基于CST检测技术及DFCT电路实现
2．2．4 影响的共性分析
对同一个位置、同一个瞬时、同样的元器件，上述的各种影响应是相同的。即各种影响量的大小和正负符号是相同的，都属于共模信号，若设上述的各种影响对振荡频率产生一个变化量△f。利用物理实验中的消去法原理，即差动电路的设计方法则可以解决变频检测技术中的最大难题，即频率高度稳定的问题。
2．3 DFCT检测电路方案
2．3．1 DFCT检测电路的组成
由对称的两套LC振荡电路构成，变频后的差频送入低通滤波器，只选出其差频信号经波形变换和整形后输出。电路方框图如图6所示。
振荡电路A内的选频回路接有电容Cs，输出频率为fs；振荡电路B内的选频回路接有电容传感器Cx，输出频率为fx；由于Cs大于Cx的最大值，所以fx大于fs。经混频电路差拍出频率f=fx-fs。低通滤波器滤除fx，fs及两者的和频和高次谐波，低通滤波器的转折频率为混频输出频率的最大值fxmax，如图7所示。
2．3．2 DFCT检测电路工作原理
图8是依据DFCT检测电路组成设计出的电路原理图。T1和T2构成对称的两套LC振荡电路，即LC和LC’，LC和LC’的元器件基本对称。选择LC振荡电路是基于其简单，谐波多，频率稳定性差；便于比较。注意振荡电路LC’内的电容传感器Cx和振荡电路LC内的C2的制作采用完全一样的材料与尺寸。电容传感器的容量变化范围为Cx=1～15 pF，设分布电容C0=2 pF，L=200μH，LC谐振回路总的电容变化范围C=11～25 pF。频率变化范围约为2．25～3．40 MHz。LC’的谐振回路总的电容C’=25 pF，LC电路输出频率约为2．25 MHz。
T3是混频器，输出的差频范围为0～1．15 MHz。2L与2C3构成无源低通滤波器，转折频率为1．15 MHz。A1，A2采用TL082高速双运放，A1构成二阶有源低通滤波器，转折频率为1．15 MHz，以-40 dB／10倍频衰减。A2构成滞回比较器，具有波形转换与选幅整形功能。调节3W1可调节选择幅度高低。
3 检测实验
3．1 实验仪器
实验仪器有恒温箱LP／HS-100、温度计(范围为0～100℃)、频率计XL801、稳压电源DF1733、示波器DS3062M。
3．2 实验步骤
(1)将电容传感器间隙调到最小，调L磁芯使f1=f2；
(2)恒温箱温度设置为20 ℃，电容传感器间隙调到最大。用示波器测出点1(T1发射极)，2(T2发射极)，3(OUT)处的波形，用频率计测出点1、2、3处的频率。
(3)然后依次将保温箱温度调到30 ℃，40℃，50℃，60℃，测出点1、2、3处的频率。
(4)将稳压电源调到14 V，10 V重复步骤(2)。
3．3 实验数据处理
表1是当改变温度时，电容传感器调到最小值，变频检测电路与差动变频检测电路输出频率的变化数据表。表2是当电源电压变化±10％时，电容传感器调到最小值，变频检测电路与差动变频检测电路输出频率的变化数据表。
3．4 实验结果及结论
从试验数据得出差动变频检测电路的相对误差和绝对误差都比一般变频检测电路小2～3个数量级。表明DFCT变频检测电路的频率稳定性很高，达到设计的要求。
4 结语
对FCT检测电路进行分析，得出诸多优点，设计出差动DFCT变频检测电路。试验结果表明：这种差动变频检测电路的相对误差和绝对误差都比一般变频检测电路小2～3个数量级。频率稳定性高，能根本克服FCT电路对频率稳定性要求很高的难点。
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