电容ESR表（一） 电容ESR表的特点、测量原理、电路分析

三、电容ESR表的测量误差

电容ESR表本来要测的是ESR，但实际测量的是电容的交流阻抗。这样的设计，测量结果必然存在误差。

对于实际的电容，主要有电容容抗和ESL这两项因素影响ESR表的测量结果。对于电解电容来说，容抗带来的影响占主导地位。如果测量频率足够高、电容的容量又不过小，那么，容抗给测量结果带来的不良影响就小。电容的ESL本身较小，为nH级别，只要测量频率不是太高、ESR本身不是太小，其影响通常可以忽略。下面的简单分析，证明了这一点。

从图1所示的电容等效模型可得到，电容的交流阻抗幅值为 RX＝ R2＋( XC－XL )2
式中，R为电容的ESR，Xc为电容的理想容抗，Xc=1/（2πfC），XL为ESL的感抗，XL=2πfL。

以22μF普通铝电解电容为例，一个典型的ESR值为20Ω，ESL值为20nH。当测量频率f为100kHz时，则有Xc=0.072 Ω， XL=0.014Ω。代入上面公式有
RX＝ 202＋(0.072－0.014)2
计得Rx≈20.00008。这说明，这只22μF电容在100kHz时的交流阻抗与ESR相差极其微小，这样误差完全可以忽略不计。
如果电容容量降为1μF，其余不变，类似地可计得Rx=19.94。测量误差已较为可观，为0.3%。如果测量频率降低，这个误差就增大，比如，50kHz 时误差为1.2%，20kHz时为7.5%。因此，一般的电容ESR表都标示适用范围为大于1μF，测量频率都设定得较高。

由上述分析可见，电容ESR表虽是通过测量交流阻抗来给出ESR值，精度受到一定的限制，但就要求不高的检测电容好坏这一主要用途而言，这种做法无可非议。

四、指针式电容ESR表的国外典型电路分析

下面三款指针式电容ESR表电路，是笔者从互联网挑选出来，原先已经过实际制作的国外电路。它们各有特色，具备一定的代表性，其中第3款曾刊登在某外国电子制作杂志上。

图13 国外网友自制的指针式ESR表电路一

1.简洁明快的电容ESR表

如图13所示，核心元件为TL062低功耗双运放IC1和变压器T1，以高灵敏度的50μA指针表头作指示。稳压集成块IC2为电路提供稳定的5V电压。运放IC1A构成单电源方式的50kHz方波振荡器，经过20:1的变压器耦合，作为测量信号源，输出电平约200mV。由于引入变压器，减轻了振荡器 IC1A的负载效应，避免造成测量信号幅值和频率的变动。测量信号由R6检出，经过C3隔直电容后，送往反相放大器IC1B作39 倍放大。放大后的电压由二极管VD1、VD2整流，经过微调电阻R11驱动表头M1。R11用作欧姆调零。