電容分壓器的工作原理

電容分壓器因?yàn)橄鄬?duì)普通電阻式分壓器的耐壓強(qiáng)度大，不易擊穿，一般用來測(cè)量交流高壓。但由于其頻響效應(yīng)的響應(yīng)時(shí)間值比電阻分壓器大，所以在沖擊電壓的測(cè)量中比電阻分壓器用的少，對(duì)于特高沖擊電壓的測(cè)量經(jīng)常用阻容分壓器。用于測(cè)量沖擊電壓。

　　電容分壓器由高壓臂電容C1和低壓臂電容C2組成。電容分壓器利用電容分壓原理實(shí)現(xiàn)電壓變換，將高壓分為低壓并進(jìn)行A/D 變換，經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換耦合進(jìn)行光纖傳輸， 傳至信號(hào)處理單元進(jìn)行光/電轉(zhuǎn)換，經(jīng)微機(jī)系統(tǒng)處理輸出數(shù)字信號(hào)或進(jìn)行D/A 轉(zhuǎn)換輸出模擬信號(hào)。其工作原理如圖所示：

　　實(shí)用電路中不只是電阻器可以構(gòu)成分壓電路，其他許多元器件都可構(gòu)成分壓電路，在交流電路中也有用電容構(gòu)成的分壓電路。

　　如上圖所示是電容分壓電路。電路中，Cl和C2構(gòu)成電容分壓電路，Ui是交流輸入信號(hào)電壓，Uo是輸出信號(hào)電壓，輸出信號(hào)電壓取出電容C2上。

　　電阻分壓電路是各種分壓電路中最基本的電路，分析電容分壓電路等時(shí)可以運(yùn)用分析電阻分壓電路的基本思路和方法，再借助電容器的具體特性進(jìn)行個(gè)性分析。

　　關(guān)于電容分壓電路的分析思路和方法說明下列幾點(diǎn)：

　　(1)由于電容的隔直特性，所以這一分壓電路不適合于直流電路。

　　(2)電容分壓電路的信號(hào)輸入、輸出方式與電阻分壓電路一樣，電路分析的方法相同，電阻分壓電路的分析方法是各種形式分壓電路分析方法的基礎(chǔ)。

　　(3)進(jìn)行輸出電壓大小分析時(shí)，運(yùn)用等效理解方法簡單，見電路右側(cè)的等效電路，電容Cl和C2的容抗分析用兩只電阻來等效，這樣電容分壓電路就等效成電阻分壓電路，可以用電阻分壓電路中分析輸出電壓大小的方法來分析。

　　(4)等效電路的分析中關(guān)鍵是容抗大小的理解，這里需要了解電容容抗的有關(guān)特性，容抗與頻率成反比，容抗與容量成反比。不了解容抗與頻率、容量之間的關(guān)系就無法進(jìn)行這種等效分析，許多初學(xué)者電路分析中遇到困難也是出于對(duì)這些基本知識(shí)和概念的掌握不全面、不扎實(shí)。

　　(5)流過電容分壓電路各電容的信號(hào)頻率相同，這樣進(jìn)行等效電路分析時(shí)只需要考慮C1、C2的容量大小對(duì)容抗的影響。如果C1的容量等于C2的容量，那么C1和C2的容抗相等，即等效電路中的R C1、R C2相等，由前面電阻分壓電路特性可知，此時(shí)輸出電壓Uo等于輸入電壓Ui的一半;當(dāng)電容C1的容量大于C2的容量時(shí)，C1的容抗R C1小于C2的容抗RC2，此時(shí)輸出電壓Uo大于輸入電壓Ui的一半。

　　(6)分壓電路其實(shí)質(zhì)是為了將較大的輸入信號(hào)電壓適當(dāng)衰減，得到一個(gè)比輸入電壓小的輸出電壓。在交流電路中，分壓電路是用來將輸入的交流信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃p，可以采用電阻分壓電路實(shí)現(xiàn)這一電路功能，為何又要采用電容分壓電路?因?yàn)殡娮鑼?duì)信號(hào)存在損耗，而電容在理論上對(duì)信號(hào)能量不存在損耗，所以在一些交流信號(hào)電路中，特別是高頻信號(hào)電路中采用電容分壓電路而不用電阻分壓電路。