廣大電子愛好者都有這樣的體會，中、高檔數字萬用表雖有電容測試擋位，但測量范圍一般僅為1pF~20μF，往往不能滿足使用者的需要，給電容測量帶來不便。本電路介紹的三位數顯示電容測試表采用四塊集成電路，電路簡潔、容易制作、數字顯示直觀、精度較高，測量范圍可達1nF~104μF。特別適合愛好者和電氣維修人員自制和使用。

一、電路工作原理
    電路原理如圖2 所示。
 
圖2 三位數字顯示電容測試表電路圖
    該電容表電路由基準脈沖發生器、待測電容容量時間轉換器、閘門控制器、譯碼器和顯示器等部分組成。
    待測電容容量時間轉換器把所測電容的容量轉換成與其容量值成正比的單穩時間td。基準脈沖發生器產生標準的周期計數脈沖。閘門控制器的開通時間就是單穩時間td。在td 時間內，周期計數脈沖通過閘門送到后面計數器計數，譯碼器譯碼后驅動顯示器顯示數值。計數脈沖的周期T 乘以顯示器顯示的計數值N 就是單穩時間td，由于td 與被測電容的容量成正比，所以也就知道了被測電容的容量。
    圖2 中，集成電路IC1B 電阻R7~R9 和電容C3 構成基準脈沖發生器（實質上是一個無穩多諧振蕩器），其輸出的脈沖信號周期T 與R7~R9 和C3 有關，在C3 固定的情況下通過量程開關K1b 對R7、R8、R9 的不同選擇，可得到周期為11μs、1.1ms 和11ms 的三個脈沖信號。
    IC1A、IC2、R1~R6、按鈕AN 及C1 構成待測電容容量時間轉換器（實質上是一個單穩電路）。按動一次AN，IC2B 的10 腳就產生一個負向窄脈沖觸發IC1A，其5 腳輸出一次單高電平信號。R3~R6 和待測電容CX 為單穩定時元件，單穩時間td=1.1（R3~R6）CX。IC4、IC2C、C5、C6、R10 構成閘門控制器和計數器，IC4 為CD4553，其12 腳是計數脈沖輸入端，10 腳是計數使能端，低電位時CD4553 執行計數，13 腳是計數清零端，上升沿有效。當按動一下AN 后，IC4 的13 腳得到一個上升脈沖，計數器清零同時IC2C 的4 腳輸出一個單穩低電平信號加到IC4 的10 腳，于是IC4 對從其12 腳輸入的基準計數脈沖進行計數。當單穩時間結束后，IC4 的10 腳變為高電平，IC4 停止計數，最后IC4 通過分時傳遞方式把計數結果的個位、十位、百位由它的9 腳、7 腳、6 腳和5 腳循環輸出對應的BCD 碼。
    IC3 構成譯碼器驅動器，它把IC4 送來的BCD 碼譯成十進制數字筆段碼，經R11~R17限流后直接驅動七段數碼管。集成電路CD4553 的15 腳、1 腳、2 腳為數字選擇輸出端，經R18~R20 選擇脈沖送到三極管T1~T3 的基極使其輪流導通，這兩部分電路配合就完成了三位十進制數字顯示。
    C7 的作用是當電源開啟時在R10 上產生一個上升脈沖，對計數器自動清零。

二、元器件選擇
    電路中，IC1 選用NE556；IC2 選用CD4001；IC3 選用CD4543；IC4 選用CD4553。七段數碼管可選用三字共陰極數碼管。T1~T3 選用8550（或其它PNP 型三極管）。C1 不應大于0.01μF，C3 選用小型金屬化電容。R3~R9 選用1/8W 金屬膜電阻。其他元器件沒有特殊要求，按電路標注選擇即可。

三、制作與調試方法
    整個電路安裝好后可裝在一個塑料盒內，將數碼管和量程轉換開關裝在面板上。在制作和調試時，關鍵是要調出11μs、1.1ms 和11ms 的三種標準脈沖信號，調試時需要借助一臺示波器，通過調整分別R7、R8 和R9 等三個電阻的阻值，就可方便地得到這三個脈沖信號，電路中的R7、R8、R9 的阻值是實驗數據僅供參考。電路其余部分無需調試，只要選擇良好器件，安裝正確無誤，并在量程轉換開關處標注相應倍率，就可得到一個經濟實用、準確可靠的數字電容表。

四、使用方法
    在測試電容時，把計數結果乘以所用量程的倍率得到的數值就是被測電容的容量。例如，當基準脈沖周期為1.1ms，定時電阻為10K 時，量程倍率為0.1μF，若測一個標稱容量為4.7μF的電容，按動一下AN 后結果顯示為49，該電容的容量就為49×0.1μF=4.9μF。需要說明的是，在使用1pF~999pF 量程時，由于分布電容的影響，測量結果減去分布電容值才是被測電容的準確值�？梢赃@樣測出該電容表的量程分布電容值，把量程打在1pF~999pF 檔，在不接被測電容的情況下，按動一下AN 按鈕，測的計數結果就是該擋的分布電容值，經實驗該數值一般為10pF 左右。附表列出了各擋量程的組成關系。

基準脈沖周期	定時電阻R	測量范圍	倍率
11μs	10MΩ	1pF~999pF	×1pF
11μs	100KΩ	1nF~9.99nF	×0.1nF
11μs	10KΩ	10nF~999nF	×1nF
1.1ms	10KΩ	1μF~99.9μF	×0.1μF
1.1ms	1KΩ	100μF~9990μF	×10μF