示波器式ESR测试仪

示波器ESR测试仪

当与示波器配合使用时，这个简单电路提供了一种测量电容器ESR的方法。

一个555定时器（IC1）配置为2.3kHz自由运行振荡器，作为时基。它通过一个NAND施密特触发器（IC2）和晶体管Q1向被测电容器提供窄（7.7µs）脉冲。

一个100Ω电阻与Q1串联，限制电流至约50mA。因此，1Ω的ESR将在测试电容器上产生50mV的脉冲，这意味着具有5mV垂直灵敏度的示波器可以测量低至0.1Ω或更低的ESR。

晶体管Q2在测试周期的“关闭”部分放电测试电容器，确保零平均直流分量。二极管D1和D2将最大输出电压限制在约0.6V，对应于12Ω的ESR，这对于大多数用途是足够的。

如果精度要求不高，那么电路可以用四节AA电池供电，而不是来自稳压的5V电源。

测试电解电容器的ESR

我最近发现了一种简单且廉价的方法来测试电解电容器的ESR（等效串联电阻），在电路中进行，这可能为许多人节省大量时间。它只需要一个示波器和一个简单的信号发生器。

我有一台正在尝试维修的示波器（强度控制效果甚微。在高频时，水平扫描仅覆盖屏幕一半。一个电源轨电压过低，其他过高。）而且我已经用几种/多种不同方式检查了每个电解电容器（全部在电路中进行），甚至将每个读数与相同设备的读数进行了比较：断电时：用组件测试仪（单曲线跟踪器）查看每个电容器的签名，以及从电容器两端到地，用数字万用表进行电阻检查，用数字万用表进行电容检查，检查从电容器两端到地的电阻。通电时：将示波器跨接在每个电容器上，以及从电容器两端到地，使用数字万用表测量每个电容器上的直流和交流电压，以及从电容器两端到地的电压。我确实发现了一些坏电容器（和其他坏组件）并更换了它们。但问题仍然存在！

我一直想订购一个ESR表，但还没有做，而且需要立即修复这台示波器。我访问了Sam Goldwasser的优秀维修FAQ网站，并发现了一个伟大的方法，用于测试电路中电容器的ESR，只需要一个信号发生器和一个示波器（以及一些电缆），并在大约十分钟内找到并修复了问题！！以下是我所做的（该技术基本直接来自Sam的维修FAQ网站）：

我使用一个信号发生器和一个示波器设置了我现在称为“ESR示波器”的装置：在发生器的输出端，我连接了一个BNC“T型”适配器。我从T型接头运行一根50欧姆BNC电缆到一台好的（Tek 2465A）示波器（在示波器输入端有一个50欧姆BNC终端电阻）。在T型接头的另一侧，我连接了另一根BNC电缆，其另一端带有鳄鱼夹（它可能是一根75欧姆电缆；应该不太重要？），我将它夹在一套廉价数字万用表型探头的香蕉插头上。

（终端电阻说明：我使用了Tektronix 50欧姆“直通”终端电阻，在BNC电缆的示波器端。但是，您也可以改用另一个BNC“T型”接头在示波器输入端，一侧带有“端盖”终端电阻，另一侧接入电缆。标准的10BaseT以太网50欧姆同轴终端电阻（和50欧姆以太网BNC同轴电缆）应该工作良好。它们可在Radio Shack以及可能Staples等处获得。）

我设置信号发生器产生约100 kHz的方波，在连接的示波器上看到约100 mV峰峰值幅度，且无直流偏移（一个简单的555定时器电路也可以完成这项工作！）。然后，我将示波器的垂直灵敏度设置为5 mV/div，时间基准设置为1微秒/div，输入采用交流耦合。

将探头短路在一起时，示波器显示高度约为一格。它基本上是一个方波，每个前沿有大的窄峰。但我只查看水平部分的峰峰值幅度。

这就是整个设置！没有电阻。没有其他东西。只有电缆（和一个终端电阻）。我还尝试在探头串联一个十进电阻箱，只是为了看看它会是什么样子。在示波器显示上，我可以清楚地看到每增加一欧姆，无论是探头短路还是跨接在一个好的电解电容器上。

当我将探头跨接在一个良好的电路中的电容器上时，与探头短路时相比，示波器显示几乎没有变化（因为根据频率，电容器对交流电应看起来或多或少像短路）。但是，当我在一个坏电容器上尝试时，通常显示几乎完全超出屏幕。而且，有一些电容器看起来边缘，使显示从约一格峰峰值增加到约3到5格（这可能对应于大约5欧姆到20欧姆的ESR，如果我没记错的话。）

无论如何，在短短几分钟内，我找到了电源中另一个坏电解滤波电容器、电源中两个较小的坏电解电容器、水平扫描开关板上的一个坏电容器、主板中间附近的四个坏电容器，以及几个我现在记不住的其他电容器。

我记下了每一个。当检查全部完成后，我做的第一件事是更换电源中的滤波电容器，然后通电并检查电源轨电压。成功了！！！！是的！！！它们都恢复正常了！不仅如此，水平扫描问题和强度控制问题都消失了！！太棒了！

那个滤波电容器使用我上面描述的所有其他方法（尽管全部是“在电路中”）检查起来完全正常，并且在所有情况下与另一台相同示波器的相同电容器比较都正常。但使用这种“ESR示波器”方法，它立即完全明显。而另一台示波器上的相同电容器用这种方法测试良好（所以，之前的比较是坏电容器与好电容器，但显示无异常！）。[我还注意到，在坏电容器移除后，它以与在电路中时基本相同的方式测试为坏，示波器显示基本 identical。而且所有我更换的其他电容器在电路外测试时，即使使用其他方法也测试为坏。]

当然，这种“ESR示波器”方法并非完美的万能药：在某些情况下，如果没有相同设备进行比较，显示可能难以解释，并可能误导。（然而，据我回忆，它对每一个我尝试过的电解电容器都有效，从10 uF 10V到至少1000 uF 100V，无需相同设备进行比较。）但是，我还没有足够多地尝试它。我假设针对不同电容调整频率可能有所帮助，尤其是在测试非电解电容器时。我似乎还记得在测试ESR时通常使用信号中的直流偏移。我稍后会尝试。有时增加方波的幅度也可能有用。但通常，我认为我希望它是低幅度的，可能小于+/- 0.4V，这样信号不会开启任何半导体结。