利用Multisim设计电容测量电路
用仿真软件Multisim探究电容器基本特性
一、实验目的1.通过Multisim 仿真，探讨电容元件“通交流隔直流，通高频阻低频”特性。
分析电容容抗与电容容量的关系。
控制变量法在物理实验中的应用。
2.学会使用仿真软件中一些常用测量工具。
二、工作任务及要求1.任务一：探讨电容元件“通交流隔直流”特性。
相同物理量：电压12V ，电容量470uF 。
不同的物理量：图1A 为直流，图1B 为交流。
观察记录内容：观察灯泡亮度和电流探针读数。
图1A 仿真结果：灯泡不亮，电流探针显示电流为零。
图1B 仿真结果：灯泡发亮，电流探针显示电流约1.80A 。
仿真结果说明了：电容有“通交流隔直流”的特性。
2.任务二：探讨电容元件“通高频阻低频”特性。
相同物理量：电压12V ，电容量470uF 。
不同物理量：图2A 为10Hz 频率，图2B 为100Hz 频率。
观察记录内容：观察灯泡和电流探针读数。
图2A 仿真结果：灯泡不亮，电流小，电流示数349mA 。
图2B 仿真结果：灯泡发亮，电流大，电流示数1.80A 。
仿真结果说明了：电容有“通高频阻低频”的特性。
频率越高的信号，越容易通过电容。
3.任务三：探讨电容器容抗与容量的关系。
相同物理量：电压12V 、频率100Hz 。
不同的物理量：图3A 为1uF 电容，图3B 为10uF 电容。
观察记录内容：电流探针的读数。
图3A 仿真结果：电流探针示数为7.64mA 。
图3B 仿真结果：电流探针示数为76.4mA 。
仿真结果说明了：电容容量越大，其容抗就越小，对交流信号阻碍作用越小，交流信号越容易通过。
三、实验总结通过这三个仿真实验，得出电容器的几个基本特性：①通交流隔直流，通高频阻低频；②频率越高的信号越容易通过；③电容量越大，交流信号越容易通过。
这些特性常用于滤波、信号耦合、带宽控制等电路中。
仿真实验，直观明了，能把实验简单化，节省了搭建实际电路所需的大量时间，有利于提高学习效率。
随意改变某一物理量，能更好地探究分析各物理量之间的变化关系。
基于Multisim的电容特性仿真实验
（ Ｎｏ ． ２ Ｈｉ ｇ ｈ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｚ ｈ ｕ Ｚ ｈ ｏ ｕ ， Ｈ ｕ ｎ ａ ｎ Ｒ ａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｐ ｒ ｏ ｆ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ，Ｚ ｈ ｕ Ｚ ｈ ｏ ｕ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ， ４ １ ２ ０ ０ １ ）
于 理 解 电容 特 性 。
【 关键词 】 Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ；仿真；电容
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ Ｌｉ ｕ Ｃｈ ｕ ａ ｎ ， Ｒｕ ｉ — ｋ ａ ｎ ｇ Ｚ ｈ ｏ ｕ ， Ｌｉ ｕ Ｔ ｏ ｎ ｇ
・１ ３２ ・
屯子世界
ＥＬ Ｅ ＣＴＲ０ＮＩ ＣＳ Ｗ ０ＲＬ Ｄ ・
ｊ
设 定 信 号源 频 率 ５ ０ ０ Ｈｚ ，示 波 器 Ａ通 道 黄 色 ，Ｂ通 道 红 色 ，
的增大或减 小 ，电容器将会反 复充 电或放 电，就是说 电容器可
以通 交流 ，但 对 交 流 电也 有 阻 碍 作 用 。
将信 号源 接入 虚拟 示波 器 的Ａ通道 ， 电容端接 入Ｂ通道 ，调 整 可变 电阻，设置示波器 时基比例５ ０ ０ ｕ ｓ ／ ｄ ｉ ｖ ，Ａ、Ｂ 通道纵 向比例 ２ Ｖ／ ｄ ｉ ｖ ，运行 仿真 ，可 以在示 波器上 看到 电容充放 电的波形 如
图２ 所 示 ，可 以看 出 ，方 波 正 半 周 ， 电容 电压 逐 渐 上 升 ，经 过 一
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ． Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｓ ｉ ｍｕ — ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ａ ｎ ｄ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｒ ｃ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｉ ｅ ｎ ｔ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ； ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ； ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ
multisim电路分析方法
在Variables in Circuit栏中列出的是电路中可 用于分析的节点和变量。点击 Variables in circuit 窗口中的下箭头按钮，可以给出变量类型选择表。 在变量类型选择表中： 点击Voltage and current选择电压和电流变量。
点击Voltage选择电压变量。 点击 Current选择电流变量。 点击Device／Model Parameters 选择元件／ 模型参数变量。 点击All variables选择电路中的全部变量。
其中Output variables、 Miscellaneous Options 和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置 一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项， Analysis Parameters对话框如图1.6.8所示。
图1.6.8 Analysis Parameters对话框
图 1.6.5 Miscellaneous Options对话框
如果选择Use this custom analysis，可以用 来选择用户所设定的分析选项。可供选取设定的 项目已出现在下面的栏中，其中大部分项目应该 采用默认值，如果想要改变其中某一个分析选项 参数，则在选取该项后，再选中下面的Use this option选项。选中Use this option选项将在其右边
2. Parameters区 在Parameters区可以对时间间隔和步长等参数 进行设置。
Start time窗口：设置开始分析的时间。 End time窗口：设置结束分析的时间。
点击Maximum time step settings，可以设 置分析的最大时间步长。其中：
（1）设置单位时间内的采样点数 点击Minimum number of time points，可以 设置单位时间内的采样点数。
基于multisim仿真电路的设计与分析
基于multisim仿真电路的设计与分析
Multisim是一种电路仿真软件，可用于设计、验证、测试电路、系统，以及进行以及抗干扰性分析。
多西姆允许用户模拟几乎所有类型的器件，从单个P型半导体到功率调制器，而且还可以快速分析仿真结果。
首先，用户可以使用Multisim设计和模拟他们需要的电路。
用户可以使用基于PCB 的图形用户界面来构建电路，并选择多种不同的器件进行模拟，还可以使用贴片微电子器件实现更精确的模拟效果。
其次，用户可以使用Multisim验证设计的电路，比如测量器件的电压和电流，计算电感和电容的时间常数，以及检测电路的故障和短路情况等等。
这可以帮助用户确保设计的电路是否按他们希望的方式正常运行，也可以帮助用户更好地理解复杂的电路结构与特性之间的关系。
最后，用户还可以利用Multisim对电路进行抗干扰性分析，测量系统的信号完整性和可靠性，以及对抗外界的干扰因素的敏感程度等等。
这对于确保电路和系统具有良好的可靠性和性能是至关重要的，这也是Multisim非常强大的一个特性。
总之，Multisim是一款全面功能强大的仿真软件，可用于设计、验证、测试电路和系统，以及对抗干扰性分析等等，它可以帮助用户找出电路存在的问题或弱点，确保系统具有良好的可靠性和性能。
利用Multisim设计电容测量电路
精心整理一、概述随着科学技术的不断发展，人类社会进入高科技时代，而以电子元件组成的电器在生活中被运用的越来越广泛，大至航空航天技术，小到手机、电子手表等等。
而这些电器都是由一些电容、电阻等元器件组成。
特别是电容在这些电路中的作用，因此电容的大小的测量在电容使用过程中必不可少，测量电容的大小的办法也越来越多，并且多样化、高科技化。
当然，测量的结果应该保持较高的精确度和稳定性，不仅如此，还应兼顾测量速度快等要求。
目前应用比较普遍的方法有电桥法测电容、容抗法测电容、基于NE555的RC 充放电原理等等，在这个脉（0.2uF —20uF 杂。
路、确的脉冲个数N ，而准确的数值大小为显示稳定后的数值。
由于本方案大多采用的是数字元器件，因此对外界的干扰信号有着很强的抵抗能力，而用容抗法测电容由于采用许多模拟元器件，只要外界存在有一定强度的干扰信号，就会使测量结果发生较大的改变。
不仅如此，外界的温度也会对模拟元器件产生很大的影响，而在实际生活中的多外界环境不5V直流首先是测量电路部分，电路图如图3所示，此部分由2片555定时器连成的单稳态触发器和多谐振荡器定时器为单稳态振荡器。
端输出的单位脉发器2端2C 为待测电器中。
由单稳态触发器电容大小这个信号经存器的时的输出单产生的脉后作为计计数。
图3 单稳号的脉宽当R与2C 的2C 与4C 出信号、单稳态触发器输出信号、非门输出信号、与门输出信号如图4所示。
图4待测电容为1uF 时各输出信号波形 上图中的波形自上至下分别为单稳态输出信号、非门输出信号、多谐振荡器输出信号、与门74L S 160N多谐振荡器和单稳态触发器产生的信号经过与门后，作为计数器的时钟信号，而单稳态触发器的输出信号作为计数器的清零信号。
计数控制端都接高位，由图4可知单稳态触发器输出信号处于高电平，计数器开始计数。
经过一个脉冲宽度后清零端输入为低电平，计数器清零。
当单稳态触发器输出信号重新为高电平时，计数器又从0开始计数，以此一直循环。
multisim安规电容
Multisim安规电容一、引言在电子电路设计和测试中，安规电容是一个重要的元件。
它不仅能提供稳定的电容值，还能满足特定的安全规范。
本文将对Multisim安规电容进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、Multisim安规电容的概述Multisim是一款广泛应用于电子电路设计和仿真的软件工具。
安规电容则是为满足特定的安全规范而设计的电容器。
Multisim安规电容可以帮助工程师在设计阶段进行电路仿真，并确保电路在实际应用中符合相关的安全标准。
三、Multisim安规电容的特点Multisim安规电容具有以下特点：1. 符合安全规范Multisim安规电容的设计满足各种安全规范，如UL、IEC等。
它经过严格的测试和验证，确保在电路中的使用不会引起潜在的安全问题。
2. 稳定的电容值安规电容在设计和制造过程中，会采用特殊的工艺和材料，以确保电容值的稳定性。
这对于电子电路的性能和可靠性至关重要。
3. 低ESR和ESLESR（等效串联电阻）和ESL（等效串联电感）是电容器的两个重要参数。
Multisim安规电容通过优化设计和材料选择，使得ESR和ESL保持在较低的水平，从而提高电路的效率和稳定性。
4. 宽工作温度范围Multisim安规电容可以在较宽的温度范围内正常工作，通常从-55°C到+125°C。
这使得它适用于各种环境条件下的电子设备。
四、Multisim安规电容的应用Multisim安规电容在各种电子电路中都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 通信设备在通信设备中，安规电容用于滤波和稳压电路，以确保信号的质量和稳定性。
它可以降低电路中的噪声和干扰，提高通信设备的性能。
2. 电源系统安规电容在电源系统中起到关键的作用。
它可以存储和释放能量，平衡电压波动，并提供稳定的电源输出。
3. 工业自动化在工业自动化领域，安规电容用于电机驱动、控制电路和传感器接口等。
它可以提供稳定的电源和信号，确保工业设备的正常运行。
Multisim模拟电路仿真实验
Multisim模拟电路仿真实验电路仿真是电子工程领域中重要的实验方法，它通过计算机软件模拟电路的工作原理和性能，可以在电路设计阶段进行测试和验证。
其中，Multisim作为常用的电路设计与仿真工具，具有强大的功能和用户友好的界面，被广泛应用于电子工程教学和实践中。
本文将对Multisim模拟电路仿真实验进行探讨和介绍，包括电路仿真的基本原理、Multisim的使用方法以及实验设计与实施等方面。
通过本文的阅读，读者将能够了解到Multisim模拟电路仿真实验的基本概念和操作方法，掌握电路仿真实验的设计和实施技巧。
一、Multisim模拟电路仿真的基本原理Multisim模拟电路仿真实验基于电路分析和计算机仿真技术，通过建立电路模型和参数设置，使用数值计算方法求解电路的节点电压、电流以及功率等相关参数，从而模拟电路的工作情况。
Multisim模拟电路仿真的基本原理包括以下几个方面：1. 电路模型建立：首先，需要根据电路的实际连接和元件参数建立相应的电路模型。
Multisim提供了丰富的元件库和连接方式，可以通过简单的拖拽操作和参数设置来搭建电路模型。
2. 参数设置：在建立电路模型的基础上，需要为每个元件设置合适的参数值。
例如，电阻器的阻值、电容器的容值、电源的电压等。
这些参数值将直接影响到电路的仿真结果。
3. 仿真方法选择：Multisim提供了多种仿真方法，如直流分析、交流分析、暂态分析等。
根据不同的仿真目的和需求，选择适当的仿真方法来进行仿真计算。
4. 仿真结果分析：仿真计算完成后，Multisim会给出电路的仿真结果，包括节点电压、电流、功率等参数。
通过分析这些仿真结果，可以评估电路的性能和工作情况。
二、Multisim的使用方法Multisim作为一款功能强大的电路设计与仿真工具，具有直观的操作界面和丰富的功能模块，使得电路仿真实验变得简单而高效。
以下是Multisim的使用方法的基本流程：1. 新建电路文件：启动Multisim软件，点击“新建”按钮创建一个新的电路文件。
第1章 用Multisim设计电路实验
第1章 用Multisim 设计电路实验Multisim 电路仿真器是一个完整的系统设计工具，不仅可以作为专业软件真实地仿真、分析电路的工作，也可以在电子实验课中作为虚拟实验平台对电路进行测试。
Multisim 提供了众多仿真分析方法、测试仪表和大量的元器件模型，为电路分析、模拟电路和数字电路的分析设计带来了极大的方便。
与EWB 以前版本比，Multisim 在编辑电路原理图，设置仿真参数等，都有新的方法和要求。
下面用Multisim 设计一些电路实验。
1.1 基本电路的分析与测试1.1.1 欧姆定律的验证一、实验目的验证欧姆定律的正确性。
二、实验准备欧姆定律的表达式为：IR U s =也可表示为：RU I s =当R 不变、变化时，s U I 与成正比；当不变、s U s U R 变化时，Ｉ与R 成反比。
以下面电路进行分析：图1-1-1 欧姆定律电路三、实验步骤1.编辑图2.1-1电路：分别从电源库、元件库和指示部件库中调用所需电源、电阻和电压表、电流表。
其中电位器、电阻选用虚拟元件。
注：放置元件和电压、电流表时，可调整摆放位置，选择此元器件或仪表，点击右键，选择使用左右、上下、顺旋转90度或逆旋转90度功能。
标注性文字1、2用Place 菜单中的（或点击鼠标右键）Place Text 命令完成。
然后按电路图的形式连接起来。
元器件参数设置如下：开关J1键值为Space键，电位器R1设为10Ω的变阻器，对电压源V1进行分压处理，变阻键选择字母A，在仿真时，按A键，变阻器的阻值随着一旁的百分比改变而减少，按Shift+A键，则阻值随着百分比改变而增大。
电位器R2设为100Ω的变阻器，用来改变电路的电阻值，变阻键选择字母B。
确定电流表、电压表属性中Mode为DC。
2.如图1-1-1连接线路。
3.进行仿真，设定R2＝0，R3＝10Ω，设R＝R2＋R3，将开关拨向1，按A键，将电源电压设置为表2.1-1第一列所示的各个值，并激活电路，将测试到的电压和电流的结果填入表2.1-1第二列中。
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一、概述随着科学技术的不断发展，人类社会进入高科技时代，而以电子元件组成的电器在生活中被运用的越来越广泛，大至航空航天技术，小到手机、电子手表等等。
而这些电器都是由一些电容、电阻等元器件组成。
特别是电容在这些电路中的作用，因此电容的大小的测量在电容使用过程中必不可少，测量电容的大小的办法也越来越多，并且多样化、高科技化。
当然，测量的结果应该保持较高的精确度和稳定性，不仅如此，还应兼顾测量速度快等要求。
目前应用比较普遍的方法有电桥法测电容、容抗法测电容、基于NE555的RC充放电原理等等，而此次课程设计采用的是基于NE555的RC冲放电原理。
用2片NE555芯片分别接成单稳态触发器和多谐振荡器，将待测电容接入单稳态触发器中，将电容的大小转换成一定的脉冲宽度，在这个脉冲宽度内的多谐振荡器产生的脉冲个数经过计数器的计数、锁存后用数码管显示出来。
因此可以直接计算出待测电容的大小，并且达到精确度比较高（±10%）、测量数值较为稳定，量程可控制（0.2uF—20uF）的要求，而且所设计的电路比较简易，所用的都是一些常用的元器件，电路连接简单不繁杂。
本设计报告由方案论证、电路设计、性能测试、结论、性价比、课程设计体会及合理和建议等部分组成，另外还附有参考文献、总电路图和元器件清单。
二、方案论证本设计方案采用的是基于NE555的RC充放电原理的脉冲宽度测量法，本设计的主要由测量电路、计数锁存电路和显示电路三部分构成。
测量电路核心就是由2片555定时器构成的单稳态触发器和多谐振荡器组成，计数电路由3片74LS160构成的计数器和2片74LS273构成的锁存器组成，显示电路由3片内部自带译码器的数码显示管（DCD_HEX）组成。
脉冲宽度测量法的系统功能框图如图1所示，利用单稳态触发器在待测电容C上的充放电的规律，将电容的大小转换成输出信号的脉冲宽度Tw，再将单稳2态触发器的输出信号和多谐振荡器的输出信号一起接入一个与门，与门的输出信号中脉冲宽度Tw内的脉冲个数N通过3片十进制计数器计数后输入到2片锁存器，最后由锁存器输入到自带译码器的数码显示管，数码显示管所显示的数值就是脉冲个数N。
由于初始相位不定和传输的时间差等原因，第一个显示的数字并不是准确的脉冲个数N，而准确的数值大小为显示稳定后的数值。
由于本方案大多采用的是数字元器件，因此对外界的干扰信号有着很强的抵抗能力，而用容抗法测电容由于采用许多模拟元器件，只要外界存在有一定强度的干扰信号，就会使测量结果发生较大的改变。
不仅如此，外界的温度也会对模拟元器件产生很大的影响，而在实际生活中的多外界环境不如在实验室环境。
采用本方案的设计电路则可以大大的减少上述条件对电路测量的影响，从而提高测量准确度，适用于大多数环境。
图1 系统功能框图本设计由于是采用计数器直接计数，经锁存器锁存后输入数码管进行显示，省去了信号直接的转换，使相对误差减小。
三、电路设计电路设计包括了两大部分，总电路图见附录I 。
考虑到实际生活中的需要，因此设计了能将日常生活用电转换成5V 的直流电，转换电路图如图2。
图2 5V 直流电流源这个电路将日常生活所用的电经过变压、整流、稳压、滤波后，输出的电压为稳定的5V 直流电，将此输出的电压为电路中所有元器件提供稳定的电流。
V1220 Vpk 50 Hz 0° C5U13LM7805KCLINEVREGCOMMONVOLTAGEC6100uFD51B4B421243T1NLT_PQ_4_10424140393843第二大部分又分为三个小部分，分别是测量电路部分、计数锁存电路部分以及显示电路部分。
首先是测量电路部分，电路图如图3所示，此部分由2片555定时器连成的单稳态触发器和多谐振荡器组，上面的555定时器为单稳态触发器，下面的为多谐振荡器。
多谐振荡器3端输出的单位脉冲信号作为单稳态触发器2端的输入信号。
图中2C 为待测电容，接入到单稳态触发器中。
由于电容的充放电，单稳态触发器产生一个脉宽与待测电容大小成正比的脉冲信号。
这个信号经过一个非门后作为锁存器的时钟信号。
而多谐振荡器的输出单位脉冲信号和单稳态产生的脉冲信号经过一个与门后作为计数器的时钟信号进行计数。
存端器端连接计数器清零端图3 测量电路单稳态触发器产生脉冲信号的脉宽Tw 计算公式如下：12ln 3Tw R C =当R 值固定时，Tw 与2C 的大小成正比。
2C 越大，在Tw 时间内通过与门的脉冲数N 就越多，数码管所显示的数字就越大。
多谐振荡器的振荡周期T 的计算公式如下：234(2ln )2T R R C =+考虑到设计要求中量程为0.2uF —20uF,令4C 为0.2uF 。
单稳态触发器3端输出信号和多谐振荡器输出信号经过与门后的信号满足：12324(2ln n 32l )R C R C N R =+经过整理得：22341)(2ln 2/ln 3C R C N R R =+适当的选取1R 、2R 和3R 的值，使234(2ln 2/)ln 31C R R +=，则数码管所显示的数值N 为2C 与4C 的比值。
这样我们就可以直接计算出2C 的大小了。
例如，当待测电容2C 为1uF 时，多谐振荡器输出信号、单稳态触发器输出信号、非门输出信号、与门输出信号如图4所示。
图4 待测电容为1uF 时各输出信号波形上图中的波形自上至下分别为单稳态输出信号、非门输出信号、多谐振荡器输出信号、与门输出信号。
其次是计数锁存电路部分，本部分电路图如图5所示。
U174LS160NQ A 14Q B 13Q C 12Q D11R C O15A 3B 4C 5D 6E N P 7E N T10~L O A D 9~C L R1C L K2U274LS160N Q A 14Q B 13Q C 12Q D11R C O15A 3B 4C 5D 6E N P 7E N T10~L O A D 9~C L R1C L K2U374LS273N1D 32D 43D 74D 85D 136D 147D 178D 18~C L R1C L K 111Q22Q 53Q 64Q 95Q 126Q 157Q 168Q 19U674LS160NQ A 14Q B 13Q C 12Q D11R C O15A 3B 4C 5D 6E N P 7E N T10~L O A D 9~C L R1C L K2U774LS273N1D 32D 43D 74D 85D 136D 147D 178D 18~C L R1C L K 111Q22Q 53Q 64Q 95Q 126Q 157Q 168Q 19242221201998765432130接电源接非门输出端接与门输出端接单稳态输出端29312310111213141516171825262728接数码管接数码管图5 计数锁存电路计数器74LS160N 是一个同步十进制加法计数器，上升沿有效。
其管脚图如图6所示。
图6 74LS160N 管脚图其中A 、B 、C 、D 端接地，QA —QD 为输出端连接锁存器的输入端，RCO 为进位输出端，ENP 、ENT 为计数控制端，LOAD 为同步并行置入端，CLR 为异步清零端，CLK 为时钟信号输入端。
其功能真值表如表1所示，计数器的状态转换表如表2所示。
U 174L S 160NQ A 14Q B 13Q C 12Q D11R C O15A 3B 4C 5D6E N P 7E N T10~L O A D 9~C L R1C L K2多谐振荡器和单稳态触发器产生的信号经过与门后，作为计数器的时钟信号，而单稳态触发器的输出信号作为计数器的清零信号。
计数控制端都接高位，由图4可知单稳态触发器输出信号处于高电平，计数器开始计数。
经过一个脉冲宽度后清零端输入为低电平，计数器清零。
当单稳态触发器输出信号重新为高电平时，计数器又从0开始计数，以此一直循环。
因此计数器输出的数值为一个固定的值。
本设计方案中，由于量程为0.2uF —20uF,因此要计数的数值将达上百，因此用3片74LS160N 连成计数可以从0到999的电路。
将第一片的进位输出端连接到第二片的计数控制端，而第二片的进位输出端连接到第三片的计数控制端以达到设计要求。
锁存器74LS273是一个8位数据/地址锁存器，其是一种带清除功能的8D 触发器，管脚图如图7所示。
U 174L S 273N1D 32D 43D 74D 85D 136D 147D 178D18~C L R 1C L K111Q 22Q 53Q 64Q 95Q 126Q 157Q 168Q19图7 74LS273N 管脚图功能表如表3所示。
其中D1—D8为输入端，连接计数器；Q1—Q8为输出端，连接数码管；CLR 为主清除端，低电平触发，即当输入为低电平是，芯片被清除，输出全为0；CLK 为锁存控制端，上升沿触发，即当CLK 输入信号从低电平到高电平时，数据通过芯片，当输入信号为低电平时，数据将被锁存，不论输入端D1—D8数据如何改变，输出端Q1—Q8数据不变，从而达到锁存功能。
因此CLR 接高电平，使锁存器一直处于工作状态，单稳态触发器的输出信号通过非门后的输出信号作为锁存器的锁存信号，其目的是在计数器在一个脉冲宽度时间内计数后，清零之前将数据进行锁存，以此达到显示的数字呈稳定状态。
最后的显示电路由3片自带译码器的数码显示管组成，其管脚图如图8所示。
DCD_HEX图8 数码显示管用3片数码显示管分别显示个位、十位和百位的数值。
数码管显示的数值是经过计数器的计数，锁存器锁存后的数值。
由于单稳态触发器输出信号的脉冲宽度固定且多谐振荡器输出信号的频率不变，因锁存器锁存的数一直为固定值，固数码显示管显示的数不变。
四、性能测试首先是对5V 电流源电路进行测试，测试电路如图9所示，仿真数据如图10所示，其测试数据如表4所示。
图9 电源测试电路V1220 Vpk 50 Hz 0° C2100uF U1LM7805KCLINEVREGCOMMONVOLTAGEC3100uFD51B4B42124343T1NLT_PQ_4_10125XSC1A B C DG TXMM108探针2,探针1V:V(峰-峰): V(有效值): V(直流): I:I(峰-峰):I(有效值): I(直流): 频率:图10 5V电压源输出波形图表4 5V电压源测试数据表频率（HZ）阻值（MΩ）电压（V）103 500.497 5.004其次是对总电路分别用2uF、4uF、6uF、8uF、10uF、12uF、14uF、16uF、18uF和20uF电容作为待测电容进行测试，选其中3个电容进行测试，结果如下，相对误差的计算公式为：相对误差= | 测试值- 真实值|/真实值。