数字万用表电容测量电路原理及检修

第 4 期 石长华 ,张中全 :数字万用表电容测量电路原理及检修 · 19 ·
量小则产生电压值低 。测量电容时 ,此电压送入模/ 数转换电路 L7106 的 νϖ 脚经模/ 数变换得
出被测电容容量值 。具体电路见附图 2 所示 ,电路主要由 CMOS 双时基集成块 IC7556 和外围
TpL = 0. 7 RC = 0. 7 ×R15 ×C26 = 0. 7 ×300 ×103 ×10000 ×10- 12 ≈ 2. 1ms
附图 3 画出了几个关键点波形 。波形是在 200pF 测量档位上画出的 、V+ 是指基本电压 源 ,数值为 2. 8V 。C26充放电波形如 U1 (即 ⑧脚) 。IC7556 ⑨脚输出触发脉冲波形为 U2 ,它通过 C17送到 ⑥脚触发端 。
参考文献
〔1〕 清华大学电子学教研组编 ,阎石主编. 数字电子技术基础[M] . 北京 :高等教育出版社 ,1988. 〔2〕 清华大学电子学教研组编 ,童诗白主编. 模拟电子技术基础[M] . 北京 :高等教育出版社 ,1988. 〔3〕 李新荣. 数字万用表基准电压的调整[J ] . 家电维修 ,1997 , (7) .
电容的实际容量 。
电路中
R21 、R22分压电阻使
⑥脚分得
1 2
V
+
,保证数字万用表不作电容测量时
,
⑤脚输出为
零 、VR3 调节 RC 积分电路的输入脉冲幅度 ,作满量程校准用 。VR4 是数字万用表面板上调零
电位器 ,保证电容测量在各档上起始显示为零 。
3 电路故障检修
首先测量 A/ D 转换器集成块 ICL7106 三个关键电压是否正确 ,测量方法和数据如下 :
①脚和 µ{脚外接 9V 单电源工作 , ②～ µζ脚为显示电压输出端 , µ}脚为缓冲器输出端 ,外 接积分 R32 , µ| 脚为积分器外接积分电容 C12 , µ∼脚为积分器和比较器的反相输入端 ,用外接自 动调零电容 C11 , νξ、νψ脚为外接基准电容 C9 , ν} 、ου 脚接振荡电路的电阻 R28和电容 C7 , νυ 、νϖ 脚为被测模拟信号输入端 , νω脚为模拟信号输入的公共接地端 , ν{脚为基准电压输入端 。
1 模/ 数转换电路
数字万用表一般都有专用集成块 ,中低档万用表常用集成块 L7106 制成 ,主要完成将模拟 量转换成数字量 ,其内部为双积分型 A/ D 转换器 ,用来将被测的模拟电压转换成 4 位 BCD 数 字码 ,相应的七段数码管和各段电平 a～g 同时输出 ,驱动液晶数码管显示出被测电压值 。 ICL7106 引脚排列和外围元件连接见附图 1 所示 。
Abstract :Digital avometer has become a tool most in use for maintenance ,survey and in lab. When doing survey ,pointer avometer can only reckon the capacitance quality in terms of the flickering of its pointer , but digital avometer can directly and exactly reads capacity. The author analyses the survey of circuit and principle by means of digital avometer capacitance and introduces some maintenace methods and examples that capacitance surveys circuit . Key words :modulus change - over switch ;multi - harmoic sonator ;single stable trigger ;datum voltage
2第00116年卷1第2 月4 期 Journa景l o德f J镇in高gde专zh学en报College
Vol. 16 No. 4 Dec. 2001
文章编号 :1008 - 8458 (2001) 04 - 0017 - 04
数字万用表电容测量电路原理及检修
引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
电压 V 0 0 1. 85 2. 8 0 1. 4 0 1. 3 1. 6 2. 8 1. 85 1. 3 1. 3 2. 8
电容测量电路故障 ,最常见的是被测电容事先没有放电就插入到电容测量孔中 ,导致 IC7556 击穿 。一旦双时基集成块击穿就使 ICL7106 的 A/ D 转换器中的 2. 8V 稳压电源 (V+ 与 COM 之间稳定电压) 短路 ,迫使 A/ D 转换器 IC7106 中基准电压电源等于 0V 此时故障现象为 各档位上均显示“溢出”符号 。
石 长 华1 ① 张中全2
(1. 景德镇高专 物理系 ,江西 景德镇 333000 ;2. 无锡市玉祁镇蓉新中学 ,江苏 无锡 214000)
摘 要 :数字万用表已成为维修检测和实验室最常用工具 ,电容测量时 ,指针式万用表只能依据指 针摆动幅度估测电容好坏 ,而数字万用表能直观准确读出电容容量值 。首先分析数字万用表电容 测量电路及原理 ,之后介绍电容测量电路一般检修方法和几个实例 。 关键词 :模/ 数转换器 ;多谐振荡器 ;单稳态触发器 ;基准电压 中图分类号 :TM 930. 1 文献标识码 :A
电压名称 红表笔测 黑表笔测 正确数据
工作电源 ①脚
µ{脚
wk.baidu.com
9V
基本电压源 ①脚
νω脚
2. 8V
基准电压 ν{脚
νω脚
100mV
其中 9V 电源与电池新旧有关 ,允许偏低 ,低到不能正常工作时 ,万用表表面液晶显示屏会有
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提示 ;其余二个电压必须为准确数字 ,否则 ICL7106 有故障 ,不仅电容测量不准确 ,其它各档测 量都有错误 。
确保 A/ D 转换无故障后 ,其后检查电容测量电路 ,最好的检修方法是用示波器检查附图 3 所示几个关键点的波形 ,如果波形与图 3 相符 ,说明测量电路工作正常 。若无示波器用万用表 置直流电压档将被测表量程开关置在 DC 档 ,实际测量 IC7556 各脚对模拟地 32 脚的电压 ,正 常时如下 :
实例 1 :一只 DT —900A 型万用表 ,DC 及 AC 各档不能为零 ,出现数字乱跳现象 。分析为基 本电压源降低 ,推断电压降低原因 ,要么是 L7106 内部产生 2. 8V 稳压电路损坏 ,要么是使用 2. 8V 工作的 IC7556 内部短路 。先断开 2. 8V 给 IC7556 供电 ,再测电压 2. 8V 正常 ,由此推断 IC7556 内部短路 ,换一块新的 IC7556 整机恢复正常 。
实例 2 :一只 DT890 型数字万用表 ,转换开关不管置在何种档位 ,只要一开电源 ,就显示超 量程符号 ,伴随蜂鸣器作响 ,被测短路指示灯同时点亮 。用户反映是在测电容后出现此故障 。
手摸 IC7556 集成块烫手 ,测量 λψ脚与 ⑦脚之间电压为 0V ,显见 IC7556 已击穿 ,同时 A/ D 转换电路 2. 8V 也为 0V ,基准电压也一定为 0V ,故显示超量程符号 ,换掉 IC7556 一切正常 。
Survey on the Principle and Maintenance of Circuit by Capacitance of Digital Avometer
Shi Changhua Chang Zhongquan
(1. Physics Department ,Jingdezhen College ,Jingdezhen ,333000 ,Jiangxi 2. Rongxing Middle School , Yuqi Town ,Wuxi ,214000 ,Jiangsu)
2 电容测量电路
电容测量电路作用是 :依据被测电容容量产生一个模拟电压 ,容量大则产生电压值高 ,容
① 收稿日期 :2001 - 09 - 28 作者简介 :石长华 (1965 - ) ,男 ,安徽东至人 ,讲师 。
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元件组成 。IC7556 中包含着两个完全相同的定时单元电路 ,每个单元又包含两个比较器 ,一个
或非门组成的基本 RS 触发器 ,三个非门及一个 NMOS 放电管 ,三个 100KΩ 分压电阻 。
附图 2 中第一个时基单元接成多谐振荡器形式 , ⑧～ λξ脚的 R16 、R15 、C27 、C26为充放电元 件 ,通常数字万用表电容测量共设置 200pF、20n 、200n 、2μF、20μF 五档 ,C26为前四档测量时充放 电元件 ,C27为第五档充放电元件 。见附图 2 ,当 C26处在充放电位置 :
IC75569 第二时基单元接成单稳态触发器 , ⑤脚输出方形脉冲 ,其脉冲是被测电容 CX 由 0
充电到
2 3
V
+
所需时间
,充电回路是
:
V + →R48 →( λω脚) →CX →模拟地
附图 3 中 U3 ( ②脚) 表示待测电容 CX 上波形 。图 2 中 U4 ( ⑤脚) 表示输出波形 。图 2 中 C13 ～C15及 R17 、R18组成三级 RC 积分电路 ,把代表被测电容 Cx 大小的脉冲宽度信号转换成直流电 压 ,输入到 ICL7106 的 A/ D 积分电路 ,通过 A/ D 转换 ,在液晶显示屏上以数字形式显示出被测
充电回路是 :
V + → R16 → R15 → C26 →模拟地
Tph = 0. 7 ×( R16 + R15) ×C26 = 0. 7 ×(150 + 300) ×103 ×10000 ×10- 12 ≈ 3. 1 ms
C26放电回路是 :
C26 正极 → R15 → λξ 脚 →IC7556 内部 TD2 放电管 →⑦脚 →模拟地
有关三个电源说明 : 工作电源 : ①脚和 µ{脚 9V 电源是整个电路工作能量来源称工作电源 ,由外接 9V 叠层电 池提供 。 基本电压源 : ①脚和 νω脚之间电压 2. 8V 由 1 脚内部稳压电路产生 ,称为基本电压源 。 基准电压 : ν{脚和 νω脚之间电压差为精确 100 毫伏由 R36 、R35 、RP、R34 、R33对 2. 8 伏基本电 压源分压形成 ,此基准电压准确度决定测量精确度 ,当万用表各档测量都有误差时应调整此电 压。