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任务一：电容传感器电路的仿真（ 5 天）
一、主要内容及步骤
理解电容传感器电路的主要构成及其工作原理，并应用 multisim
软件对电容传感器电路进行仿真分析，步骤如下：
| ?
D2
1N1202C
GND
GND
XSC1
Ext Trig
+
_
A
B
+
_
+
_
产生正弦波信号， 采用文氏桥式 RC 振荡器，起振条件： R5+R2 ＞ 2R3，振荡频率 F0=1/(2 RC) ，C1、 C2 取值在 nf 级，且取在 1~30nf 之间为宜，相对地 C1、C2 取值越小 F0 越大，正弦信号产生迅速。
D1 、 D2 作用：为了使输出幅度稳定，同时在运放反向端加入负反馈支路，支路中 D1、 D2
.
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起稳幅作用， 当输出幅度增大时， 处于导通状态的二极管的正向压降随之增大， 正向电阻减
小，使负反馈深度加深，迫使输出减小，达到稳幅的目的。 R5 用于调节负反馈的大小，以
便使输出符合设计要求，此处 R5 取 40%左右电阻量适宜，过大过小都会产生振荡发散。
（3） C/V 转换电路（ cv）
R6
200k| ?
C3
C7
10nF
VCC
15V
VCC
IO1
C4
IO1
1
3
90%
Key=A
R7
10k| ?
GND
GND
U2A
3
1
IO2
IO2
2
LM324M
VDD
VDD
-15V XSC3
Ext Trig
+
_
A
B
+
_
+
_
此处我采用了一个补偿电容
C7，使得对可变电容地变化范围可控，同时改变
C7 、C3可以调
节零点和 C4地测量范围 （具体见第五部分方案一） 。具体操作时： R3取值尽量大， C1最好与
振荡电路中电容级别一致，保证较快的响应速度（原因见第二部分讲析）
。
（4）直流滤波电路（ zllb ）
IO1
IO1
2
D3
4
1
1
R8
IO2
IO2
100k| ?
GND
3
1B4B42
C5
C6
50nF
50nF
GND
IO3
IO3
整流电路的任务是将交流电变换成直流电。
二极管具有单向导电特性，
可以将交流变换为单
一方向的直流， 此处采用桥式整流电路。
滤波电路是尽量降低输出电压的波纹，
同时还要尽
量保留其中的直流成分，
使输出电压更加平滑，
接近直流电压。 电容器和电感器是基本的滤
波元件， 主要利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器两端的电流不能突变的特点，
此
处采用电容∏型滤波电路。具体操作时：
C5、C6 相等且为 nf 级以保证高响应速度， R8
取
值尽量大，才能达到平稳的电压输出信号。
(5) 放大电路（ fd）
.
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GND
GND
R10
VCC
133k| ?
15V
VCC
IO3 IO3 R9 4
51k| ?
IO1 R11
IO1 3
51k| ?
U3A
3
1
IO2
IO2
2
LM324M
VDD
VDD
-15V
R12
133k| ?
放大电路（差动比例运算电路） ：当 R9=R11 、 R10=R12 时， I02=K* （ I03 -I01 ），
K=R12/R11 。
（ I03-I01）————前向整流滤波电路的输出电压
———放大倍数
具体操作时：