简易电容测试仪

1、基于555定时器的简易电容测量仪编辑：金志越 贲悦 李国秀 陈娜 杨剑电容是最基础的最常见的电子元器件之一，几乎所有的电子元器件都有它的身影，在许多条件下我们都需要对它进行测量，然而很多的情况下万用表都无法对它进行较为精确地测量而且量程也相对较窄，所以设计一台简易的量程较大电容测试仪也是相当重要的 设计要求技术要求：（1）量程范围在1999uF（2）直接用三位数码显示所测电容的容量（3）测试时间不大于2s给定条件（1）要求电路主要采用中规模CMOS集成电路CC4000系列组成（2）电源电压为9v如左图所示的框图，要测电容容量首先要把容量值变换成与其成正比的脉冲宽度，在用该脉冲控制来控制门电路，

2、对校准的时钟脉冲进行计数，控制脉冲宽则记录的数值大，反之则记录数值小从而反应电容量的数值。既然要运用到时钟脉冲发生器，以及单脉冲发生器，我们会自然而然的的想到以555定时器为主的一些列时基电路。单稳态触发器当单稳态触发器无触发脉冲信号时输入端Ui=“1”，接通直流电源UDD，电路经过一段时间过度后OUT端输出为“0”放电端D与地导通，电容两端的电压值为0即UTH=01/3UDD所以输出为保持原态，下一个阶段，UTH依然是小于2/3UDD，且Ui进入到了一个窄的负脉冲，即U =01/3UDD，OUT为“1”，放电端与地截止，电路进入到一个暂稳态。电容开始充电，在这个阶段UTH的电压依然小于2/3

3、UDDTRTRU =1=2/3UDD，U 1/3UDD,OUT=“0”放电端D开始放电，UTH1/3UDD,OUT保持原态放电端D与地导通，并开始循环上述过程 由刚才的过程分析我们不难得出控制输出波形的脉宽实质就是控制电容的充电到2/3UDD时间所以可以得到tW1.1RCTRTRTR多谐振荡器如图（b）所示：设零时刻电容初始电压为0，因为电容两端电压不可突变，所以在通电瞬间Uc=UTH=U =01/3UDD，OUT为“1”放电端D与地断开，电源通过R1，R2向电容充电。电容电压开始上升，当电容两端电压UC2/3UDD时，UTH=U =UC 2/3UDD那么OUT为“0”放电端接地，到了下一个时

4、刻电容开始放电，即电容两端电压开始下降，当电容两端电压UCUDD时TRTRUTH=U =UC 1/3UDD时那么OUT就会由“0”翻转到“1”。同时放电端D由接地变为与地断开。震荡周期的计算3) 振荡周期振荡周期 T = t1 + t 2。t1 代表充电时间（电容两端电压从1/3UDD 上升到2/3UDD 所需时间）t10.7(R1+R2)C，t2 代表放电时间（电容两端电压从 2/3UDD下降到 1/3UDD所需时间）t20.7R2C因而有T = t 1+ t2 0.7 (R1+2R2) C对于矩形波，除了用幅度、周期来衡量以外，还存在一个参数占空比q，q=脉宽tp/周期T，且0q1，tp指一个周期内高电平所占时间所以q=t1/T=t1/t1+t2=(R1+R2)/(R1+2R2)TRCD4011（a）（b）在该电路中CD4011充当了控制门的作用其内部含有四个双输入的与非门遵循着有0出1，全1为0的原则，其芯片的输入电压为318V到此为止我们就已经得到了一段完整的脉冲波形，我们接下来就要对其进行计数编译