הרחבת מדידת הקיבול על מולטימטרים דיגיטליים
בהתבסס על המאפיינים של מעגלים דיפרנציאליים ואינטגרליים, ניתן להמיר מדידת קיבול למדידת מתח.
חלק הליבה של המעגל, CX/V, משתמש בדיפרנציאטור ואינטגרטור פעילים פשוטים של הפיכת RC. מתנד גשר וינה מייצר אות AC Vr בתדר קבוע, אשר מעורר את מעגל ההמרה CX/V כדי לייצר מתח AC V0(V1) פרופורציונלי ל-CX. לאחר הסרת רעש מחוץ לתדר הקבוע על ידי מסנן פס פס מסדר שני, המרה AC/DC מניבה מתח מוצא DC V פרופורציונלי ל-CX.
כאשר אות AC Vr מעורר את מעגל CX/V, מתח המוצא של האינטגרטור המהפך הוא:
כלומר, הקיבול הנמדד CX פרופורציונלי למתח המוצא V0, ובכך מממש את ההמרה CX→V. כדי להתאים את טווח הקיבול הבסיסי לטווח 2V של המולטימטר הדיגיטלי, מתנד גשר Wien מוגדר ל-400 הרץ עם מתח RMS של 1 V, R1=20 μ{8} μ{8} y vary R2 כמו 200 Ω – 2 kΩ – 20 kΩ – 200 kΩ – 2 MΩ, טווחי מדידת הקיבול המתאימים הם 20 μF – 2 μF – 200 nF – 20 nF – 2 nF.
2 מדידת קיבולים קטנים
למולטימטרים דיגיטליים אופייניים בני 3½ ספרות יש טווח מדידת קיבול של 2000 pF ~ 20 μF ואינם יכולים למדוד קיבולים זעירים מתחת ל-1 pF. שימוש בשיטת התגובה הקיבולית עם אותות בתדר גבוה מאפשר מדידה של קיבולים זעירים, כפי שמוצג באיור 2. אפשר למדוד את הקיבול ב-RX היפוך קלט. עבור אות כניסה סינוסואידאלי Vi בתדר f, העכבה של CX וההגברה של מגבר ההפעלה ניתנים על ידי: עם A ו-Rf קבועים, התדר f של האות הסינוסאידי הוא פרופורציונלי הפוך ל-CX. לפיכך משתמשים באותות בתדר גבוה למדידת קיבולים קטנים.
דיאגרמת הבלוק של מעגל המדידה מוצגת באיור 2(ב). תהליך המדידה הוא כדלקמן: אות סינוסואיד בתדר גבוה ממחולל אותות מופעל על הקיבול הנמדד, וממיר CX לתגובתיות קיבולית XC. XC זה מומר למתח AC באמצעות ממיר C/ACV, ממיר שלב מוגבר, מוגבר וממוגבר אחר. הקלט למפזר הוא גל מרובע (אות התייחסות) הנגזר מגל הסינוס בתדר גבוה דרך ממיר צורות גל, עם תדר ופאזה זהים. האות המפורק מסונן על ידי מסנן נמוך להפקת מתח DC פרופורציונלי ל-CX, הנשלח למד מתח DC לתצוגה ישירה.
ממיר צורות הגל הוא משווה אפס-מעבר היפוך הממיר את גל הסינוס הסטנדרטי בתדר גבוה 1 מגה-הרץ מתנד גשר וויין לגל ריבוע הפוך סטנדרטי. היות והמוצא של הדמודולטור הרגיש לפאזה הוא מתח DC פועם המכיל הרמוניות בתדר גבוה, א.מסנן πמשמש להסרת הרמוניות ולקבלת פלט DC יציב וקבוע. המתח הממוצע המתאים נשלח לאחר מכן למד המתח DC.
כדי להתאים את טווח הקיבול הבסיסי לטווח 2V של המולטימטר הדיגיטלי, האות הסינוסואיד בתדר גבוה מוגדר ל1 MHz(גבוהה מספיק כדי להימנע מהשפעות פרמטרים מבוזרות בתדרים מוגזמים) עם מתח RMS של 1 V. התוצר של חיזוק המעגל ונגד המשוב Rf מוגדר כך שטווח ה-200 mV DC של המולטימטר מתאים ל-0.2 pF, ו-2 V מתאים ל-200 pF.
