简易数字式电容测试仪设计报告 一、设计要求 1、要求能够测试电容的容量在100PF到100uF范围内； 2、至少能设计制作两个以上的测量量程； 3、用三位数码管显示测量结果。 二、设计的作用、目的 很多电子产品中，电容器都是必不可少的电子元件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。固定电容的容量可直接从标称容量上读出，而可调电容的容量则不确定，因此，设计一个简易电容测试仪作为测量工具是有必要的。 三、设计的具体实现 1系统概述 利用单稳态触发器或电容器充放电规律，可以把被测电容的大小转换成输出脉冲的宽度，即控制脉冲宽度 Tx与 Cx成正比。只要将此脉冲作为计数器的控制信号，便可得到计数脉冲，把计数脉冲送给计数器计数，然后再经译码器送至数码管显示。时钟脉冲可由555构成的多谐振荡器提供。如果时钟脉冲的频率等参数合适，数码管显示的数字N便是 Cx的大小。该方案的原理框图如图 1所示。 图1 电容测试仪原理框图 2 单元电路设计与分析 2.1计数译码显示电路(BCD译码器4511) 图6 显示器外引线排列图及接法 2.2时钟脉冲产生电路 多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲。先将555定时器构成施密特触发器，再将施密特触发器的输出端经RC积分电路接回到它的输入端即可构成多谐振荡器，且其电容C的电压Vc将在和之间反复振荡。其输出的脉冲作为计数器的CP。555构成的多谐振荡器电路图和工作波形分别如图7和图8所示。 图7 多谐振荡器电路图 图8 多谐振荡器工作波形 555构成的时钟脉冲发生器的最高输出频率为200KHz，电路的振荡周期仅与外接元件R1、R2和C有关，不受电源电压变化的影响。多谐振荡器的主要参数： 充电时间： 放电时间： 振荡周期： 占空系数： 本单元电路中选取的元件参数为R1=3.3K，R2=1K，C=0.068uF，则T=0.252ms，符合电路工作的要求。 2.3单稳态控制电路 单稳态电路只有一个稳定状态，在外加脉冲的作用下，单稳态电路可以从一个稳定状态翻转到一个暂态，该暂态维持一段时间又回到原来的稳态。 单稳态电路在此的主要功能是根据被测电容Cx的容量大小与其成正比的控制脉冲宽度Tx来控制计数器的工作状态。单稳态电路的暂稳态时间与VCC无关，因此555组成的单稳态电路可作为较精确的定时器。图9和图10为单稳态控制电路的原理图和工作波形。 图9 单稳态电路原理图 图10 工作波形 ...
