一款簡單的數(shù)字電感電容表設計制作

本文介紹一款由555時基構成多諧振蕩器構成的參數(shù)變換電路，反相器、晶振構成標準脈沖發(fā)生器，以及三個獨立LED數(shù)碼管組成的數(shù)顯電路構成的簡易數(shù)字電感電容表，經(jīng)過測試電路數(shù)顯直觀、方便有效，精確度高，較好的解決了設計時因制作均衡電容、音箱分頻電感產(chǎn)生誤差導致音質受損的問題，值得電子發(fā)燒友們親自動手操作一試。

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時基構成多諧振蕩器，可把被測元件Lx/Cx轉換成與元件參數(shù)成正比的脈寬。然后把這具有特定脈寬的矩形作為門控信號，在脈寬時間內對一個已知周期的標準脈沖計數(shù)通過顯示器就可以把脈寬(實際上是元件參數(shù))顯示出來。

測量電容時(這時波段開關在5、6、7位)是以Cx為定時元件的多諧振蕩器，產(chǎn)生的矩形波經(jīng)3腳輸出，送到計數(shù)器的門控端，脈寬tw=CRcln2。

測量電感時(波段開關在1、2、3位)，是以Lx為定時元件的多諧振蕩器，剛接通電源時，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，隨著充電的進行，V2(6)↓，當達到V2(6)=1/3Vcc時，電路翻轉，3腳輸出高電平，7腳與地斷開，因Lx電流不能突變，必將產(chǎn)生一個感生電動勢使D1導通，Lx經(jīng)D1、RL放電，V2(6)↑，當達到V2(6)=2/3Vcc時，電路又翻轉，5腳輸出低電平，7腳又與地接通，Lx又開始充電，這樣5腳輸出占空比為1:1的方波，送到計數(shù)器的門控端。這時脈寬為tw=Lx/RLln2。

2、標準脈沖發(fā)生器：

該電路由反相器3、4和晶體構成，晶振頻率為1MHz,標準脈沖周期為T=1μs，以它作為計數(shù)器的計數(shù)脈沖。

3、計數(shù)、顯示電路：

顯示器由三位LED數(shù)碼管構成，計數(shù)器由MC14553三位動態(tài)掃描計數(shù)器為核心構成。T=1μs的標準脈沖送入MC14553的12腳，多諧振蕩器產(chǎn)生的矩形脈沖送入MC14553的11腳，當11腳為高電平時，4553的12腳標準脈沖不能加入，11腳為低電平時，經(jīng)反相、微分后，得到一正尖脈沖，先給計數(shù)器清零，同時，4553閂鎖解除，開始對標準脈沖計數(shù)，等11腳再輸入高電平時，計數(shù)器又閂鎖，同時10腳也為高電平，計數(shù)器的數(shù)據(jù)鎖存，顯示器對前面計數(shù)結果穩(wěn)定顯示，設在這一循環(huán)中計數(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

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

三、調試

本電路調整極為簡單，只需調整C2使標準脈沖頻率為1MHz即可，以后使用無需校零。

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，所以被測電容為004732pF即4.732nF，也就是0.04732μF。電感測量時也一樣，極為方便。

關鍵詞： 電感 電容表