三位数字显示电容测试表电路模块设计

三位数字显示电容测试表电路模块设计

　　广大电子爱好者都有这样的体会，中、高档数字万用表虽有电容测试挡位，但测量范围一般仅为1pF~20µF，往往不能满足使用者的需要，给电容测量带来不便。本电路介绍的三位数显示电容测试表采用四块集成电路，电路简洁、容易制作、数字显示直观、精度较高，测量范围可达1nF~104µF。特别适合爱好者和电气维修人员自制和使用。

　　电路工作原理：该电容表电路由基准脉冲发生器、待测电容容量时间转换器、闸门控制器、译码器和显示器等部分组成。 待测电容容量时间转换器把所测电容的容量转换成与其容量值成正比的单稳时间td。基变容二极管C值准脉冲发生器产生标准的周期计数脉冲。闸门控制器的开通时间就是单稳时间td。在td时间内，周期计数脉冲通过闸门送到后面计数器计数，译码器译码后驱动显示器显示数值。计数脉冲的周期T乘以显示器显示的计数值N就是单稳时间td，由于td与被测电容的容量成正比，所以也就知道了被测电容的容量。

　　图2中，集成电路IC1B电阻R7~R9和电容C3构成基准脉冲发生器（实质上是一个无稳多谐振荡器），其输出的脉冲信号周期T与R7~R9和C3有关，在C3固定的情况下通过量程开关K1b对R7、R8、R9的不同选择，可得到周期为11µs、1.1ms和11ms的三个脉冲信号。 IC1A、IC2、R1~R6、按钮AN及C1构成待测电容容量时间转换器（实质上是一个单稳电路）。按动一次AN，IC2B的10脚就产生一个负向窄脉冲触发IC1A，其5脚输出一次单高电平信号。R3~R6和待测电容CX为单稳定时元件，单稳时间td=1.1（R3~R6）CX。IC4、IC2C、C5、C6、R10构成闸门控制器和计数器，IC4为CD4553，其12脚是计数脉冲输入端，10脚是计数使能端，低电位时CD4553执行计数，13脚是计数清零端，上升沿有效。当按动一下AN后，IC4的13脚得到一个上升脉冲，计数器清零同时IC2C的4脚输出一个单稳低电平信号加到IC4的10脚，于是IC4对从其12脚输入的基准计数脉冲进行计数。当单稳时间结束后，IC4的10脚变为高电平，IC4停止计数，最后IC4通过分时传递方式把计数结果的个位、十位、百位由它的9脚、7脚、6脚和5脚循环输出对应的BCD码。

　　IC3构成译码器驱动器，它把IC4送来的BCD码译成十进制数字笔段码，经R11~R17限流后直接驱动七段数码管。集成电路CD4553的15脚、1脚、2脚为数字选择输出端，经R18~R20选择脉冲送到三极管T1~T3的基极使其轮流导通，这两部分电路配合就完成了三位十进制数字显示。 C7的作用是当电源开启时在R10上产生一个上升脉冲，对计数器自动清零。