电子技术课程设计报告--数字式电容测量仪

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1、 电子技术电子技术课程设计报告报告 课程名称： 数字式电容测量仪 系 部： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间 数字式电容测量仪设计报告 一内容提要: 电容元件广泛应用于各种电子产品和电路中，具有十分广泛的应 用。电容的容值参数是设计中应考虑的重要参数。常见的电容分为有 极电容和无极电容。电容的容值与电容的直对面积、形状、电解质等 有关系。目前的电容体积小，用常规方法难以精确测出。为解决该问 题。我们设计了简易数字式电容测试仪。该设计将电容的测量转化为 频带宽度的测量，具有便携、易操作、高精度等特点。 本文粗略讲述了我在本次实习中的整个设计过程及收获。 讲述了数字电容测量仪的工作原理

2、以及其各个组成部分，记述了我在整个设 计过程中对各个部分的设计思路、 对各部分电路设计方案的选择、 元器件的筛选、 以及对它们的调试、对调试结果的分析，到最后得到比较满意的实验结果的方方 面面 。 二设计内容及要求: 1. 被测电容的容量在 0.01F 至 100F 范围内。 2. 设计两个的测量量程。 3. 用 3 为数码管显示测量结果。 4. 显示小数点和单位。 三设计思路及原理: 1. 系统概述 （1）将待测电容构成单稳态电路，在一定条件下，则单稳态电路的暂稳态时间 与电容值成正比。 （2） 用这个暂稳态时间作为一个时间窗（Tc） ，在这个时间窗内，对标准脉冲 信号进行计数，从而测出时间

3、窗的宽度，进而得到电容值。 Tc=KCTc=KC f f 计数 脉冲个数N 时间窗中脉冲个数：N=Tcf=KfCnum 选择电阻 R 使 Kf=1，则 N=Cnum 例如： C=0.11F，Cnum=11 C=11 F， Cnum=11 Tc=KC=K Cnum 10-8F(秒) Tc=KC=K Cnum 10-6F(秒) 时间窗中脉冲个数： N=Tcf=K10-8fCnum=Cnum N=Tcf=K10-6fCnum=Cnum 即 K10-8f=1 即 K10-6f=1 所以改变 量程时，要改变 K(R) 或 f 就可以，我们选择的是改变 R。 & e 2 单元电路设计、仿真与分析 1、时钟

4、（555 多谐）+计数器（3 位十进制）+译码+显示（可借用实验箱上 的） 2、时间窗口用 555 实现单稳电路，实现计数窗口，脉宽 tp1.1RC（C 为被 测电容） 3、控制电路的作用：向单稳发出窄脉冲触发信号，向计数器发出窄脉冲清 零信号，应该先清零计数器，清零结束后再触发单稳时间窗 4、启动测量可以用手动按钮来实现，但要有防抖电路。 5、量程调节可以用开关换接单稳上的电阻值完成。 6、小数点利用试验箱上的数码显示器上的 h，应配合量程选择点亮哪一位。 7、可能用到的将信号的沿转换成窄脉冲的电路： 3电路的安装与调试 1 1用用 555555 定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器 其基本电路图如下: 555 定时器组成的多谐振荡器(即标准脉冲产生电路),振荡器的频率计算公