實際的電容元件存在著分布參數，其中對電容本身特性影響最大的是寄生電感，這些寄生電感與電容本身構成諧振回路，使電容在使用時有了一定的局限性，因此，能夠測量出電容本身寄生電感的大小，可以在使用時更合理的選擇電容元件。由于制造的工藝導致本身存在寄生電感和寄生電阻， 其等效電路模型如圖1 所示。

　　圖1 實際電容等效電路模型

　　其中C 為實際電容本身的標稱電容， L 是其寄生電感， Rp是其并聯等效電阻， Rs 是其串聯等效電阻。寄生電阻會對經過電容的信號造成衰減， 但不會影響電容本身的頻率特性。寄生電感會與電容構成串聯諧振回路， 會使實際的電容在某個頻率上發生諧振， 這種現象稱為電容的自諧振 。

　　掃頻發生器

　　AD9854 內置4~ 12 倍頻的時鐘倍頻器， 因此可以外加1 個較低頻率的時鐘，通過倍頻器倍頻至300 MHz， 這樣可以極大的降低高速片外時鐘對系統造成的電磁兼容性問題。AD9854 內部有1個頻率控制字寄存器，通過寫該寄存器的值便可以改變輸出信號的頻率， 非常適合數字控制。同時由于時鐘采用的時晶體振蕩器，因此輸出頻率的穩定度和分辨率都非常高， 一般為10- 6數量級。

　　圖4 AD9854 信號發生電路

　　諧振點檢測電路

　　諧振點檢測電路主要由檢波器和AD 轉換器組成， 其中常用的檢波器有峰值檢波器、有效值檢波器和對數檢波器。由于這里的檢波只是為了檢測出諧振點， 因此對檢波器的種類沒有特殊要求， 這里采用AD8307 這款寬帶對數檢波器。A D8307 可以實現DC 500 MH z 頻率范圍內的對數檢波器， 其輸出為直流電壓， 輸出與輸入功率（ 以dBm為單位） 呈線性關系。由于該檢測電路只是檢測出諧振點，即圖2 中的最低點， 只是一個比較關系， 并未對檢測到的最低點的電平精度有很高要求， 因此對采樣電路的精度要求不高，又因為對數檢波器的輸出是直流信號， 所以常見的大多數低速AD 轉換器都可以滿足要求。這里采用串行8 位的AD 轉換器TLC549。TL549 采用三線制串行控制方法， 很方便與單片機控制器接口。該檢測電路的原理圖如圖5 所示。

　　圖5 諧振點檢測電路

　　高側電流感測參考設計電路圖

　　此 TI 高精度驗證設計通過一種雙電源、高側、四十年歷史的電流感測解決方案提供原理、組件選擇、仿真、完整 PCB 原理圖和布局、物料清單以及均衡性能，可以精確檢測 10uA-100mA 范圍內的負載電流。相應的線性輸出為 10mV 至 4.9V，允許常見 5V ADC 的測量。雖然可以對此類應用使用傳統運算放大器，但與傳統運算放大器相比，PGA281 可具有更多優勢，可提供更準確、用途更廣泛的解決方案，例如：差動測量可最大程度降低 PCB 寄生效應帶來的誤差，寬達 ±12.5 V 的共模電壓輸入范圍， PGA281 可進行引腳編程的增益允許輕松切換增益設置，實現寬負載電流范圍內的測量‘

　　高側、四十年、雙向、經驗證的電流感應解決方案，感測10uA-100mA 范圍的電流，誤差小于或等于0.05%，支持寬達±12.5 V 的共模輸入范圍，擁有10mV 至 4.9V 輸出，允許常見 5V ADC 的測量，利用 PGA281 可進行引腳編程的增益儀表放大器來實現四十年電流測。
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　　測量電流的兩種“損耗”電流感測

　　只使用一個電阻器便可測量電流。每個人都知道歐姆定律：V=IR。通過測量已知電阻器上的電壓就可以確定電流。圖 1 是如何測量電源輸出端電流的簡易圖。

　　圖 1：使用一個電阻器測量電源輸出電流

　　用這種方法測量電流可能對于限制或調節 DC 層面上的輸出電流非常有用。出于控制目的，通常需要非常快速地測量 AC 電流。圖 2 是測量同步降壓轉換器的 FET 電流的方法。

　　圖 2：使用一個電阻器測量 FET 電流

　　這種電流測量方法對于電流模式控制非常必要。在低側 FET 的源極中使用一個電阻器會讓測量工作非常簡單，因為它以 GND 為參考。盡管使用一個電阻器非常簡單，但也有一個致命的弱點 — 電阻器會消耗電源！雖然非常簡單，而且可能很精確（電阻器支持 0.1% 的容差），但電阻器確實會在系統中造成損耗。對于極大電流而言，這通常無法接受。這會在系統中快速形成很大的損耗。此外，電阻器還會對壓降產生穩壓及電壓容差問題。必須有一種更好的方法！替代方案是使用電流傳感變壓器，其不僅可實現極低損耗，而且還可對 AC 電流進行測量。在電阻器不適用的情況下，電流傳感變壓器可用來替代傳感電阻器，能夠提高效率。圖 3 是如何使用電流傳感變壓器測量隔離式轉換器中的初級電流。

　　圖 3：使用電流傳感變壓器測量初級電流

　　此外，電流傳感變壓器也有助于電路設計人員通過使用匝數升壓比獲得增益因數。要使用電流傳感變壓器，還需要增加一些電路并進行額外的考慮。變壓器只能測量 AC 電流，因此需要在有限的時間內關斷初級開關。在此期間，變壓器可復位，整個繞組的電壓可能會變負。因此，您需要使用一個與繞組串聯的二極管。事實上，變壓器需要復位，才能防止電流傳感變壓器用于測量 DC。如果沒有關斷時間供變壓器復位，它就會飽和，該信息就會沒用。變壓器在電路中及 PCB 上的布置也非常重要。必須注意確保讓循環電流環路最小化。

　　編輯點評：感測技術主要包括視覺感測、聽覺感測與觸覺、力覺感測、嗅覺、味覺感測等等，本文介紹的是基于電流感測的電路設計運用，可以很快測試電流與電路損耗，有助于電路設計人員通過使用匝數升壓比獲得增益因數等優勢。

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