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1、实实 验验 报报 告告 实实 验验 名名 称：称： 电容 C 的测量 学学 生生 姓姓 名：名： 卢 春 雨 学学号：号： 1228403018 专专业：业： 12 传 感 电容电容 C 的测量的测量 1、实验目的实验目的 设计一个能够测量电容器件参数的测量电路，该测量电路应具有如下功能： 1.电容 C 测量仪的量程范围为 1nF1F. 2.电容 C 测量仪的量程范围为 10pF1000F. 二、二、实验器件和仪器实验器件和仪器 1.555 定时器一个。 2.30K 电阻 2 个，1K 电阻一个。 3.电容 10nF 一个，待测电容 100nF 一个。 4.VDD5V 一台直流源 5.示波器一
2、台 三、三、实验设计实验设计 图 1. 555 组成多谐振荡器 由 555 定时器和外接元件 R1、R2、C 构成多谐振荡器，触发 tri 脚与阈值 thr 脚直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发 信号，利用电源通过 R1、R2 向 C2 充电，以及 C2 通过 R2 向放电端放电，使电 路产生振荡。电容 C 在 2/3Vcc 和 1/3Vcc 之间充电和放电，从而在输出端得到 一系列的矩形波。 当 Uc 因电源接通对 C 充电而上升到 2/3Ucc 时，比较器 A1 输出为低电平， 使 R-S 触发器输出置 0，T 导通，电容 C 通过 T 放电；当 Uc 因电容放
3、电而减小 到略低于 1/3Ucc 时，比较器 A2 输出为低电平，使 R-S 触发器输出置 1，T 截止， 电容 C 继续充电直到 Uc 略高于 2/3Ucc 时，触发器又翻转到 0，从而完成一个 周期振荡。 电容 C2充电时间： T1=(R1+R2)Cln(VCC-VT-)/(VCC-VT+)=(R1+R2)Cln2 电容 C2放电时间： T2=R2Cln(0-VT-)/(0-VT+)=R2Cln2 电路的振荡周期： T=(R1+2R2)Cln2 f=1/T 即可通过观察示波器的周期即可得出待测电容 C 的值。 四、实验仿真图及、实验图及实验分析四、实验仿真图及、实验图及实验分析 实物仿真图（C1 为待测电容） 仿真实验波形图 由于选取电阻原因导致仿真波形图中的方波不好看，没有 33K 电阻出的波形 图好看，但是可以看出周期 T=6.25ms，则可推算出待测 C1=100.187nF，误差较 小。 电路板波形图 上图为实际电路板测出的波形图，可以看到 T=6.28ms，则可以推算出待测 电容 C=100.668nF，测量误差也较小。 五、实验结果分析及实验收获五、实验结果分析及实验收获 可以看出选择不同的 R1 与 R2，可以测出不同的待测电容 C 的范围，即 改变电阻的大小就可以改变改电路的电容测量的量程范围，选择适当的电 阻值可以减小测量的误差。
