三位數字顯示電容測試表電路模塊設計

　　廣大電子愛(ài)好者都有這樣的體會(huì )，中、高檔數字萬(wàn)用表雖有電容測試擋位，但測量范圍一般僅為1pF~20μF，往往不能滿(mǎn)足使用者的需要，給電容測量帶來(lái)不便。本電路介紹的三位數顯示電容測試表采用四塊集成電路，電路簡(jiǎn)潔、容易制作、數字顯示直觀(guān)、精度較高，測量范圍可達1nF~104μF。特別適合愛(ài)好者和電氣維修人員自制和使用。

　　電路工作原理：該電容表電路由基準脈沖發(fā)生器、待測電容容量時(shí)間轉換器、閘門(mén)控制器、譯碼器和顯示器等部分組成。 待測電容容量時(shí)間轉換器把所測電容的容量轉換成與其容量值成正比的單穩時(shí)間td?；?strong>變容二極管C值準脈沖發(fā)生器產(chǎn)生標準的周期計數脈沖。閘門(mén)控制器的開(kāi)通時(shí)間就是單穩時(shí)間td。在td時(shí)間內，周期計數脈沖通過(guò)閘門(mén)送到后面計數器計數，譯碼器譯碼后驅動(dòng)顯示器顯示數值。計數脈沖的周期T乘以顯示器顯示的計數值N就是單穩時(shí)間td，由于td與被測電容的容量成正比，所以也就知道了被測電容的容量。

　　圖2中，集成電路IC1B電阻R7~R9和電容C3構成基準脈沖發(fā)生器（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)無(wú)穩多諧振蕩器），其輸出的脈沖信號周期T與R7~R9和C3有關(guān)，在C3固定的情況下通過(guò)量程開(kāi)關(guān)K1b對R7、R8、R9的不同選擇，可得到周期為11μs、1.1ms和11ms的三個(gè)脈沖信號。 IC1A、IC2、R1~R6、按鈕AN及C1構成待測電容容量時(shí)間轉換器（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)單穩電路）。按動(dòng)一次AN，IC2B的10腳就產(chǎn)生一個(gè)負向窄脈沖觸發(fā)IC1A，其5腳輸出一次單高電平信號。R3~R6和待測電容CX為單穩定時(shí)元件，單穩時(shí)間td=1.1（R3~R6）CX。IC4、IC2C、C5、C6、R10構成閘門(mén)控制器和計數器，IC4為CD4553，其12腳是計數脈沖輸入端，10腳是計數使能端，低電位時(shí)CD4553執行計數，13腳是計數清零端，上升沿有效。當按動(dòng)一下AN后，IC4的13腳得到一個(gè)上升脈沖，計數器清零同時(shí)IC2C的4腳輸出一個(gè)單穩低電平信號加到IC4的10腳，于是IC4對從其12腳輸入的基準計數脈沖進(jìn)行計數。當單穩時(shí)間結束后，IC4的10腳變?yōu)楦唠娖?，IC4停止計數，最后IC4通過(guò)分時(shí)傳遞方式把計數結果的個(gè)位、十位、百位由它的9腳、7腳、6腳和5腳循環(huán)輸出對應的BCD碼。

　　IC3構成譯碼器驅動(dòng)器，它把IC4送來(lái)的BCD碼譯成十進(jìn)制數字筆段碼，經(jīng)R11~R17限流后直接驅動(dòng)七段數碼管。集成電路CD4553的15腳、1腳、2腳為數字選擇輸出端，經(jīng)R18~R20選擇脈沖送到三極管T1~T3的基極使其輪流導通，這兩部分電路配合就完成了三位十進(jìn)制數字顯示。 C7的作用是當電源開(kāi)啟時(shí)在R10上產(chǎn)生一個(gè)上升脈沖，對計數器自動(dòng)清零。