简易数字电容测试仪的设计

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1、简易数字电容测试仪的设计姓名：杜春蕾学号：20085042047单　　位：物理电子工程学院　专业：电子信息工程指导老师：涂友超职称：副教授摘要：随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，数字电容测试仪的适用范围也逐渐广泛起来。本文介绍了一种简易的数字式显示电容测试仪的设计思路及硬件结构。首先研究了数字电容测试仪的基本原理，画出整机框图，接着提出系统的性能指标，计算确定电路形式和元器件参数，然后根据原理图通过Simulink软件进行建模仿真，验证系统的可行性。仿真之后利用Protel99SE生成PCB板，进而制成电路板，最后进行调试，经验证系统已经基本达到

2、了提出的性能指标。关键字：电容；Simulink软件；Protel99SE；PCB；调试SimpledigitalcapacitancemeterdesignAbstract:Withthedevelopmentofelectronicindustry，electroniccomponentsincreaseddramatically，digitalcapacitancemeterapplicablescopealsograduallyextended.Inthispaper，asimpledigitaldisplaycapacitancetester

3、designandhardwarestructureareintroduced.Thefirststudyofdigitalcapacitancemeterprinciple，drawthediagram，andthenputforwardthesystemperformanceindex，calculateanddeterminethecircuitandtheparametersofthecomponents，andtheninaccordancewiththeprinciplesbySimulinksoftwareformodelingandsi

4、mulation，validationofthefeasibilityofthesystem.SimulationaftertheuseofProtel99SEgenerationPCBboard，thenmakingthecircuitboard，finaldebugging，experiencecardsystemhasbasicallyreachedtheproposedperformanceindexes.Keywords:Capacitor；Simulink；Protel99SE；PCB；debug1引言1.1设计背景及意义目前，随着电子工业

5、的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电容的大小。因此，设计可靠，安全，便捷的电容测试仪具有极大的现实必要性。19通常情况下，电路参数的数字化测量是把被测参数传换成直流电压或频率后进行测量。由于测量电容方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计是在参考555定时器基础上拟定的一套自己的设计方案。是尝试用555定时器[1]将被测参数转化为频率，通过定时并且计数可以计算出被测频率再通过该频率计算出各个参数。1.2电容测试仪的发展历史及研究现状当今电子测试领域，电容测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。近年

6、来我国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视，状况有了很大改观。测试仪器行业目前已经越过低谷阶段，重新回到了快速发展的轨道，尤其最近几年，中国本土仪器取得了长足的进步，特别是通用电子测量设备研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小，对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟技术的发展，为中国的测试测量仪器行业带来了新的契机，加上各级政府日益重视，以及中国自主应用标准研究的快速进展，都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计年鉴中可以看出，中国的测试测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长

7、的过程中，无疑催生出了许多测试行业新创企业，也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品。2.系统概述该系统主要由标准脉冲发生器、单稳态触发器、测量控制电路、计数器、译码器和显示器等部分组成。其原理图如图1所示。图1数字电容测试仪的原理框图2.1设计目的（1）掌握简易数字式电容测试仪的设计、组装与调试方法；19（1）熟悉相应的中大规模集成电路的使用方法，并掌握其工作原理；（2）学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握数字电路系统设计的基本方法、设计步骤；（3）进一步熟悉和掌握常用数字电路元器件的应用；（4）学习数字电路仿真、调试、测试、故障查找和排除的

8、方法、技巧；（5）培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。2.2设计内容及要求（1）设计一