ఓసిల్లోస్కోప్ ఉపయోగించి కెపాసిటర్ ఎస్ఆర్ మీటర్

మీరు విద్యుత్ సరఫరా విఫలమయ్యే లేదా సరైన పనితీరును నిరాకరించే స్థాయికి వచ్చే వరకు కెపాసిటర్లు బాగానే ఉన్నాయి. మరియు సమస్య శబ్దం అయితే, సరళమైన పరిష్కారం ఉంది, మీరు ఎక్కువ కెపాసిటర్లను జోడిస్తారు. కానీ అది పరిష్కరించదు. ఏమి తప్పు కావచ్చు?

కెపాసిటర్లు (చాలా వరకు) 'ఆదర్శ' పరికరాలు అని అమాయక from హ నుండి సమస్య తలెత్తుతుంది, వాస్తవానికి అవి అలా లేవు. ఆ అవాంఛనీయ ప్రభావాలు అంతర్గత నిరోధకత లేదా ఈక్వివలెంట్ సిరీస్ రెసిస్టెన్స్ (ESR) అని పిలువబడతాయి. కెపాసిటర్లు వాటి నిర్మాణంలో ఉపయోగించిన పదార్థాల కారణంగా పరిమిత అంతర్గత నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి. మునుపటి వ్యాసంలో కెపాసిటర్లలో ESR మరియు ESL గురించి వివరంగా వివరించాము.

వివిధ రకాల కెపాసిటర్లు వేర్వేరు ESR పరిధులను కలిగి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, సిరామిక్ కెపాసిటర్ల కంటే ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్లు సాధారణంగా ఎక్కువ ESR లను కలిగి ఉంటాయి. అనేక అనువర్తనాల కోసం, కెపాసిటర్ల అంతర్గత నిరోధకతను కొలవడం చాలా ముఖ్యం. ఈ రోజు ఈ వ్యాసంలో మేము ఒక ESR మీటర్‌ను నిర్మిస్తాము మరియు 555 టైమర్ IC మరియు ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఉపయోగించి కెపాసిటర్ యొక్క ESR ను ఎలా కొలవాలో నేర్చుకుంటాము.

కెపాసిటర్ ESR కొలత

ప్రారంభంలో ESR కొలత చాలా తేలికైన పని అనిపించవచ్చు.

స్థిరమైన కరెంట్‌ను వర్తింపజేయడం ద్వారా మరియు పరీక్షలో ఉన్న పరికరం అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను కొలవడం ద్వారా ప్రతిఘటనను సులభంగా నిర్ణయించవచ్చు.

మేము కెపాసిటర్‌కు స్థిరమైన కరెంట్‌ను వర్తింపజేస్తే? వోల్టేజ్ సరళంగా పెరుగుతుంది మరియు సరఫరా వోల్టేజ్ ద్వారా నిర్ణయించబడిన విలువ వద్ద స్థిరపడుతుంది, ఇది (మా ప్రయోజనాల కోసం) పనికిరానిది.

ఈ సమయంలో మేము పాఠశాలలో నేర్చుకున్నదానికి తిరిగి వెళ్ళే సమయం- “ కెపాసిటర్లు DC ని బ్లాక్ చేసి AC ని పాస్ చేయండి”

కొన్ని సరళమైన తీర్మానాలు చేసిన తరువాత, కెపాసిటర్లు ప్రాథమికంగా అధిక పౌన encies పున్యాల వద్ద ఒక షార్ట్ సర్క్యూట్ అని మేము అర్థం చేసుకున్నాము మరియు కెపాసిటివ్ భాగం సర్క్యూట్ నుండి ' షార్ట్ అవుట్' అవుతుంది మరియు వోల్టేజ్ అంతా అంతర్గత ప్రతిఘటనలో పడిపోతుంది.

ఈ పద్ధతి యొక్క ప్రయోజనం ఏమిటంటే, సిగ్నల్ సోర్స్ యొక్క అంతర్గత ప్రతిఘటన మనకు తెలిస్తే ప్రస్తుతము కూడా తెలుసుకోవలసిన అవసరం లేదు, ఎందుకంటే ఇప్పుడు ESR మరియు అంతర్గత నిరోధకత (మూలం) వోల్టేజ్ డివైడర్‌ను ఏర్పరుస్తాయి, నిష్పత్తి ప్రతిఘటనలు వోల్టేజ్ చుక్కల నిష్పత్తి, మరియు మూడు తెలుసుకోవడం మనం మరొకదాన్ని సులభంగా నిర్ణయించగలము.

ఇన్పుట్ వద్ద మరియు కెపాసిటర్ వద్ద తరంగ రూపాలను కొలవడానికి ఓసిల్లోస్కోప్ ఉపయోగించబడుతుంది.

భాగాల జాబితా

ఓసిలేటర్ కోసం:

1. 555 టైమర్ - CMOS మరియు బైపోలార్ రెండూ బాగా పనిచేస్తాయి, కాని అధిక పౌన.పున్యాలకు CMOS సిఫార్సు చేయబడింది

2. 100 కె పొటెన్షియోమీటర్ - ఫ్రీక్వెన్సీ ట్యూనింగ్ కోసం ఉపయోగిస్తారు

3. 1 ఎన్ఎఫ్ కెపాసిటర్ - టైమింగ్

4. 10 యుఎఫ్ సిరామిక్ కెపాసిటర్ - డీకౌప్లింగ్

పవర్ స్టేజ్:

1. BC548 NPN బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్

2. బిసి 558 పిఎన్‌పి బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్

ట్రాన్సిస్టర్‌ల ఎంపిక గురించి శీఘ్ర గమనిక - అధిక లాభం (300 మరియు పైకి) మరియు కొంత పెద్ద కరెంట్ (50 ఎంఏ +) ఉన్న ఏదైనా చిన్న సిగ్నల్ ట్రాన్సిస్టర్ చక్కగా పనిచేస్తుంది.

3. 560Ω బేస్ రెసిస్టర్

4. 47Ω అవుట్పుట్ రెసిస్టర్ - ఇది 10Ω నుండి 100Ω వరకు ఏదైనా కావచ్చు.

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

ఈ ESR కెపాసిటర్ టెస్టర్ సర్క్యూట్ కోసం సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింద ఉంది -

ఈ ESR మీటర్ సర్క్యూట్‌ను 555 టైమర్ మరియు అవుట్పుట్ దశ అని రెండు విభాగాలుగా విభజించవచ్చు.

1. 555 ఓసిలేటర్:

555 సర్క్యూట్ అనేది సాంప్రదాయిక అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్, ఇది కొన్ని వందల కిలోహెర్ట్జ్ పౌన frequency పున్యంతో చదరపు తరంగాన్ని నిర్దేశిస్తుంది. ఈ పౌన frequency పున్యంలో, దాదాపు అన్ని కెపాసిటర్లు చిన్నవిగా పనిచేస్తాయి. 100 కె పాట్ ఫ్రీక్వెన్సీ ట్యూనింగ్ క్యాప్ అంతటా సాధ్యమైనంత తక్కువ వోల్టేజ్ పొందడానికి అనుమతిస్తుంది.

2. పవర్ స్టేజ్:

ఇది మరొక సమస్యకు పరిష్కారం. మేము కెపాసిటర్‌ను 555 టైమర్ యొక్క అవుట్‌పుట్‌కు నేరుగా కనెక్ట్ చేయగలము, కాని అప్పుడు అవుట్‌పుట్ ఇంపెడెన్స్‌ను ఖచ్చితంగా తెలుసుకోవాలి.

దీన్ని తొలగించడానికి, సిరీస్ రెసిస్టర్‌తో పుష్-పుల్ అవుట్పుట్ దశ ఉపయోగించబడుతుంది. రెసిస్టర్ అవుట్పుట్ ఇంపెడెన్స్ను అందిస్తుంది.

ఈ ESR మీటర్ సర్క్యూట్ యొక్క పూర్తి హార్డ్వేర్ ఎలా ఉంటుందో ఇక్కడ ఉంది:

కెపాసిటర్ యొక్క ESR ను లెక్కిస్తోంది

వోల్టేజ్ డివైడర్ సమీకరణం నుండి, మేము ఈ క్రింది సూత్రాన్ని తీసుకున్నాము:

ESR = (V _CAP • R _OUTPUT) / (V _OUTPUT - V _CAP)

ESR అనేది కెపాసిటర్ యొక్క అంతర్గత నిరోధకత, V _CAP అనేది కెపాసిటర్ అంతటా సిగ్నల్ (నోడ్ CAP + వద్ద కొలుస్తారు), R _OUTPUT అనేది శక్తి దశ యొక్క అవుట్పుట్ నిరోధకత (ఇక్కడ, 47 ఓంలు) మరియు V _OUTPUT అవుట్పుట్ సిగ్నల్ వోల్టేజ్ సర్క్యూట్లో పాయింట్ A వద్ద కొలుస్తారు.

ఈ సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, సున్నితత్వాన్ని పెంచడానికి స్కోప్ ప్రోబ్‌ను 1X కు సెట్ చేయాలని మరియు ఖచ్చితమైన కొలత చేయడానికి కొంత శబ్దాన్ని వదిలించుకోవడానికి బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను తగ్గించాలని సిఫార్సు చేయబడింది.

మొదట, పీక్ టు పీక్ వోల్టేజ్ ఇంపెడెన్స్ కంటే ముందు పాయింట్ A వద్ద కొలుస్తారు మరియు గుర్తించబడుతుంది. అప్పుడు కెపాసిటర్ జతచేయబడుతుంది. మీరు చదరపు తరంగాన్ని చూసేవరకు జూమ్ చేయండి. తరంగ రూపం చిన్నది కానంతవరకు కుండను తిప్పండి.

కెపాసిటర్ రకాన్ని బట్టి, ఫలిత తరంగ రూపంలోని పీక్ టు పీక్ వోల్టేజ్ కొన్ని పదుల లేదా వందల మిల్లీవోల్ట్ల క్రమంలో ఉండాలి.

ఉదాహరణ: 100uf ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్ కోసం ESR ను కొలవడం

శక్తి దశ యొక్క ముడి అవుట్పుట్ తరంగ రూపం ఇక్కడ ఉంది:

మరియు ఇక్కడ కెపాసిటర్ వద్ద వోల్టేజ్ ఉంది. సిగ్నల్‌పై ఉన్న అన్ని శబ్దాలను గమనించండి - కొలతతో జాగ్రత్తగా ఉండండి.

విలువలను సూత్రంలో ప్లగింగ్ చేస్తే, మనకు 198mΩ యొక్క ESR లభిస్తుంది.

పవర్ సర్క్యూట్లను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు కెపాసిటర్ యొక్క ESR ఒక ముఖ్యమైన పరామితి మరియు ఇక్కడ మేము 555 టైమర్ ఆధారంగా సరళమైన ESR కొలిచే పరికరాన్ని నిర్మించాము.