一款簡(jiǎn)單的數(shù)字電感電容表設(shè)計(jì)制作

本文介紹一款由555時(shí)基構(gòu)成多諧振蕩器構(gòu)成的參數(shù)變換電路，反相器、晶振構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器，以及三個(gè)獨(dú)立LED數(shù)碼管組成的數(shù)顯電路構(gòu)成的簡(jiǎn)易數(shù)字電感電容表，經(jīng)過(guò)測(cè)試電路數(shù)顯直觀、方便有效，精確度高，較好的解決了設(shè)計(jì)時(shí)因制作均衡電容、音箱分頻電感產(chǎn)生誤差導(dǎo)致音質(zhì)受損的問(wèn)題，值得電子發(fā)燒友們親自動(dòng)手操作一試。

一、數(shù)字電感電容表的工作原理

數(shù)字電感電容表原理圖

1、參數(shù)變換電路：

參數(shù)變換電路由555時(shí)基構(gòu)成多諧振蕩器，可把被測(cè)元件Lx/Cx轉(zhuǎn)換成與元件參數(shù)成正比的脈寬。然后把這具有特定脈寬的矩形作為門(mén)控信號(hào)，在脈寬時(shí)間內(nèi)對(duì)一個(gè)已知周期的標(biāo)準(zhǔn)脈沖計(jì)數(shù)通過(guò)顯示器就可以把脈寬(實(shí)際上是元件參數(shù))顯示出來(lái)。

測(cè)量電容時(shí)(這時(shí)波段開(kāi)關(guān)在5、6、7位)是以Cx為定時(shí)元件的多諧振蕩器，產(chǎn)生的矩形波經(jīng)3腳輸出，送到計(jì)數(shù)器的門(mén)控端，脈寬tw=CRcln2。

測(cè)量電感時(shí)(波段開(kāi)關(guān)在1、2、3位)，是以Lx為定時(shí)元件的多諧振蕩器，剛接通電源時(shí)，V2(6)=Vcc，555的3腳輸出低電平，7腳通地，電源經(jīng)RL的Lx充電，隨著充電的進(jìn)行，V2(6)↓，當(dāng)達(dá)到V2(6)=1/3Vcc時(shí)，電路翻轉(zhuǎn)，3腳輸出高電平，7腳與地?cái)嚅_(kāi)，因Lx電流不能突變，必將產(chǎn)生一個(gè)感生電動(dòng)勢(shì)使D1導(dǎo)通，Lx經(jīng)D1、RL放電，V2(6)↑，當(dāng)達(dá)到V2(6)=2/3Vcc時(shí)，電路又翻轉(zhuǎn)，5腳輸出低電平，7腳又與地接通，Lx又開(kāi)始充電，這樣5腳輸出占空比為1:1的方波，送到計(jì)數(shù)器的門(mén)控端。這時(shí)脈寬為tw=Lx/RLln2。

2、標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器：

該電路由反相器3、4和晶體構(gòu)成，晶振頻率為1MHz,標(biāo)準(zhǔn)脈沖周期為T(mén)=1μs，以它作為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖。

3、計(jì)數(shù)、顯示電路：

顯示器由三位LED數(shù)碼管構(gòu)成，計(jì)數(shù)器由MC14553三位動(dòng)態(tài)掃描計(jì)數(shù)器為核心構(gòu)成。T=1μs的標(biāo)準(zhǔn)脈沖送入MC14553的12腳，多諧振蕩器產(chǎn)生的矩形脈沖送入MC14553的11腳，當(dāng)11腳為高電平時(shí)，4553的12腳標(biāo)準(zhǔn)脈沖不能加入，11腳為低電平時(shí)，經(jīng)反相、微分后，得到一正尖脈沖，先給計(jì)數(shù)器清零，同時(shí)，4553閂鎖解除，開(kāi)始對(duì)標(biāo)準(zhǔn)脈沖計(jì)數(shù)，等11腳再輸入高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器又閂鎖，同時(shí)10腳也為高電平，計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)鎖存，顯示器對(duì)前面計(jì)數(shù)結(jié)果穩(wěn)定顯示，設(shè)在這一循環(huán)中計(jì)數(shù)器為N，那么tw=NT亦即Lx/RLln2=NT,合理地選擇RL或 Rc，顯示器就能顯示Lx的微享數(shù)或Cx的皮法數(shù)，十分直觀，本儀器Lx共有0～999μH和0～999mH兩檔，Cx共有0～999pF, 0～999nF(納法)，0～999μF三檔。

二、制作要點(diǎn)

關(guān)鍵元件是量程電阻RL及Rc，0.693Ω及1.443Ω兩電阻可用高強(qiáng)度漆包線以線繞制，最好在電橋上進(jìn)行校對(duì)，保證1%的精度。其它量程電阻可用多個(gè)電阻串并聯(lián)獲得，也應(yīng)保證1%的精度。

三、調(diào)試

本電路調(diào)整極為簡(jiǎn)單，只需調(diào)整C2使標(biāo)準(zhǔn)脈沖頻率為1MHz即可，以后使用無(wú)需校零。

本電路雖只用3位數(shù)碼管作顯示，但可以顯示六位有效數(shù)字。如有一個(gè)47312pF的電容器，在pF檔只顯示732pF，撥至nF檔后，顯示器就顯示出004nF，所以被測(cè)電容為004732pF即4.732nF，也就是0.04732μF。電感測(cè)量時(shí)也一樣，極為方便。

關(guān)鍵詞：