数字万用表内部电路图原理(数字万用表电容档测量电容的原理及电容档误测电压损坏的检修方法)

Posted 2023-05-27

篇首语：熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了数字万用表内部电路图原理(数字万用表电容档测量电容的原理及电容档误测电压损坏的检修方法)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

数字万用表内部电路图原理(数字万用表电容档测量电容的原理及电容档误测电压损坏的检修方法)

前不久，一个网友说其用数字万用表的电容档误测稳压电源的输出电压，导致万用表电容档损坏，其想了解一下数字万用表的电容档是如何测量电容容量的？若电容档误测电压而损坏，该如何检修？这里我们就来介绍一下数字万用表电容档测量电容的原理及误测电压损坏的检修方法。

▲ 数字万用表电容档的电路原理图

数字万用表电容档一般都采用容抗法来测量电容容量，其电路原理如上图所示。A1~A4为LM324内部的四个运放，A4及其外围的阻容元件组成一个文氏桥振荡器，可以输出振荡频率为400Hz的正弦波信号，该正弦波信号经A3衰减后，变成约40mV的正弦波测量信号，运放A1接成一个反相输入的电压放大器，R1~R4及R6接在A1的输出端与输入端之间，作为其反馈电阻，其中R1~R4根据被测电容的大小通过万用表的量程开关来选择接入。Cx为被测电容，其一端接在A1的反相输入端，另一端接在A3的输出端，这样对于400Hz的正弦波测量信号，电容的容量不同，其容抗Xc也就不一样，而A1的放大倍数为-（R/Xc），式中的R为A1的反馈电阻。显然被测电容Cx越小，其容抗Xc就越大，A1的增益就越低，其输出电压幅度也就越小，这样便实现了C/U转换。运放A2及其外围元件组成一个中心频率为400Hz的二阶有源带通滤波器，用来滤除各种杂波干扰，只让400Hz的正弦波信号通过。

测量电容时，将被测电容Cx接在上图中Cx的位置，通过A1将电容量转为交流电压信号，然后经A2组成的有源带通滤波器滤除杂波信号，再通过万用表内部的AC-DC电路转换成直流电压送至万用表内部的模数转换器处理后即可读出被测电容Cx的容量。

▲ 贴片封装的1N4007二极管

为了防止测量带电的电解电容时损坏电容档，一般在A1的输入端及A3的输出端接有四个保护二极管D1~D4。这样测量大容量的电解电容时，若电容两端带有较高的电压，上述的保护二极管将导通（由于测量电容时的交流电压只有40mV，故平时D1~D4处于截止状态），将过高的电压钳位在0.7V左右，从而保护了A1和A3不会因较高的电压而损坏。由于很多万用表电容档都采用贴片封装的1N4007或1N4148作为保护二极管，它们的额定工作电流较小（1N4007的最大电流为1A，1N4148的只有150mA），若用电容档误测高压时，会有较大的电流流过保护二极管，将其烧坏，甚至还会损坏运放A1和A3，故万用表电容档误测高压损坏后，重点检查保护二极管D1~D4及运放A1和A3。

▲ SOP-14封装的四运放LM324

数字万用表电容档所用的运放一般有双运放LM358、TL062或四运放LM324，不论采用哪种运放，若保护二极管烧坏，可以先拆除坏的管子，然后接通万用表电源，用电容档测量一个电容，若可以正常测量，说明损坏的只是二极管，更换好的二极管即可。若无法测量电容，可以用另一个万用表的交流电压档测量运放A3，看其是否有40mV左右的交流电压输出，若A3无交流电压输出，很可能是A3损坏了。若是A1损坏，在测量电容时，A1将无交流电压输出。对于运放A1或A3损坏，只有更换整个运放了。

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