數(shù)字電容表簡介?
數(shù)字電容表是一種多功能電子測量儀器,其主要功能就是測量電子元器件的電感、電容、電阻、阻抗,還可測量耗散因子、質量因子、相位角度等。并且可以更改測試頻率,選擇并行、串行電路模式,是電氣領域的主要測量儀表之一。如圖1所示的數(shù)字電容表為安捷倫U1731C。如圖1
電容表是用1個555集成電路構成的多諧振蕩器,充電和放電電容就是被測電容,電容越大,振蕩頻率就越低。設計時將電路分成了獨立的兩部分,555芯片完成電容測量轉頻率輸出的功能后,此輸出波形可以先供助專用的頻率計(高級萬用表有頻率測量功能)來驗證電路是否存在問題,然后再把這個已知頻率的信號接入到單片機的測量引腳,測試出1s有多少個脈沖,就能反推出電容容值了
原理圖:
三位數(shù)字顯示電容測試表電路
該電容表電路由基準脈沖發(fā)生器、待測電容容量時間轉換器、閘門控制器、譯碼器和顯示器等部分組成。
圖2中,集成電路IC1B 電阻R7~R9 和電容C3 構成基準脈沖發(fā)生器(實質上是一個無穩(wěn)多諧振蕩器),其輸出的脈沖信號周期T 與R7~R9 和C3 有關,在C3 固定的情況下通過量程開關K1b 對R7、R8、R9 的不同選擇,可得到周期為11μs、1.1ms 和11ms 的三個脈沖信號。
IC1A、IC2、R1~R6、按鈕AN 及C1 構成待測電容容量時間轉換器(實質上是一個單穩(wěn)電路)。按動一次AN,IC2B 的10 腳就產(chǎn)生一個負向窄脈沖觸發(fā)IC1A,其5 腳輸出一次單高電平信號。R3~R6 和待測電容CX 為單穩(wěn)定時元件,單穩(wěn)時間td=1.1(R3~R6)CX。
IC4、IC2C、C5、C6、R10 構成閘門控制器和計數(shù)器,IC4 為CD4553,其12 腳是計數(shù)脈沖輸入端,10 腳是計數(shù)使能端,低電位時CD4553 執(zhí)行計數(shù),13 腳是計數(shù)清零端,上升沿有效。當按動一下AN 后,IC4 的13 腳得到一個上升脈沖,計數(shù)器清零同時IC2C 的4 腳輸出一個單穩(wěn)低電平信號加到IC4 的10 腳,于是IC4 對從其12 腳輸入的基準計數(shù)脈沖進行計數(shù)。
當單穩(wěn)時間結束后,IC4 的10 腳變?yōu)楦唠娖?,IC4 停止計數(shù),最后IC4 通過分時傳遞方式把計數(shù)結果的個位、十位、百位由它的9 腳、7 腳、6 腳和5 腳循環(huán)輸出對應的BCD 碼。
IC3 構成譯碼器驅動器,它把IC4 送來的BCD 碼譯成十進制數(shù)字筆段碼,經(jīng)R11~R17限流后直接驅動七段數(shù)碼管。集成電路CD4553 的15 腳、1 腳、2 腳為數(shù)字選擇輸出端,經(jīng)R18~R20 選擇脈沖送到三極管T1~T3 的基極使其輪流導通,這兩部分電路配合就完成了三位十進制數(shù)字顯示。
C7 的作用是當電源開啟時在R10 上產(chǎn)生一個上升脈沖,對計數(shù)器自動清零。