วงจร ESR Meter อย่างง่าย

โพสต์กล่าวถึงวงจรมิเตอร์ ESR อย่างง่ายซึ่งสามารถใช้สำหรับระบุตัวเก็บประจุที่ไม่ดีในวงจรอิเล็กทรอนิกส์โดยไม่ต้องถอดออกจากแผงวงจร Manual Sofian ร้องขอความคิดนี้

ข้อกำหนดทางเทคนิค

คุณมีแผนผังเกี่ยวกับเครื่องวัด ESR หรือไม่ ช่างแนะนำให้ตรวจสอบอิเล็กโทรไลต์ก่อนทุกครั้งที่เกิดวงจรตาย แต่ฉันไม่รู้จะวัดอย่างไร

ขอบคุณล่วงหน้าสำหรับคำตอบ

ESR คืออะไร

ESR ซึ่งย่อมาจาก Equivalent Series Resistance เป็นค่าความต้านทานที่มีขนาดเล็กเล็กน้อยซึ่งโดยปกติจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำทั้งหมดและปรากฏเป็นอนุกรมพร้อมกับค่าหน่วยที่แท้จริงอย่างไรก็ตามในตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากอายุมากขึ้นค่า ESR อาจเพิ่มขึ้น จนถึงระดับที่ผิดปกติส่งผลเสียต่อคุณภาพโดยรวมและการตอบสนองของวงจรที่เกี่ยวข้อง

ESR ที่กำลังพัฒนาในตัวเก็บประจุบางตัวอาจค่อยๆเพิ่มขึ้นจากต่ำเพียงไม่กี่มิลลิโอห์มไปจนถึงสูงถึง 10 โอห์มซึ่งส่งผลต่อการตอบสนองของวงจรอย่างรุนแรง

อย่างไรก็ตาม ESR ที่อธิบายไว้ข้างต้นอาจไม่จำเป็นต้องหมายความว่าความจุของตัวเก็บประจุจะได้รับผลกระทบด้วยในความเป็นจริงค่าความจุอาจยังคงอยู่และดี แต่ก็ทำให้ประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุลดลง

เนื่องจากสถานการณ์นี้เครื่องวัดความจุปกติล้มเหลวในการตรวจจับตัวเก็บประจุที่ไม่ดีที่ได้รับผลกระทบจากค่า ESR ที่สูงและช่างเทคนิคพบว่าตัวเก็บประจุนั้นใช้ได้ในแง่ของค่าความจุซึ่งจะทำให้การแก้ไขปัญหาทำได้ยากมาก

ในกรณีที่มิเตอร์วัดความจุและโอห์มมิเตอร์ปกติไม่มีประสิทธิภาพโดยสิ้นเชิงในการวัดหรือตรวจจับ ESR ที่ผิดปกติในตัวเก็บประจุที่ผิดปกติเครื่องวัด ESR จะมีประโยชน์อย่างมากในการระบุอุปกรณ์ที่ทำให้เข้าใจผิดดังกล่าว

ความแตกต่างระหว่าง ESR และ Capacitance

โดยทั่วไปแล้วค่า ESR ของตัวเก็บประจุ (เป็นโอห์ม) จะบ่งบอกว่าตัวเก็บประจุนั้นดีเพียงใด ..

ค่าที่ต่ำกว่าประสิทธิภาพการทำงานของตัวเก็บประจุจะสูงขึ้น

การทดสอบ ESR ทำให้เราได้รับคำเตือนอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับความผิดปกติของตัวเก็บประจุและมีประโยชน์มากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการทดสอบความจุ

ในความเป็นจริงอิเล็กโทรไลต์ที่มีข้อบกพร่องหลายตัวอาจแสดง OKAY เมื่อตรวจสอบโดยใช้เครื่องวัดความจุมาตรฐาน

เมื่อเร็ว ๆ นี้เราได้พูดคุยกับบุคคลหลายคนที่ไม่สนับสนุนความสำคัญของ ESR และในแง่ใดที่การรับรู้นั้นแตกต่างจากความจุ

ดังนั้นฉันคิดว่ามันคุ้มค่าที่จะนำเสนอคลิปจากข่าวเทคโนโลยีในนิตยสารที่มีชื่อเสียงซึ่งเขียนโดย Doug Jones ประธาน บริษัท Independence Electronics Inc. เขากล่าวถึงข้อกังวลของ ESR อย่างมีประสิทธิภาพ 'ESR คือความต้านทานตามธรรมชาติที่ใช้งานอยู่ของตัวเก็บประจุกับสัญญาณ AC

ESR ที่สูงขึ้นอาจนำไปสู่ภาวะแทรกซ้อนคงที่ของเวลาความร้อนของตัวเก็บประจุการเพิ่มขึ้นของการโหลดวงจรความล้มเหลวโดยรวมของระบบเป็นต้น

ESR ทำให้เกิดปัญหาอะไรได้บ้าง?

แหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ที่มีตัวเก็บประจุ ESR สูงอาจไม่สามารถเริ่มทำงานได้อย่างเหมาะสมที่สุดหรือไม่สามารถสตาร์ทได้เลย

หน้าจอทีวีอาจเบ้จากด้านข้าง / ด้านบน / ล่างเนื่องจากตัวเก็บประจุ ESR สูง นอกจากนี้ยังสามารถนำไปสู่ความล้มเหลวของไดโอดและทรานซิสเตอร์ก่อนเวลาอันควร

ปัญหาเหล่านี้และปัญหาอื่น ๆ อีกมากมายมักเกิดจากตัวเก็บประจุที่มีความจุที่เหมาะสม แต่ ESR มีขนาดใหญ่ซึ่งไม่สามารถตรวจพบว่าเป็นรูปคงที่และด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถวัดผ่านเครื่องวัดความจุมาตรฐานหรือโอห์มมิเตอร์ DC

ESR จะแสดงเฉพาะเมื่อกระแสสลับเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุหรือเมื่อประจุอิเล็กทริกของตัวเก็บประจุมีการสลับสถานะอยู่ตลอดเวลา

สิ่งนี้สามารถมองได้ว่าเป็นความต้านทานกระแสสลับในเฟสทั้งหมดของตัวเก็บประจุรวมกับความต้านทานกระแสตรงของสายนำตัวเก็บประจุความต้านทานกระแสตรงของการเชื่อมต่อกับอิเล็กทริกของตัวเก็บประจุความต้านทานแผ่นของตัวเก็บประจุและ AC ในเฟสของวัสดุอิเล็กทริก ความต้านทานในความถี่และอุณหภูมิเฉพาะ

องค์ประกอบทั้งหมดที่ทำให้เกิดการก่อตัวของ ESR อาจถือได้ว่าเป็นตัวต้านทานในอนุกรมที่มีตัวเก็บประจุ ตัวต้านทานนี้ไม่มีอยู่จริงดังนั้นการวัดค่าในทันทีเหนือ 'ตัวต้านทาน ESR' จึงไม่เป็นไปได้ ในทางกลับกันหากสามารถเข้าถึงแนวทางที่ช่วยแก้ไขผลลัพธ์ของรีแอคแตนซ์แบบ capacitive ได้และพิจารณาว่าค่าความต้านทานทั้งหมดอยู่ในเฟส ESR สามารถกำหนดและทดสอบได้โดยใช้สูตรอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน E = ฉัน x R!

การอัปเดตทางเลือกที่ง่ายกว่า

วงจรที่ใช้แอมป์ op ที่ระบุด้านล่างนี้ดูซับซ้อนไม่ต้องสงสัยเลยดังนั้นหลังจากที่ฉันคิดว่าฉันสามารถหาแนวคิดง่ายๆนี้เพื่อประเมิน ESR ของตัวเก็บประจุใด ๆ ได้อย่างรวดเร็ว

อย่างไรก็ตามสำหรับสิ่งนี้คุณจะต้องก่อน คำนวณ ความต้านทานที่ตัวเก็บประจุเฉพาะมีความต้านทานเท่าใดโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

Xc = 1 / [2 (ไพ) fC]

• โดยที่ Xc = reactance (ความต้านทานเป็นโอห์ม)
• pi = 22/7
• f = ความถี่ (ใช้ 100 Hz สำหรับแอปพลิเคชันนี้)
• C = ค่าตัวเก็บประจุใน Farads

ค่า Xc จะให้ความต้านทานเทียบเท่า (ค่าที่เหมาะสม) ของตัวเก็บประจุ

จากนั้นค้นหากระแสผ่านกฎของโอห์ม:

I = V / R ในที่นี้ V จะเป็น 12 x 1.41 = 16.92V R จะถูกแทนที่ด้วย Xc ตามที่ได้จากสูตรข้างต้น

เมื่อคุณพบพิกัดกระแสในอุดมคติของตัวเก็บประจุแล้วคุณสามารถใช้วงจรที่ใช้งานได้จริงต่อไปนี้เพื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์กับค่าที่คำนวณได้ข้างต้น

สำหรับสิ่งนี้คุณจะต้องมีวัสดุต่อไปนี้:

• หม้อแปลง 0-12V / 220V
• 4 ไดโอด 1N4007
• 0-1 แอมป์ FSD เครื่องวัดขดลวดเคลื่อนที่หรือแอมป์มิเตอร์มาตรฐานใด ๆ

วงจรข้างต้นจะให้การอ่านโดยตรงเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าที่ตัวเก็บประจุสามารถส่งผ่านได้

จดกระแสที่วัดได้จากการตั้งค่าด้านบนและกระแสที่ทำได้จากสูตร

สุดท้ายใช้กฎของโอห์มอีกครั้งเพื่อประเมินค่าความต้านทานจากการอ่านค่าปัจจุบัน (I) สองค่า

R = V / I โดยที่แรงดันไฟฟ้า V จะเท่ากับ 12 x 1.41 = 16.92 'I' จะเป็นไปตามค่าที่อ่านได้

การได้รับมูลค่าที่เหมาะสมของตัวเก็บประจุอย่างรวดเร็ว

ในตัวอย่างข้างต้นหากคุณไม่ต้องการผ่านการคำนวณคุณสามารถใช้ค่ามาตรฐานต่อไปนี้สำหรับการหาค่ารีแอกแตนซ์ในอุดมคติของตัวเก็บประจุสำหรับการเปรียบเทียบ

ตามสูตรรีแอกแตนซ์ในอุดมคติของตัวเก็บประจุ 1 uF อยู่ที่ประมาณ 1600 โอห์มที่ 100 เฮิร์ตซ์ เราสามารถใช้ค่านี้เป็นปทัฏฐานและประเมินค่าของตัวเก็บประจุที่ต้องการผ่านการคูณไขว้แบบธรรมดาดังที่แสดงด้านล่าง

สมมติว่าเราต้องการได้ค่าในอุดมคติของตัวเก็บประจุ 10uF มันจะเป็น:

1/10 = x / 1600

x = 1600/10 = 160 โอห์ม

ตอนนี้เราสามารถเปรียบเทียบผลลัพธ์นี้กับผลลัพธ์ที่ได้จากการแก้กระแสแอมมิเตอร์ในกฎโอห์ม ความแตกต่างจะบอกเราเกี่ยวกับ ESR ที่มีประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุ

หมายเหตุ: แรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่ใช้ในสูตรและวิธีปฏิบัติจะต้องเหมือนกัน

การใช้ Op Amp เพื่อสร้างเครื่องวัด ESR อย่างง่าย

สามารถใช้เครื่องวัด ESR เพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของตัวเก็บประจุที่สงสัยในขณะที่แก้ไขปัญหาวงจรอิเล็กทรอนิกส์หรือหน่วยเก่า

นอกจากนี้สิ่งที่ดีเกี่ยวกับเครื่องมือวัดเหล่านี้คือสามารถใช้ในการวัด ESR ของตัวเก็บประจุโดยไม่จำเป็นต้องถอดหรือแยกตัวเก็บประจุออกจากแผงวงจรทำให้สิ่งต่าง ๆ เป็นเรื่องง่ายสำหรับผู้ใช้

รูปต่อไปนี้แสดงวงจรมิเตอร์ ESR อย่างง่ายซึ่งสามารถสร้างและใช้สำหรับการวัดที่เสนอ

แผนภูมิวงจรรวม

มันทำงานอย่างไร

วงจรอาจเข้าใจได้ในลักษณะต่อไปนี้:

TR1 พร้อมกับทรานซิสเตอร์ NPN ที่ต่ออยู่จะสร้างฟีดแบ็คอย่างง่ายที่เรียกใช้ออสซิลเลเตอร์ปิดกั้นซึ่งจะแกว่งด้วยความถี่ที่สูงมาก

การสั่นจะทำให้เกิดขนาดตามสัดส่วนของแรงดันไฟฟ้าในช่วง 5 รอบรองของหม้อแปลงและแรงดันไฟฟ้าความถี่สูงที่เหนี่ยวนำนี้จะถูกนำไปใช้กับตัวเก็บประจุที่เป็นปัญหา

นอกจากนี้ยังสามารถมองเห็น opamp ที่แนบมาพร้อมกับฟีดความถี่สูงแรงดันไฟฟ้าต่ำด้านบนและกำหนดค่าเป็นเครื่องขยายเสียงในปัจจุบัน

หากไม่มี ESR หรือในกรณีของตัวเก็บประจุที่ดีใหม่มิเตอร์จะถูกตั้งค่าให้ระบุการโก่งตัวเต็มสเกลที่ระบุ ESR ขั้นต่ำทั่วทั้งตัวเก็บประจุซึ่งสัดส่วนลงมาที่ศูนย์สำหรับตัวเก็บประจุที่แตกต่างกันซึ่งมีระดับ ESR ต่างกัน

ESR ที่ต่ำกว่าทำให้เกิดกระแสที่ค่อนข้างสูงกว่าในการพัฒนาผ่านอินพุตการตรวจจับการกลับด้านของ opamp ซึ่งแสดงตามลำดับในมิเตอร์ด้วยระดับการโก่งที่สูงขึ้นและในทางกลับกัน

ทรานซิสเตอร์ BC547 ด้านบนถูกนำมาใช้เป็นสเตจตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าทั่วไปเพื่อใช้งานสเตจออสซิลเลเตอร์ด้วย 1.5 V ที่ต่ำกว่าเพื่อให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ในแผงวงจรรอบตัวเก็บประจุที่ทดสอบอยู่ภายใต้ความเครียดเป็นศูนย์จากความถี่ทดสอบจาก เครื่องวัด ESR

ขั้นตอนการสอบเทียบเครื่องวัดทำได้ง่าย การเก็บสายการทดสอบไว้ให้สั้นเข้าด้วยกันค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 100k ใกล้กับมิเตอร์ uA จะถูกปรับจนกว่าจะมีการโก่งตัวเต็มสเกลบนหน้าปัดมิเตอร์

หลังจากนี้ตัวเก็บประจุที่แตกต่างกันที่มีค่า ESR สูงสามารถตรวจสอบได้ในมิเตอร์โดยมีระดับการโก่งต่ำลงตามที่อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้าของบทความนี้

หม้อแปลงถูกสร้างขึ้นบนวงแหวนเฟอร์ไรต์โดยใช้ลวดแม่เหล็กเส้นบาง ๆ ที่มีจำนวนรอบที่แสดง

เครื่องทดสอบ ESR แบบง่ายอีกตัวพร้อม LED หนึ่งดวง

วงจรให้ความต้านทานเชิงลบเพื่อยุติ ESR ของตัวเก็บประจุซึ่งอยู่ระหว่างการทดสอบโดยสร้างการสั่นพ้องแบบอนุกรมต่อเนื่องผ่านตัวเหนี่ยวนำคงที่ รูปด้านล่างแสดงแผนภาพวงจรของเครื่องวัด esr ความต้านทานเชิงลบถูกสร้างขึ้นโดย IC 1b: Cx ระบุตัวเก็บประจุที่อยู่ระหว่างการทดสอบและ L1 อยู่ในตำแหน่งเป็นตัวเหนี่ยวนำคงที่

การทำงานขั้นพื้นฐาน

Pot VR1 ช่วยอำนวยความสะดวกในการต้านทานเชิงลบที่จะปรับแต่ง ในการทดสอบเพียงหมุน VR1 ไปเรื่อย ๆ จนกว่าการสั่นจะหยุดลง เมื่อเสร็จแล้วสามารถตรวจสอบค่า ESR ได้จากเครื่องชั่งที่ติดอยู่ด้านหลังแป้นหมุน VR1

คำอธิบายวงจร

ในกรณีที่ไม่มีความต้านทานเชิงลบ L1 และ Cx จะทำงานเหมือนวงจรเรโซแนนซ์แบบอนุกรมซึ่งถูกระงับโดยความต้านทานของ L1 และ ESR ของ Cx วงจร ESR นี้จะเริ่มสั่นทันทีที่ขับเคลื่อนผ่านตัวกระตุ้นแรงดันไฟฟ้า IC1 ฟังก์ชั่นเหมือนออสซิลเลเตอร์เพื่อสร้างเอาต์พุตสัญญาณสแควร์เวฟที่มีความถี่ต่ำเป็น Hz เอาต์พุตเฉพาะนี้มีความแตกต่างเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้า (อิมพัลส์) ซึ่งกระตุ้นวงจรเรโซแนนซ์ที่แนบมา

ทันทีที่ ESR ของตัวเก็บประจุพร้อมกับความต้านทานของ R1 มีแนวโน้มที่จะสิ้นสุดลงด้วยความต้านทานเชิงลบการสั่นของเสียงเรียกเข้าจะเปลี่ยนเป็นการสั่นคงที่ ต่อมาจะเปิด LED D1 ทันทีที่การสั่นหยุดลงเนื่องจากความต้านทานเชิงลบลดลงทำให้ไฟ LED ดับลง

การตรวจจับ Shorted Capacitor

ในกรณีที่ตรวจพบตัวเก็บประจุลัดวงจรที่ Cx ไฟ LED จะสว่างขึ้นพร้อมกับความสว่างที่เพิ่มขึ้น ในช่วงที่วงจรเรโซแนนซ์กำลังสั่นไฟ LED จะเปิดเพียงครึ่งรอบของรูปคลื่นที่มีขอบบวกเท่านั้นซึ่งจะทำให้ไฟสว่างขึ้นเพียง 50% ของความสว่างทั้งหมด IC 1 d จ่ายแรงดันไฟฟ้าครึ่งหนึ่งซึ่งใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับ IC1b

S1 สามารถใช้สำหรับการปรับค่าอัตราขยายของ ICIb ซึ่งจะเปลี่ยนความต้านทานเชิงลบสำหรับการเปิดใช้งานช่วงการวัด ESR ที่กว้างในช่วง 0-1, 0-10 และ 0-100 Ω

ส่วนรายการ

L1 การก่อสร้าง

ตัวเหนี่ยวนำ L1 ทำโดยการพันรอบเสา 4 เสาภายในของกล่องหุ้มโดยตรงซึ่งอาจใช้สำหรับขันสกรูมุม PCB

จำนวนรอบสามารถ 42 โดยใช้ลวดทองแดงเคลือบซุปเปอร์ 30 SWG สร้าง L1 จนกว่าคุณจะมีความต้านทาน 3.2 โอห์มตลอดปลายขดลวดหรือประมาณ 90uH ค่าตัวเหนี่ยวนำ

ความหนาของลวดไม่สำคัญ แต่ค่าความต้านทานและค่าความเหนี่ยวนำจะต้องเป็นไปตามที่ระบุไว้ข้างต้น

ผลการทดสอบ

ด้วยรายละเอียดการคดเคี้ยวตามที่อธิบายไว้ข้างต้นตัวเก็บประจุ 1,000uF ที่ทดสอบในสล็อต Cx ควรสร้างความถี่ 70 Hz ตัวเก็บประจุ 1 pF อาจทำให้ความถี่นี้เพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 10 kHz

ในขณะที่ตรวจสอบวงจรฉันได้เชื่อมต่อหูฟังคริสตัลผ่านตัวเก็บประจุ 100 nF ที่ R19 เพื่อทดสอบระดับความถี่ การคลิกของความถี่คลื่นสี่เหลี่ยมนั้นได้ยินได้ดีในขณะที่ VR1 ได้รับการปรับให้ห่างจากตำแหน่งที่ทำให้การสั่นหยุดลงเป็นระยะทางไกล ขณะที่ VR1 กำลังถูกปรับให้เข้าสู่จุดวิกฤตฉันก็เริ่มได้ยินเสียงที่บริสุทธิ์ของความถี่คลื่นไซน์แรงดันไฟฟ้าต่ำ

วิธีการสอบเทียบ

ใช้คาปาซิเตอร์เกรดสูง 1,000µF ที่มีพิกัดแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำ 25 V และใส่ในจุด Cx ค่อยๆเปลี่ยน VR1 จนกว่าคุณจะพบว่า LED ดับสนิท ทำเครื่องหมายจุดเฉพาะนี้หลังแป้นหมุนมาตราส่วนหม้อเป็น 0.1 Ω

จากนั้นติดตั้งตัวต้านทานที่รู้จักเป็นอนุกรมกับ Cx ที่มีอยู่ภายใต้การทดสอบซึ่งจะทำให้ LED สว่างขึ้นตอนนี้ให้ปรับ VR1 อีกครั้งจนกว่า LED จะดับลง

ณ จุดนี้ทำเครื่องหมายสเกลหน้าปัด VR1 ด้วยค่าความต้านทานรวมใหม่ มันอาจจะค่อนข้างดีกว่าที่จะทำงานโดยเพิ่ม0.1Ωในช่วง1Ωและเพิ่มขึ้นที่ใหญ่กว่าในอีกสองช่วง

การตีความผลลัพธ์

กราฟด้านล่างแสดงค่า ESR มาตรฐานตามบันทึกของผู้ผลิตและคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่า ESR คำนวณที่ 10 kHz โดยทั่วไปจะเป็น 1/3 ของการทดสอบที่ 1 kHz ค่า ESR ที่มีตัวเก็บประจุคุณภาพมาตรฐาน 10V สามารถพบได้สูงกว่าค่า ESR 63V ชนิดต่ำถึง 4 เท่า

ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่ตัวเก็บประจุชนิด ESR ต่ำลดระดับลงจนถึงระดับที่ ESR ของมันเหมือนกับตัวเก็บประจุไฟฟ้าทั่วไปเงื่อนไขการอุ่นเครื่องภายในจะเพิ่มสูงขึ้น 4 เท่า!

ในกรณีที่คุณเห็นค่า ESR ที่ทดสอบแล้วมากกว่า 2 เท่าของค่าที่แสดงในรูปต่อไปนี้คุณอาจถือว่าตัวเก็บประจุไม่อยู่ในสภาพที่ดีที่สุดอีกต่อไป

ค่า ESR สำหรับตัวเก็บประจุที่มีพิกัดแรงดันไฟฟ้าแตกต่างจากที่ระบุด้านล่างจะอยู่ระหว่างเส้นที่เกี่ยวข้องบนกราฟ

ESR Meter โดยใช้ IC 555

ไม่ใช่เรื่องธรรมดา แต่วงจร ESR แบบธรรมดานี้มีความแม่นยำสูงและง่ายต่อการสร้าง มันใช้ส่วนประกอบธรรมดา ๆ เช่น IC 555, แหล่งจ่ายไฟ 5V DC, ชิ้นส่วนพาสซีฟอื่น ๆ

วงจรนี้สร้างขึ้นโดยใช้ CMOS IC 555 ซึ่งตั้งค่าด้วยค่าหน้าที่ 50:50
รอบการทำงานสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้ตัวต้านทาน R2 และ r
แม้แต่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในค่าของ r ซึ่งสอดคล้องกับ ESR ของตัวเก็บประจุที่เป็นปัญหาก็ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในความถี่เอาต์พุตของ IC

ความถี่เอาต์พุตถูกแก้ไขโดยสูตร:

f = 1 / 2CR1n (2 - 3k)

ในสูตรนี้ C จะตั้งค่าความจุซ้ำ R ถูกสร้างขึ้นโดย (R1 + R2 + r), r หมายถึง ESR ของตัวเก็บประจุ C ในขณะที่ k อยู่ในตำแหน่งเป็นปัจจัยเท่ากับ:

k = (R2 + r) / อาร์

เพื่อให้แน่ใจว่าวงจรทำงานได้อย่างถูกต้องค่าตัวประกอบ k ต้องไม่สูงกว่า 0.333

หากเพิ่มขึ้นเหนือค่านี้ IC 555 จะกลายเป็นโหมดการสั่นที่ไม่มีการควบคุมที่ความถี่สูงมากซึ่งจะถูกควบคุมโดยความล่าช้าในการแพร่กระจายของชิป แต่เพียงผู้เดียว

คุณจะพบการลบเลขยกกำลังในความถี่เอาต์พุตของ IC โดย 10X เพื่อตอบสนองต่อการเพิ่มขึ้นของปัจจัย k จาก 0 เป็น 0.31

เมื่อมันเพิ่มขึ้นอีกจาก 0.31 เป็น 0.33 ทำให้เอาต์พุต frquecny เพิ่มขึ้นอีก 10 เท่า

สมมติว่า R1 = 4k7, R2 = 2k2, ESR ขั้นต่ำ = 0 สำหรับ C ปัจจัย k ควรลดลงประมาณ 0.3188

ตอนนี้สมมติว่าเรามีค่า ESR ประมาณ 100 โอห์มจะทำให้ค่า k เพิ่มขึ้น 3% ที่ 0.3286 ตอนนี้บังคับให้ IC 555 แกว่งด้วยความถี่ที่มากกว่า 3 เท่าเมื่อเทียบกับความถี่เดิมที่ r = ESR = 0

สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าเมื่อ r (ESR) เพิ่มขึ้นทำให้ความถี่ของเอาต์พุต IC เพิ่มขึ้น

วิธีทดสอบ

ก่อนอื่นคุณจะต้องปรับเทียบการตอบสนองของวงจรโดยใช้ตัวเก็บประจุคุณภาพสูงที่มี ESR เล็กน้อยและมีค่าความจุที่เหมือนกับค่าที่ต้องทดสอบ

นอกจากนี้คุณควรมีตัวต้านทานแบบต่างๆจำนวนหนึ่งจำนวนหนึ่งที่มีค่าที่แม่นยำตั้งแต่ 1 ถึง 150 โอห์ม

ตอนนี้พล็อตกราฟของ ความถี่เอาต์พุตเทียบกับ ร สำหรับค่าการสอบเทียบ

จากนั้นเชื่อมต่อตัวเก็บประจุที่ต้องทดสอบ ESR และเริ่มวิเคราะห์ค่า ESR โดยเปรียบเทียบความถี่ IC 555 ที่สอดคล้องกันและค่าที่สอดคล้องกันในกราฟที่ลงจุด

เพื่อให้แน่ใจว่ามีความละเอียดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับค่า ESR ที่ต่ำกว่าเช่นต่ำกว่า 10 โอห์มและเพื่อกำจัดความไม่เสมอภาคของความถี่ขอแนะนำให้เพิ่มตัวต้านทานระหว่าง 10 โอห์มถึง 100 โอห์มในอนุกรมกับตัวเก็บประจุที่อยู่ระหว่างการทดสอบ

เมื่อได้ค่า r จากกราฟแล้วคุณก็ลบค่าตัวต้านทานคงที่ออกจากสิ่งนี้ ร เพื่อรับค่า ESR