简易电容测试电路
简易电容测试电路(经典)详解
VCC R4 34 10K _LIN Key = C R5 1k A2 50%
RST DIS THR TRI VCC OUT
VCC
5V
35R10 10k
33 2 C4 10nF
CON GND
555_VIRTUAL
R11 10k
C5 100nF 0
单稳态电路
译码数码管显 示
多谐振荡器
提供合适的基
准电压
单元电路设计及说明（电容数字测量仪基本原理）
在数字电路中常使用矩形脉冲作为信号，进 行信息传递，或作为时钟信号用来控制和驱 动电路。本实验是自激多谐振荡器，它是不 需要外加信号触发的矩形波发生器。另一类 是他激多谐振荡器，有单稳态触发器，它需 要在外加触发信号的作用下输出具有一定宽 度的矩形脉冲波；有施密特触发器(整形电 路)，它对外加输入的正弦波等波形进行整 形，使电路输出矩形脉冲波。
23 25 26 27 28 29 30
13 12 11 10 9 15 14
OA OB OC OD OE OF OG
U6 VCC
4511BD_5V
4511BD_5V
~EL ~BI ~LT
~EL ~BI ~LT
OA OB OC OD OE OF OG
13 12 11 10 9 15 14
U7 VCC 5V
闸门电路：NE555构成的单稳态电路 （触发时间为一秒）
右图是人工启动单稳， 定时电阻定时电容位 置分别为图中的Rt和 Ct，也就是电路的结 构特点是：“RT6.2-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）
vI t
0
vC
2VCC /3
利用Multisim设计电容测量电路
精心整理一、概述随着科学技术的不断发展，人类社会进入高科技时代，而以电子元件组成的电器在生活中被运用的越来越广泛，大至航空航天技术，小到手机、电子手表等等。
而这些电器都是由一些电容、电阻等元器件组成。
特别是电容在这些电路中的作用，因此电容的大小的测量在电容使用过程中必不可少，测量电容的大小的办法也越来越多，并且多样化、高科技化。
当然，测量的结果应该保持较高的精确度和稳定性，不仅如此，还应兼顾测量速度快等要求。
目前应用比较普遍的方法有电桥法测电容、容抗法测电容、基于NE555的RC 充放电原理等等，在这个脉（0.2uF —20uF 杂。
路、确的脉冲个数N ，而准确的数值大小为显示稳定后的数值。
由于本方案大多采用的是数字元器件，因此对外界的干扰信号有着很强的抵抗能力，而用容抗法测电容由于采用许多模拟元器件，只要外界存在有一定强度的干扰信号，就会使测量结果发生较大的改变。
不仅如此，外界的温度也会对模拟元器件产生很大的影响，而在实际生活中的多外界环境不5V直流首先是测量电路部分，电路图如图3所示，此部分由2片555定时器连成的单稳态触发器和多谐振荡器定时器为单稳态振荡器。
端输出的单位脉发器2端2C 为待测电器中。
由单稳态触发器电容大小这个信号经存器的时的输出单产生的脉后作为计计数。
图3 单稳号的脉宽当R与2C 的2C 与4C 出信号、单稳态触发器输出信号、非门输出信号、与门输出信号如图4所示。
图4待测电容为1uF 时各输出信号波形 上图中的波形自上至下分别为单稳态输出信号、非门输出信号、多谐振荡器输出信号、与门74L S 160N多谐振荡器和单稳态触发器产生的信号经过与门后，作为计数器的时钟信号，而单稳态触发器的输出信号作为计数器的清零信号。
计数控制端都接高位，由图4可知单稳态触发器输出信号处于高电平，计数器开始计数。
经过一个脉冲宽度后清零端输入为低电平，计数器清零。
当单稳态触发器输出信号重新为高电平时，计数器又从0开始计数，以此一直循环。
电容容值检测电路
电容容值检测电路电容器是一种被广泛应用于电子电路中的元件，用于存储和释放电荷。
在电子电路设计和维修中，常常需要检测电容器的容值，以判断其性能和质量。
以下是关于电容容值检测电路的相关内容。
1. 电桥法电桥法是一种常用的电容容值检测方法。
它利用了电容器在不同频率下的阻抗与容值之间的关系。
通过调节电桥电路中的参数，使得电桥平衡，从而可以根据电桥平衡时的条件来计算电容的容值。
常见的电桥电路包括魏斯顿电桥、辛普森电桥等。
2. RC振荡电路在RC振荡电路中，电容器会影响电路的振荡频率。
根据RC 振荡电路的频率特性，可以通过测量电路的振荡频率来推算电容器的容值。
这种方法在实际应用中比较简单方便，不需要太多的额外电路。
3. 电容充放电法通过利用电容器充放电的时间常数与其容值之间的关系，可以间接测量电容的容值。
通常使用恒流源或定电流源来充电，然后测量充电时间或放电时间来计算电容的容值。
这种方法在实际应用中需要一些额外的电路来实现，但测量精度较高。
4. 大电容值测量电路对于较大容值的电容器，常常需要采用特殊的测量电路来进行容值测量。
一种常见的方法是利用555定时器的充电时间与电容器的容值之间的关系。
通过测量555定时器的充电时间和放电时间，可以计算出电容器的容值。
5. 数字多表法数字多表法是利用数字电表来测量电容器的容值。
对于小容值的电容器，可以直接用电表进行测量。
对于大容值的电容器，可以利用电容器的充电和放电时间与电表的测量值来计算容值。
在实际应用中，电容容值检测电路的设计需要考虑测量精度、稳定性、响应速度等因素。
不同的方法适用于不同范围的容值测量。
同时，还需要注意电路的抗干扰能力，以及电源、连接线等因素对测量结果的影响。
总之，电容容值检测电路是电子电路设计和维修中常见的一种测量电路。
通过选择合适的测量方法和电路设计，可以准确地测量电容器的容值，以保证电子电路的性能和质量。
电容容值检测电路
电容容值检测电路（原创实用版）目录1.电容容值检测电路的概述2.电容容值检测电路的原理3.电容容值检测电路的组成部分4.电容容值检测电路的应用5.电容容值检测电路的优缺点正文一、电容容值检测电路的概述电容容值检测电路是一种用于测量电容器容值的电路，广泛应用于各种电子设备和电路中。
电容器作为电子元器件的一种，其容值参数对于电路的性能和稳定性具有重要意义。
因此，电容容值检测电路在电子技术领域具有很高的实用价值。
二、电容容值检测电路的原理电容容值检测电路的原理主要基于电容器的充放电特性。
当电容器两端的电压发生变化时，电容器内部的电荷也会随之变化。
通过测量电容器充放电过程中的电流、电压等参数，可以计算出电容器的容值。
三、电容容值检测电路的组成部分电容容值检测电路主要由以下几个部分组成：1.电容器：被测电容器，其容值需要进行测量。
2.充放电电路：为电容器提供充放电电流的电路，通常包括充电电阻、放电电阻等元件。
3.电流检测电路：检测电容器充放电过程中的电流，通常采用电流表或电流传感器等元件。
4.电压检测电路：检测电容器两端的电压，通常采用电压表或电压传感器等元件。
5.信号处理电路：对电流、电压等检测信号进行处理，计算出电容器的容值。
四、电容容值检测电路的应用电容容值检测电路广泛应用于各种电子设备和电路中，例如：1.电容器生产过程中的质量检测。
2.电子设备维修中，用于检测损坏的电容器，以便更换。
3.电子产品研发中，用于测试新设计的电容器。
五、电容容值检测电路的优缺点优点：1.测量精度高，可以满足大多数应用场景的需求。
2.结构简单，易于实现和维护。
3.适用范围广，可以测量不同类型和规格的电容器。
缺点：1.测量范围有限，对于超大容值或微小容值的电容器测量精度较低。
2.受环境温度、电源电压等因素影响较大，需要在一定条件下进行测量。
简易元件测试器电路图
简易元件测试器电路图
本测试器可用来测试晶体三极管、二极管、LED、（单双向）可控硅、电容和开关的通断特性，电路见图1
图1
测晶体三极管时，将引脚分别插入C、B、E，并根据三极管类型置好NPN/PNP开关，按下S1，如晶体三极管良好，相应的LED便会发光。
测二极管时，阳极和阴极分别接在“+”和“-”端，开关置于NPN位置，LED1应发光。
测LED时，将LED的阳极和阴极分别插入B、E，开关置于NPN位置，按下S1，被测LED应发光。
测单向可控硅时，将开关置于NPN位置，将引脚A、K、G分别连接C、E、B，按下S1放开后，LED1应仍保留在发光状态。
测双向可控硅时，将开关置于NPN位置，将引脚T1、T2、G分别连接C、E、B，按下S1，LED1应发光，松开后应熄灭。
测电容时，将电容两端在分别连接“+”和“-”端，来回掀动NPN/PNP开关，LED1和LED2应轮流发光，表示电容良好，但不能得出电容值。
测开关通断时，NPN/PNP开关置于任意位置，将被测开关接入“+”和“-”，如待测开关闭合且是好的，根据NPN/PNP开关位置的不同，LED1或LED2就发光，否则开关未闭合或开关已坏。
简易数字电容测量仪
电子技术课程设计报告——简易数字电容测量仪的设计设计题目：简易数字电容测量仪班级学号：学生姓名：目录一、预备知识.................... 错误!未定义书签。
二、课程设计题目：简易数字电容测量仪的设计错误!未定义书签。
三、课程设计目的及基本要求...... 错误!未定义书签。
四、设计内容提要及说明.......... 错误!未定义书签。
4.1设计内容........................................ 错误!未定义书签。
4.2设计说明........................................ 错误!未定义书签。
五、原理图及原理说明 ........................ 错误!未定义书签。
5.1功能模块电路原理图..................... 错误!未定义书签。
5.2模块工作原理说明 ........................ 错误!未定义书签。
六、调试...........................................................................错误!未定义书签。
七、设计中涉及的实验仪器和工具.... 错误!未定义书签。
八、课程设计心得体会 ........................ 错误!未定义书签。
九、参考文献 ........................................ 错误!未定义书签。
一、预备知识关于数字式简易数字电容测试仪的设计，我们提出了三种设计方法和思路。
在具体操作中，经过对资料的收集、分析，研究与对比，最终选择了简单易懂，而且精度较高的方法，即门控法。
本方法的基本理论是单稳态触发器电路的输出脉宽wt与电容C成正比，再通过一系列的控制，计数，锁存，显示电路实现了对电容的一般测试与数字显示。
在本次数电课程设计的同时，对于中大规模集成电路从认识到分析、再到整体框图设计、单元模块设计、最终到电路的模拟和实际电路的成形有了一定的认识，同时使我们在电子设计方面有了一定的实际动手能力，也为这次数电课程设计打下了坚实的基础。
电容的测量方法
电容的测量方法电容是电路中常见的元件之一，它用来存储电荷并具有储能的功能。
在电子电路设计和维护中，经常需要对电容进行测量，以确保电路的正常工作。
本文将介绍几种常见的电容测量方法，希望能对大家有所帮助。
首先，最简单的电容测量方法是使用万用表。
将万用表调至电容测量档位，然后将电容两端的引线分别连接到万用表的测试端子上，即可读取电容的数值。
需要注意的是，测量电容时要确保电容已经完全放电，否则可能会对万用表产生影响。
其次，可以利用示波器进行电容的测量。
示波器是一种用来显示电信号波形的仪器，通过将电容与示波器连接，可以观察到电容充放电的波形。
根据波形的特点，可以计算出电容的数值。
这种方法适用于对电容的动态特性进行分析。
另外，还可以利用LCR（电感、电容、电阻）测试仪进行电容的测量。
LCR测试仪是一种专门用来测试电感、电容和电阻的仪器，通过选择电容测试档位，将电容连接到测试端子上，即可读取电容的数值。
LCR测试仪通常还可以同时测量电容的等效串联电阻和等效串联电感，对于一些特殊要求的电路设计和分析非常有用。
最后，还可以利用交流电桥进行电容的测量。
交流电桥是一种用来测量电阻、电感和电容的仪器，通过调节电桥的平衡，可以得到电容的准确数值。
这种方法适用于对电容的精确测量，对于一些对电容精度要求较高的场合非常有用。
总之，电容的测量方法有很多种，不同的方法适用于不同的场合。
在实际工作中，可以根据具体的需求选择合适的测量方法，以确保电路的正常工作和性能的稳定。
希望本文介绍的电容测量方法能对大家有所帮助，谢谢阅读！。
电容器的简易检测方法
电容器的简易检测方法摘要：在没有特殊仪表仪器的条件下，电容器的好坏和质量高低可以用万用表电阻档进行检测，并加以判断关键字：电容器检测方法在没有特殊仪表仪器的条件下，电容器的好坏和质量高低可以用万用表电阻档进行检测，并加以判断。
容量大(1μF以上)的固定电容器可用万用表的电阻档(R×1000)测量电容器两电极，表针应向阻值小的方向摆动，然后慢慢回摆至∞附近。
接着交换测试棒再试一次，看表针的摆动情况，摆幅越大，表明电容器的电容量越大。
若测试棒一直碰触电容器引线，表针应指在∞附近，否则，表明该电容器有漏电现象，其电阻值越小，说明漏电量越大，则电容器质量差；如在测量时表针根本不动，表明此电容器已失效或断路；如果表针摆动，但不能回到起始点，则表明电容器漏电量较大，其质量不佳。
对于容量较小的电容器，用万用表来测量往往看不出表针摆动，此时，可以借助一个外加直流电压和用万用表直流电压档进行测量，其方法如图1所示，即把万用表调到相应的直流电压档，负(黑)测试棒接直流电源负极，正(红)测试棒接被测的电容器一端，另一端接电源正极。
一只性能良好的电容器在接通电源的瞬间，万用表的表针应有较大摆幅；电容器的容量越大，其表针的摆幅也越大，摆动后，表针能逐渐返回零位。
如果电容器在电源接通的瞬间，万用表的指针不摆动，则说明电容器失效或断路；若表针一直指示电源电压而不作摆动，表明电容器已被击秔短路；若表针摆动正常，但不返回零位，说明电容器有漏电现象，所指示的电压数值越高，表明漏电量越大。
需要指出的是：测量容量小的电容器所用的辅助直流电压不能超过被测电容器的耐压，以免因测量而造成电容器击秔损坏。
要想准确测量电容器的容量，需要采用电容电桥或Q表。
上述的简易检测方法，只能粗略判断电容器的好坏。
電解電容檢測方法１〃脱离线路时检测采用万用表Ｒ×１ｋ挡，在检测前，先将电解电容的两根引脚相碰，以便放掉电容内残余的电荷。
当表笔刚接通时，表针向右偏转一个角度，然后表针缓慢地向左回转，最后表针停下。
lcl 电路的电容 测量
lcl 电路的电容测量LCL电路是一种常见的电路结构，由电感、电容和电阻组成。
其中，电容是电路中的一种重要元件，用于存储和释放电荷。
本文将着重介绍如何测量LCL电路中的电容。
我们需要了解电容的基本概念。
电容是指电路中两个导体之间的电荷储存能力，通常用法拉（Farad，简称F）作为单位。
在LCL电路中，电容的作用是储存电荷，并在需要时释放电荷，起到稳定电流和电压的作用。
测量LCL电路中的电容可以使用各种方法，下面将介绍其中两种常见的方法：使用电压源和示波器测量电容值、使用LCR表测量电容值。
第一种方法是使用电压源和示波器测量电容值。
首先，将电压源的正极连接到电容的一端，将负极连接到电容的另一端。
然后，将示波器的探头分别连接到电容的两端。
通过电压源给电容充电，记录下充电时电容两端的电压变化情况。
根据电压与电荷之间的关系，我们可以得到电容的电荷量。
接着，我们可以根据电容的电荷量和电压的变化率计算出电容的电容值。
这种方法需要使用示波器来测量电压的变化情况，所以需要一定的仪器设备。
第二种方法是使用LCR表测量电容值。
LCR表是一种专门用于测量电感、电容和电阻等参数的仪器。
使用LCR表测量电容值的步骤如下：首先，将LCR表的两个测试夹具连接到电容的两端。
然后，打开LCR表，并选择电容测量模式。
LCR表会通过一定的电流和频率进行测量，并显示出电容的电容值。
这种方法不需要使用示波器，只需要一台LCR表即可进行测量。
除了上述两种方法外，还可以使用其他仪器和方法来测量LCL电路中的电容值。
例如，可以利用频率响应法或相位差法来测量电容值。
频率响应法是通过改变输入信号的频率，观察输出信号的变化来测量电容值。
相位差法是通过测量输入信号与输出信号之间的相位差来计算电容值。
这些方法都需要一定的仪器设备和专业知识的支持。
在实际测量中，还需要注意一些问题。
首先，要选择合适的测量范围和精度，以确保测量结果的准确性。
其次，要注意电路中的其他元件对测量结果的影响，如电感和电阻等。
简易电容测试电路(经典)
VCC 5V VCC
R2 50% 1K _LIN Key = A 39 R12 470 40 R8 R9 100k 1.0M 30
R1 10k
31 A1 J2
VCC RST DIS OUT
U1A 42 74LS00D 36 R3 41 1k J1 Key = B 0 32 U2B
寡人猪八戒 制作
简易电容测试电路
要求：能够测0.01微法—99微法范围内的电容值， 且可以换档操作。用两个数码管作为显示原件。测 试时，测试电容接至测试端自动显示出被测电容值， 且响应时间不超过2秒。
方案论证
电容、电阻和施密特触发器构成一个多谐振荡器。 在电源刚接通时，电容C上的电压为0，多谐振荡器 输出Vo为高电平，Vo通过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又通过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。如此往复 振荡产生一系列时间脉宽送入单片进行中央处理， 最后送出显示信号通过LED显示。 本系统设计主要采用555集成定时器构成多谐振荡 器、单稳态触发器等电路把被测电容的电容量转换 成电压量，再把电压量通过译码器把电压量转换成 数字量并显示，从而实现电容测量。
总结
通过这周对电容测量仪的设计，使我们了解很多芯 片的功能及应用，更重要的是我们对芯片理解加深， 丰富的了这方面的知识，课程设计是在模拟电路和 数字电路理论基础上进行的一次综合性系统设计， 通过设计和实践，培养了我们的综合运用知识、实 践操作及解决实际问题的能力，使我们牢固掌握课 程中学到的电子线路的工作原理、分析方法和设计 方法，学会电路的一般设计方法和设计流程，并应 用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计。 因种种原因调试不出正确结果，在不断的调整和修 改后，终于有了正确的结果，在失败中也学到很多， 这对我们以后学习中将会有很大的帮助，也会激励 我们在困难面前勇敢向前。
利用Multisim设计电容测量电路
一、概述随着科学技术的不断发展，人类社会进入高科技时代，而以电子元件组成的电器在生活中被运用的越来越广泛，大至航空航天技术，小到手机、电子手表等等。
而这些电器都是由一些电容、电阻等元器件组成。
特别是电容在这些电路中的作用，因此电容的大小的测量在电容使用过程中必不可少，测量电容的大小的办法也越来越多，并且多样化、高科技化。
当然，测量的结果应该保持较高的精确度和稳定性，不仅如此，还应兼顾测量速度快等要求。
目前应用比较普遍的方法有电桥法测电容、容抗法测电容、基于NE555的RC充放电原理等等，而此次课程设计采用的是基于NE555的RC冲放电原理。
用2片NE555芯片分别接成单稳态触发器和多谐振荡器，将待测电容接入单稳态触发器中，将电容的大小转换成一定的脉冲宽度，在这个脉冲宽度内的多谐振荡器产生的脉冲个数经过计数器的计数、锁存后用数码管显示出来。
因此可以直接计算出待测电容的大小，并且达到精确度比较高（±10%）、测量数值较为稳定，量程可控制（0.2uF—20uF）的要求，而且所设计的电路比较简易，所用的都是一些常用的元器件，电路连接简单不繁杂。
本设计报告由方案论证、电路设计、性能测试、结论、性价比、课程设计体会及合理和建议等部分组成，另外还附有参考文献、总电路图和元器件清单。
二、方案论证本设计方案采用的是基于NE555的RC充放电原理的脉冲宽度测量法，本设计的主要由测量电路、计数锁存电路和显示电路三部分构成。
测量电路核心就是由2片555定时器构成的单稳态触发器和多谐振荡器组成，计数电路由3片74LS160构成的计数器和2片74LS273构成的锁存器组成，显示电路由3片内部自带译码器的数码显示管（DCD_HEX）组成。
脉冲宽度测量法的系统功能框图如图1所示，利用单稳态触发器在待测电容C上的充放电的规律，将电容的大小转换成输出信号的脉冲宽度Tw，再将单稳2态触发器的输出信号和多谐振荡器的输出信号一起接入一个与门，与门的输出信号中脉冲宽度Tw内的脉冲个数N通过3片十进制计数器计数后输入到2片锁存器，最后由锁存器输入到自带译码器的数码显示管，数码显示管所显示的数值就是脉冲个数N。
简易电阻、电容和电感测试仪设计原理
简易电阻、电容和电感测试仪设计原理简易电阻、电容和电感测试仪一、任务设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪，示意框图如下：二、要求1．基本要求．基本要求（1）测量范围：电阻100Ω～1M Ω；电容100pF 100pF～～10000pF 10000pF；电感；电感100μH ～10mH 10mH。
（2）测量精度：±5% 。
）测量精度：±5% 。
（3）制作4位数码管显示器，显示测量数值，并用发光二极管分别指示所测元件的类型和单位。
三、设计步骤三、设计步骤1、分模块测量电路的设计原理（1）电阻测量电路的基本原理电阻测量仪的关键技术是电阻测量仪的关键技术是R X /V 转换器，转换器，R R X 即所需测量的电阻，无论电路多么复杂，总可以把与R X 相并联的元件等效为两只互相串联的电阻R 1和R 2。
由此构成三角形电阻网络，其原理图如下所示：上图中R 0为量程电阻，只要使R 1两端呈等电位，此时U R1=0=0，则，则R 1相当于开路，路，R R 2变成运放的负载电阻，变成运放的负载电阻，R R 1和R 2就不起分流作用，这样即可直接测就不起分流作用，这样即可直接测 R R X 的阻值。
的阻值。
E E 为测试电压，为测试电压，I I S 为测试电流，设流过R X 和R 1的电流分别为I X 和I 1，根据基尔霍夫定律可知：，根据基尔霍夫定律可知：I S =I X + I 1又根据“虚地”原理，则又根据“虚地”原理，则U R1= I 1 R 1=0故I 1=0=0，可忽略不计。
由此得到：，可忽略不计。
由此得到：，可忽略不计。
由此得到：I S =I X再考虑到C 点接地，则D 点为“虚地”，因此：点为“虚地”，因此：I S=E/ R0进而推导出：进而推导出： U X= I X R X= I S R X= （E/ R0）·R X显然，只要能得到RX 两端的电压UX，就能求出RX的值，即：的值，即： R X= U X/（E/ R0）= U X R0/ E这就是电阻测量的基本原理。
利用Multisim设计电容测量电路
一、概述随着科学技术的不断发展，人类社会进入高科技时代，而以电子元件组成的电器在生活中被运用的越来越广泛，大至航空航天技术，小到手机、电子手表等等。
而这些电器都是由一些电容、电阻等元器件组成。
特别是电容在这些电路中的作用，因此电容的大小的测量在电容使用过程中必不可少，测量电容的大小的办法也越来越多，并且多样化、高科技化。
当然，测量的结果应该保持较高的精确度和稳定性，不仅如此，还应兼顾测量速度快等要求。
目前应用比较普遍的方法有电桥法测电容、容抗法测电容、基于NE555的RC充放电原理等等，而此次课程设计采用的是基于NE555的RC冲放电原理。
用2片NE555芯片分别接成单稳态触发器和多谐振荡器，将待测电容接入单稳态触发器中，将电容的大小转换成一定的脉冲宽度，在这个脉冲宽度内的多谐振荡器产生的脉冲个数经过计数器的计数、锁存后用数码管显示出来。
因此可以直接计算出待测电容的大小，并且达到精确度比较高（±10%）、测量数值较为稳定，量程可控制（0.2uF—20uF）的要求，而且所设计的电路比较简易，所用的都是一些常用的元器件，电路连接简单不繁杂。
本设计报告由方案论证、电路设计、性能测试、结论、性价比、课程设计体会及合理和建议等部分组成，另外还附有参考文献、总电路图和元器件清单。
二、方案论证本设计方案采用的是基于NE555的RC充放电原理的脉冲宽度测量法，本设计的主要由测量电路、计数锁存电路和显示电路三部分构成。
测量电路核心就是由2片555定时器构成的单稳态触发器和多谐振荡器组成，计数电路由3片74LS160构成的计数器和2片74LS273构成的锁存器组成，显示电路由3片内部自带译码器的数码显示管（DCD_HEX）组成。
脉冲宽度测量法的系统功能框图如图1所示，利用单稳态触发器在待测电容C上的充放电的规律，将电容的大小转换成输出信号的脉冲宽度Tw，再将单稳2态触发器的输出信号和多谐振荡器的输出信号一起接入一个与门，与门的输出信号中脉冲宽度Tw内的脉冲个数N通过3片十进制计数器计数后输入到2片锁存器，最后由锁存器输入到自带译码器的数码显示管，数码显示管所显示的数值就是脉冲个数N。
555电容检测电路设计方案
555电容检测电路设计方案一、整体思路。
咱们的目标呢，就是用555定时器来检测电容。
555定时器可是个很厉害的小芯片，就像一个多功能的小助手一样。
这个电路的基本原理就是利用555定时器的特性，让它和电容“互动”起来，然后通过观察电路的一些反应，就能知道电容的情况啦。
二、电路组成部分。
1. 555定时器芯片。
这是整个电路的核心大脑。
就像一场演出的主角一样。
它有8个引脚，每个引脚都有自己独特的功能。
我们要给它接上电源，一般是5V的直流电源，就像给它吃饱饭，让它有力气干活。
2. 电容。
这就是我们要检测的对象啦。
这个电容会和555定时器的一些引脚连接起来。
电容就像一个小水库，能储存电荷，不同容量的电容储存电荷的能力不一样，这也是我们能检测它的原因。
3. 电阻。
电阻在这个电路里就像交通警察，控制着电流的大小。
我们会用几个不同阻值的电阻，它们和电容、555定时器一起组成一个电路网络。
比如说，我们会有一个充电电阻和一个放电电阻。
当电路工作的时候，电容会通过充电电阻充电，然后通过放电电阻放电，这个过程中就会产生一些和电容相关的信号。
4. 输出部分。
我们会把555定时器的输出引脚连接到一个指示器上。
这个指示器可以是一个发光二极管（LED）或者一个小蜂鸣器。
如果电容正常，比如说容量在我们预期的范围内，那LED可能就会亮起来，就像给我们一个小提示说“这个电容没问题”。
如果电容有问题，比如说容量太大或者太小，那LED可能就不亮，或者以不同的频率闪烁，就像在给我们发出警告信号。
三、工作原理。
1. 充电阶段。
当我们接通电源的时候，电容就开始通过充电电阻充电了。
这个时候，555定时器内部的电路会根据电容充电的情况进行一些操作。
就像看着水库慢慢蓄水一样，555定时器在时刻监测着电容的电压变化。
2. 比较阶段。
555定时器里面有比较器。
当电容充电到一定程度，它的电压会达到比较器设定的一个阈值。
这个阈值就像是一个标准线。
如果电容的电压达到了这个标准线，那就说明这个电容的充电速度是正常的，也就间接说明它的容量可能是正常的。
利用Multisim设计电容测量电路
一、概述随着科学技术的不断发展，人类社会进入高科技时代，而以电子元件组成的电器在生活中被运用的越来越广泛，大至航空航天技术，小到手机、电子手表等等。
而这些电器都是由一些电容、电阻等元器件组成。
特别是电容在这些电路中的作用，因此电容的大小的测量在电容使用过程中必不可少，测量电容的大小的办法也越来越多，并且多样化、高科技化。
当然，测量的结果应该保持较高的精确度和稳定性，不仅如此，还应兼顾测量速度快等要求。
目前应用比较普遍的方法有电桥法测电容、容抗法测电容、基于NE555的RC充放电原理等等，而此次课程设计采用的是基于NE555的RC冲放电原理。
用2片NE555芯片分别接成单稳态触发器和多谐振荡器，将待测电容接入单稳态触发器中，将电容的大小转换成一定的脉冲宽度，在这个脉冲宽度的多谐振荡器产生的脉冲个数经过计数器的计数、锁存后用数码管显示出来。
因此可以直接计算出待测电容的大小，并且达到精确度比较高（±10%）、测量数值较为稳定，量程可控制（0.2uF—20uF）的要求，而且所设计的电路比较简易，所用的都是一些常用的元器件，电路连接简单不繁杂。
本设计报告由方案论证、电路设计、性能测试、结论、性价比、课程设计体会及合理和建议等部分组成，另外还附有参考文献、总电路图和元器件清单。
二、方案论证本设计方案采用的是基于NE555的RC充放电原理的脉冲宽度测量法，本设计的主要由测量电路、计数锁存电路和显示电路三部分构成。
测量电路核心就是由2片555定时器构成的单稳态触发器和多谐振荡器组成，计数电路由3片74LS160构成的计数器和2片74LS273构成的锁存器组成，显示电路由3片部自带译码器的数码显示管（DCD_HEX）组成。
脉冲宽度测量法的系统功能框图如图1所示，利用单稳态触发器在待测电容C上的充放电的规律，将电容的大小转换成输出信号的脉冲宽度Tw，再将单稳2态触发器的输出信号和多谐振荡器的输出信号一起接入一个与门，与门的输出信号中脉冲宽度Tw的脉冲个数N通过3片十进制计数器计数后输入到2片锁存器，最后由锁存器输入到自带译码器的数码显示管，数码显示管所显示的数值就是脉冲个数N。
电容测量法
电容测量法电容测量法是一种常用的电路测试方法，用于测量电容器的容量大小。
在电子工程中，电容器是一种用于存储电荷的元件，它的容量大小决定了存储的电荷量。
因此，对电容器的容量进行准确测量是非常重要的。
电容测量法主要有两种方法，一种是静态测量法，另一种是动态测量法。
静态测量法是通过将电容器与已知的电阻和电压源串联，利用电路的稳态条件计算电容器的容量。
该方法的原理是根据电容器充电和放电的过程中电压的变化情况来计算电容器的容量大小。
具体操作步骤如下：1.将电容器与一个已知的电阻和一个已知的电压源串联连接。
2.通过电压源将电容器充电至一定的电压。
3.关闭电压源，使电容器与电阻组成一个RC电路，并观察电压的变化情况。
4.根据电路的稳态条件和电压的变化情况，计算电容器的容量大小。
动态测量法是通过测量电容器的充放电时间来计算电容器的容量。
该方法的原理是根据电容器充放电的时间常数与电容器的容量大小成正比的关系。
具体操作步骤如下：1.将电容器与一个已知的电阻和一个已知的电压源串联连接。
2.通过电压源将电容器充电至一定的电压。
3.关闭电压源，使电容器与电阻组成一个RC电路，并使用示波器测量电压的变化情况。
4.根据充放电的时间常数和电路参数计算电容器的容量大小。
无论是静态测量法还是动态测量法，对于电容器容量的测量都需要了解电路参数和测量原理，并且需要合理选择电路元件和测量仪器以获得准确的测量结果。
在实际的电子工程中，电容测量法常常应用于以下情况：1.电容器质量检测：在电容器生产过程中，需要对电容器的质量进行检测，以确保生产出的电容器容量满足规定的标准。
2.电容器故障排除：当电子设备出现故障时，可能是由于电容器损坏导致的。
使用电容测量法可以准确检测电容器是否工作正常，并找出故障的原因。
3.电路设计和调试：在电路设计和调试过程中，需要测量电容器的容量大小，以确保电路的正常工作。
总之，电容测量法是一种常用的电路测试方法，通过测量电容器的容量大小可以实现对电容器质量的检测、故障的排除以及电路的设计和调试。
电容容值检测电路
电容容值检测电路介绍电容容值检测电路是一种用于测量电容器容值的电路。
电容器是电子元件中常见的一种，用于存储电荷。
电容容值指的是电容器所能存储的电荷量，通常用法拉（Farad，F）作为单位表示。
电容容值检测电路的作用是通过测量电容器的特性参数来确定其容值大小。
电容器的基本原理电容器是由两个导体板之间夹着绝缘材料（电介质）组成的。
当电容器接入电源时，正电荷会聚集在一个板上，负电荷聚集在另一个板上，形成电场。
电容器的容值与板之间的距离、板的面积以及电介质的介电常数有关。
容值越大，电容器所能存储的电荷量就越多。
电容容值检测电路的原理电容容值检测电路利用了电容器充电和放电的特性。
当电容器接入电源时，电容器会逐渐充电，充电的速度取决于电容器的容值。
通过测量充电时间或充电电流，可以推算出电容器的容值大小。
电容容值检测电路的实现电容容值检测电路通常由以下几个部分组成：1. 充电电路充电电路用于给电容器充电。
常见的充电电路是通过一个恒定电流源或者恒定电压源来给电容器充电。
充电电路需要具备稳定的电流或电压输出，以确保充电的准确性。
2. 放电电路放电电路用于让电容器放电。
放电电路通常包括一个电阻，通过电阻的电流来放电。
放电电路需要确保电容器能够完全放电，以便进行下一次充电。
3. 计时电路计时电路用于测量充电或放电的时间。
常见的计时电路包括定时器、计数器等。
通过测量充电或放电的时间，可以计算出电容器的容值。
4. 显示电路显示电路用于将测量到的电容器容值显示出来。
常见的显示电路有数码管、液晶显示屏等。
电容容值检测电路的应用电容容值检测电路在电子领域有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用场景：1. 电子产品维修在电子产品维修过程中，往往需要检测电容器的容值是否正常。
通过电容容值检测电路，可以快速准确地判断电容器是否需要更换。
2. 电路设计在电路设计过程中，需要选择合适的电容器。
通过电容容值检测电路，可以对电容器进行容值测试，以确定最适合的电容器参数。
测量电容的实验方法及注意事项
测量电容的实验方法及注意事项电容是电路中常见的基本元件之一，它具有存储电荷的能力。
在电路设计和实验中，测量电容的准确值对于确保电路性能和稳定性至关重要。
本文将介绍一些常见的测量电容的实验方法，并提供一些相应的注意事项，以帮助读者有效地进行电容的测量。
一、实验方法1. 直接测量法直接测量法是一种常见且简便的测量电容的方法。
它使用电容测量仪或万用表等仪器直接读取电容的数值。
具体操作步骤如下：（1）将待测电容与电容测量仪或万用表相连接。
（2）设置电容测量仪或万用表为电容测量模式。
（3）读取仪器显示的电容数值，即为待测电容的数值。
2. 频率法频率法是一种较精确的电容测量方法，适用于高值电容和小值电容的测量。
它利用电容对交流信号的阻抗特性来计算电容数值。
具体操作步骤如下：（1）将待测电容与信号源和示波器相连接。
（2）设置信号源为正弦波输出，并调节频率至合适范围。
（3）观察示波器上电压和电流之间的相位差，并根据测量公式计算电容值。
3. 能量积分法能量积分法是一种精确测量电容的方法，适用于小值电容的测量。
它利用电容储存和释放能量的特性来计算电容数值。
具体操作步骤如下：（1）将待测电容与电源、电阻和示波器相连接。
（2）通过电源充电，使电容储存能量。
（3）断开电源连接，通过电阻释放电容能量。
（4）观察示波器上电压的变化，并根据测量公式计算电容值。
二、注意事项1. 防止误差在进行电容测量时，需要注意避免误差的产生，以确保测量结果的准确性。
一些常见的误差来源包括电容本身的损耗、连接线的阻抗和测量仪器的精度等。
为了减少这些误差，应选择合适的测量仪器和连接线，并进行定期的校准和维护。
2. 电路放电在进行能量积分法等需要对电容充放电的实验方法时，需要注意电路放电的安全性。
应确保在断开电源连接之前，电容已经完全放电，以避免触电和损坏电路的风险。
在进行高电压电容的测量时，更应格外注意电路放电的安全性和措施。
3. 环境因素环境因素对电容测量结果也具有一定的影响。
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DA DB DC DD
7 1 2 6
5 4 3
7 1 2 6
VCC 13 14 15 16 20 17 18 19
3 4 5 6
1A 1B 1C 1D
CP1
EN1 MR1
5V
2 7
1
2 7
EN1 MR1
VCC
12
1
CP1
U8A VCC 4518BP_5V
U9B 4518BP_5V
1A 1B 1C 1D
简易电容测试电路
要求：能够测0.01微法—99微法范围内的电容值， 且可以换档操作。用两个数码管作为显示原件。测 试时，测试电容接至测试端自动显示出被测电容值， 且响应时间不超过2秒。
方案论证
电容、电阻和施密特触发器构成一个多谐振荡器。 在电源刚接通时，电容C上的电压为0，多谐振荡器 输出Vo为高电平，Vo通过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又通过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。如此往复 振荡产生一系列时间脉宽送入单片进行中央处理， 最后送出显示信号通过LED显示。 本系统设计主要采用555集成定时器构成多谐振荡 器、单稳态触发器等电路把被测电容的电容量转换 成电压量，再把电压量通过译码器把电压量转换成 数字量并显示，从而实现电容测量。
总结
通过这周对电容测量仪的设计，使我们了解很多芯 片的功能及应用，更重要的是我们对芯片理解加深， 丰富的了这方面的知识，课程设计是在模拟电路和 数字电路理论基础上进行的一次综合性系统设计， 通过设计和实践，培养了我们的综合运用知识、实 践操作及解决实际问题的能力，使我们牢固掌握课 程中学到的电子线路的工作原理、分析方法和设计 方法，学会电路的一般设计方法和设计流程，并应 用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计。 因种种原因调试不出正确结果，在不断的调整和修 改后，终于有了正确的结果，在失败中也学到很多， 这对我们以后学习中将会有很大的帮助，也会激励 我们在困难面前勇敢向前。
闸门电路：NE555构成的单稳态电路 （触发时间为一秒）
右图是人工启动单稳， 定时电阻定时电容位 置分别为图中的Rt和 Ct，也就是电路的结 构特点是：“RT6.2-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）
vI t
0
vC
2VCC /3
0
t
vo t
3 4 5 6
5 4 3
VCC
5V
DA DB DC DD
调试过程及测试结果
由于对方案的理解不够深刻，使我们最后的 调试不正确，改变思路、修改方案、仔细检 查后最后终于能够显示正确结果，但由于误 差及焊接电路问题较多，还是不够准确。这 也是我们以后应该注意的。
主要元件清单
1. 电阻 10K、5.7K 2. 电容 0.01uF 3. 电容 0.1uF、1uF 4. 开关 5. 74LS00 6. 4518 7. 4电阻 150、1K 8. 511 9. 七段共阴数码管 10.待测电容 0.01uF、0.1uF、47uF 11.555 各1个 2个 各1个 1个 1个 1个 各2个 2个 2个 各1个 2个
计数单元：（双十进制BCD计数器） 显示电路：（CD4511驱动共阴数码管）
4511BCD—7段锁存 /译码/驱动器
4518双BCD码计数器 （十进制）
R6 1k 22
R7 1k 24
CK
CA
U4
A B C D E F G A B C D E F G H
U5
37 36 35 34 33 32 31
电容数字测量仪基本原理
在单稳态电路中，当它输出的的脉冲幅度一定时， 其输出脉冲电压的平均值只与脉冲的频率或脉宽成 正比。如果将单稳态电路CP端输入的触发脉冲的频 率固定，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。 电容测量的基本原理是：把电容量通过电路转换成 电压量，然后把电压量经模数转换器转换成数字量 进行显示。电容数字测量仪可由多种方法设计。如 由555集成定时器构成单稳态触发器、多谐振荡器 等电路。
23 25 26 27 28 29 30
13 12 11 10 9 15 14
OA OB OC OD OE OF OG
U6 VCC
4511BD_5V
4511BD_5V
~EL ~BI ~LT
~EL ~BI ~LT
OA OB OC OD OE OF OG
13 12 11 10 9 15 14
U7 VCC 5V
0
连续触发电路：NE555电路组成的多 谐振荡器
连续触发电路：NE555电路组成的多谐 振荡器
根据电路图a，即T=0.7（R1+2R2） C1……………………………………….(2) (1)/(2)得到计数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 节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。
Hale Waihona Puke 电容数字测量仪基本原理 这种电路产生的脉宽可以从几个微秒到数分钟，从 式(1)可以看到，当R固定时，改变电容c则输出脉 宽TW跟着改变，由Tw 的宽度可以求出电容的大小。 把单稳态触发器的输出电压V o取平均值，由于电 容量的不同，Tw的宽度也不同，则Vo的平均值也不 同，由Vo的平均值大小也就可以得到电容C的大小。 如果把这个Vo的平均值送到3 位A／D转换器，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 数字频率计的知识，把此脉冲作闸门时间和标准脉 冲相“与”，得到计数脉冲，该计数脉冲送计数锁存-译码显示系统就可以得到电容量的数据。
提供合适的基
准电压
单元电路设计及说明（电容数字测量仪基本原理）
在数字电路中常使用矩形脉冲作为信号，进 行信息传递，或作为时钟信号用来控制和驱 动电路。本实验是自激多谐振荡器，它是不 需要外加信号触发的矩形波发生器。另一类 是他激多谐振荡器，有单稳态触发器，它需 要在外加触发信号的作用下输出具有一定宽 度的矩形脉冲波；有施密特触发器(整形电 路)，它对外加输入的正弦波等波形进行整 形，使电路输出矩形脉冲波。
THR
27 1
TRI CON GND
74LS00D C1 0.1uF-POL Cx
C3 10uF 0
555_VIRTUAL
1.0uF
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定时器做多谐振电路，它通过电容 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率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。然后由MC14433通过A/D 转换，同时由MC1403提供合适的基准电压，再通过 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。
VCC R4 34 10K _LIN Key = C R5 1k A2 50%
RST DIS THR TRI VCC OUT
VCC
5V
35R10 10k
33 2 C4 10nF
CON GND
555_VIRTUAL
R11 10k
C5 100nF 0
单稳态电路
译码数码管显 示
多谐振荡器
VCC 5V VCC
R2 50% 1K _LIN Key = A 39 R12 470 40 R8 R9 100k 1.0M 30
R1 10k
31 A1 J2
VCC RST DIS OUT
U1A 42 74LS00D 36 R3 41 1k J1 Key = B 0 32 U2B