數(shù)字電容表簡(jiǎn)介?

數(shù)字電容表是一種多功能電子測(cè)量?jī)x器，其主要功能就是測(cè)量電子元器件的電感、電容、電阻、阻抗，還可測(cè)量耗散因子、質(zhì)量因子、相位角度等。并且可以更改測(cè)試頻率，選擇并行、串行電路模式，是電氣領(lǐng)域的主要測(cè)量?jī)x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(gè)555集成電路構(gòu)成的多諧振蕩器，充電和放電電容就是被測(cè)電容，電容越大，振蕩頻率就越低。設(shè)計(jì)時(shí)將電路分成了獨(dú)立的兩部分，555芯片完成電容測(cè)量轉(zhuǎn)頻率輸出的功能后，此輸出波形可以先供助專用的頻率計(jì)（高級(jí)萬(wàn)用表有頻率測(cè)量功能）來(lái)驗(yàn)證電路是否存在問(wèn)題，然后再把這個(gè)已知頻率的信號(hào)接入到單片機(jī)的測(cè)量引腳，測(cè)試出1s有多少個(gè)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(cè)試表電路

該電容表電路由基準(zhǔn)脈沖發(fā)生器、待測(cè)電容容量時(shí)間轉(zhuǎn)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(gòu)成基準(zhǔn)脈沖發(fā)生器（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)無(wú)穩(wěn)多諧振蕩器），其輸出的脈沖信號(hào)周期T 與R7~R9 和C3 有關(guān)，在C3 固定的情況下通過(guò)量程開(kāi)關(guān)K1b 對(duì)R7、R8、R9 的不同選擇，可得到周期為11μs、1.1ms 和11ms 的三個(gè)脈沖信號(hào)。

IC1A、IC2、R1~R6、按鈕AN 及C1 構(gòu)成待測(cè)電容容量時(shí)間轉(zhuǎn)換器（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)單穩(wěn)電路）。按動(dòng)一次AN，IC2B 的10 腳就產(chǎn)生一個(gè)負(fù)向窄脈沖觸發(fā)IC1A，其5 腳輸出一次單高電平信號(hào)。R3~R6 和待測(cè)電容CX 為單穩(wěn)定時(shí)元件，單穩(wěn)時(shí)間td=1.1（R3~R6）CX。

IC4、IC2C、C5、C6、R10 構(gòu)成閘門控制器和計(jì)數(shù)器，IC4 為CD4553，其12 腳是計(jì)數(shù)脈沖輸入端，10 腳是計(jì)數(shù)使能端，低電位時(shí)CD4553 執(zhí)行計(jì)數(shù)，13 腳是計(jì)數(shù)清零端，上升沿有效。當(dāng)按動(dòng)一下AN 后，IC4 的13 腳得到一個(gè)上升脈沖，計(jì)數(shù)器清零同時(shí)IC2C 的4 腳輸出一個(gè)單穩(wěn)低電平信號(hào)加到IC4 的10 腳，于是IC4 對(duì)從其12 腳輸入的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。

當(dāng)單穩(wěn)時(shí)間結(jié)束后，IC4 的10 腳變?yōu)楦唠娖?，IC4 停止計(jì)數(shù)，最后IC4 通過(guò)分時(shí)傳遞方式把計(jì)數(shù)結(jié)果的個(gè)位、十位、百位由它的9 腳、7 腳、6 腳和5 腳循環(huán)輸出對(duì)應(yīng)的BCD 碼。

IC3 構(gòu)成譯碼器驅(qū)動(dòng)器，它把IC4 送來(lái)的BCD 碼譯成十進(jìn)制數(shù)字筆段碼，經(jīng)R11~R17限流后直接驅(qū)動(dòng)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(dǎo)通，這兩部分電路配合就完成了三位十進(jìn)制數(shù)字顯示。

C7 的作用是當(dāng)電源開(kāi)啟時(shí)在R10 上產(chǎn)生一個(gè)上升脈沖，對(duì)計(jì)數(shù)器自動(dòng)清零。