電容分壓器的工作原理

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

　　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)字信號或進(jìn)行D/A 轉(zhuǎn)換輸出模擬信號。其工作原理如圖所示：

　　實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是交流輸入信號電壓，Uo是輸出信號電壓，輸出信號電壓取出電容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可以運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：

　　(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，運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這些基本知識和概念的掌握不全面、不扎實。

　　(5)流過電容分壓電路各電容的信號頻率相同，這樣進(jìn)行等效電路分析時只需要考慮C1、C2的容量大小對容抗的影響。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，C1的容抗R C1小于C2的容抗RC2，此時輸出電壓Uo大于輸入電壓Ui的一半。

　　(6)分壓電路其實質(zhì)是為了將較大的輸入信號電壓適當(dāng)衰減，得到一個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進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃p，可以采用電阻分壓電路實現(xiàn)這一電路功能，為何又要采用電容分壓電路?因為電阻對信號存在損耗，而電容在理論上對信號能量不存在損耗，所以在一些交流信號電路中，特別是高頻信號電路中采用電容分壓電路而不用電阻分壓電路。