實(shí)驗(yàn)2-1 電容C的測量

電容C的測量

設(shè)計(jì)方案任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)能夠測量電容器件參數(shù)的測量電路。該測量電路應(yīng)具備如下功能。電容C測量儀的量程范圍如下：1nF-----1uF;電容C測量儀的量程范圍如下：10pF-----1000uF.實(shí)驗(yàn)原理：（實(shí)驗(yàn)主要器件為555定時(shí)器）1、555電路的結(jié)構(gòu)組成和工作原理

它含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)基本RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開關(guān)T，比較器的參考電壓由三只5KΩ的電阻器構(gòu)成分壓，它們分別使高電平比較器C1同相比較端和低電平比較器C2的反相輸入端的參考電平為和。C1和C2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號輸入并超過時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時(shí)放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號自2腳輸入并低于時(shí)，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電，開關(guān)管截止。是復(fù)位端，當(dāng)其為0時(shí)，555輸出低電平。平時(shí)該端開路或接。

Vco是控制電壓端（5腳），平時(shí)輸出作為比較器A1的參考電平，當(dāng)5腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè)0.01的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路.2、555電路構(gòu)成多諧振蕩器電路組成及工作原理：由555定時(shí)器和外接元件R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器，觸發(fā)tri腳與閾值thr腳直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號，利用電源通過R1、R2向C充電，以及C通過R2向放電端放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容C在和之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的矩形波。電容C2的充電時(shí)間：電容C2的放電時(shí)間：電路的振蕩周期：所以可以通過測量輸出矩形波的周期來測量電容值。在一定的周期范圍內(nèi)，電阻與電容值可以看做成反比，所以通過改變電阻的值來測量不同范圍的電容值。為使振蕩頻率保持在10—100kHz這一段555的起振頻率范圍，同時(shí)使得輸出的波形盡可能不失真，需要選擇合適的R1和R2的值。測量1uF-1000uF，選用22Ω和51Ω的電阻，測量1nF-1uF，選用22k和51k的電阻，測量10pF-1nF，選用2.2M和5M的電阻。電容C的測量由RC震蕩電路實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)采用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器，震蕩電路如下圖所示C=T/[(R1+2R2)ln2]根據(jù)仿真所得的周期及公式C=T/[(R1+2R2)ln2]得電容約為：57uF與50uF相差不大。根據(jù)仿真所得的周期及公式C=T/[(R1+2R2)ln2]得電容約為：50.04nF與50nF相差不大。根據(jù)仿真所得的周期及公式C=T/[