简易电容测试电路

1、优选文档简单电容测试电路.课程设计任务要求：简单电容测试电路二.主要技术指标能够测O.Oluf99uf范围内的电容值，且能够换挡操作。用两个数码管作为显示元件，测试时，测试电容接至测试端口自动显示出被测电容值且响应时间不高出2秒。三.方案论证及选择数字式电容测量仪的方案剖析方案：电容、电阻和施密特触发器组成一个多谐振荡器。在电源刚接通时，电容C上的电压为0，多谐振荡器输出V为高电平，Vo经过R对电容C充电。当C上充得的电压Vc=Vt+时，施密特触发器翻转，Vo变成低电平，Vc又经过R放电，Vc下降，当Vc=Vt-时施密特触发器又翻转，输出Vo又变成高电平。这样往来振荡产生一系列时间脉宽送入单片

2、进行中央办理，最后送出显示信号通过LED显示。本系统设计主要采用555集成准时器组成多谐振荡器、单稳态触发器等电路把被测电容的电容量变换成电压量，再把电压量经过译码器把电压量变换成数字量并显示，进而实现电容测量。四.系统组成框图：它由测试电路和显示电路两部分组成。在测试电路中，第一个555准时器做多谐振电路，它经过电容配合电阻冲放电产生一系方波脉冲。第二个555定时器组成单稳态触发器，它利用被测电容Cx的充放电过程去调制一个频次和占空比均固定的脉冲波形，使其占空比q与C成正比，显然经过衰减电路取出合适的脉宽的直流电压Vo。尔后由MC14433经过A/D变换，同时由MC1403供应合适的基准电压

3、，再经过七段锁存译码驱动器CD4511译码和MC1413的达林顿反向驱动从LED显示器上读出电容。优选文档优选文档五、单元电路设计及说明:优选文档优选文档电容数字测量仪基出办理：在单稳态电路中，当它输出的的脉冲幅度一准时，其输出脉冲电压的平均值只与脉冲的频次或脉宽成正比。若是将单稳态电路CP端输入的触发脉冲的频次固定，那么输出脉冲电压打的平均值就只与脉冲的宽度成正比了。电容测量的基出办理是：把电容量经过电路变换成电压量，尔后把电压量经模数转换器变换成数字量进行显示。电容数字测量仪可由多种方法设计。如由555集成准时器构成单稳态触发器、多谐振荡器等电路。闸门电路：NE555组成的单稳态电路（触发

4、时间为一秒）1、特点：RT-6.2-CT,人工启或J170=0J稳态；VO=1普稳态（id）-2）公式：Td=L1RT*CT3）用途:准时*延时.上图是人工启动单稳，准时电阻准时电容地点分别为图中的Rt和Ct，也就是电路的构造特点是：“RE2-CT。以下为555芯片内部电路图以及单稳态电路工作波形（图中电容C即为测试电容Cx）当忽略T的饱和压降，则V从零电平上涨到2Vcc/3的时间，即为输出电压V0的脉宽Tw优选文档23优选文档CCtW二RCIn二RCIn3=1.1RCVCCVCC3.(1)这种电路产生的脉宽能够从几个微秒到数分钟，从式(1)能够看到，当R固准时，改变电容c则输出脉宽TW随着改

5、变，由Tw的宽度能够求出电容的大小。把单稳态触发器的输出电压Vo取平均值，由于电容量的不同样，Tw的宽度也不同样，则Vo的平均值也不同，由Vo的平均值大小也就能够获得电容C的大小。若是把这个Vo的平均值送到3位A/D变换器，经显示器显示的数据就是电容量的大小。由于单稳态触发器的输出脉冲宽度Tw与电容C成正比，还可利用数字频次计的知识，把此脉冲作闸门时间和标准脉冲相“与”，获得计数脉冲，该计数脉冲送计数-锁存-译码显示系统就能够获得电容量的数据。连续触发电、：多E5谐振路组成的多谐振荡器VCCOOH(a)电路组成(b)工作波形图?依照电容的过渡过程可获得振荡周期的估计公式：丁也广tw?tw1与电

6、容充电过程相关，充电时间常数为(R1+R2)C；与电容放电过程相关，放电时间常数为R2C。VCC-VCC?其中：tw1=(R1+R2)Cln30.7R1+R2)cVcc-Vcc230VccTitleSizeNumbe3A4依照电路图a,即T=0.7(R1+2R2)C1?Date:17-Aug-2优选文档2File:电子3优选文档(1)/(2)获得计数N,N=Tw/T=1.1RCx/0.7(R1+2R2)C。当Cx=1uF时，计数N为Cx以uF为单位的倍数。而电路中出现的档位操作是用来调治单稳态电路出现高电平的时间，也是切换电容的单位的操作。计数单元：(双十进制BCD计数器)Q1AQ2AQ3AQ

7、4A1QWCLOCKBENABLEBXII_13Q阳14Q4BRESETB16VSS=BVDO-164518双BCD码计数器(十进制)TRUTHTABLECLOCKENABLERESETACTION/10IncrementCounter0QIncrementCounterXQNoChangeX/0NoChange/00NoChange1QNoChangeXX1Q1thruQ4=0X=DoniCare1=HighState0=LowState优选文档优选文档显示电路：（CD4511驱动共阴数码管）ConnectionDiagramsPinAssignnnrentsforSOICandDIPf9a

8、bcdJLCrE_e1JLd目LE丨￥g9?Top-View_Vss213|6)7|8|4511BCD-7段锁存/译码/驱动器TruthTableInputsOutputsLErrDcBAabcdefflDuplayXX0XxXX111111BX1XXXX0000000110000111111000110001011000010110口101101101121111001111110013D11010001100”1斗0T101011011011501101100011i11e011011111100007D11110001111111118D11100111100T190T110100000

9、000011101100000000111110000000001111Q100000011111D0DQ000111111000000訂111其XXXX=d?inC3FEDepercteuponftteBCDcwleac-sJediiheDto1SrafisidiOHoffLE.优选文档优选文档六.整体电路图优选文档优选文档XSC1ExtTrigVCC5VVCCR250%1KILIN37R1Key=AA1VCCU1ARSTOUTDIS74LS00DTHR36R327TRIU2B-11k!CON38GNDJI、寸74LS00DC3555_VIRTUALKey=BC1Z10uF7U3A0.1Cx

10、TVCCR55VVCCVW34A210K|_LINVCC50%RSTOUTDISTHRTRICON2GND555_VIRTUALC5100nF_0.R6WV1kli11ID4511BD_5VDDDDLBTvcc7126卫283456ABCDU8AVCC0R7AAAr-i1kl12U74511BD_5VABDDBTVCCVCCABCDU9BE8BP5VC10七.调试过程及测试结果由于对电路原理理解的不够深刻，我们失败了，诚然屡败屡战,但是最终如故没有获得正确的结果，这对我们是一个深刻的教训,要求我们在此后的实验中正确理解电路，仔细的去对待它。八.主要元件清单1电阻各2个优选文档优选文档150、1K2电阻10K、5.7K各1个3电容0.01uF2个4电容0.1uF、1uF各1个5开关1个674LS001个745181个845112个