电容ESR表（二） 电容ESR表的设计、制作、调试

三、参数目标

有关性能参数方面，笔者的考虑如下：

1.工作频率为100kHz正弦波

一是减少电容容抗所带来的影响。电容ESR表实为简易式的设计，它实际测量的对象是电容的交流阻抗，也就是说，除ESR外，还包含电容容抗以及电感的成分。100kHz的频率较高，对于小容量电解电容（以及一些容量相对较大的非电解电容）的检测更有利。

二是向中高档LCR电桥靠拢。低档LCR电桥的最高测试频率多为1kHz，好一些的为10kHz，只有中高档的LCR电桥才具备100kHz的测量频率，但售价已翻倍。

三是100kHz已成为电容有关性能测试的一个工业标准。以这个频点进行测量，方便进行电容数据的对比参照。国外爱好者制作的电容ESR表大部分采用方波进行测试，就没有了这个好处。这是因为方波的谐波成分十分丰富，即使其频率同为100kHz，实际的测试频点是按谐波结构散开的。

2.测试电平定为120mVpp左右

为了保证能用于在路测量，必须让测试信号电平低于电路中的半导体器件导通阀值。三极管和二极管的PN结导通电压一般为0.6～0.7V，但开始导通的电压却是0.3V左右，如果电路中有锗管存在，则这个开始导通的电压会低至约0.1V。120mVpp的测试电平，在正向或负向上所加的电压最大仅为 60mV，可以确保“在路测量”目标的实现。如果定为更低的电平，则外界噪声干扰给测量结果带来的影响增大，交流放大电路的增益值也需提高，设计的困难也随之加大。

3.耗电要低，并设自动关机功能

使用9V层叠电池供电的静态电流要小于10mA，并尽可能地减少。10mA这个数值，是市售手持电感电容表的其中一个典型静态电流值，所以笔者把它作为一个参照。9V层叠电池自放电小，对于很多手持仪表来说，如果平时使用率不高、电池质量又过关的话，多年后仍可继续使用。因此，尽量控制好ESR表电路的静态功耗，是有实用意义的。另外，新一代手持仪表已普遍设有自动关机功能。一些老式手持数字仪表，因缺少这个功能，使用者如果事后忘记关机，若干天后发现时，电池已用尽，假如家中又没有备用电池，还需外出一趟购买。这样的事情，相信不少人都曾遇到。不知何故（或许是追求简单吧），我看到国外爱好者自制的 ESR表都缺此功能。但既然是重新设计电路，就不应把这一缺陷带进来，所以自动关机功能必不可少。为此，笔者在设计阶段摒弃了在电路中设置检测电容两端短路的功能，原因是它会造成整机静态功耗过大。

4.具备400V的DC输入电压保护功能，以防止带电的电容造成ESR表的损坏

有些电路场合下电容的工作电压很高，比如，开关电源的220V市电侧以及胆机电路，如果使用者一时忘记在测量前先让电容放电，可能就会出现问题。ESR表设置这一功能，可防止这种意外的发生。

5.尽可能有较好的精度

对于指针式万用表来说，给出的欧姆挡百分比精度是以指针偏转的弧长来计算的。有些爱好者认为一块欧姆挡精度为2.5%的指针万用表，测量100Ω的正、负误差不应超过2.5Ω，否则就认为不达标，这实在是一个误解。笔者初订ESR表的精度目标是不劣于10%，为此，在调试制作过程中笔者注意尽量控制线性，但因缺少检验的仪表和器件，只能得到一个大概的估计值，此是后话。