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本設(shè)計(jì)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(nèi)的多個(gè)電容器整理至20個(gè)容器內(nèi)，并使用10個(gè)LED指示燈來顯示取值范圍。該電路高效節(jié)能，使用兩節(jié)CR2032電池即可運(yùn)行。此外，該電路還可內(nèi)置于手持探測(cè)器中。 電路(圖1)的核心器件是使用4093與非門的RS觸發(fā)器以及晶體管Q1和Q2，Q1和Q2分別對(duì)參考電容和測(cè)試電容放電。參考電容(CREF)和測(cè)試電容(CX)從0伏開始充電，然后復(fù)位脈沖施加至Q1和Q2的基極。根據(jù)電容及其各自串聯(lián)電阻的數(shù)值，CX或CREF中的一方會(huì)先于另一方到達(dá)門電路的VT；由此對(duì)RS觸發(fā)器的輸出進(jìn)行置位或復(fù)位。輸出以這種方式連接在一起，若CREF早于CX到達(dá)VT，一個(gè)時(shí)鐘脈沖就會(huì)被施加至CD4017計(jì)數(shù)器。這樣一來，CD4017計(jì)數(shù)器的輸出(Q0~Q9)就會(huì)通過10個(gè)不同的串聯(lián)電阻值(R0~R9)之一對(duì)CREF進(jìn)行充電。 圖1：電容計(jì)原理圖。4011與非門可能表現(xiàn)出一些滯后現(xiàn)象，推薦使用4093與非門。 使用單個(gè)4093施密特與非門即可得到電路工作的主時(shí)鐘。4017十進(jìn)制譯碼計(jì)數(shù)器對(duì)該時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，在通過不同的值為CREF充電的同時(shí)，觸發(fā)器對(duì)CX和CREF的電壓斜升進(jìn)行比較。若CX先于CREF到達(dá)VT，則4017不進(jìn)行計(jì)時(shí)，相應(yīng)的LED指示燈開始無限閃爍。按下復(fù)位開關(guān)再次讀數(shù)，將4017復(fù)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）開關(guān)選取，該開關(guān)連接至100pF或10nF的CREF。 LED指示燈呈特定閃爍狀態(tài)，表明測(cè)試電容的值位于和臨近較低LED之間的范圍內(nèi)。晶體管Q3負(fù)責(zé)在主時(shí)鐘適當(dāng)?shù)南辔粌?nèi)為L(zhǎng)ED供電。10個(gè)LED的陽極連接至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?qū)ㄋ峁?，較小的充電電阻可能會(huì)使讀值更可靠�？蓪�(duì)R0~R9進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并對(duì)主時(shí)鐘頻率進(jìn)行反向調(diào)整。圖2為使用了膠棒管的手持探測(cè)器的構(gòu)造實(shí)例。 圖2：使用膠棒管的手持探測(cè)器的構(gòu)造。 |
