2016年1月26日 星期二

LC Meter --- 校準與公式





校準

因為實體電路存在許多未知的雜散電容與電感,這將會造成量測上的誤差。故使用一高精密度電容作為校準雜散電容與電感造成的誤差因素。



按上圖,Ccal為校準用的精密電容。設C3與雜散電容總合為C,L1與雜散電感總合為L。
按LC諧振公式:
當 SW1 Off 時,求其諧振頻率為 f1:
當 SW1 斷開,Ccal與C並聯(含雜散電容),其諧振頻率為 f2:
使 f1/f2 並化簡公式:
由上式可得知:C3與雜散電容總合C
且電感L的數值與公式無關。


量測電容



被測量的電容為Cx,在電路上與 C (C是C3與雜散電容並聯後的等效電容) 並聯。

代入諧振公式,求其諧振頻率為f2
取校準過程中的 f1
同樣使 f1/f2 並化簡。
同樣的在公式與 L 無關,且在先前的校準後已得知 f1 與 C。經公式計算後可求得被測量的電容 Cx。

量測電感


被測量的電感為Lx,在電路上與 L (L是L1與雜散電感的串聯後的等效電感) 串聯。
代入諧振公式求其諧振頻率為f2
整理公式為 (formula 1)
取先前校準過程中的 f1
整理公式為
將 L 帶入 (formula 1),並化簡

同樣的在公式與 L 無關,且在先前的校準後已得知 f1 與 C。經公式計算後可求得被測量的電感 Lx。
另外相同於測量電容的方法,也可以解出測量電感的公式:
唯;這樣的公式與 L 有關,所以必須在校準時另外再多計算出 L。

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