大電容數(shù)字顯示測量電路的設(shè)計

　　摘要：隨著科技的發(fā)展，電子線路中也得到廣泛的應(yīng)用，而電容作為電子線路的重要器件也越來越來受到重視，它的容量大小對電路的性能有重要影響。本課題就是用數(shù)字顯示的方式對電容進(jìn)行測量。電容測量的基本原理是：把被測電容的大小通過電路轉(zhuǎn)換成脈沖的寬度，主要由555定時器產(chǎn)生脈沖電路，將它送到74LS160計數(shù)器產(chǎn)生計數(shù)輸出電路，

　　關(guān)鍵字：555多諧振蕩器;計數(shù)器;譯碼器;鎖存器;數(shù)字顯示器；

　　一 概述

　　該系統(tǒng)設(shè)計一個大電容數(shù)字顯示測量電路，該電路的主要性能指標(biāo)：1. 測量電容的不超過1999uF的電容;2. 數(shù)碼管和二極管組成顯示電路;3.顯示數(shù)字N與被測電容C的關(guān)系為：N=C/10;4. 正常工作條件下，接上被測電容后便可自動顯示出數(shù)字，響應(yīng)時間小于2s；5. 若被測電容超過1990μF，電路具有報警功能；

　　隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，大電容數(shù)字顯示測量電路在電子領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，數(shù)字技術(shù)成為發(fā)展最快的技術(shù)之一。資料顯示：以18個月為周期，數(shù)字電路器件的性能就要提高一倍。數(shù)字技術(shù)的普及推廣，標(biāo)志著信息化社會的到來。且具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、分析方便、抗干擾能力強(qiáng)。（2）在數(shù)字運(yùn)算的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算與比較，應(yīng)用廣泛；隨著電路中數(shù)字位數(shù)的增加，運(yùn)算精度相應(yīng)提高，可進(jìn)行較高精度的運(yùn)算。

　　二 方案論證

　　方案Ⅰ：如果三角波輸入給以被測電容器作為微分電容的微分電路，在電路參數(shù)選擇適當(dāng)?shù)臈l件下，微分電路的輸出幅度與Cx成正比，再經(jīng)峰值檢測電路或精密整流及濾波電路，可以得到與Cx成正比的直流電壓Ux ，然后再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換送給數(shù)字顯示器，便可實(shí)現(xiàn)所要求的函數(shù)關(guān)系。如圖1所示