Как измерить входную емкость цифровой микросхемы
1.3 ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ
Описываемый прибор позволяет измерять емкости конденсаторов, в том числе и полярных, на семи пределах — 200 пФ, 2000 пФ и далее до 200 мкф. Погрешность измерения — +-(0,3%+l единица младшего разряда) на пределах 0,02 мкф и выше с увеличением ее до ±0,6% на пределах 200 и 2000 пФ. Измеритель потребляет ток не
более 8 мА при питании напряжением 9 В от аккумуляторной батареи 7Д-0,125Д.
Принцип действия измерителя основан на методе, описанном в [4], и состоит в следующем. Измеряемый конденсатор периодически заряжается до некоторого напряжения с последующей разрядкой через образцовый резистор. Отношение среднего тока разрядки к амплитуде переменного напряжения на конденсаторе строго пропорционально его емкости и частоте независимо от напряжения, до которого заряжается и разряжается конденсатор. Указанное отношение измеряется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) микросхемы КР572ПВ5.
Принципиальная схема прибора приведена на рис. 16, временная диаграмма работы — на рис. 17. Цикл измерения состоит из пяти тактов и формируется счетчиком DD2. В зависимости от диапазона измеряемых емкостей используется частота импульсов счета 125 Гц или 12,5 кГц. Сигналы с выходов счетчика управляют ключами микросхемы DD3, коммутирующими измеряемый конденсатор и прецизионные резисторы измерителя, а также аналоговые входы микросхемы DD5.
В первом такте измеряемый конденсатор Сх через верхний по схеме ключ микросхемы DD3 подключен к выходу эмиттерного повторителя на транзисторе VT1 и заряжается до напряжения около 0,8 В. Во втором такте это напряжение через усилитель на ОУ DA1 с коэффициентом усиления 1,25, определяемым цепью обратной связи R6 — R9, передается на конденсатор С9 и заряжает его. В третьем такте измеряемый конденсатор подключен к измерительному входу АЦП и разряжается через один из точных резисторов R1 — R5. В четвертом такте конденсатор С6, соединенный с общим проводом, с выхода ОУ DA1 заряжается до напряжения, пропорционального напряжению на разряженном в третьем такте конденсаторе Сх. В пятом такте все ключи разомкнуты и изменений в измерительной части прибора не происходит. Этот такт необходим для того, чтобы длительность цикла измерения емкости при частоте импульсов на входе счетчика DD2, равной 125 Гц, была равна длительности фазы интегрирования входного напряжения, составляющей 4000 периодов частоты генератора АЦП.
Многократное повторение указанного цикла приводит к тому, что на конденсаторе С9 устанавливается напряжение, равное амплитуде переменного напряжения на измеряемой емкости (с коэффициентом 1,25), а среднее напряжение на измерительном входе АЦП оказывается пропорциональным току через эту емкость. В результате
АЦП, измеряющий отношение напряжения на измерительном входе к образцовому, через дешифратор микросхемы отражает на индикаторе HG1 значение емкости измеряемого конденсатора.
Сопротивления резисторов R1 -R5 и частота импульсов, подаваемых на вход счетчика DD2, выбраны так, что при изменении измеряемой емкости от 0 до максимального индицируемого значения, образцовое напряжение на опорном входе АЦП изменяется от 1 до 0,077 В, а на измерительном входе — от 0 до 154 мВ. На рис. 18 показаны зависимости образцового напряжения на входе опорного напряжения АЦП и напряжения на измерительном входе АЦП. Важно отметить, что при выбранной схеме устройства сопротивление открытых ключей микросхемы DD3 не влияет на погрешность измерения.
Для обеспечения необходимой точности измерений частота импульсов, подаваемых на вход микросхемы DD2, должна быть стабильной, поэтому она задается кварцевым резонатором генератора микросхемы DD5. В ней же частота генератора 100 кГц делится на 800, и с выхода F импульсы с частотой 125 Гц подаются на общий электрод индикатора. Сигнал с этого выхода используется как входной для счетчика DD2 на пределах в диапазоне 2 мкф — 200 мкф. Для остальных пределов измерения частота 100 кГц делится на 8 счетчиком DD1.
Управление положением запятой при отсчете показаний осуществляет микросхема DD4. Запятая Н4 используется для индикации разряда батареи питания. При напряжении питания более 7,2 В напряжение на входе 9 микросхемы DD4 ниже порога переключения и запятая невидима. При снижении напряжения батареи питания напряжение питания микросхемы DD4 остается постоянным, а входное напряжение на выводе 9 возрастает. При напряжении батареи менее 7,2 В оно становится выше порога переключения и запятая Н4 становится видимой.
Резисторы Rl — R3 следует подобрать с точностью 0,1%, в крайнем случае 0,2%. В описываемой конструкции использованы резисторы С2-29В мощностью 0,125 Вт. Из-за неидеальности ключей микросхемы DD3 и емкостного прохождения управляющих сигналов ключей в коммутируемые цепи резисторы R4 и R5 требуют подбора. Резистор R5 состоит из трех последовательно соединенных резисторов С2-29В 0,125 Вт с сопротивлением 2 МОм и одного подбираемого резистора МЛТ-0,25 с сопротивлением около 1,3 МОм. Резистор R4 составлен аналогично из точного сопротивлением 499 кОм и подборного — 33 кОм. Выдерживать номинал резисторов Rl -R3, кратный величине 4,99, необязательно. Можно их выбрать кратными, например 5,1, но их отношение должно быть выдержано пропорционально степени числа 10 с точностью 0,1. 0,2%, в этом случае, возможно, придется подобрать резистор R6 или R9. Резисторы R6 и R9 должны быть стабильными.
Микросхема ОУ КР574УДЗ наиболее полно отвечает требованиям для использования в данном устройстве. Вместо него применим ОУ К574УДЗ при учете различия в цоколевке или КР544УД2 при изменении цепей коррекции и увеличении напряжения питания до 10 В. Поскольку напряжение 10 В является максимальным для КР572ПВ5 и минимальным для КР544УД2, оно должно быть стабилизированным. Можно также при использовании микросхемы КР544УД2 установить батарею аккумуляторов на 12 В, а между цепью -9 В и конденсатором С 12 — четыре маломощных кремниевых диода, падение напряжения на которых составит около 2,5 В. Микросхемы серии К561 заменимы на микросхемы серии КР1561, а при изменении рисунка печатной платы — на микросхемы серии 564.
В конструкции использованы конденсаторы КМ-5, КМ-6, конденсатор С11 должен быть с высококачественным диэлектриком (например, серии К73-16). Полярные конденсаторы — К53-18.
Все детали измерителя, кроме батареи питания, расположены на двусторонней печатной плате размерами 65 х 105 мм, на рис. 19,а приведено расположение деталей и проводников на стороне установки микросхем, на рис. 19,6 — проводников и некоторых других деталей на другой ее стороне. Конструктивные особенности платы и всего измерителя — те же, что и у предыдущего устройства. Габариты корпуса -135 х 72 х 34 мм. Переключатель снабжен такой же ручкой-барабаном, что и в мультиметре, но изоляции ручки от оси
переключателя не требуется.
Измеритель целесообразно собирать и настраивать в следующем порядке. Вначале на плату следует установить все детали, кроме
кронштейна с переключателем и резистора R7. Подобрать образцовый конденсатор, емкость которого 0,15. 0,19 мкФ и известна с точностью не хуже 0,1%. Установить переключатель на предел «0,2 мкФ» и подключить резистор R2. Подбором резистора R8 добиться показаний измерителя, соответствующих емкости конденсатора, при необходимости подобрать резистор R7.
Если прибор не начинает работать сразу, нужно проверить работу генератора в микросхемеDD5, работу делителей частоты DD1 и DD2, наличие опорного напряжения 0,8 В на резисторе R12. В любом случае желательно проверить отсутствие генерации в ОУ DA1, при ее наличии подобрать конденсаторы С3 — С5.
Затем установить кронштейн с переключателем и полностью собрать измеритель. Повторно откалибровать его с помощью эталонного конденсатора, как это описано выше. Без подключения к прибору измеряемого конденсатора на пределе 200 пФ за счет емкости монтажа и входной емкости микросхем DA1 и DD3 показания индикатора должны быть несколько менее 10 пФ. При подключении эталонного конденсатора емкостью 150. 190 пФ показания должны возрасти на величину емкости эталонного конденсатора. Если возрастание меньше, увеличивают сопротивление резистора R5, если же больше — уменьшают. Аналогично подбирают сопротивление резистора R4 с использованием точного конденсатора 1500. 1900 пФ. При наличии точного конденсатора 0,015. 0,019 мкФ можно вместо одного резистора R3 установить два — один сопротивлением 49,9 кОм подключить к контакту 5 секции SA1.1, другой, подборный, подключить между контактами 3 и 5.
Для упрощения пользования прибором при измерении малых емкостей целесообразно подобрать конденсатор, включенный параллельно входным гнездам, с тем, чтобы начальное показание прибора ;
было равно 10 пФ.
Следует также подобрать номиналы резисторов R13 и R14 так, чтобы запятая Н4 включалась при снижении напряжения питания ниже 7,1. 7,3 В.
При необходимости в прибор можно ввести еще один диапазон измерений — 2000 мкФ. Для этого между контактом 8 секции переключателя SA1.1 и общим проводом следует включить резистор сопротивлением 49,9 Ом. Контакт 8 секции SA1.4 следует оставить свободным, а подключение контактов 8 секций SA1.2 и SA1.3 должно быть таким же, как и контактов 7. Выключенному состоянию прибора должно соответствовать положение 9. Погрешность измерений на дополнительном диапазоне не превышает 1,5%.
Как измерить входную емкость операционного усилителя, чтобы минимизировать шум
На что следует обратить внимание при измерении входной емкости операционного усилителя? Ответ заключается в том, что нужно убедиться, что точность измерений не ухудшается из-за паразитной емкости и индуктивности печатной платы или испытательной установки. Эти проблемы можете свести к минимуму, используя щупы с низкой емкостью, используя короткие проводники на печатной плате и избегая больших заземляющих плоскостей под сигнальными дорожками.
Операционные усилители (ОУ) используются в самых разных электронных схемах. Их задача – усиливать небольшие электрические напряжения для дальнейшей обработки сигнала. Такие приложения, как детекторы дыма, фотодиодные трансимпедансные усилители, медицинские приборы и даже промышленные системы управления, требуют минимально возможной входной емкости операционных усилителей. Это связано с тем, что, помимо прочего, входная емкость влияет на шумовую составляющую, которая, в свою очередь, влияет на устойчивость системы, особенно для систем с высокими частотами и большими коэффициентами усиления.
Чтобы максимально повысить точность соответствующей схемы, необходимо знать входную емкость операционного усилителя. Однако в технических описаниях эта информация часто отсутствует, поэтому ее необходимо определять самостоятельно. И это может быть сложно, поскольку входная емкость во многих случаях составляет всего несколько пикофарад.
В Таблице 1 перечислены несколько различных примеров операционных усилителей и соответствующие значения их входной емкости.
| ОУ | Тип ОУ | Входная емкость |
| LT1792 | ОУ с полевыми транзисторами на входах |
14 пФ |
| LT1813 | Малошумящий ОУ | 2 пФ |
| AD826 | Быстродействующий ОУ | 1.5 пФ |
| ADA4097-1 | Прецизионный ОУ с низкими входными токами |
3 пФ |
| AD8009 | Усилитель с обратной связью по току |
2.6 пФ |
Как определить входную емкость
Простой способ определить входную емкость операционного усилителя – добавить резистор (RSER) последовательно с входом операционного усилителя (Рисунок 1). В результате получается фильтр нижних частот первого порядка с частотной характеристикой, которая может быть записана анализатором цепей. По частотной характеристике можно рассчитать входную емкость. Сопротивление RSER обычно находится в диапазоне от 10 до 100 кОм.
| Рисунок 1. | С помощью последовательного резистора на входе можно измерить входную емкость операционного усилителя. |
При регистрации частотной характеристики необходимо убедиться, что точность измерений не ухудшается из-за паразитной емкости и индуктивности печатной платы или испытательной установки.
Чтобы паразитная емкость была минимальной, следует выбрать высокое разрешение измерительного прибора. Рекомендуется использовать пробники на полевых транзисторах с малой емкостью (меньше 1 пФ).
Емкость печатной платы относительно земли также должна быть насколько возможно низкой. Этого можно добиться, обеспечив отсутствие заземляющего слоя под сигнальными проводниками и последовательным резистором.
Кроме того, следует использовать как можно более короткие линии и выводы (резистора), чтобы исключить дополнительные источники ошибок, такие как последовательная и паразитная индуктивность.
На Рисунке 2 показана возможная конфигурация тестовой установки с использованием анализатора цепей и разветвителя мощности.
| Рисунок 2. | Тестовая установка для определения входной емкости операционного усилителя. |
Разветвитель мощности выполняет функцию делителя сигнала. Сигнал в неизменном виде 1:1 подается на вход анализатора цепей и через созданный фильтр нижних частот поступает на вход ОУ. Затем на основе разности между этими двумя сигналами анализатор цепей строит частотную характеристику.
Выполнение измерений
Для самого измерения необходимо определить паразитную емкость CSTR. Для этого сигнал подается на плату без операционного усилителя. Из результирующей диаграммы Боде по формуле (1) рассчитывается CSTR:
где f1(–3 дБ) – частота среза по уровню –3 дБ, измеренная с помощью анализатора цепей без операционного усилителя, а RTH1 – функция включенного последовательного сопротивления RSER, входного согласующего сопротивления (50 Ом) и 50-омного импеданса источника со стороны делителя мощности (эквивалентная схема Тевенена):
Далее операционный усилитель устанавливается на печатную плату.
Поскольку паразитная емкость печатной платы параллельна входной емкости операционного усилителя, формула (1) дополняется значением CIN, как показано в формуле (3):
На этот раз f2(–3 дБ) представляет частоту излома АЧХ на уровне –3 дБ, измеренную анализатором цепей с операционным усилителем, а RTH2 является функцией вносимого последовательного сопротивления RSER, входного согласующего сопротивления (50 Ом), выходного импеданса делителя мощности (50 Ом) и синфазного входного сопротивления операционного усилителя (RCM):
Обычно для операционных усилителей с КМОП входами RSER CM. Следовательно, RTH2 ≈ RTH1 и формулу (3) можно переписать, как показано в (5):
Затем с помощью формул (1) и (5) можно определить входную емкость операционного усилителя.
Заключение
Измерение входной емкости операционного усилителя может быть трудной задачей. Она часто находится в пикофарадном диапазоне, и паразитные эффекты в тестовой установке искажают результат. Но с помощью небольшого испытательного устройства и соответствующего измерительного оборудования, состоящего из анализатора цепей и разветвителя мощности, определить входную емкость несложно.
Сначала по частотной характеристике определяют паразитную емкость, а затем – общую емкость схемы с операционным усилителем. С помощью приведенных выше формул можно рассчитать фактическую входную емкость операционного усилителя.
Electronic Design
Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман
Помогите разобраться с измерением входной емкости микросхемы на приборе Е7-20
Эта тема в настоящий момент находится в архиве и закрыта для публикации сообщений.
Информация
Недавно просматривали 0 пользователей
- Ни один зарегистрированный пользователь не просматривает эту страницу.
Популярные темы
Автор: Айрат Денисович
Создана во вторник в 07:06
Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019
Автор: DestinyNed
Создана 7 Ноября 2023
Автор: Айрат Денисович
Создана во вторник в 07:06
Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017
Автор: Metrolog-sever
Создана 2 Июля 2014
Автор: Altergent
Создана во вторник в 06:42
Автор: Сергей Колеватов
Создана в четверг в 09:30
Автор: Айрат Денисович
Создана во вторник в 07:06
Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017
Автор: Багаутдинов
Создана 12 Августа 2014
Автор: ChumakAV
Создана 31 Декабря 2019
Автор: nevolin93
Создана 5 Января
Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017
Автор: larina 38
Создана 1 Декабря 2021
Автор: Metrolog-sever
Создана 2 Июля 2014
Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019
Автор: Кира90
Создана 17 Марта 2023
Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017
Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019
Автор: Metrolog-sever
Создана 2 Июля 2014
Автор: efim
Создана 20 Ноября 2012
Автор: UNECE
Создана 8 Декабря 2016
- Новости
- Метрология
- Стандартизация
- Законодательство
- Мероприятия
- Наука и техника
- Новости компаний
- Другие новости

© 2009 — 2024 Metrologu.ru
Использование системы ФАПЧ для повышения точности измерения емкости
Усовершенствование старой разработки позволило измерять емкость в диапазоне от 10 пФ до 1 Ф.
В одном из старых выпусков журнала «Electronics Designer’s Casebook» описана схема, которая обеспечивает измерение емкости в диапазоне от 10 пФ до 1 Ф с точностью 1%. При тестировании схемы выявился ряд серьезных недостатков, и данная дизайн-идея описывает усовершенствование схемы. Схема измерителя на рис.1 позволяет измерять значения емкости в диапазоне от 10 пФ до 10 Ф с высокой точностью. Для нее не нужен микропроцессор и, таким образом, не требуется написание программы. Даже в диапазоне от 1 до 10 пФ, схема имеет точность ±1 пФ при измерении емкости меньше, чем 5 пФ.
Для схемы нужен операционный усилитель с высоким входным сопротивлением, для работы с резисторами большого номинала, R6, R8, R9 и R10 и быстрый компаратор для работы для работы с системой ФАПЧ (фазовая автоподстройка частоты). В качестве микросхемы IC1, идеально подходит операционный усилитель компании Analog Devices AD8033, поскольку он имеет входное сопротивление более 1000 ГОм и входную емкость менее 1.7 пФ. Кроме того он отличается малым входным током смещения, порядка 50 пА, во всем рабочем температурном диапазоне. Его полоса пропускания 80 МГц и скорость нарастания выходного напряжения 80 В/с, более чем достаточны для этого приложения.
Операционный усилитель может работать при напряжении источника питания всего 8 В. К сожалению, усилитель AD8033 доступен только в корпусе для поверхностного монтажа, что делает макетирование схемы несколько утомительным. Микросхема IC2, компаратор ADCMP601 от Analog Devices, является согласующим устройством между операционным усилителем AD8033 и и схемой ФАПЧ IC3, типа 74HC4046A. Компаратор имеет типичное время задержки распространения сигнала всего лишь 4.3 нс. Он имеет встроенный гистерезис и требует для своей работы один источник питания напряжением 5 В. Данная микросхема, также, доступна тоько в корпусе для поверхностного монтажа.
Измеритель емкости генерирует два сигнала; один из которых, затем, поворачивается по фазе на 60°. Трехразрядный кольцевой счетчик-делитель на шесть с автоматической коррекцией, включенный между IC6, IC7 и IC13B, обеспечивает задержку сигнала. Задержанный сигнал поступает на вход COMP микросхемы ФАПЧ (вывод 3), а второй сигнал проходит через RC цепочку, которая обеспечивает фазовый сдвиг 60°, перед тем, как сигнал опадает на вход SIG микросхемы ФАПЧ (вывод 14). Микросхема ФАПЧ подстраивает частоту ГУН (генератор, управляемый напряжением), таким образом, чтобы два входных сигнала были синфазными. Результирующий период выходного сигнала ГУН (вывод 4) пропорционален измеряемой емкости.
В нижнем диапазоне измерения емкости, сигналы с частотой FO поступают на входы микросхемы ФАПЧ. В верхнем диапазоне измерения емкости, частота равна FO/1000. Микросхемы IC8 … IC10 обеспечивают деление частоты сигнала, а микросхемы S2, IC4B … IC4D, IC5D, IC5E, и подключенные к ним компоненты обеспечиваю переключение между диапазонами измерения малых и больших емкостей. ГУН системы ФАПЧ работает на частоте 6FO. Схема делит на три, для получения выходного сигнала с периодом, пропорциональным измеряемой емкости. Это обеспечивает корректные показания на табло частотомера, работающего в режиме измерения периода. Частоту FO или FO/1000 можно вычислить из соотношения 0.1505/RXCX, где RX – это R6, R8, R9 или R10, в зависимости от выбранного диапазона.
С микросхемой ФАПЧ 74HC4046A может быть несколько проблем. Например, она может не стартовать, при подаче напряжения питания, или может зависнуть в состоянии высокого или низкого логического уровня с ГУН, работающим с входным выводом VCO (вывод 9). Схема запуска, состоящая из микросхем IC13F, Q4, и связанных с ними компонентов, подает положительное напряжение величиной примерно 2 В на вход VCO, которое заставляет ГУН генерировать. После запуска ГУН, на диод D4 подается обратное смещение, отсоединяя схему запуска от входного вывода ГУН. Если ГУН работает, но заблокирован, поскольку его входы находятся в состоянии с высоким или низком логическим уровнем, на выходе одновибратора IC12A обнаруживается, что он не осуществляет фазовую автоподстройку, в соответствие с импульсами, поступающими с вывода 1 микросхемы IC3.
Затем, одновибратор генерирует импульс, длительностью 1.5 с, который приводит к тому, что микросхема IC12B генерирует импульс, длительностью 0.5 с, который вызывает появление как положительного импульса на заблокированном выводе, так и импульса низкого логического уровня на входном выводе ГУН, в зависимости от того, в каком состоянии, высоком или низком, находится схема ФАПЧ. Через 0.5 с после окончания импульса, импульс от микросхемы IC12A все еще продолжается в течение 1 с, обеспечивая время, необходимое для захвата фазы схемой ФАПЧ. Светодиод D7 индицирует захват фазы. Если произошел захват фазы системой ФАПЧ, то все нормально. Если нет, то одновибратор IC12A/IC12B продолжает генерировать импульсы. Експериментально была установлена эффективность рассмотренных методов для вывода схемы из аномальных состояний. Возможно, что работа схемы не всегда будет восстанавливаться с помощью описанных методов, но они показали хорошую эффективность на тестовом образце прибора.
Для буферизации вывода 5 микросхемы IC5F в схеме используется сигнал частотой 6FO, деленной на три. Это обеспечивает выходной сигнал с частотой, период которой пропорционален значению измеряемой емкости. На выходе обеспечивается правильное значение измеряемой величины, без учета положения в результате измерения десятичной точки. Чтобы определить истинное значение неизвестной емкости, необходимо учесть положение переключателей S1 и S2.
Для калибровки прибора можно использовать конденсатор с известной емкостью в районе 1000 пФ, при нахождении переключателя S2 в положении измерения малых емкостей а переключателя S1 в положении 100 … 1000 пФ/0.1…1 мкФ. После этого необходимо движок резистора R22 установить в среднее положение, подключить частотомер к выводу 6 микросхемы IC5F, и настроить его для измерения периода сигнала. Подстройкой резистора R12 необходимо установить показания частотомера, соответствующие значению подключенной эталонной емкости. Далее, используем конденсатор с емкостью приблизительно 100 пФ, установив переключатель S1 в положение 10…100 пФ/0.01…0.1 мкФ. Записываем измеренное значение емкости.
Затем, используя этот же самый конденсатор, емкостью порядка 100 пФ, устанавливаем переключатель S1 в положение 100…1000 пФ/0.1…1 мкФ, и подстраивая резистор R22 добиваемся получения на счетчике того же самого значения, что и в положении 10…100 пФ/ 0.01…0.1 мкФ. Комбинация значений R22/C13 обеспечивает небольшую изменяющуюся задержку относительно сигнала на выводе 14 микросхемы IC3. Описанная тонкая настройка схемы обеспечивает хорошую точность измерений на самом нижнем пределе измерений.
Настройка прибора делается с использованием доступного оборудования, которое не включает в себя точный измеритель емкости с высоким разрешением, поэтому рассматриваемый измеритель имеет точность на уровне ±2% в диапазоне от 100 пФ до 10 мкФ (см. таблицу 1). В диапазоне 10…100 пФ, из-за входной емкости операционного усилителя и соответствующей паразитной емкости вывода 3 микросхемы IC1, точность измерений уменьшается. Резистор R7 и конденсатор C6 обеспечивают некоторую компенсацию паразитных емкостей при измерении в диапазоне 10…100 пФ, при подключении измеряемой емкости непосредственно к клеммам прибора. Резистор R5 и конденсатор C5 обеспечивают компенсацию в диапазоне 1…10 пФ.
Для повышения точности измерений в двух нижних диапазонах можно измерить паразитную емкость входной цепи прибора и вычитать ее из результатов измерения емкости конденсатора. При таком методе измерения, резисторы R5 и R7 и конденсаторы C5 и C6 из схемы можно исключить. Затем, установив переключатель S1 в положение 1…10 пФ и переключатель S2 в положение для измерения малых емкостей, при неподключенном внешнем конденсаторе, можно получить значение паразитной емкости входной цепи. Для тестовой схемы, измерение этой паразитной емкости дало значение 2.8 пФ. При использовании этого корректирующего значения, измерения на двух нижних диапазонах также обеспечивают точность порядка ±2%, или ±1 пФ.
При измерении емкости электролитических конденсаторов необходимо соблюдать полярность их подключения. Отрицательный вывод конденсатора подключается к заземленному измерительному контакту. Кроме того, поскольку схема не имеет защиты от перенапряжений и электростатического потенциала (ESD), перед подключением к измерителю емкости, необходимо убедиться, что конденсатор полностью разряжен, и использовать браслет для снятия электростатического потенциала, чтобы не повредить схему. Для получения более точных измерений, необходимо использовать стабилизированные источники питания с напряжением 5 В и 8 В. Оба источника питания должны обеспечивать точность и стабильность выходного напряжения не хуже ±2%.
Напряжение питания 8 В можно увеличить до 9 В при снижении стабильности до 5%. При использовании для источника питания 8 В батареи с напряжением 9 В, ее напряжение может снижаться до значения 7.9 В без уменьшения производительности измерителя емкости. Однако, напряжение питания 5 В следует поддерживать постоянным, с максимальной точностью. Необходимо отметить, что все ИС, за исключением IC1 имеют фильтровые конденсаторы, емкостью 0.1 Ф, подключенные между выводом питания и общим проводом.
Таблица 1 Результаты измерения емкости на разных диапазонах