|
本設計實(shí)例介紹的是一種簡(jiǎn)單的雙芯片CMOS電路，它可將100pF~1μF范圍內的多個(gè)電容器整理至20個(gè)容器內，并使用10個(gè)LED指示燈來(lái)顯示取值范圍。該電路高效節能，使用兩節CR2032電池即可運行。此外，該電路還可內置于手持探測器中。 電路(圖1)的核心器件是使用4093與非門(mén)的RS觸發(fā)器以及晶體管Q1和Q2，Q1和Q2分別對參考電容和測試電容放電。參考電容(CREF)和測試電容(CX)從0伏開(kāi)始充電，然后復位脈沖施加至Q1和Q2的基極。根據電容及其各自串聯(lián)電阻的數值，CX或CREF中的一方會(huì )先于另一方到達門(mén)電路的VT；由此對RS觸發(fā)器的輸出進(jìn)行置位或復位。輸出以這種方式連接在一起，若CREF早于CX到達VT，一個(gè)時(shí)鐘脈沖就會(huì )被施加至CD4017計數器。這樣一來(lái)，CD4017計數器的輸出(Q0~Q9)就會(huì )通過(guò)10個(gè)不同的串聯(lián)電阻值(R0~R9)之一對CREF進(jìn)行充電。 圖1：電容計原理圖。4011與非門(mén)可能表現出一些滯后現象，推薦使用4093與非門(mén)。 使用單個(gè)4093施密特與非門(mén)即可得到電路工作的主時(shí)鐘。4017十進(jìn)制譯碼計數器對該時(shí)鐘進(jìn)行計數，在通過(guò)不同的值為CREF充電的同時(shí)，觸發(fā)器對CX和CREF的電壓斜升進(jìn)行比較。若CX先于CREF到達VT，則4017不進(jìn)行計時(shí)，相應的LED指示燈開(kāi)始無(wú)限閃爍。按下復位開(kāi)關(guān)再次讀數，將4017復位，并選擇最小電阻值R0。電路有兩個(gè)范圍，分別覆蓋100pF~10nF和10nF~1μF，每個(gè)范圍又劃分成10段。范圍由單刀雙擲（SPDT）開(kāi)關(guān)選取，該開(kāi)關(guān)連接至100pF或10nF的CREF。 LED指示燈呈特定閃爍狀態(tài)，表明測試電容的值位于和臨近較低LED之間的范圍內。晶體管Q3負責在主時(shí)鐘適當的相位內為L(cháng)ED供電。10個(gè)LED的陽(yáng)極連接至CD4017的輸出(Q0~Q9)。由于充電電流誤差較小(主要由所有二極管的反向導通所提供)，較小的充電電阻可能會(huì )使讀值更可靠�？蓪0~R9進(jìn)行適當的調整，并對主時(shí)鐘頻率進(jìn)行反向調整。圖2為使用了膠棒管的手持探測器的構造實(shí)例。 圖2：使用膠棒管的手持探測器的構造。 |
