CN213780216U - 一种对于含时参数电容的简易测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子技术领域，且公开了一种对于含时参数电容的简易测量系统，包括波形函数发生器模块、被测电容模块、示波器模块、积分器模块、数据处理模块、单片机MCU模块和显示模块，所述波形函数发生器模块输出端与被测电容模块输入端信号连接，所述被测电容模块输出端与示波器模块输入端电连接，所述示波器模块输出端与积分器模块输入端信号连接，所述积分器模块输出端与数据处理模块输入端信号连接，所述数据处理模块输出端与单片机MCU模块输入端信号连接，所述单片机MCU模块输出端与显示模块输入端信号连接；该对于含时参数电容的简易测量系统采用简易的对含时参数电容的原理方法，实现了对含时参数电容的电容‑时间特性的测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，具体为一种对于含时参数电容的简易测量系统。
背景技术
器件电容的特性一般情况下会与附加的电压值有关，形成函数关系，因此对电容-电压特性的测试方法及设备已经相对成熟，但其实对于一些微纳器件的电容进行测量时还应考虑施加的电压频率。不同时间尺度的电压施加于器件时，容易引起器件电容内部的一些微观效应，可能是不同的电子迁移速率问题等，鉴于以上器件电容特性的测量需求，本实用新型采用一种简易的对含时参数电容的原理方法，实现了对含时参数电容的电容-时间特性的测量，以及对器件物理特性进行分析。具有高速度、可视化、低功耗、操作简单、较高精度等多优点。
实用新型内容
为实现上述高速度、可视化、低功耗、操作简单、较高精度目的，本实用新型提供如下技术方案：一种对于含时参数电容的简易测量系统，包括波形函数发生器模块、被测电容模块、示波器模块、积分器模块、数据处理模块、单片机MCU模块和显示模块，所述波形函数发生器模块输出端与被测电容模块输入端信号连接，所述被测电容模块输出端与示波器模块输入端电连接，所述示波器模块输出端与积分器模块输入端信号连接，所述积分器模块输出端与数据处理模块输入端信号连接，所述数据处理模块输出端与单片机MCU模块输入端信号连接，所述单片机MCU模块输出端与显示模块输入端信号连接。
作为优化，所述单片机MCU模块是以STM32F407为核心的系统板。
作为优化，所述波形函数发生器模块要求GHz级的任意波形函数发生器模块。
作为优化，所述示波器模块要求高带宽高采样率低延迟。
作为优化，所述积分器模块为由运放放大器构成的模拟电流积分电路。
作为优化，所述数据处理模块中的数据采样是12位高速ADC模块。
作为优化，所述显示模块具体为TFTLCD。
本实用新型的有益效果是：电流经积分器模块得到电荷量值之后由数据处理模块读取进入单片机MCU模块处理，利用位移电流公式I＝CdV/dt和电荷量公式Q＝∫Idt求得该测量时间内的电容C值，该对于含时参数电容的简易测量系统采用一种简易的对含时参数电容的原理方法，实现了对含时参数电容的电容-时间特性的测量，以及对器件物理特性进行分析，具有高速度、可视化、低功耗、操作简单、较高精度等多优点。
附图说明
图1为本实用新型系统图；
图2为含时电容的特性图；
图3为含时电容的测量激励波。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-3，一种对于含时参数电容的简易测量系统，包括波形函数发生器模块、被测电容模块、示波器模块、积分器模块、数据处理模块、单片机MCU模块和显示模块，波形函数发生器模块输出端与被测电容模块输入端信号连接，被测电容模块输出端与示波器模块输入端电连接，示波器模块输出端与积分器模块输入端信号连接，积分器模块输出端与数据处理模块输入端信号连接，数据处理模块输出端与单片机MCU模块输入端信号连接，单片机MCU模块输出端与显示模块输入端信号连接。
其中单片机MCU模块是以STM32F407为核心的系统板。
其中波形函数发生器模块要求GHz级的任意波形函数发生器模块。
其中示波器模块要求高带宽高采样率低延迟。
其中积分器模块为由运放放大器构成的模拟电流积分电路。
其中数据处理模块中的数据采样是12位高速ADC模块。
其中显示模块具体为TFTLCD。
在使用时，请参阅图1，波形函数发生器模块产生信号输入被测电容模块，被测电容模块输出端接示波器模块观测电流，电流经积分器模块得到电荷量值，由数据处理模块读取进入单片机MCU模块处理，利用位移电流公式I＝CdV/dt和电荷量公式Q＝∫Idt求得该测量时间内的电容C值，随后调整波形函数发生器模块得到不同时间尺度的信号，再次重复利用位移电流公式I＝CdV/dt和电荷量公式Q＝∫Idt求得电容C，最后将测量结果可视化得到电容--时间特性。
综上所述，电流经积分器模块得到电荷量值之后由数据处理模块读取进入单片机MCU模块处理，利用位移电流公式I＝CdV/dt和电荷量公式Q＝∫Idt求得该测量时间内的电容C值，该对于含时参数电容的简易测量系统采用一种简易的对含时参数电容的原理方法，实现了对含时参数电容的电容-时间特性的测量，以及对器件物理特性进行分析，具有高速度、可视化、低功耗、操作简单、较高精度等多优点。
以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种对于含时参数电容的简易测量系统，包括波形函数发生器模块、被测电容模块、示波器模块、积分器模块、数据处理模块、单片机MCU模块和显示模块，其特征在于：所述波形函数发生器模块输出端与被测电容模块输入端信号连接，所述被测电容模块输出端与示波器模块输入端电连接，所述示波器模块输出端与积分器模块输入端信号连接，所述积分器模块输出端与数据处理模块输入端信号连接，所述数据处理模块输出端与单片机MCU模块输入端信号连接，所述单片机MCU模块输出端与显示模块输入端信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种对于含时参数电容的简易测量系统，其特征在于：所述单片机MCU模块是以STM32F407为核心的系统板。
3.根据权利要求1所述的一种对于含时参数电容的简易测量系统，其特征在于：所述波形函数发生器模块要求GHz级的任意波形函数发生器模块。
4.根据权利要求1所述的一种对于含时参数电容的简易测量系统，其特征在于：所述示波器模块要求高带宽高采样率低延迟。
5.根据权利要求1所述的一种对于含时参数电容的简易测量系统，其特征在于：所述积分器模块为由运放放大器构成的模拟电流积分电路。
6.根据权利要求1所述的一种对于含时参数电容的简易测量系统，其特征在于：所述数据处理模块中的数据采样是12位高速ADC模块。
7.根据权利要求1所述的一种对于含时参数电容的简易测量系统，其特征在于：所述显示模块具体为TFTLCD。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202022748443.2U CN213780216U (zh) | 2020-11-24 | 2020-11-24 | 一种对于含时参数电容的简易测量系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202022748443.2U CN213780216U (zh) | 2020-11-24 | 2020-11-24 | 一种对于含时参数电容的简易测量系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213780216U true CN213780216U (zh) | 2021-07-23 |
Family
ID=76880700
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202022748443.2U Active CN213780216U (zh) | 2020-11-24 | 2020-11-24 | 一种对于含时参数电容的简易测量系统 |
Country Status (1)
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2020
- 2020-11-24 CN CN202022748443.2U patent/CN213780216U/zh active Active
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