数字电容测量仪.doc
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1、数字电容测量仪数字电容测量仪一 实验目的:1:掌握译码显示的设计与应用2:掌握数字电容测量仪的方法3:学习自动量程的设计方法4:学习使用555定时器及多谐振荡器二:设计内容及要求:1:被测电容范围为100pF到1uF2:把电容量通过电路转换为电压量进行测量3:设计石英晶体振荡器及分频系统4:可控制的计数、锁存、译码、显示系统。发挥部分举例:1:测量电容范围为1uF到1000uF2:石英晶体振荡器3:)多谐振荡器三:使用仪器及元器件:74LS04(1片),74LS90(4片),NE555(2片),74LS00(2片),74LS373(2片),74LS47(3片),8段共阳数码管(3个),电平开关
2、(1个),电阻若干,电容若干。四:实验原理1,总原理图:本设计是基于555定时器,连接构成多谐振荡器以及单稳态触发器而测量电容的。单稳态触发器中所涉及的电容,即是被测量的电容。其脉冲输入信号是555定时器构成的多谐振荡器所产生。信号的频率可以根据所选的电阻,电容的参数而调节。这样便可以定量的确定被测电容的容值范围。因为单稳态触发器的输出脉宽是根据电容值的不同而不同的,所以脉宽即是对应的电容值,其精确度可以达到0.1%。最后是输出电压的数字化,将输入到47译码器中翻译成BCD码,输入到LED数码管中显示出来。利用单稳态触发器或电容器充放电规律等,可以把被测电容的大小转换成脉冲的宽窄,即控制脉冲宽
3、度 Tx严格 与 Cx成正比只要把此脉冲与频率固定不变的方波即时钟脉冲相与,便可得到计数脉冲,把计数脉冲送给计数器计数,然后再送给显示器显示 如果时钟脉冲的频率等参数合适,数字显示器显示的数字 N便是 Cx的大小。之所以选择该方案是考虑到这个方案不仅设计比较容易实现,而且必要时还可以扩展量程,更重要的是该方案设计出来的数字测试仪测量的结果比较精确。2单稳态控制电路控制器的主要功能是根据被测电容 Cx的容量大小形成与其成正比的控制脉冲宽度 Tx图2所示为单稳态控制电路的原理图该电路的工作原理如下: 单稳态控制电路原理图当被测电容 Cx接到电路中之后,只要按一下开关 S,电源电压Vcc 经微分电路
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