一种电容测量芯片及万用表、电容测量电路制造技术

本实用新型专利技术涉及电容检测技术领域，公开了一种电容测量芯片及万用表、电容测量电路，包括：小电容测量单元、大电容测量单元，在对待测电容进行测量的过程中，先采用大电容测量单元对待测电容进行检测，判断待测电容为大电容或者小电容；当待测电容为大电容时，继续采用大电容测量单元对待测电容的电容量进行检测，当待测电容为小电容时，采用小电容测量单元对待测电容的电容量进行检测。本实用新型专利技术可以同时保证小范围内的待测电容和极大范围内的待测电容，都得到准确、快速的测试。快速的测试。快速的测试。

【技术实现步骤摘要】
一种电容测量芯片及万用表、电容测量电路


[0001]本技术涉及电容检测
，具体为一种电容测量芯片及万用表、电容测量电路。

技术介绍

[0002]电容测量是万用表的一个典型应用，目前的万用表芯片中，对电容测量一般会采用电桥法或充放电法。采用电桥法的优点是测试速度快，并且对测试电路中的寄生电容不敏感，可以测试出很小的电容。但如果待测电容太大，其等效阻抗下降，由于待测电容存在寄生电阻，这时候测试出来的结果误差就很大。因此电桥法只适合小电容测试。而充放电法通过对电容不停的充放电，计算充放电所需的时间，可以测试出很大的电容，但这种方法受寄生电容影响明显，只有待测电容远大于寄生电容时，才能得到准确的测试结果。因此充放电法一般只适合测试大电容。因此，需要一种能够同时适用大电容和小电容的测量芯片。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有万用表芯片芯片不能同时用于检测大电容和小电容的问题，提供了一种电容测量芯片及万用表、电容测量电路。
[0004]为了实现上述目的，本技术提供一种，包括：第一引脚A0、第二引脚A1、模拟地引脚AGND、小电容测量单元和大电容测量单元，所述第一引脚分别连接所述小电容测量单元的第一端和所述大电容测量单元的第一端，所述第二引脚分别连接所述小电容测量单元的第二端和所述大电容测量单元的第二端，所述模拟地引脚连接所述小电容测量单元的第三端；
[0005]所述第一引脚A0连接外部的第一参考电阻Rref1的一端，所述第二引脚A1连接外部的第二参考电阻Rref2的一端，所述模拟地引脚AGND通过黑表笔连接外部的待测电容的一端，所述待测电容的另一端通过红表笔分别连接所述第一参考电阻Rref1的另一端和所述第二参考电阻Rref2的另一端；
[0006]在对所述待测电容进行测量的过程中，先采用所述大电容测量单元对所述待测电容进行检测，判断所述待测电容为大电容或者小电容；当所述待测电容为大电容时，继续采用大电容测量单元对所述待测电容的电容量进行检测，当所述待测电容为小电容时，采用所述小电容测量单元对所述待测电容的电容量进行检测。
[0007]作为一种可实施方式，所述大电容测量单元包括电流源I、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW5、第一比较器、第二比较器、第一基准电压VREF1、第二基准电压VREF2和计数器；
[0008]所述电流源I分别连接工作电压VDD和接地端GND，所述电流源I通过所述第一开关SW1连接所述大电容测量单元的第一端，用于对所述待测电容进行充电，所述电流源I通过所述第二开关SW2连接所述大电容测量单元的第一端，用于对所述待测电容进行放电；所述大电容测量单元的第二端通过所述第三开关SW5分别连接所述第一比较器的第一输入端和
所述第二比较器的第一输入端，所述第一比较器的第二输入端连接所述第一基准电压VREF1，所述第二比较器的第二输入端连接所述第二基准电压VREF2，所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端分别连接所述计数器；
[0009]当采用所述大电容测量单元对所述待测电容的电容量进行检测时，先将所述第一开关SW1闭合，所述第二开关SW2断开，所述第三开关SW5闭合，所述电流源I对所述待测电容Cx进行充电，当所述电容Cx的电压值超过所述第一比较器的第二输入端输入的第一基准电压VREF1的电压值时，完成充电，所述第一开关SW1断开，所述第二开关SW2闭合，所述第三开关SW5闭合，所述电流源I对所述待测电容Cx进行放电，当所述电容Cx的电压值低于所述第二比较器的第二输入端输入的第二基准电压VREF2的电压值时，完成放电；所述计数器用于计算循环一次充放电的时间。
[0010]作为一种可实施方式，当采用所述大电容测量单元对所述待测电容的电容量进行检测时的计算公式为：Cx＝T*I/(VREF1
‑
VREF2)，式中，Cx表示所述待测电容的电容量，VREF1表示第一基准电压VREF1的电压值，VREF2表示第二基准电压VREF2的电压值，I表示电流源I输出的电流值，T表示所述计数器计算得到的循环一次充放电的时间。
[0011]作为一种可实施方式，所述小电容测量单元包括第一运算放大器OP1、第二运算放大器OP2、第四开关SW3、第五开关SW4、第六开关SW6、第七开关SW7、正弦信号源VSIN和ADC模块；
[0012]所述小电容测量单元的第一端通过所述第四开关SW3连接所述第二运算放大器的输出端，所述小电容测量单元的第一端连接所述ADC模块的第一引脚；所述小电容测量单元的第二端连接所述ADC模块的第二引脚，所述小电容测量单元的第二端通过所述第五开关SW4连接所述第二运算放大器单元的反向输入端，所述小电容测量单元的第三端分别连接所述ADC模块的第三引脚、所述第一运算放大器的反向输入端、所述第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的正向输入端通过所述第六开关SW6连接接地端，所述第一运算放大器的正向输入端依次通过所述第七开关SW7、所述正弦信号源VSIN连接接地端；
[0013]当采用所述大电容测量单元对所述待测电容的电容量进行检测时，所述第六开关SW6闭合，所述第四开关SW3、所述第五开关SW4、所述第七开关SW7断开；当采用所述小电容测量单元对所述待测电容的电容量进行检测时，所述第六开关SW6断开，所述第四开关SW3、所述第五开关SW4、所述第七开关SW7闭合，所述正弦信号源VSIN输出的正弦信号通过所述第一运算放大器OP1、所述黑色表笔达到所述待测电容Cx的一端，所述待测电容Cx的另一端输出电流通过所述第一参考电阻Rref1，所述ADC模块用于对所述第一参考电阻Rref1两端的电压值进行检测以及对所述正弦信号源VSIN输出的正弦信号的幅度值进行检测。
[0014]作为一种可实施方式，当采用所述大电容测量单元对所述待测电容的电容量进行检测时的计算公式为：Cx＝VR/(VSIN*Rref*2*pi*f)，式中，Cx表示所述待测电容的电容量，VR表示所述第一参考电阻Rref1两端的电压值，VSIN表示所述正弦信号源VSIN输出的正弦信号的幅度值，f表示所述正弦信号源VSIN输出的正弦信号的频率值。
[0015]相应的，本技术还提供一种万用表，包括如任一项所述的电容测量芯片。
[0016]相应的，本技术还提供一种电容测量电路，包括如任一项所述的电容测量芯片。、本技术的有益效果：本技术提供的一种电容测量芯片及万用表、电容测量电路，包括：小电容测量单元、大电容测量单元，在对待测电容进行测量的过程中，先采用大电
容测量单元对待测电容进行检测，判断待测电容为大电容或者小电容；当待测电容为大电容时，继续采用大电容测量单元对待测电容的电容量进行检测，当待测电容为小电容时，采用小电容测量单元对待测电容的电容量进行检测；本技术可以同时保证小范围内的待测电容和极大范围内的待测电容，都得到准确、快速的测试。
附图说明
[0017]图1为本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容测量芯片，其特征在于，包括：第一引脚A0、第二引脚A1、模拟地引脚AGND、小电容测量单元和大电容测量单元，所述第一引脚分别连接所述小电容测量单元的第一端和所述大电容测量单元的第一端，所述第二引脚分别连接所述小电容测量单元的第二端和所述大电容测量单元的第二端，所述模拟地引脚连接所述小电容测量单元的第三端；所述第一引脚A0连接外部的第一参考电阻Rref1的一端，所述第二引脚A1连接外部的第二参考电阻Rref2的一端，所述模拟地引脚AGND通过黑表笔连接外部的待测电容的一端，所述待测电容的另一端通过红表笔分别连接所述第一参考电阻Rref1的另一端和所述第二参考电阻Rref2的另一端；在对所述待测电容进行测量的过程中，先采用所述大电容测量单元对所述待测电容进行检测，判断所述待测电容为大电容或者小电容；当所述待测电容为大电容时，继续采用大电容测量单元对所述待测电容的电容量进行检测，当所述待测电容为小电容时，采用所述小电容测量单元对所述待测电容的电容量进行检测。2.根据权利要求1所述的电容测量芯片，其特征在于，所述大电容测量单元包括电流源I、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW5、第一比较器、第二比较器、第一基准电压VREF1、第二基准电压VREF2和计数器；所述电流源I分别连接工作电压VDD和接地端GND，所述电流源I通过所述第一开关SW1连接所述大电容测量单元的第一端，用于对所述待测电容进行充电，所述电流源I通过所述第二开关SW2连接所述大电容测量单元的第一端，用于对所述待测电容进行放电；所述大电容测量单元的第二端通过所述第三开关SW5分别连接所述第一比较器的第一输入端和所述第二比较器的第一输入端，所述第一比较器的第二输入端连接所述第一基准电压VREF1，所述第二比较器的第二输入端连接所述第二基准电压VREF2，所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端分别连接所述计数器；当采用所述大电容测量单元对所述待测电容的电容量进行检测时，先将所述第一开关SW1闭合，所述第二开关SW2断开，所述第三开关SW5闭合，所述电流源I对所述待测电容进行充电，当所述待测电容的电压值超过所述第一比较器的第二输入端输入的第一基准电压VREF1的电压值时，完成充电，所述第一开关SW1断开，所述第二开关SW2闭合，所述第三开关SW5闭合，所述电流源I对所述待测电容进行放电，当所述待测电容的电压值低于所述第二比较器的第二输入端输入的第二基准电压VREF2的电压值时，完成放电；所述计数器用于计算循环一次充放电的时间。3.根据权利要求2所述的电容测量芯片，其特征在于，当采用所述大电容测量单元对所述待测电容的电容量进行检...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海，杨宏，吕尧明，程飞，吴清源，
申请(专利权)人：杭州米芯微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：