测量精度为 10%o关键词：C8051F360；并联谐振;RMS； DDS1系统总体设计利用并联谐振法，基于DDS技术的高性能、高分辨率、高稳定度 的信号源，能较好的解决频率稳定性的问题，通过合理的程序编写, 能较好的解决测试时间长的问题，完全可以构成高性能RLC测量仪, 故采用本方法系统总体原理框图如图（Do图1系统总体结构2硬件电路设计2. 1 DDS信号源采用AD9833产生正弦波，频率范围为1 Hz〜1MHz通过SPI串 行接口与单片机相连，通过写28位频率字改变输出频率当外部参 考时钟为25MHz时，输出信号可以达到小于0. 1Hz的分辨率。

AD9833 产生的信号通过两级放大，与电压跟随器，恒压输出到测试接口2.2测试接口通过两个继电器的开合，使电路处于测电容状态和测电感状态, 继屯器的控制由单片机的一个I/O 口控制当测量电容时，取2mH标 准电感，电容的测量范围为lOOpF〜lOOOOpF,误差＜10%o当测量电 感时,取313nF标准电容，电感的测量范围为1 OOuII〜lOOOOuH,误 差〈10%2.3 AD637 (RMS)AD637属于高准确度的单片真有效值/直流转换器输入电压有 效值0〜2V吋，最大非线性误差＜0. 02%0它能计算任何复杂波形的有 效值，并用分贝输出，量程为60dB,频带宽当输出信号有效值为 IV时,其频率上限高达8MHz3软件流程设计程序主要实现电容电感测量的功能,通过按键来判断是测量电容 还是电感，通过P2.6通断继电器即可通过写频率字给AD9833,产 生正弦波从频率为OHz,步进为1 OOOOHz开始步进，判断电压与前 一电压的大小，来确定是否谐振频率落在这一步进范围内，若超出范 围，则换成下一步进值,分别为1000Hz. 100Hz. lOHzo通过循环操 作找到电压最大吋的频率值，换算显示。

4测试方法用示波器观测AD9833信号发牛器输出的波形，从实际测得的波 形可以看出，实际波形的频率与设置频率是否一致再测试AD637, 给其输入由信号发生器产生的标准正弦波，由AD采集显示，是否与 预计的有效值电压一致最后接入已知电容和待测电感，以及已知电 感和待测电容分别进行多次测量，将测量值填入下表，计算相对误差, 比较分析测量数据的相对误差都＜10%,满足设计要求实际值5结语木系统以C8051F360单片机最小系统为核心，外围LC谐振电路、 交直流转换电路等，可较精确地测量电容电感，并通过LCD显示由 于Q二RVC/L,为了提高测量精度，应尽量提高Q值AD的精度也是 影响木实验的一个因数，AD位数越高，测量的精度越高。