数字式电容测试仪设计

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1、数字式电容测试仪设计摘要：由于单稳态触发器的脉冲宽度tw与电容C成正比，把电容C转换成脉冲宽度为tw的矩形脉冲，然后将其作为闸门信号控制计数器计标准频率脉冲的个数，并送锁存—译码—显示系统就可测得电容的数值。时钟脉冲可由555构成的多谐振荡器提供。如果时钟脉冲的各参数合适，数码管显示的数字N便是待测电容Cx的值。本文介绍了根据单稳态触发器测量电容值，利用闸门信号控制计算机频率脉冲的个数，锁存—译码—显示系统就可测得电容的数值。SimpledigitalcapacitancetesterABSTRACT:Duetothepulse

2、widthofmonostabletriggertwisproportionaltothecapacitanceC,thecapacitanceCisconvertedintopulsewidthfortwrectangularpulse,andthenuseitasagatesignalcontrolcountermeterstandardfrequencypulsenumber,andsendlatch-decoding-displaysystemcanbemeasured,thevalueofcapacitance.Clo

3、ckpulsemultivibratorcomposedof555available.Iftheparametersoftheclockpulse,thedigitaltubedisplaydigitalistomeasurethevalueofthecapacitorCxN.KEYWORDS:Standardcapacitancetester,gatesignal,frequencypulsemultivibrator555,74160,monostableoscillatorcounter简易数字式电容测试仪设计1设计要求数

4、字式电容测量仪的作用是以十进制数码的方式来显示被测电容的值，从而判断电容器质量的优劣及电容参数。由给出的指标设计，它的设计要点可分为俩部分：一部分是LED显示，另一部分就是要将Cx值进行转换。2确定原始系统2.1选择结构参数把电容量通过电路转换成电压量，然后把电压量经模数转换成数字量进行显示。可由555集成定时器构成单稳态触发器、多谐振荡器等电路，当单稳态触发器输出电压的脉宽为：tw=RC㏑3≈1.1RC。从式中可以看出，当R固定时，改变电容C则输出脉宽tw跟着改变，由tw的宽度就可以求出电容的大小。把单稳态触发器的输出电压Vo

5、取平均值，由于电容量的不同，tw的宽度也不同，则Vo的平均值也不同，由Vo的平均值大小可以得到电容C的大小。如果把平均值送到A／D转换器，经显示器显示的数据就是电容的大小。但是我们对A／D转换器的掌握程度还不够充分，设计有一些困难。3方案的选择像测量R一样，测量电容C的最经典方法是电桥法，如图1所示。只是电容C要用交流电桥测量。电桥的平衡条件是：Z1*Zn*exp[j（φ1+φn）]=Z2*Zx*exp[j（φ2+φx）]图（1）3方案论证（1）设计总体框图（2）555定时器555电路符号如图3所示，如图4为555等效功能框图中

6、包含两个COMS电压比较器C1和C2，一个RS触发器，一个反相器，一个P沟道MOS场效应管构成的放电开关SW，三个组织相等的分压电阻网络，以及输出缓冲级。三个电阻组成的分压网络为上比较器C1和下比较器C2，它们分别提供2Vcc／3和Vcc／3的偏置电压。(3)555定时器输出与输入的关系也可用功能表来描述，如表所示RdUi6Ui2U0T的工作状态0××0导通1＜2Vcc／3＜Vcc／31截止1＜2Vcc／3＞Vcc／3 不变不变 1＞2Vcc／3＞Vcc／30导通由上表可知：2.2.1当输入电压Ui6＜2Vcc／3时，Ui2从＜

7、Vcc／3变化到＞Vcc／3时，电压比较器C1反相输入端的输入电压小于参考电压，电压比较器C1的输出电压为高电平信号“1”，RS触发器处在保持的状态，保持Ui6＜2Vcc／3，Ui2＜Vcc／3时的输出状态，输出电压U0等于1。2.2.2当输入电压Ui2＞Vcc／3时，Ui6从＞2Vcc／3变化到＜2Vcc／3时，电压比较器C2同相输入端的输入电压大于参考电压，电压比较器C2的输出电压为高电平信号“1”，RS触发器处在保持的状态，保持Ui6＞2Vcc／3，Ui2＞Vcc／3时的输出状态，输出电压U0等于0。2.2.3当输入电压U

8、i6＞2Vcc／3，Ui2＞Vcc／3时，电压比较器C1反相输入端的输入电压大于参考电压，相当于在电压比较器C1的反相输入端输入一个正极性的信号，电压比较器C1的输出电压为负极性的信号，即低电平信号“0”，RS触发器被复位，输出电压U0等于0。(4)占空比可调的