DIY ESR 仪表:关于 DIY ESR 仪表你应该知道的一切
- 发表时间:2021-09-16 08:45:51
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关于DIY ESR Meter,每个行业都有其独特的工具集。如果是电子产品,您至少应该有万用表、螺丝刀、刀具、烙铁和电线。
最好的部分是您可以在任何电子商店中以实惠的价格找到这些工具。但是,当您走上选举之路时,您还需要其他重要但昂贵的工具。
在这些工具中,有 ESR 表。
因此,在本文中,我们将向您展示如何使用现成的条形/Vero 板构建您的 ESR 计,其结果与市场上的 ESR 计相同。
准备好?让我们来学习!
条板
资料来源:维基共享资源
什么是 ESR?
电容器不能免于退化。当您看到一些不良影响时,这是因为等效串联电阻 (ESR)。为什么?由于制造商用于制造电容器的材料,电容器的内阻有限。
此外,各种类型的电容器具有不同的 ESR 范围。因此,测量电容器的等效串联电阻至关重要。
什么是 ESR 计?
在测量电容器时,电容表(数字或模拟)可能会误导您。使用此工具,您可能认为有故障的电容器是好的。另外,如果您不对电容器进行 ESR 测试,您将错过损坏的电容器并且无法进行任何维修。因此,您需要的是 ESR 计。
ESR 表是一种两端测量工具,主要用于测量电容器的 ESR。通常,坏电容器具有高 ESR 读数,您无法使用常规数字电容表或万用表进行测量。
那不是全部。
您可以使用 ESR 表而无需从电路中移除电容器。
这是最好的部分。
您可以将 ESR 用于其他实验,例如检查 0.33 ohm 和 0.22 ohm 等低欧姆电阻,定位印刷电路板、扬声器放大器上的短路,以及检查普通电池和充电电池的状况。
ESR 仪表如何工作?
各种因素都会导致电容器的功率损耗。您可以将这些因素总结为 ESR。要完全了解 ESR 仪表的工作原理,让我们看一下组件:
振荡器
振荡器负责提供驱动电流通过您正在测试的电容器所需的交流信号。振荡器电路的一个很好的例子是运行在大约 100 kHz 的频率。
此外,100 kHz 是进行 ESR 测量的行业标准。该电路的一部分用作相移振荡器。它很容易实现,它向您展示了一个极好的正弦波近似值。
另一部分用作放大器和缓冲器。由于移相振荡器具有高输出阻抗,这部分可以防止振荡器电路过载。此外,您可以使用增益控制电位计调整 100 kHz 信号的电平。
ESR 检测器
ESR 检测器是大部分动作发生的地方。第一部分是电压电流转换器,它将来自振荡器的 100 kHz 信号转换为大约 7Ma 的峰峰电流。
因此,您可以在此阶段的反馈回路内连接 CUT(被测电容器)。此外,您可以使用两个前面板接线柱来执行此操作,以便 CUT 接收相同的电流。
电源转换部
在本节中,单电源方法要求您在整个 ESR 表中提供虚拟接地参考。因此,在此阶段,传统的三端稳压器(在输入端)提供 +5v 总线。
另一方面,-5v 总线从一个花花公子组件获得电源,该组件向输入提供与幅度相等(但极性相反)的直流电压。
这个怎么运作
ESR 电路图
来源:自绘
首先,上图中的 TR1 和固定的 NPN 晶体管创建了触发阻塞振荡器的简单反馈。阻塞振荡器开始以高频振荡。
此外,振荡会在次级变压器的 5 匝上产生一致的电压幅度。此外,振荡器在整个 CTU 上施加感应高频。
此外,您还可以看到一个运算放大器与低压高频馈送相结合。另外,它在那里作为电压放大器工作。
如果 ESR 不存在或您有一个工作电容器,则仪表会建议完全偏转。因此,它显示电容器上的 ESR 很小,而对于具有不同 ESR 水平的各种电容器,ESR 又会降至零。
现在,较低的 ESR 可能会导致在运算放大器反相感应输入上产生适度较高的电流。此外,它会相应地显示在仪表上,并带有较高的偏转度,反之亦然。
此外,较高的 BC547 晶体管用作常用的电压收集器和稳压器级。出于这个原因,晶体管可以处理最小 1.5 伏的振荡器级。此外,CUT 周围的其他电子设备不会受到 ESR 计测试频率的压力。
此外,校准仪表也很容易。另外,如果您将测试引线保持在低位,靠近 uA 仪表的 100k 预设会进行调整,直到它在仪表表盘上实现健康的偏转。
之后,您可以验证仪表上具有较高 ESR 值和大约较小偏转度的各种电容器。
最后,变压器位于铁氧体环的顶部。此外,它使用了一个在图表上具有不同匝数的薄磁铁。
如何构建您的 ESR 计
ESR 电路图
资料来源:维基共享资源
在本节中,我们将学习如何制作上述电路。该电路由一个 9V 电池供电。您可以使用低成本 LDO 作为替代品,以便在电压随时间下降时获得最长的电池寿命。
此外,LM2936 并不昂贵,即使电压降至 5.5V 也能运行。此外,我们在开关后添加了一个 LED 开/关指示灯——尽管我们没有在上图中显示它。
电路元件
C1-100uf
C2 – 470PF
C3 – 10uf
C4 – 0.1uf
C5 – 100nf
C8 – 100nf
R1 – 1K
R2 – 10K
R3 – 150
R4 – 12
R5 – 12
R6 – 27K
R7 – 100K
R8 – 2.2K
R9 – 100
R10 – 10K 锅
ICI – 555
TR1 – 3904
T1 – 2.1 变压器
D1 – IN4007
D2-IN4007
D3 – IN4148
D4 – IN4148
电路操作
让我们看一些插图,以更好地了解该电路的工作原理。因此,我们将使用 ESR (0) 缩短的引线和高 ESR (5.6) 欧姆的点 1、2 和 3 处的波形进行说明。此处,波形对应于相关通道和示波器镜头。
此外,电容/电阻分压器输出端的信号峰峰值约为 232 mV。此外,晶体管将输出值乘以 10 倍以上。此外,通道 3 保存滤波和整流信号(约 1.35 V)。
具有 ESR 的波形 (0)
资料来源:维基共享资源
所以,这是在调整 10k 电位器后仪表完全耗尽的样子。
ESR 完全耗尽 (0)
资料来源:维基共享资源
另一方面,当电容器具有高 ESR(5.6 欧姆)时,您可以将其插入测试引线之间。因此,点 2 的输出电压降低,点 3 处的直流电平也随之降低。
具有 ESR (5.6 Ohm) 的波形
资料来源:维基共享资源
这是当 ESR = 5.6 Ohm 耗尽时仪表的样子。
用于 ESR 消耗的仪表(5.6 欧姆)
资料来源:维基共享资源
建立电路
该电路非常简单,您可以使用穿孔板进行组装。虽然为 T1/E1 传输链路找到合适的信号变压器并不容易,但您的零件箱中可能有一个。
这个问题的一个很好的替代方案和解决方案是来自开关电源(PC ATX 电源)的变压器。另一种选择是更大的匝数比。但是,有一个问题。您必须将 150 欧姆串联电阻调整到更高的值。
这是完全组装好的电路的样子:
电路组装
资料来源:维基共享资源
组装好电路后,您可以在金属盒内进行最后的组装。此外,您可以使用音频插孔和屏蔽音频电缆连接您的测试探头。另外,您应该将接地(屏蔽)连接到金属外壳。
最终电路组装
资料来源:维基共享资源
几乎所有 ESR 仪表的局限性
以下是任何 ESR 仪表的一些限制:
1. 如果您有任何内部短路的电容器,ESR 表的读数会误导您认为它具有低值的 ESR。
2. 该仪表不是测试小于 30微法的电容器的最佳选择。如果被测电容器太低,则测量电抗频率变得非常重要。因此,这会导致过度的 ESR。
3. CUT 的长测试线可能会出现错误。如何?因为 ESR 是低量程欧姆表。
围捕
构建 ESR 是一个简单而有趣的项目。最好的部分是,您可以使用电子实验室中常见的部件来实现这一点。ESR 计是任何电子维修技术人员、爱好者、设计师和工程师的首选。
ESR 是大于 1 微法的电容器的一个重要属性。此外,如果您想进行标准数字电容计无法进行的测量,则需要 ESR 测试仪。
好吧,这总结了您需要了解的有关 ESR 仪表以及如何构建它们的所有信息。如果您有任何问题或建议,请随时联系我们。我们很乐意提供帮助。
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