簡易容量測定

ＣＲ発振器で発振条件が判明している場合、コンデンサの不明の容量値Ｃを発振条件と発振周波数から容量値を実測できます。

アナログエンジニアが最近良く使う手段はＣＭＯSシュミットトリガインバータの74ＨＣ14を使った弛緩発振器による容量測定です。

回路は極めて簡単で、既知の抵抗Ｒを入力と出力の間に接続し、未知のコンデンサをゲートの入力とＧＮＤの間に接続するだけです。これだけで、弛緩発振器が作れます。

弛緩発振は「弛張」発振と称する場合もありますが、英文ではリラクゼーションオシレータなので、私は弛緩発振器と呼ぶことにしています。

まず、性能は100μＦ～30ｐＦ程度までの容量測定ができ、コンデンサに掛ける電圧は片極性なので有極性コンデンサも測定できます。

測定機材はアナログオシロスコープ、必要に応じてストップウォッチも併用します。

この回路は、ヒステリシス幅の擬似三角波と方形波を出力します。

出力振幅はＣＭＯＳなので、レールツウレールの方形波が得られますが、念のため実条件で方形波のＨとＬの振幅ＶＨとＶＬを測定します。

三角波からは、シュミットトリガの閾値ＶＴＨ、ＶＴＬが判明します。

後は、発振周期Ｔを測定するだけです。

ＶＴＨ、ＶＴＬ、ＶＨ、ＶＬおよびＴが判明すれば、簡単な一次遅れ回路の充電放電時間の計算から発振時定数が判るので、Ｒが既知ならＣが判明します。

この方法のポイントは、シュミットトリガの出力抵抗より十分高い抵抗値を使用することと、アナログオシロの入力容量を低減するため1：10プローブで測定します。

こんな簡単な手段でも意外に正確な測定が出来る、なにも高価なインピーダンス計を使わなくとも実用になるのです。アナログエンジニア流かな。

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