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本設計實例介紹的是一種簡單的雙芯片CMOS電路，它可將100pF~1μF范圍內(nèi)的多個電容器整理至20個容器內(nèi)，并使用10個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電池即可運行。此外，該電路還可內(nèi)置于手持探測器中。 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分別對參考電容和測試電容放電。參考電容(CREF)和測試電容(CX)從0伏開始充電，然后復位脈沖施加至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中的一方會先于另一方到達門電路的VT；由此對RS觸發(fā)器的輸出進行置位或復位。輸出以這種方式連接在一起，若CREF早于CX到達VT，一個時鐘脈沖就會被施加至CD4017計數(shù)器。這樣一來，CD4017計數(shù)器的輸出(Q0~Q9)就會通過10個不同的串聯(lián)電阻值(R0~R9)之一對CREF進行充電。 圖1：電容計原理圖。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4093施密特與非門即可得到電路工作的主時鐘。4017十進制譯碼計數(shù)器對該時鐘進行計數(shù)，在通過不同的值為CREF充電的同時，觸發(fā)器對CX和CREF的電壓斜升進行比較。若CX先于CREF到達VT，則4017不進行計時，相應的LED指示燈開始無限閃爍。按下復位開關再次讀數(shù)，將4017復位，并選擇最小電阻值R0。電路有兩個范圍，分別覆蓋100pF~10nF和10nF~1μF，每個范圍又劃分成10段。范圍由單刀雙擲（SPDT）開關選取，該開關連接至100pF或10nF的CREF。 LED指示燈呈特定閃爍狀態(tài)，表明測試電容的值位于和臨近較低LED之間的范圍內(nèi)。晶體管Q3負責在主時鐘適當?shù)南辔粌?nèi)為LED供電。10個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使讀值更可靠�？蓪0~R9進行適當?shù)恼{(diào)整，并對主時鐘頻率進行反向調(diào)整。圖2為使用了膠棒管的手持探測器的構造實例。 圖2：使用膠棒管的手持探測器的構造。 |
