电容ESR表（二） 电容ESR表的设计、制作、调试

3 设计构思及最终完成的电路

一、方案选择

在设计制作之前，最重要的决定是动手的方向。几经考虑和权衡，笔者决定采用指针式ESR表的方案。原因有三：

一是指针式ESR表的测量更便捷。指针表长于定性测量，数字表长于定量测量，这已是很多电子爱好者的共识。如果不需要确切的测量数值，使用指针表更为方便。当我们使用ESR表测量一只电容时，这只电容“正确”的ESR值往往是未知的，需要做的工作是，判断此值是否落在一个合理的区间内。因为有刻度的辅助，指针表的指示更直观。根据笔者多年既使用指针式万用表，又使用数字式万用表的经验，对于这样的模糊判断，指针表明显更快、更省事（前提是你需习惯指针表的使用）。只要看一眼指针摆动的大致情况，即可作出判别，不用像使用数字表那样，需在脑海中进行数字的读入与比较。

二是指针式ESR表的量程更宽。一个挡位就可以覆盖从0~∞的范围。只要适当安排好高分辨率指示区域，就可以满足我们检测电解电容（以及部分非电解电容）的需要。若做成数字表形式，一个挡位就只能覆盖某一个范围。比如，采用万用表专用A/D芯片ICL7106。因其显示数值最大为1999，若安排最小显示 0.01Ω，其最大显示将变为19.99Ω，在某些场合下使用会受到限制，这样就不能用于辅助检测那些容量不大的非电解电容。

三是指针式ESR表的制作难度更低。对于数字式ESR表来说，适用的显示屏难以购买得到，可行的方法是利用现成的数字万用表来改制。但数字万用表体积小，内部空间狭窄，元件不易安排，还需对准显示屏原来安装的位置，给PCB的制作带来较大的困难。对于指针式ESR表来说，则没有这样的限制。因此，在国外电子爱好者的DIY中，数字式ESR表多是以套件形式供应的，个人独立制作大部分采用指针式方案。

此外，另一个促使笔者下决心选定指针表制作方案的重要因素是，刚好手头有一块闲置多年的MF500指针式万用表。这一型号的指针表曾经在国内风靡，成为一代经典。笔者这块MF500表是现代版本，受生产成本限制，这类表难免有大家所称的“缩水”现象，用料、制作相对来说要差于以前的老表。例如，采用了 PCB开关，不再使用可靠性更高的波段开关；AC/DC校准用的原绕线微调电阻，改为小型非密封式碳膜微调电阻；不再采用搭栅工艺等。因为其质量不理想，加上笔者不习惯其双开关的切换方式，所以闲置了下来。但笔者发现，对于电容ESR表的制作来说，即使这种被人诟病的现代版本，原型指针表大部分的优秀特性仍得以保留：一是表盘刻度宽，分辨率高。二是刻度中心阻值较小（10Ω），有利于显示小于1Ω的测量值。三是外壳耐磨耐看，历久弥新。四是设有电池仓，拆换电池方便。五是整机密封性好，隔绝了外界的粉尘和潮气，增强可靠性。当然，原有的方面也保留了一些，包括笨重和体积偏大。但在家中使用，这些问题并不突出。原来的双开关切换而造成使用不便的问题，却是不再存在。

后来的制作证实，对笔者这样的电子爱好者来说，采用现成的指针表来改装，是一项明智之举。一方面，可以大大简化制作。对于通常的制作，机壳、结构件等问题常常令人头疼，在备料环节以及制作时间中所占的比例经常逾50%。现在，机壳问题顺利得以解决，无需专门去绘制刻度，也不需为如何购买和怎样安排表头、表笔插座以及调零旋钮等而烦恼，因为这一切都是现成的。只要完成了电路板的装制调试，就已完成了整机工作量的90%。另一方面，整机外观的完成度很高。对于一件几经辛苦才制作出来的东西，如果没有良好的外观，制作者总是难免会有心头之憾。采用改装方法后，制作出来的电容ESR表外观上与原表相差无几，几乎没有改动，很是像模像样。虽然缺乏个性和创意，但完成度却得到了充分的保证。

二、设计准备

在设计之前，笔者认真阅读了国外电子爱好者详细介绍设计制作的网页和文章，基本掌握ESR表设计的有关要求和电路特点。随着了解的深入，笔者发现很多国外 DIY作品或多或少存在一些明显的缺点，并不合乎笔者的心愿。于是，借鉴他们一些好的方面，再按自己的要求来重新设计制作。

笔者自订的要求是：一是在设计阶段，提前把指针式ESR表的刻度问题解决。若无此项针对性的举措，就需在制作阶段付出这样的劳动：一次测量一个用于校准的电阻，标出此阻值的刻度位置，经多次反复后，才能一点一点地完成所有刻度的标识，然后采用手工描画或电脑制图打印的方法来制作刻度纸，再拆解表头进行粘贴。二是以保证性能为前提，力求电路的设计简单可行。三是所用元器件要具有常见、通用、低价的特点，电路可以变通运用于其他型号指针万用表的改装。这样，既方便其他爱好者参照仿制、分享成果，又可以在电容ESR表出现故障后，免除找寻特殊元器件之苦。四是有关性能参数尽量不作妥协。既要充分满足使用要求，又力求优于一般的国外同类DIY作品。