הרחבת יכולת מדידת הקיבול של המולטימטר הדיגיטלי
1 מדידת קיבול מקוונת
ניתן להפוך את מדידת הקיבול למדידת מתח בהתאם למאפיינים של מעגלים דיפרנציאליים ואינטגרליים.
באמצעות דיפרנציאל ומעגל אינטגרלי פעיל בהיפוך RC פעיל, פועל הרכיב המרכזי של המעגל, CX/V. מעגל ההמרה CX/V מתרגש על ידי אות AC בתדר קבוע מהמתנד של Wien כדי לייצר מתח AC V0 (V1) פרופורציונלי ל-CX. מתח זה מסונן לאחר מכן על ידי מסנן פס-פס מסדר שני כדי להסיר אותות שאינם התדר הקבוע. לאחר העומס, AC/DC משמש לספק מתח מוצא DC V פרופורציונלי ל-CX. מעגל CX/V מתרגש על ידי אות AC Vr, ומתח המוצא של האינטגרטור המהפך משתנה כתוצאה מכך.
במילים אחרות, ההמרה של CX ל-V מתממשת מכיוון שהקיבול הנמדד CX הוא פרופורציונלי ישר למתח המוצא C{{0}}. תדר התנודה של 400Hz של מתנד Wien, 1V של מתח אפקטיבי, 20k של התנגדות R1 ו-0.1F של קיבול C1 חייבים כולם להיות נוכחים כדי שהטווח הבסיסי של הקיבול יתאים לטווח 2V של המולטימטר הדיגיטלי. טווח קיבולות המדידה עבור R2 משתנה מ-200-2k-200k-200k-2M ל-20F-2F-200nF{{17} }nF-2nF.
2 מדידת קיבול קטן
למולטימטר הדיגיטלי הכללי בן שלוש וחצי ספרות יש טווח של 2000pF עד 20μF למדידת קיבול, ואין לו כוח למדוד קיבולים זעירים מתחת ל-1pF. על פי שיטת התגובה הקיבולית ושימוש באותות בתדר גבוה, ניתן לממש את המדידה של קיבול זעיר. דיאגרמת מעגל המדידה מוצגת באיור 2. CX הוא הקיבול הנמדד, ו-Rf הוא התנגדות המשוב של המסוף המתהפך. כאשר האות הסינוסואידאלי Vi עם תדר f נכנס, העכבה המוצגת ב-CX וההגבר של המגבר התפעולי הם: כאשר A ו-Rf קבועים, תדר האות הסינוסאידי f הוא פרופורציונלי הפוך לקיבול הנמדד CX. כדי למדוד קיבולים קטנים, נעשה שימוש במדידות אותות בתדר גבוה.
האות הסינוסואידי בתדר גבוה שנוצר על ידי מחולל האותות בתדר גבוה מוחל על הקבל הנמדד, ו-CX מומר לתגובה קיבולית Xc, ואז Xc מומר לאות מתח AC באמצעות המרה C/ACV, המוגבר על ידי מגבר, והפלט של שנאי הבידוד נשלח ל-Demodulator רגיש לשלב; הקלט השני של המפה רגיש לפאזה הוא גל ריבועי (כלומר, אות מפורק) שנוצר על ידי גל סינוס בתדר גבוה דרך ממיר צורות גל, ולשני אותות הכניסה יש אותו תדר ופאזה. האות המפורק מסונן על ידי מסנן מעביר נמוך כדי לקבל מתח DC פרופורציונלי לערך הקבל הנמדד CX, הנשלח אל מד המתח DC כדי להציג ישירות את תוצאת המדידה. ממיר צורות הגל מורכב ממשווה אפס עם כניסת הפוך, הממיר גל סינוס סטנדרטי של 1MHz בתדר גבוה מתנד Wien לגל ריבוע הפוך סטנדרטי. מאחר והמוצא של הדמודולטור הרגיש לפאזה הוא מתח DC פועם המכיל הרמוניות בתדר גבוה, על מנת לקבל פלט מתח DC יציב וקבוע, נעשה שימוש במסנן מסוג π לסינון הרכיבים ההרמוניים. לבסוף, המתח הממוצע המתאים נשלח למד המתח DC. על מנת לגרום לרמת הקיבול הבסיסית להתאים לרמת 2V של המולטימטר הדיגיטלי, התדר של האות הסינוסואידי בתדר גבוה נבחר כ-1MHz (אם התדר גבוה מדי, יש לקחת בחשבון את פרמטרי ההפצה), הערך האפקטיבי של המתח הוא 1V, והתוצר של גורם ההגברה של המעגל והתנגדות המשוב Rf היא, כך שטווח מתח DC של המולטימטר הדיגיטלי של 200mV מתאים לטווח קיבול של 0.2pF, ו-200V מתאים ל- טווח קיבול של 200pF. טווח המדידה הוא 10-4 עד 102pF, והרזולוציה היא 10-4pF.
