「電路分享」電容表

在6個(gè)范圍內(nèi)測試1p到10u的電容器把它連接到你的萬用表（0v-10v刻度）

這個(gè)簡單的附加電容表是專為幫助您識別1p到10u的電容而設(shè)計(jì)的。由于電容器在尺寸、形狀和編碼上千差萬別，一直存在識別電容器的問題。由于建筑形式的不同，大多數(shù)情況下無法通過大小來識別它們。所以你必須能夠閱讀和解釋身體上的密碼。但如果數(shù)字缺失或尺寸很小，你就有問題了。唯一的解決辦法就是有一個(gè)測試設(shè)備來幫你識別它們。

這個(gè)項(xiàng)目正是你所需要的。它結(jié)構(gòu)簡單，幾乎可以連接到任何模擬萬用表。
刻度在每個(gè)范圍內(nèi)都是精確的-當(dāng)然足夠好，可以提供1p到10u之間的任何電容值。
實(shí)際精度取決于設(shè)計(jì)中使用的組件的公差，由于我們使用了10%的組件，您可以假設(shè)您所讀取的任何讀數(shù)都具有此精度。有趣的是，電容器的實(shí)際值對大多數(shù)應(yīng)用并不重要。
耦合電容器可以是/-50%，而不影響性能，旁路電容器也可以。唯一必須精確的類型是調(diào)諧電容器和振蕩器中的電容器，然后通常有一個(gè)微調(diào)器帽或段塞調(diào)諧線圈，可以通過調(diào)節(jié)來設(shè)置頻率。
我們設(shè)計(jì)這個(gè)項(xiàng)目的原因是我們需要確定我們在射頻運(yùn)動檢測器（尚未發(fā)布）前端使用的兩個(gè)電容器的值。它必須是1.8便士，而我在我們的零件商店里找到的電容器看起來像18便士——很難讀出印刷在機(jī)身上的數(shù)值。我不得不借用工作人員的電容測試儀來證明它是1p8。
當(dāng)你在高頻（如400MHz）下工作時(shí)，電容值必須正確，否則電路將無法工作。當(dāng)然，在這個(gè)頻率下，18p不能代替1p8在振蕩器級工作。
測試人員證明非常方便，我認(rèn)為將類似的東西作為一個(gè)項(xiàng)目來呈現(xiàn)是個(gè)好主意。
當(dāng)你不確定一個(gè)值時(shí)，它非常方便。這對于表面貼裝元件尤其重要，因?yàn)樗鼈兊闹禌]有標(biāo)在主體上，尺寸也沒有顯示電容。許多電容器都是分層制作的，以減小其尺寸，表面貼裝的電容器肯定是這樣。我們有10p物理上大于22n的例子！-這是因?yàn)?2n是由許多層組成的。
陶瓷電容器有時(shí)也是個(gè)問題。它們的大小也取決于圖層原理，22n的大小可以與10p相同，甚至更?。?biāo)記也有問題。有時(shí)100p標(biāo)記為“100”，有時(shí)標(biāo)記為“101”。如果不想出錯(cuò)，每次拿起一個(gè)組件時(shí)都必須思考并記住所使用的代碼。
在本文的最后，我們包含了一個(gè)關(guān)于電容器編碼的部分，這將幫助您識別一些更困難的值。
如果你犯了一個(gè)錯(cuò)誤，把102或103放在一個(gè)電路里代替了100p，你就可能制造了一個(gè)你永遠(yuǎn)也找不到的故障1牛頓103是10牛頓. 我們也有過1n電容器被標(biāo)記為1n0的情況。這個(gè)數(shù)字太小了，建造師以為是100，就把它當(dāng)作100便士！
在微小的陶瓷電容器上，要從56p中破譯5.6p就更困難了，因?yàn)樾?shù)點(diǎn)太小了，放大鏡很難把它撿起來。
另一個(gè)陷阱是電容器的標(biāo)記，比如47000而不是47n，或者.0022代替2n2。
當(dāng)我們在組裝工具的時(shí)候，我們知道一個(gè)組件是5p6，因?yàn)樗鼇碜砸粋€(gè)標(biāo)簽為5p6的盒子，或者在袋子上標(biāo)記為5p6的盒子，但是當(dāng)你從一個(gè)垃圾箱里撿到一些零碎的東西時(shí)，你就不太確定了。
當(dāng)你在****機(jī)中試驗(yàn)高頻電路，如射頻級時(shí)，你很快就會意識到“p”值的重要性。只有幾個(gè)“p”的差別將改變許多兆赫的頻率，這取決于它在電路中的位置。錯(cuò)誤的值甚至?xí)柚闺A段振蕩。
所以我們知道了，有些電容是關(guān)鍵的，有些電容幾乎可以是任何值。
回到舊的無線電時(shí)代和晶體管收音機(jī)的引入，一些陶瓷電容器的公差為50%到80%。這不是問題，因?yàn)樗鼈冇糜谂月非闆r和耦合，在這種情況下，值可以增加100%，而不會對性能產(chǎn)生任何影響。
隨著現(xiàn)代元件的出現(xiàn)，公差已經(jīng)得到了提高，正常的公差現(xiàn)在大約是10%到20%，但我們不需要關(guān)心電容器或測試儀的精度，而是需要確定標(biāo)在主體上的值是否與電路上顯示的值相同。
通過用測試儀反復(fù)檢查，你可以防止一些愚蠢的錯(cuò)誤，比如用一個(gè)10n的電容器代替1牛頓或者用5p6代替56p。
現(xiàn)在是技術(shù)部分
從1p到10u是一個(gè)1000萬的系數(shù)。我們需要覆蓋6個(gè)范圍。每個(gè)范圍被分為100個(gè)部分，這使得在0-10v范圍內(nèi)讀取數(shù)值變得很容易。
對于每個(gè)范圍，我們需要將一些元件切換到電路中，以產(chǎn)生必要的測試頻率和充電值。這是旋轉(zhuǎn)開關(guān)的功能。
你所要做的就是把未知的電容器安裝到測試插座上，然后按下按鈕。
如果你根本不知道電容器的值，你可以從任何范圍開始。當(dāng)在不正確的范圍內(nèi)時(shí)，指針將滿刻度擺動或根本不移動。只有當(dāng)它在正確的范圍內(nèi)時(shí)，才會偏離適當(dāng)?shù)闹怠?br />指針將滿刻度擺動的唯一其他時(shí)間是該值等于滿刻度偏轉(zhuǎn)時(shí)。這聽起來有點(diǎn)復(fù)雜，但你一會兒就會明白我們的意思了。

電路如何工作
這個(gè)電路讀取電容器的值并在模擬儀表上顯示。
設(shè)計(jì)一個(gè)電路來做到這一點(diǎn)比你想象的要困難得多，因?yàn)樽x取電容器的唯一方法就是給它充電并測量充電所需的時(shí)間。
如你所知，電容器的充電是一個(gè)非線性函數(shù)，因此我們必須創(chuàng)建一個(gè)電路，繞過非線性問題，以線性方式工作。
我們通過給電容器充電到一個(gè)指定的電壓電平來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，這個(gè)電平由一個(gè)柵極來檢測。

我們想在這個(gè)項(xiàng)目中使用我們最喜歡的芯片74c14十六進(jìn)制施密特觸發(fā)器。它通過檢測軌道電壓的2/3來改變輸出狀態(tài)。起初，這似乎不能用于創(chuàng)建線性輸出。但有志者事竟成。
這個(gè)電路不僅能產(chǎn)生很好的線性度，而且比我們見過的任何其他電路都更簡單、更好。
電路按定時(shí)原理工作。第一振蕩器，在管腳1和2之間，具有100個(gè)單位的高時(shí)間和1個(gè)單位的低時(shí)間。
高電平由120k電阻和旋轉(zhuǎn)開關(guān)選擇的電容器產(chǎn)生，低電平由2k2和二極管產(chǎn)生。
這給了我們一個(gè)起點(diǎn)，我們可以把一個(gè)比例尺分成100個(gè)部分。
電路的下一部分通過旋轉(zhuǎn)開關(guān)選擇的電阻器給測試電容器充電。
本節(jié)的要求是在100個(gè)時(shí)間單位內(nèi)給最大的電容器充電（范圍內(nèi)）。
這意味著一個(gè)100p的電容器需要100個(gè)單位的時(shí)間充電，它不會完全到達(dá)在定時(shí)振蕩器的輸出拖到并放電之前，柵極檢測到一個(gè)高電平，為下一個(gè)周期做好準(zhǔn)備。
這意味著輸出引腳4不會變低，因此3n3電容器將保持完全充電。
第三個(gè)柵極反轉(zhuǎn)這個(gè)結(jié)果，使得輸出引腳6保持在低電平，因此儀表給出的全量程讀數(shù)為10v。這被讀取為“100”，給出100p的值。
如果對一個(gè)99p電容器進(jìn)行測試，它將在99個(gè)時(shí)間單位內(nèi)充電，施密特門的輸出引腳4將在一個(gè)時(shí)間單位內(nèi)變低并對3n3電容器放電。這將使第三個(gè)施密特的輸出引腳6在一個(gè)時(shí)間單位內(nèi)觸發(fā)高電平，從而在100個(gè)時(shí)間單位內(nèi)關(guān)閉儀表。
現(xiàn)在，聰明的部分來了。
由于電路以相當(dāng)高的頻率工作，在這一單位時(shí)間內(nèi)，儀表指針沒有時(shí)間回轉(zhuǎn)回零，但它確實(shí)會下降一小部分，結(jié)果是它位于刻度的9.9或“99”。
在天平的另一端，如果安裝了1p，電容器將在一個(gè)時(shí)間單位內(nèi)充電，輸出引腳4將在99個(gè)時(shí)間單位內(nèi)變低。引腳5和6之間的逆變器將產(chǎn)生一個(gè)單位的脈沖到儀表，因此指針將上升0.1V，讀數(shù)為“1”或1p。
現(xiàn)在我們來看看由10k罐和3n3組成的零位電路。
如果沒有電容器安裝到測試端子上，標(biāo)記空比振蕩器將產(chǎn)生100個(gè)部件的高電壓，一個(gè)部件的低電壓，這將直接通過引腳3和4之間的逆變器。
如果零位元件不存在，輸出引腳6對于100個(gè)零件為高，對于一個(gè)零件為低。
這意味著它會在儀表上放置一個(gè)小的“裝置”，大約一個(gè)零件，并導(dǎo)致單位偏轉(zhuǎn)。換句話說，儀表不會歸零，當(dāng)測量任何范圍內(nèi)的低值時(shí)，例如1p、1n等，指針會在結(jié)果中加一個(gè)，從而得到“2”等。這在100p時(shí)可能不重要，但在2p2時(shí)，該值將是3p3，必須從讀數(shù)中減去1p會很煩人。
另一個(gè)解決方案是重新調(diào)零儀表，但最好的解決方案是提供一個(gè)零位電路。
3n3和10k微調(diào)罐設(shè)計(jì)用于創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)電路，該電路需要一個(gè)單位的時(shí)間充電，因此第一個(gè)單位的時(shí)間不記錄在輸出上。
電路的其他特點(diǎn)是一個(gè)穩(wěn)壓部分，由齊納二極管和100R電阻器組成，還有一個(gè)指示電池電壓高于驅(qū)動電路所需的10v的LED和一個(gè)測試按鈕，這樣當(dāng)您想進(jìn)行測試時(shí)，電源只會在短時(shí)間內(nèi)通電。
一個(gè)12伏的打火機(jī)電池容量很小，不能指望一次為電路供電超過幾分鐘。

結(jié)構(gòu)
所有的組件都安裝在一個(gè)緊湊的PC板上，12v打火機(jī)電池也焊接在板上。
量程開關(guān)是PC安裝型，因此開關(guān)和電路板之間不需要電線。這使得這個(gè)項(xiàng)目非常整潔
首先要安裝的是IC插座，確保插座末端的切口超過PC板上的標(biāo)記。這將有助于您在施工完成時(shí)以正確的方式安裝芯片。
接下來安裝小部件，如電阻器、二極管、電容器和齊納，以及LED、滑動開關(guān)和微調(diào)器。
測試電容器的機(jī)器引腳來自一個(gè)IC插座，這些引腳被添加到電路板上，以完成小部件。剩下的就是安裝旋轉(zhuǎn)開關(guān)和12v點(diǎn)煙器電池的鍍錫銅線。
在看照片的時(shí)候是不容易看到的。將一圈鍍錫銅線放入PC板上的兩個(gè)孔中，并將其焊接到位。在將要安裝蓄電池的另一端執(zhí)行相同的操作。將電池放置到位，將電池的正極焊接到鍍錫銅線的回路上，將電池的負(fù)極焊接到另一圈導(dǎo)線上。
你必須很快防止電池發(fā)熱。
將紅色和黑色導(dǎo)線焊接到2個(gè)曲別針上，然后將導(dǎo)線焊接到PC板上。彎曲回形針以安裝萬用表的插座。將旋鈕安裝到開關(guān)上，并將IC添加到插座上，以完成構(gòu)造。
按下按鈕，看到LED燈亮起。它現(xiàn)在應(yīng)該可以進(jìn)行設(shè)置和測試了。
零電路
在首次使用電容表之前，必須將輸出調(diào)零，以便在沒有電容器的情況下產(chǎn)生零讀數(shù)。
為此，請將回形針連接到設(shè)置為10伏的萬用表上并按下按鈕。轉(zhuǎn)動10k迷你修剪壺，直到指針剛好到達(dá)零標(biāo)記?，F(xiàn)在可以使用了。

使用電容表
電容表使用起來很簡單。只需將兩根引線連接到萬用表上，并將電容器插入測試引腳。
10v刻度被分成100個(gè)部分，這使得讀取1p到100p的范圍變得很容易。其他范圍需要一點(diǎn)幫助，我們已經(jīng)提供了一個(gè)圖表，以幫助您閱讀每一個(gè)規(guī)模。有些刻度稍微重疊，最好是在最大刻度上讀取讀數(shù)。
如果它不起作用
沒有什么比測試設(shè)備失靈或不準(zhǔn)確更糟糕的了。畢竟，我們在最絕望的時(shí)候使用它，它必須可靠。
為什么這個(gè)項(xiàng)目是我們自己做的。只需按下按鈕，您就可以看到電池是否有足夠的電壓來為項(xiàng)目供電。
但如果施工后無法正常工作，則應(yīng)遵循以下流程：
首先按下按鈕，確保LED燈亮起。
如果沒有，測量電池電壓和軌道工作在開關(guān)和100R電阻周圍的短路或斷軌。測量100R前后的電壓。如果電阻后為12v，則LED或齊納有故障或繞錯(cuò)方向。芯片上的電壓應(yīng)該非常接近10伏。
下一步是在測試插座的兩個(gè)端子之間短路。這將導(dǎo)致儀表完全偏轉(zhuǎn)。如果不發(fā)生這種情況，則故障將出現(xiàn)在第二臺和第三臺逆變器或儀表上。如果你在10u刻度上短接端子時(shí)LED熄滅，電池將變得非常弱。
如果在任何其他刻度上熄滅，則故障在于針腳3上的充電電阻值或針腳3上二極管的位置。
你們必須得到儀表的滿刻度偏轉(zhuǎn)，或者至少在接近滿刻度偏轉(zhuǎn)的情況下才能繼續(xù)。
要檢查針腳3和4之間的逆變器，用跨接導(dǎo)線短接測試針腳，并在針腳5和正極導(dǎo)軌之間放置另一根跨接導(dǎo)線。
這應(yīng)該提供全刻度讀數(shù)，但如果沒有，則在針腳6和負(fù)極導(dǎo)軌之間放置第三根跨接導(dǎo)線。
這必須工作，因?yàn)槲覀儗x表直接放在電源軌上，如果它沒有偏轉(zhuǎn)，則導(dǎo)線有故障或萬用表的刻度錯(cuò)誤。
我們現(xiàn)在可以開始反向工作，首先移除引腳6上的跳線。每次測量時(shí)，只需按一下按鈕一秒鐘，這樣就不會消耗太多電池。
輸出引腳6應(yīng)該很低，但是如果不是，逆變器可能損壞或者芯片沒有從電源獲得電壓。
損壞的逆變器可以替換為芯片中其他3個(gè)逆變器中的一個(gè)，這意味著將其中一個(gè)連接到儀表上。
現(xiàn)在拆下針腳5上的跨接導(dǎo)線并將其放置在針腳4上。將電位計(jì)轉(zhuǎn)到最小電阻，儀表應(yīng)提供全刻度偏轉(zhuǎn)。如果沒有，迷你裝飾壺就有問題了。
拆下4號腳上的跳線，我們就回到開始的地方。
如果儀表沒有給出讀數(shù)，引腳3和4之間的逆變器將出現(xiàn)故障，可以用芯片中的一個(gè)備用逆變器進(jìn)行更換。
我們現(xiàn)在已經(jīng)檢查了大約一半的電路。
唯一剩下的部分是標(biāo)記空比振蕩器。這是為了產(chǎn)生一個(gè)非常短的低點(diǎn)和一個(gè)長的高點(diǎn)。當(dāng)輸出很高時(shí)，插腳2和4之間的二極管對測試電容器充電的第二部分沒有任何影響。
然而，當(dāng)輸出變低時(shí)，二極管對測試電容放電。
這一部分很難測試，因?yàn)樗窃诟哳l率下工作，并被歸類為高阻抗階段。
這意味著不能在元件上施加任何負(fù)載，否則電路將停止工作。
你唯一能做的就是把一個(gè)LED從1k5電阻的底部連接到芯片的引腳3，然后將量程開關(guān)從100p改為1n或10n，注意LED發(fā)出的微弱發(fā)光。當(dāng)輸出較低時(shí)，它響應(yīng)1%的時(shí)間。如果LED指示燈亮起，則針腳3與接地軌之間會發(fā)生短路或泄漏。
振蕩器的占空比可能是一個(gè)短的占空比。
這可能是由于沒有與2k2電阻器串聯(lián)的二極管。
如果量程開關(guān)處于低電容器量程時(shí)，1n電容器用跨接導(dǎo)線短路，LED將熄滅。
這是我們能用簡單的設(shè)備來證明振蕩器工作的最好方法。進(jìn)一步的測試可以用陰極射線示波器（CRO）或音頻放大器來觀察或聽到振蕩器的效果。
結(jié)論
電容表可以按原樣使用，也可以裝在一個(gè)小盒子里，再加到你的其他測試設(shè)備上。
我相信當(dāng)你需要知道電容值的時(shí)候，你會發(fā)現(xiàn)它很方便。