简易数显式电容测试仪设计实验

简易数显式电容测试仪的设计

一.实验目的

o1 熟悉电子电路的设计的一般方法、步骤。

o2 掌握数字电子技术的综合应用技术。

o3 掌握电子电路的安装、调试及测量方法。

o4 掌握电子技术设计性实验报告的撰写方法。

二. 设计任务要求

利用常用的中小规模集成电路，设计一个实现对电容器容量进行测量的电路，其要求如下：

要求测量的电容量能数字显示。

测量电容量的范围是1uF~10uF。

测量精度±10%。

分辨率0.1uF。

三、方案参考

对电容进行测量的基本原理是将电容值换成与其成正比的脉冲数或者与其成正比的时间，也可以转换成与其成正比的电压，然后通过对脉冲计数或者通过A/D 变换器，最后通过译码、显示电路，即可数字显示出被测电容的容量。图1是利用单稳态触发器、多谐振荡器、计数器、译码器、显示器等电路组成的电容测量系统图。其基本思路是将被测电容C X通过单稳态触发器转换成与其成正比的正脉冲宽度T W=K RC X，然后该正脉冲作为门控信号去控制一时基脉冲，计数器对时基脉冲进行计数并显示，只要适当的选择单稳态触发器的定时电阻R和时基脉冲的频率，显示器即可直接显示被测电容C X的数值。

四、电路图及参数计算

总电路图：

参数计算：

多谐振荡器的周期：7（R+2R）C=2.1ms

若要求数字电容测试仪的数字显示值等于被测电容的电容值，试确定电阻R T的大小。因为要求0.1uF的分辨率。

Multisim仿真电路图如下：

五. 调试方法

①各个击破:

多谐振荡器→单稳态触发器→计数、译码、显示→整体调试

②调试手段：

数字显示器查看结果，万用表测试状态，示波器观察波形。

③常见故障：

接线错误，接触不良，元件损坏。

④查找方法：

观察法：检查接线，发现错误。

测试法：万用表电阻档测试两点之间是否接通；直流电压档

测试电源电压是否加上，输出电平是否正确。示波器测试各点波形是否正确。

替换法：同种元器件相互替换，以证明是否损坏。