电容ESR表（一） 电容ESR表的特点、测量原理、电路分析

2.使用一块通用逻辑IC的电容ESR表

如图14所示。电路使用内含6个史密特非门的CMOS逻辑集成块74HC14，其中一个非门（IC1D）构成100kHz方波振荡器。为提高驱动能力，将其余5个非门并联使用，每个非门输出端都接有RC低通滤波器，以滤除测量信号的高次谐波成分。测量接口设有DC电压保护，避免因被测电容带电而造成ESR 表意外损坏。其中C5起隔断直流的作用，二极管VD5、VD6起双向的电压箝位作用，防止过大的DC电压进入表内。测量信号由R8检出，三极管VT1作 10.5倍放大。二极管VD1至VD4接成桥式整流，将交流信号变换为直流，即AC/DC变换，以便驱动指针表头。此电路的供电电压为5V。74HC14 这类CMOS通用逻辑IC的静态电流都很小，为μA级。但此表工作时，R7作为前端电路的负载，有持续的交流电流流过，再加上三极管部分的耗电，估算整机的静态电流为12~15mA。

图14 国外网友自制的指针式ESR表电路二

3.带短路检测功能的电容ESR表

如图15所示，由TL084四运放IC构成了ESR表电路的主体。IC1A用于驱动虚地，将单电源9V转换为双电源±4.5V，这样，可令其余电路得以简化。IC1B构成100kHz方波振荡器，三极管VT1将测量信号以电流的形式送往电阻R8至R11组成的电桥。此处使用电阻式电桥作为测量电路，可以检测出被测电容两端是否存在短路现象。如果有此现象，则R10被短路，电桥失去平衡。由于电桥有直流电流流过，运放IC1C的正输入端直流电位将高于负输入端，因此输出端的直流电位大幅升高，经电阻R16驱动三极管VT2导通，短路指示灯LED1因此被点亮。R16与C4构成RC滤波电路，用于滤除正常测量时的交流信号，避免出现错误的短路指示。

图15 国外网友自制的指针式ESR表电路三

IC1C构成理论增益为27倍（47倍）的差动式比较/放大器，其输出信号送至IC1D与VD3构成的理想二极管电路，以获得较佳的AC/DC变换效果。输出的DC电压送到表头，用作欧姆调零的微调电阻R19与表头构成电压表。此处加入硅二极管VD4，利用其压降与电流的非线性关系，展宽了表头刻度的低阻区，测量低阻的分辨率从而得以提高。也因此，其表头刻度不同于普通指针万用表。IC1D的输入经C5隔直，去除了直流成分，防止被测电容残存的直流电压干扰测量结果，并起到保护表头的作用。