三位數(shù)字顯示電容測(cè)試表電路模塊設(shè)計(jì)

　　廣大電子愛(ài)好者都有這樣的體會(huì)，中、高檔數(shù)字萬(wàn)用表雖有電容測(cè)試擋位，但測(cè)量范圍一般僅為1pF~20μF，往往不能滿足使用者的需要，給電容測(cè)量帶來(lái)不便。本電路介紹的三位數(shù)顯示電容測(cè)試表采用四塊集成電路，電路簡(jiǎn)潔、容易制作、數(shù)字顯示直觀、精度較高，測(cè)量范圍可達(dá)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(zhǔn)脈沖發(fā)生器、待測(cè)電容容量時(shí)間轉(zhuǎn)換器、閘門控制器、譯碼器和顯示器等部分組成。 待測(cè)電容容量時(shí)間轉(zhuǎn)換器把所測(cè)電容的容量轉(zhuǎn)換成與其容量值成正比的單穩(wěn)時(shí)間td?；?nèi)荻O管C值準(zhǔn)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的周期計(jì)數(shù)脈沖。閘門控制器的開(kāi)通時(shí)間就是單穩(wěn)時(shí)間td。在td時(shí)間內(nèi)，周期計(jì)數(shù)脈沖通過(guò)閘門送到后面計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，譯碼器譯碼后驅(qū)動(dòng)顯示器顯示數(shù)值。計(jì)數(shù)脈沖的周期T乘以顯示器顯示的計(jì)數(shù)值N就是單穩(wěn)時(shí)間td，由于td與被測(cè)電容的容量成正比，所以也就知道了被測(cè)電容的容量。

　　圖2中，集成電路IC1B電阻R7~R9和電容C3構(gòu)成基準(zhǔn)脈沖發(fā)生器（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)無(wú)穩(wěn)多諧振蕩器），其輸出的脈沖信號(hào)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(duì)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(hào)。 IC1A、IC2、R1~R6、按鈕AN及C1構(gòu)成待測(cè)電容容量時(shí)間轉(zhuǎn)換器（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)單穩(wěn)電路）。按動(dòng)一次AN，IC2B的10腳就產(chǎn)生一個(gè)負(fù)向窄脈沖觸發(fā)IC1A，其5腳輸出一次單高電平信號(hào)。R3~R6和待測(cè)電容CX為單穩(wěn)定時(shí)元件，單穩(wěn)時(shí)間td=1.1（R3~R6）CX。IC4、IC2C、C5、C6、R10構(gòu)成閘門控制器和計(jì)數(shù)器，IC4為CD4553，其12腳是計(jì)數(shù)脈沖輸入端，10腳是計(jì)數(shù)使能端，低電位時(shí)CD4553執(zhí)行計(jì)數(shù)，13腳是計(jì)數(shù)清零端，上升沿有效。當(dāng)按動(dòng)一下AN后，IC4的13腳得到一個(gè)上升脈沖，計(jì)數(shù)器清零同時(shí)IC2C的4腳輸出一個(gè)單穩(wěn)低電平信號(hào)加到IC4的10腳，于是IC4對(duì)從其12腳輸入的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)單穩(wěn)時(shí)間結(jié)束后，IC4的10腳變?yōu)楦唠娖?，IC4停止計(jì)數(shù)，最后IC4通過(guò)分時(shí)傳遞方式把計(jì)數(shù)結(jié)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(duì)應(yīng)的BCD碼。

　　IC3構(gòu)成譯碼器驅(qū)動(dòng)器，它把IC4送來(lái)的BCD碼譯成十進(jìn)制數(shù)字筆段碼，經(jīng)R11~R17限流后直接驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管。集成電路CD4553的15腳、1腳、2腳為數(shù)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(dǎo)通，這兩部分電路配合就完成了三位十進(jìn)制數(shù)字顯示。 C7的作用是當(dāng)電源開(kāi)啟時(shí)在R10上產(chǎn)生一個(gè)上升脈沖，對(duì)計(jì)數(shù)器自動(dòng)清零。