Capacimetru digital

Capacimetru digital

Descrierea circuitului

Displayul cu trei numere este realizat cu integrate CMOS -  MC 14553 si MC sau CD 14543, trei displayuri catodice des întâlnite, trei tranzistori PNP si rezistente limitatoare de curent.

DISPLAY-ul

Trebuie sa stim cum functioneaza acest display pentru a-l putea folosi, inima display-ului este MC14553 care este contor BCD pe trei cifre si cu ajutorul lui MC14543 un BCD-la-sapte segmente, decodor / driver va decoda si activa segmentele necesare, pentru a numara pâna la 999.

Pentru a face asta MC14553 are nevoie de trei semnale de intrare, un impuls pozitiv la pinul 10 pentru a activa contorizarea pulsurilor si un puls de reset la pinul 13, pentru a reseta contorul. Numaratorul este controlat de LATCH –uri care stabilesc intervalul de timp în care trebuie sa introducem cantitatea totala de impulsuri ( la pinul 12 ), care va fi afisata..

Când poarta e sus începe numaratoarea si cand poarta e jos este oprita si numarul total de impulsuri este afisat pe display, apoi este necesar  un impuls pozitiv pentru a reseta contorul, viteza acestui proces este controlata de un oscilator intern de 100kHz care e determinat de un capacitor de ,001μF conectat intre pinul 3 si pinul 4.

Circuitul Logic de Intrare

Pe lânga display-ul cu trei cifre, masurarea capacitorilor se poate face cu doua CMOS, IC-uri, MC sau CD 4011 si MC sau CD4049, un întrerupator rotativ si câtiva condensatori si rezistente.

Oscilatorul

Acum ca stim ce controleaza numaratorul folosim oscilatorul pentru a masura valoarea condensatorului necunoscut.

Oscilatorul e facut din 2 din cele 6 buffere independente ale lui MC4049 care este un bufer invertor HEX. Condensatorul nostru de test este conectat intre pinii 3 si 4 si cu selectia unuia dintre rezistetele alese conectate la pinii 2-6 si 3 avem oscilatie. A fost selectata scala 1% de rezistente (10 mega, 1 mega, 100K , 1 K) pentru a produce o citire de 010 pentru toate scalele mai putin pentru sala picofarad.

Forma de unda rezultata de la condensatorul de test de la pinul 4 este transmisa catre urmatoarele 2 buffere care sunt folosite ca un amplificator curent, iesirea de la pinul 15 este conectata la pinul 13 de la prima poarta a lui MC4011 actiune care va fi detaliata in sectiunea oscilatorului.

Contorul

Între timp contorul este tot timpul activ si oscileaza, iar frecventa este selectata pentru a se coordona cu scala selectata, pentru condensatorul de testat.

Exact acelasi aranjare a circuitului este folosita, doar ca, rezistenta folosita poate fi una fixa daca avem condensatori de 1% acuratete, dar pretul lor inhiba acest lux asa ca trebuie sa compensam, folosind rezistente variabile pentru a calibra frecventa care trebuie introdusa numaratorului pentru ca valarea afisata sa reprezinte valarea condesatorului.

Iesirea numaratorului este conectata la pinul 12 al primei porti de la MC4011, este o poarta NAND. Ambele intrari trebuie sa fie sus pentru a obtine iesiri jos, doua intrari joase dau o iesire sus si o intrare joasa si una sus dau o iesire sus.Aceste conditii sunt folosite pentru a forma impulsurile de blocare si de reset, care controleaza display-ul cu trei cifre.

Oscilatorul

Cum am mentionat mai devreme MC4011 este folosit pentru a contura iesirea impulsurilor de oscilator, de la pinul 15 al lui MC4049. Condensatorul C5 este folosit pentru a cupla si filtra impulsurile dreptunghiulare în impulsuri triunghiulare catre o poarta a lui MC4011 la pinul 1-2, C6 este folosit pentru a transmite impulsul inversat la pinii 5-6, la poarta urmatoare. Rezistentele R4 si R5 sunt folosite pentru a transforma impulsurile dreptunghiulare in impulsuri scurte, pentru circuitul basculant si reset.

Cum oscilatorul scoate un flux constant de unde dreptunghiulare pozitive la pinul 12 al lui 4011, intrarea de la pinul 13 de la amplificator intrerupe automat contorul la iesirea de la pinul 11 permitând numarul corect de impulsuri, când este calibrat corect, impulsuri, care vor fi înregistrate în memorie.

Aplicatii

Aparatul de masura, masoara capacitati de la 10 picofarazi pâna la 10000uF pe cinci scale.