差動(dòng)脈寬(脈沖寬度)調(diào)制電路

利用對(duì)傳感器電容的充放電使電路輸出脈沖的寬度隨傳感器電容量變化而變化。通過低通濾波器得到對(duì)應(yīng)被測(cè)量變化的直流信號(hào)。

右圖為差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路原理圖，圖中C1、C2為差動(dòng)式傳感器的兩個(gè)電容，若用單組式，則其中一個(gè)為固定電容，其電容值與傳感器電容初始值相等;A1、A2是兩個(gè)比較器，Ur為其參考電壓。

差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路

差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路各點(diǎn)電壓波形圖

UAB經(jīng)低通濾波后，得到直流電壓U0為

UA、UB—A點(diǎn)和B點(diǎn)的矩形脈沖的直流分量;

T1、T2 —分別為C1和C2的充電時(shí)間;U1—觸發(fā)器輸出的高電位。

C1、C2的充電時(shí)間T1、T2為

因此，輸出的直流電壓與傳感器兩電容差值成正比。

設(shè)電容C1和C2的極間距離和面積分別為 1、 2和S1、S2，將平行板電容公式代入上式，對(duì)差動(dòng)式變極距型和變面積型電容式傳感器可得

可見差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路能適用于任何差動(dòng)式電容式傳感器，并具有理論上的線性特性。這是十分可貴的性質(zhì)。在此指出：具有這個(gè)特性的電容測(cè)量電路還有差動(dòng)變壓器式電容電橋和由二極管T形電路經(jīng)改進(jìn)得到的二極管環(huán)形檢彼電路等。

另外，差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路采用直流電源，其電壓穩(wěn)定度高，不存在穩(wěn)頻、波形純度的要求，也不需要相敏檢波與解調(diào)等;對(duì)元件無線性要求;經(jīng)低通濾波器可輸出較大的直流電壓，對(duì)輸出矩形波的純度要求也不高。