差动脉宽(脉冲宽度)调制电路

差动脉冲调宽电路

   又称差动脉宽(脉冲宽度)调制电路
利用对传感器电容的充放电使电路输出脉冲的宽度随传感器电容量变化而变化。通过低通滤波器得到对应被测量变化的直流信号。

右图为差动脉冲调宽电路原理图，图中C1、C2为差动式传感器的两个电容，若用单组式，则其中一个为固定电容，其电容值与传感器电容初始值相等；A1、A2是两个比较器，Ur为其参考电压。

差动脉冲调宽电路各点电压波形图
UAB经低通滤波后，得到直流电压U0为

UA、UB—A点和B点的矩形脉冲的直流分量；
T1、T2 —分别为C1和C2的充电时间；U1—触发器输出的高电位。
C1、C2的充电时间T1、T2为

因此，输出的直流电压与传感器两电容差值成正比。

    设电容C1和C2的极间距离和面积分别为   1、  2和S1、S2，将平行板电容公式代入上式，对差动式变极距型和变面积型电容式传感器可得

可见差动脉冲调宽电路能适用于任何差动式电容式传感器，并具有理论上的线性特性。这是十分可贵的性质。在此指出：具有这个特性的电容测量电路还有差动变压器式电容电桥和由二极管T形电路经改进得到的二极管环形检彼电路等。
        另外，差动脉冲调宽电路采用直流电源，其电压稳定度高，不存在稳频、波形纯度的要求，也不需要相敏检波与解调等；对元件无线性要求；经低通滤波器可输出较大的直流电压，对输出矩形波的纯度要求也不高。