电容C的测量实验报告

电容C的测量实验报告专业：传感网技术学号：1228403019姓名：金涛一、实验任务设计一个能够测量电容期间参数的测量电路，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1nf~1uf。二、实验要求1.查资料，设计电路原理图，确定器件及其参数。2.用Multisim软件画原理图并仿真，记录仿真结果。3.制作实物，记录输出结果，计算电容C的值。4.学习AltiumDesigner软件的使用。三、实验器材电阻1kΩ两个500Ω一个3.3kΩ一个，电容47nF一个10nF两个，NE555两个，直流稳压源，示波器。四、仿真内容1.电路仿真图VCCOUTU1555_TIMER_RATEDGNDDISRSTTHRCONTRIR11kΩR21kΩVCC5VVCC1C147nFC210nF320VCCOUTU2555_TIMER_RATEDGNDDISRSTTHRCONTRIVCC5VR3500ΩC410nF6VCC4XSC1ABExtTrig++__+_7C31uFKey=A50%502.电路各部分介绍⑴NE555电路组成的多谐振荡器C2为接地电阻一般为0.01uF2ln)(1211CRRTw2ln122CRTw周期2ln)2(121CRRT占空比2121212RRRRTTq⑵NE555电路组成的单稳态触发器Cx为待测电容，另一电容为接地电容0.01uF3lnRTCwx通过示波器测出Tw的值即可求得Cx3.仿真结果根据公式3lnRTCwx计算可得Cx=268.939/(500*ln3)=489.6nF与实际电容500nF误差为0.02。同理，在950nF时的计算电容为917.1nF,误差为0.0346；在300nF时的计算电容为289.6nF，误差为0.0346。因此。可以认为此电路测量值基本准确。但是，发现当被测电容小于300nF时，示波器图像有明显的变形，无法测得Tw。于是对电路做了改进。4.实验改进改进后仿真电路图：VCCOUTU1555_TIMER_RATEDGNDDISRSTTHRCONTRIR11kΩR21kΩVCC5VVCC5VC147nFC210nFVCCOUTU2555_TIMER_RATEDGNDDISRSTTHRCONTRIC410nFXSC1ABExtTrig++__+_C31uFKey=A5%0111090765VCCJ1Key=SpaceR3500Ω1R43.3kΩ38VCC五、实际电路1.实际电路板2.实际测量测量100nF的电容为例。示波器读数如下图：由上图可读出Tw=350us，代入公式计算得Cx=350/（3.2*1.1）nF=99.43nF。结果未超出误差范围，基本准确。六、PCB板设计1.电路原理图1KR2ResSemi1KR1ResSemi1KR3ResSemi100pFC3Cap100pFC4Cap100pFC2Cap100pFC1CapTRIG2OUT3RST4CVOLT5THR6DISC7VCC8GND1U2NE555NTRIG2OUT3RST4CVOLT5THR6DISC7VCC8GND1U1NE555NVCCVCCGNDGND2.印制电路板（PCB）212121212121215678432156784321七、附件各程序文件均在压缩包中。八、分析总结1.通过这次实验，熟悉了555定时器的部分功能及用法，实验仪器的使用方法，能更熟练得使用Multisim软件，并对AltiumDesigner软件有了一定了解。2.由于时间匆忙，在电容测量档位设置上略显粗糙。