可程控等效電容電路的制作方法
【專利摘要】可程控等效電容電路，屬于數(shù)字電路領(lǐng)域。解決了目前可調(diào)電容器不可程控、調(diào)節(jié)范圍窄、調(diào)節(jié)精度低、易磨損，易受環(huán)境影響等問題。一號(hào)電阻和四號(hào)運(yùn)算放大器的同相端連接等效阻抗輸入端；一號(hào)電阻的另一端連接一號(hào)運(yùn)算放大器的反相端、輸出端和二號(hào)電阻；二號(hào)電阻的另一端連接二號(hào)運(yùn)算放大器的反相端、三號(hào)電阻和四號(hào)運(yùn)算放大器的反相端；四號(hào)運(yùn)算放大器的輸出端連接三號(hào)運(yùn)算放大器的同相端；一號(hào)運(yùn)算放大器的同相端連接二號(hào)運(yùn)算放大器的輸出端；二號(hào)運(yùn)算放大器的同相端連接數(shù)字電位器的RW端和電容C5；數(shù)字電位器的RH端連接三號(hào)電阻的另一端和三號(hào)運(yùn)算放大器的反相端及輸出端；電容C5的另一端接地。用于需要使用可程控調(diào)節(jié)電容的場(chǎng)合。
【專利說明】
可程控等效電容電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種等效電容，屬于數(shù)字電路領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)電子電路的微型化、片型化和高度集成化提 出了更高的要求。在電子電路中，電阻和電感的集成化比較容易實(shí)現(xiàn)，但電容的集成和電容 值的調(diào)節(jié)相對(duì)比較困難，為此，科學(xué)研究人員應(yīng)用運(yùn)算放大器等有源器件實(shí)現(xiàn)了等效電容 電路，但一般都是等效為電容與電阻串聯(lián)或并聯(lián)的形式，這種非純電容形式嚴(yán)重地影響了 它的應(yīng)用。目前，市場(chǎng)上雖然也有數(shù)字電容器產(chǎn)品，但其芯片內(nèi)部只是簡(jiǎn)單的用模擬開關(guān)控 制電容串聯(lián)或并聯(lián)而獲得不同的電容值，由于受其體積的限制，其調(diào)節(jié)范圍過窄，電容值一 般只達(dá)到十幾皮法，而且具有精度低、易磨損、使用壽命短、受其體積限制等缺點(diǎn)，嚴(yán)重地影 響了產(chǎn)品的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型是為了解決目前可調(diào)電感器不可程控、調(diào)節(jié)范圍窄、調(diào)節(jié)精度低、易磨 損、易受溫度、濕度等外界環(huán)境影響等問題，提出了一種可程控等效電容電路。
[0004] 本實(shí)用新型所述的可程控等效電容電路，它包括:一號(hào)運(yùn)算放大器、二號(hào)運(yùn)算放大 器、三號(hào)運(yùn)算放大器、四號(hào)運(yùn)算放大器、一號(hào)電阻、二號(hào)電阻、三號(hào)電阻、數(shù)字電位器和電容；
[0005] 所述一號(hào)電阻的一端和四號(hào)運(yùn)算放大器的同相端連接等效阻抗輸入端;所述一號(hào) 電阻的另一端同時(shí)連接一號(hào)運(yùn)算放大器的反相端、一號(hào)運(yùn)算放大器的輸出端和二號(hào)電阻的 一端；
[0006] 所述二號(hào)電阻的另一端同時(shí)連接二號(hào)運(yùn)算放大器的反相端、三號(hào)電阻的一端和四 號(hào)運(yùn)算放大器的反相端；
[0007] 所述四號(hào)運(yùn)算放大器的輸出端連接三號(hào)運(yùn)算放大器的同相端；
[0008] 所述一號(hào)運(yùn)算放大器的同相端連接二號(hào)運(yùn)算放大器的輸出端;二號(hào)運(yùn)算放大器的 同相端連接數(shù)字電位器的Rw端和電容；
[0009] 所述數(shù)字電位器的Rh端連接三號(hào)電阻的另一端和三號(hào)運(yùn)算放大器的反相端及輸 出立而；
[0010]所述電容的另一端接地。
[0011] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：
[0012] 1、本實(shí)用新型所述可程控等效電容電路具有可程控的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電容值的自 動(dòng)控制，為電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來了方便，使一些新型數(shù)字化產(chǎn)品的生產(chǎn)成為可 能。
[0013] 2、本實(shí)用新型所述可程控等效電容電路不受溫度、濕度及壓力等外界環(huán)境因數(shù)的 影響。
[0014] 3、本實(shí)用新型所述可程控等效電容電路與現(xiàn)有的普通可調(diào)電容器相比具有調(diào)節(jié) 范圍廣、穩(wěn)定性高、精度高，無機(jī)械損耗的優(yōu)點(diǎn)。
[0015] 4、本實(shí)用新型所述可程控等效電容電路的體積不隨電容值的變化而變化，提高了 電子電路的集成度。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實(shí)用新型所述可程控等效電容電路連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0017] 一:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的數(shù)字等效電容 電路，它包括:一號(hào)運(yùn)算放大器、二號(hào)運(yùn)算放大器、三號(hào)運(yùn)算放大器、四號(hào)運(yùn)算放大器、一號(hào) 電阻、二號(hào)電阻、三號(hào)電阻、數(shù)字電位器和電容；
[0018] 所述一號(hào)電阻的一端和四號(hào)運(yùn)算放大器的同相端連接等效阻抗輸入端;所述一號(hào) 電阻的另一端同時(shí)連接一號(hào)運(yùn)算放大器的反相端、一號(hào)運(yùn)算放大器的輸出端和二號(hào)電阻的 一端；
[0019] 所述二號(hào)電阻的另一端同時(shí)連接二號(hào)運(yùn)算放大器的反相端、三號(hào)電阻的一端和四 號(hào)運(yùn)算放大器的反相端；
[0020] 所述四號(hào)運(yùn)算放大器的輸出端連接三號(hào)運(yùn)算放大器的同相端；
[0021] 所述一號(hào)運(yùn)算放大器的同相端連接二號(hào)運(yùn)算放大器的輸出端;二號(hào)運(yùn)算放大器的 同相端連接數(shù)字電位器的Rw端和電容；
[0022]所述數(shù)字電位器的Rh端連接三號(hào)電阻的另一端和三號(hào)運(yùn)算放大器的反相端及輸 出立而；
[0023]所述電容的另一端接地。
【具體實(shí)施方式】 [0024] 二:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一 步說明，本實(shí)施方式所述的數(shù)字電位器R4的型號(hào)為X9110,其電阻值調(diào)節(jié)范圍為IOOKil。
【具體實(shí)施方式】 [0025] 三:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一 步說明，本實(shí)施方式所述的一號(hào)電阻心和三號(hào)電阻R 3的電阻值取?ΚΩ。
【具體實(shí)施方式】 [0026] 四：下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一 步說明，本實(shí)施方式所述的二號(hào)電阻R2的電阻值取?ΟΚ?!。
[0027] 本實(shí)用新型的工作原理:結(jié)合圖1說明本實(shí)用新型所述的可程控等效電容電路的 工作原理，設(shè)圖1中的運(yùn)算放大器是理想的，節(jié)點(diǎn)電壓為
為數(shù)字電位器，C5為電容，經(jīng)過電阻的電流為^。根據(jù)圖1并結(jié)合運(yùn)算放大器知識(shí)和基爾霍夫 電流定律,可得下而等式：
[0028] (1)
[0029] (2)
[0030] (3)
[0031] (4)
[0032] 根據(jù)（1M4)式得圖1的等效輸入阻抗Zisi的表達(dá)式為：
[0033] ⑶
[0034] 根據(jù)等式(5)，可知道輸入阻抗特性2&為容抗，其等效電容值為:C$+€S;_。 ' .Γ?ι.ν；?>；-.
[0035] 在圖1中，A^A3起緩沖器的功能，當(dāng)?shù)刃щ姼泄ぷ髟诟哳l范圍時(shí)，AjPA3增加運(yùn)放 的輸出電流，此等效電容的工作電壓和工作頻率由運(yùn)算放大器的工作電壓和工作頻率決 定，可根據(jù)應(yīng)用電路去選擇適合的運(yùn)算放大器的型號(hào)，當(dāng)運(yùn)算放大器的型號(hào)確定后，此等效 電容的工作電壓和工作頻率也隨之確定。數(shù)字電位器取R^R3為固定值 雖S.，并設(shè)定R2的值：R: * ΜΚΩ。
[0036]則等效電容的表達(dá)式為:Ce=DC5，其中D為等效電感的值，其變化范圍為0~ 10 24，C5 確定等效電容值的單位，根據(jù)實(shí)際需要取值。
[0037] 例如：當(dāng)(：5取1#時(shí)，D取卜999時(shí)，Ce的取值為IpF~999 PF;
[0038] 當(dāng)C5取IPF時(shí)，D取1~999時(shí)，Ce的取值為IPF~999譯F。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 可程控等效電容電路，其特征在于，它包括:一號(hào)運(yùn)算放大器(AD、二號(hào)運(yùn)算放大器 (A2)、三號(hào)運(yùn)算放大器(A3)、四號(hào)運(yùn)算放大器(A4)、一號(hào)電阻（Ri)、二號(hào)電阻(R2)、三號(hào)電阻 (R3)、數(shù)字電位器(R4)和電容(C5); 所述一號(hào)電阻(R1)的一端和四號(hào)運(yùn)算放大器(A4)的同相端連接等效阻抗輸入端;所述 一號(hào)電阻(Ri)的另一端同時(shí)連接一號(hào)運(yùn)算放大器(Al)的反相端、一號(hào)運(yùn)算放大器(Al)的輸 出端和二號(hào)電阻(R2)的一端； 所述二號(hào)電阻(R2)的另一端同時(shí)連接二號(hào)運(yùn)算放大器(A2)的反相端、三號(hào)電阻(R3)的 一端和四號(hào)運(yùn)算放大器(A4)的反相端； 所述四號(hào)運(yùn)算放大器(A4)的輸出端連接三號(hào)運(yùn)算放大器(A3)的同相端； 所述一號(hào)運(yùn)算放大器(A1)的同相端連接二號(hào)運(yùn)算放大器(A2)的輸出端;二號(hào)運(yùn)算放大 器(A2 )的同相端連接數(shù)字電位器(R4 )的Rw端和電容(Cs); 所述數(shù)字電位器(R4)的Rh端連接三號(hào)電阻(R3)的另一端和三號(hào)運(yùn)算放大器(A3)的反相 端及輸出端； 所述電容(C5)的另一端接地。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可程控等效電容電路，其特征在于，所述數(shù)字電位器(R4)的電 阻值調(diào)節(jié)范圍為〇~IOOkQ。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可程控等效電容電路，其特征在于，所述一號(hào)電阻(R1)和三號(hào) 電阻(R3)的電阻值取IkQ。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可程控等效電容電路，其特征在于，所述二號(hào)電阻(R2)的電阻 值取IOkQ。
【文檔編號(hào)】H03H17/00GK205545176SQ201620002712
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月5日
【發(fā)明人】商慶華, 曹文杰, 趙志強(qiáng), 姬鵬, 杜威, 黨國斌
【申請(qǐng)人】哈爾濱理工大學(xué)