基于FPGA的高分辨率电容检测系统设计

针对环境湿度可以改变湿敏电容的容值这一特性,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的高分辨率电容检测系统设计方法,对系统方案、数据采集、误差来源进行了全面的分析。文中使用电容-频率电路将电容的容值变化转化为脉冲信号的持续时间。利用FPGA设计时间间隔测量电路,使用系统时钟控制的同步计数器保证整个检测电路的量程大小,采用延迟单元设计延迟链以进一步提高测量分辨率。分析了测量误差来源并提出了相应解决办法。实验结果表明,该时间间隔测量电路达到了皮秒量级,可测量的脉冲信号持续时间的精度在2 s之内,可以测量皮法量级的电容变化。