שיטות מעשיות לאיתור ממירי תדרים עם מולטימטרים
1. מדידה מקוונת של קיבול
על פי המאפיינים של מעגלים אינטגרליים דיפרנציאליים, ניתן להמיר את מדידת הקיבול למדידת מתח.
חלק הליבה של המעגל CX/V מאמץ מעגל RC הפוך ופשוט הפוך. מתנד Wen מייצר אות AC בתדר קבוע Vr, אשר מעורר את מעגל ההמרה CX/V כדי לקבל מתח AC V0 (V1) פרופורציונלי ל-CX. לאחר סינון על ידי מסנן פס פסי- מסדר שני כדי להסיר זיהומים מחוץ לתדר הקבוע, מתקבל מתח המוצא AC/DC V פרופורציונלי ל-CX. כאשר אות ה-AC Vr מעורר את מעגל CX/V, מתח המוצא של האינטגרטור המתהפך הוא
כלומר, הקיבול הנמדד CX פרופורציונלי למתח המוצא C0, ובכך משיג המרת CX → V. על מנת להתאים את רמת הקיבול הבסיסית לרמת 2V של המולטימטר הדיגיטלי, תדר התנודה של מתנד Wen נבחר כ-400Hz, ערך המתח האפקטיבי הוא 1V, R1 מוגדר ל-20k Ω, ו-C1 מוגדר ל-0.1 μ F. R2 משתנה בין 200 Ω -200 Ω - 0k Ω -2M Ω, המתאים לטווח קיבול נמדד של 20 μ F-2 μ F-200nF-20nF-2nF.
2. למדוד קבלים קטנים
הטווח של מולטימטר טיפוסי בן שלוש וחצי ספרות למדידת קיבול הוא 2000pF עד 20 μF, והוא חסר כוח למדידת קבלים קטנים מתחת ל-1pF. לפי שיטת עכבת הקיבול ובאמצעות אותות-תדר גבוה, ניתן למדוד קבלים קטנים. דיאגרמת מעגל המדידה מוצגת באיור 2. CX הוא הקיבול הנמדד, ו-Rf הוא נגד המשוב בקצה ההפוך. כאשר תדר הכניסה של אות הסינוס Vi הוא f, העכבה המוצגת ב-CX וההגבר של המגבר התפעולי הם: כאשר A ו-Rf קבועים, התדר של אות הסינוס f הוא ביחס הפוך לקיבול הנמדד CX. כדי למדוד קבלים קטנים יותר, השתמש באותות- בתדר גבוה למדידה.
דיאגרמת הבלוק של עקרון המעגל למדידה מוצג באיור 2 (ב). תהליך המדידה הוא כדלקמן: אות הסינוס-הגבוה שנוצר על ידי מחולל האותות-הגבוהים מופעל על הקבל הנמדד, CX מומר לעכבת הקיבול Xc, ואז Xc מומר לאות מתח AC באמצעות המרה C/ACV, מוגבר על ידי מגבר על ידי מגבר, והפלט שנשלח למבודד שלב של מבודד רגיש לשינוי מודול דמודולציה; הקלט הנוסף של הדמודולטור הרגיש לפאזה הוא גל ריבועי (כלומר אות דמודולציה) שנוצר על ידי גל סינוס בתדר- גבוה דרך ממיר צורות גל, ושני אותות הכניסה הם מאותו תדר ופאזה. האות המפורק מסונן על ידי מסנן מעבר נמוך- כדי לקבל מתח DC פרופורציונלי לערך הקיבול CX הנמדד, שנשלח לאחר מכן למד מתח DC לתצוגה ישירה של תוצאת המדידה. ממיר צורות הגל מורכב ממשווה אפס עם קלט הפוך, הממיר את גל הסינוס הסטנדרטי של 1MHz בתדר גבוה- מהמתנד Wen לגל ריבוע הפוך סטנדרטי. בשל העובדה שהפלט של הדמודולטור הרגיש לפאזה הוא מתח DC פועם המכיל הרמוניות בתדר גבוה-, נעשה שימוש במסנן מסוג π - לסינון רכיבים הרמוניים על מנת לקבל פלט מתח DC יציב וקבוע.
לאחר מכן שלח את ערך המתח הממוצע המתאים למד המתח DC. על מנת להתאים את טווח הקיבול הבסיסי לטווח 2V של המולטימטר הדיגיטלי, התדירות של אות הסינוס-הגבוהים נבחרה כ-1MHz (יש לקחת בחשבון פרמטרים של הפצה אם התדר גבוה מדי), הערך האפקטיבי של המתח הוא 1V, והתוצר של גורם ההגברה של המעגל והתנגדות המשוב Rf הוא. לכן, טווח מתח ה-DC של המולטימטר הדיגיטלי הוא 200mV, המתאים לטווח קיבול של 0.2pF, ו-200V מתאים לטווח קיבול של 200pF. טווח המדידה הוא 10-4-102pF, והרזולוציה היא 10-4pF. דיוק המדידה הוא
