電子信號(hào)實(shí)驗(yàn)：電容C的測(cè)量

電容C的測(cè)量小組成員：◎劉秦華宗琦許一飛祁響王毅鵬任務(wù)1、查資料，設(shè)計(jì)原理圖，確定器件及其參數(shù)2、用Multisim仿真并記錄結(jié)果3、制作實(shí)物，記錄輸出結(jié)果，記算電容C的值2023/2/5解決方法一用串聯(lián)諧振電路測(cè)量電容C難度系數(shù)：1實(shí)驗(yàn)器材：電感*1，待測(cè)電容若干，電阻*1，示波器*1，萬用表*1不足：誤差較高2023/2/5實(shí)驗(yàn)電路

2023/2/5主要實(shí)驗(yàn)步驟不斷調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率的大小，直至示波器X/Y模式下李薩如圖形為一條直線記錄此時(shí)頻率為f0根據(jù)公式即可求出電容C的值2023/2/5部分仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果

2023/2/5f0=7.5kHZC=95.8nF與仿真100nF誤差較大優(yōu)缺點(diǎn)分析此方法簡(jiǎn)單易行、電路焊接簡(jiǎn)易、操作簡(jiǎn)便輸出頻率調(diào)節(jié)有出入容易產(chǎn)生誤差通過李薩如圖形判斷是否產(chǎn)生諧振會(huì)在視覺上存在一定的誤差2023/2/5解決方法二基于555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路產(chǎn)生輸出脈沖來測(cè)量電容C的大小2023/2/5簡(jiǎn)單介紹2023/2/5它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè)

RS觸發(fā)器，一個(gè)放電管

T及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC/3和

2VCC/3。實(shí)驗(yàn)電路2023/2/5基本原理由555定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，Vi輸出端（TRI端）接方波信號(hào)發(fā)生器在電路處于暫穩(wěn)態(tài)時(shí)R、C則在0~2/3Vcc之間充放電測(cè)量輸出脈沖寬度tw由公式tw=RCln{(Vcc-0)/(Vcc-2/3Vcc)}=1.1RC

即可求出待測(cè)電容大小2023/2/5仿真結(jié)果2023/2/5由示波器可以看出脈沖寬度tw=5.461ms計(jì)算出待測(cè)電容Cx=0.997uF與仿真Cx=1uF之間誤差非常小優(yōu)缺點(diǎn)分析結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，干擾小，精度較高這種電路產(chǎn)生的脈沖寬度可以從幾微秒到數(shù)分鐘?？赏ㄟ^改變R、C元件參數(shù)調(diào)節(jié)脈沖寬度，精度可以達(dá)到0.1%555定時(shí)器容易損壞，在焊接制作實(shí)物過程中要非常小心輸入信號(hào)和電阻值R與電容C之間存在一定的匹配關(guān)系在一定范圍內(nèi)不能精確測(cè)量2023/2/5改進(jìn)可將電阻R改為電位器，既可以做多組數(shù)據(jù)測(cè)算又能實(shí)現(xiàn)電阻和電容C值的匹配此方案對(duì)電容C值的測(cè)算還是停留在手工估算的地步，尚不能實(shí)現(xiàn)全數(shù)字式“即插