基于CST檢測技術(shù)及DFCT電路實現(xiàn)
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2．2．4 影響的共性分析
對同一個位置、同一個瞬時、同樣的元器件，上述的各種影響應(yīng)是相同的。即各種影響量的大小和正負(fù)符號是相同的，都屬于共模信號，若設(shè)上述的各種影響對振蕩頻率產(chǎn)生一個變化量△f。利用物理實驗中的消去法原理，即差動電路的設(shè)計方法則可以解決變頻檢測技術(shù)中的最大難題，即頻率高度穩(wěn)定的問題。
2．3 DFCT檢測電路方案
2．3．1 DFCT檢測電路的組成
由對稱的兩套LC振蕩電路構(gòu)成，變頻后的差頻送入低通濾波器，只選出其差頻信號經(jīng)波形變換和整形后輸出。電路方框圖如圖6所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/175956.htm
振蕩電路A內(nèi)的選頻回路接有電容Cs，輸出頻率為fs；振蕩電路B內(nèi)的選頻回路接有電容傳感器Cx，輸出頻率為fx；由于Cs大于Cx的最大值，所以fx大于fs。經(jīng)混頻電路差拍出頻率f=fx-fs。低通濾波器濾除fx，fs及兩者的和頻和高次諧波，低通濾波器的轉(zhuǎn)折頻率為混頻輸出頻率的最大值fxmax，如圖7所示。
2．3．2 DFCT檢測電路工作原理
圖8是依據(jù)DFCT檢測電路組成設(shè)計出的電路原理圖。T1和T2構(gòu)成對稱的兩套LC振蕩電路，即LC和LC’，LC和LC’的元器件基本對稱。選擇LC振蕩電路是基于其簡單，諧波多，頻率穩(wěn)定性差；便于比較。注意振蕩電路LC’內(nèi)的電容傳感器Cx和振蕩電路LC內(nèi)的C2的制作采用完全一樣的材料與尺寸。電容傳感器的容量變化范圍為Cx=1～15 pF，設(shè)分布電容C0=2 pF，L=200μH，LC諧振回路總的電容變化范圍C=11～25 pF。頻率變化范圍約為2．25～3．40 MHz。LC’的諧振回路總的電容C’=25 pF，LC電路輸出頻率約為2．25 MHz。
T3是混頻器，輸出的差頻范圍為0～1．15 MHz。2L與2C3構(gòu)成無源低通濾波器，轉(zhuǎn)折頻率為1．15 MHz。A1，A2采用TL082高速雙運(yùn)放，A1構(gòu)成二階有源低通濾波器，轉(zhuǎn)折頻率為1．15 MHz，以-40 dB／10倍頻衰減。A2構(gòu)成滯回比較器，具有波形轉(zhuǎn)換與選幅整形功能。調(diào)節(jié)3W1可調(diào)節(jié)選擇幅度高低。
3 檢測實驗
3．1 實驗儀器
實驗儀器有恒溫箱LP／HS-100、溫度計(范圍為0～100℃)、頻率計XL801、穩(wěn)壓電源DF1733、示波器DS3062M。
3．2 實驗步驟
(1)將電容傳感器間隙調(diào)到最小，調(diào)L磁芯使f1=f2；
(2)恒溫箱溫度設(shè)置為20 ℃，電容傳感器間隙調(diào)到最大。用示波器測出點(diǎn)1(T1發(fā)射極)，2(T2發(fā)射極)，3(OUT)處的波形，用頻率計測出點(diǎn)1、2、3處的頻率。
(3)然后依次將保溫箱溫度調(diào)到30 ℃，40℃，50℃，60℃，測出點(diǎn)1、2、3處的頻率。
(4)將穩(wěn)壓電源調(diào)到14 V，10 V重復(fù)步驟(2)。
3．3 實驗數(shù)據(jù)處理
表1是當(dāng)改變溫度時，電容傳感器調(diào)到最小值，變頻檢測電路與差動變頻檢測電路輸出頻率的變化數(shù)據(jù)表。表2是當(dāng)電源電壓變化±10％時，電容傳感器調(diào)到最小值，變頻檢測電路與差動變頻檢測電路輸出頻率的變化數(shù)據(jù)表。
3．4 實驗結(jié)果及結(jié)論
從試驗數(shù)據(jù)得出差動變頻檢測電路的相對誤差和絕對誤差都比一般變頻檢測電路小2～3個數(shù)量級。表明DFCT變頻檢測電路的頻率穩(wěn)定性很高，達(dá)到設(shè)計的要求。
4 結(jié)語
對FCT檢測電路進(jìn)行分析，得出諸多優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計出差動DFCT變頻檢測電路。試驗結(jié)果表明：這種差動變頻檢測電路的相對誤差和絕對誤差都比一般變頻檢測電路小2～3個數(shù)量級。頻率穩(wěn)定性高，能根本克服FCT電路對頻率穩(wěn)定性要求很高的難點(diǎn)。
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