Απλό κύκλωμα μετρητή ESR

Η ανάρτηση ασχολείται με ένα απλό κύκλωμα μετρητή ESR που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό κακών πυκνωτών σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα χωρίς να τους αφαιρέσετε πρακτικά από την πλακέτα κυκλώματος. Η ιδέα ζητήθηκε από τον Manual Sofian

Τεχνικές προδιαγραφές

Έχετε σχηματικό σχήμα για τον μετρητή ESR. Οι τεχνικοί με προτείνουν να ελέγξω πρώτα την ηλεκτρολυτική κάθε φορά που έρχομαι με ένα νεκρό κύκλωμα, αλλά δεν ξέρω πώς να το μετρήσω.

Σας ευχαριστούμε εκ των προτέρων για την απάντησή σας.

Τι είναι το ESR

Το ESR που σημαίνει ισοδύναμη αντίσταση σειράς είναι μια αμελητέα μικρή τιμή αντίστασης που κανονικά γίνεται μέρος όλων των πυκνωτών και επαγωγέων και εμφανίζεται σε σειρά με τις πραγματικές τιμές μονάδας τους, ωστόσο στους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές ειδικά, λόγω της γήρανσης, η τιμή ESR θα μπορούσε να συνεχίσει να αυξάνεται σε ανώμαλα επίπεδα που επηρεάζουν δυσμενώς τη συνολική ποιότητα και την απόκριση του εμπλεκόμενου κυκλώματος.

Το αναπτυσσόμενο ESR σε έναν συγκεκριμένο πυκνωτή μπορεί σταδιακά να αυξηθεί από τόσο χαμηλά όσο μερικά milliohms σε τόσο υψηλά όσο 10 ohms, επηρεάζοντας σοβαρά την απόκριση κυκλώματος.

Ωστόσο, το παραπάνω εξηγημένο ESR μπορεί να μην σημαίνει απαραίτητα ότι θα επηρεαστεί επίσης η χωρητικότητα του πυκνωτή, στην πραγματικότητα η τιμή χωρητικότητας θα μπορούσε να παραμείνει άθικτη και καλή, αλλά να έχει επιδεινωθεί η απόδοση του πυκνωτή.

Λόγω αυτού του σεναρίου, ένας μετρητής κανονικής χωρητικότητας αποτυγχάνει εντελώς να ανιχνεύσει έναν κακό πυκνωτή που επηρεάζεται με υψηλή τιμή ESR και ένας τεχνικός θεωρεί ότι οι πυκνωτές είναι εντάξει όσον αφορά την τιμή χωρητικότητάς του, η οποία με τη σειρά της καθιστά την αντιμετώπιση προβλημάτων εξαιρετικά δύσκολη.

Όταν οι μετρητές κανονικής χωρητικότητας και οι μετρητές Ohm καθίστανται εντελώς αναποτελεσματικοί στη μέτρηση ή την ανίχνευση ανώμαλου ESR σε ελαττωματικούς πυκνωτές, ένας μετρητής ESR καθίσταται εξαιρετικά βολικός για τον εντοπισμό τέτοιων παραπλανητικών συσκευών.

Διαφορά μεταξύ ESR και Χωρητικότητας

Βασικά, η τιμή ESR ενός πυκνωτή (σε ohms) δείχνει πόσο καλός είναι ο πυκνωτής ..

Όσο χαμηλότερη είναι η τιμή, τόσο υψηλότερη είναι η απόδοση λειτουργίας του πυκνωτή.

Μια δοκιμή ESR μάς παρέχει μια γρήγορη προειδοποίηση για δυσλειτουργία πυκνωτή και είναι πολύ πιο χρήσιμη σε σύγκριση με μια δοκιμή χωρητικότητας.

Στην πραγματικότητα, αρκετά ελαττωματικά ηλεκτρολυτικά ενδέχεται να εμφανίζουν ΟΚΕΑ όταν εξετάζονται χρησιμοποιώντας έναν τυπικό μετρητή χωρητικότητας.

Πρόσφατα μιλήσαμε με πολλά άτομα που δεν υποστηρίζουν τη σημασία του ESR και σε ποια ακριβώς αντίληψη είναι μοναδική από την χωρητικότητα.

Ως εκ τούτου, πιστεύω ότι αξίζει να παρέχουμε ένα κλιπ από μια τεχνολογική είδηση ​​σε ένα φημισμένο περιοδικό που γράφτηκε από τον Doug Jones, τον Πρόεδρο της Independence Electronics Inc. «Το ESR είναι η ενεργή φυσική αντίσταση ενός πυκνωτή έναντι ενός σήματος AC.

Η υψηλότερη ESR μπορεί να οδηγήσει σε συνεχείς χρονικές επιπλοκές, θέρμανση πυκνωτή, αύξηση της φόρτωσης κυκλώματος, συνολική αστοχία του συστήματος κ.λπ.

Ποια προβλήματα μπορεί να προκαλέσει το ESR;

Ένα τροφοδοτικό με διακόπτη με υψηλούς πυκνωτές ESR μπορεί να αποτύχει να ξεκινήσει βέλτιστα ή απλά να μην ξεκινήσει καθόλου.

Μια οθόνη τηλεόρασης θα μπορούσε να είναι λοξή από τα πλάγια / πάνω / κάτω λόγω ενός υψηλού πυκνωτή ESR. Μπορεί επίσης να οδηγήσει σε αστοχίες πρόωρης δίοδος και τρανζίστορ.

Όλα αυτά και πολλά άλλα ζητήματα προκαλούνται συνήθως από πυκνωτές με κατάλληλη χωρητικότητα, αλλά μεγάλο ESR, που δεν μπορεί να ανιχνευθεί ως στατική εικόνα και για αυτόν τον λόγο δεν μπορεί να μετρηθεί μέσω ενός τυπικού μετρητή χωρητικότητας ή ενός ωομέτρου DC.

Το ESR εμφανίζεται μόνο όταν ένα εναλλασσόμενο ρεύμα συνδέεται με έναν πυκνωτή ή όταν το διηλεκτρικό φορτίο ενός πυκνωτή αλλάζει συνεχώς καταστάσεις.

Αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως η συνολική αντίσταση AC του πυκνωτή σε συνδυασμό, με την αντίσταση DC των αγωγών του πυκνωτή, την αντίσταση DC της διασύνδεσης με το διηλεκτρικό πυκνωτή, την αντίσταση πλάκας του πυκνωτή και το AC σε φάση του διηλεκτρικού υλικού αντίσταση σε συγκεκριμένη συχνότητα και θερμοκρασία.

Όλα τα στοιχεία που προκαλούν το σχηματισμό ESR θα μπορούσαν να θεωρηθούν ως αντίσταση σε σειρά με πυκνωτή. Αυτή η αντίσταση δεν υπάρχει πραγματικά ως φυσική οντότητα, επομένως δεν είναι εφικτή μια άμεση μέτρηση πάνω από την «αντίσταση ESR». Εάν, από την άλλη πλευρά, μια προσέγγιση που βοηθά στη διόρθωση των αποτελεσμάτων της χωρητικής αντίδρασης είναι προσβάσιμη και θεωρώντας ότι όλες οι αντιστάσεις βρίσκονται σε φάση, το ESR θα μπορούσε να προσδιοριστεί και να δοκιμαστεί χρησιμοποιώντας τον βασικό τύπο ηλεκτρονικών E = I x R!

ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ μιας απλούστερης εναλλακτικής

Το κύκλωμα με βάση τον ενισχυτή που δίνεται παρακάτω φαίνεται περίπλοκο, χωρίς αμφιβολία, επομένως μετά από λίγη σκέψη, θα μπορούσα να βρω αυτήν την απλή ιδέα για γρήγορη εκτίμηση του ESR οποιουδήποτε πυκνωτή.

Ωστόσο, για αυτό θα πρέπει πρώτα υπολογίζω πόσο μεγάλη αντίσταση διαθέτει ο συγκεκριμένος πυκνωτής, χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

Xc = 1 / [2 (pi) fC]

• όπου Xc = αντίδραση (αντίσταση σε Ohms),
• pi = 22/7
• f = συχνότητα (πάρτε 100 Hz για αυτήν την εφαρμογή)
• C = τιμή πυκνωτή σε Farads

Η τιμή Xc θα σας δώσει την ισοδύναμη αντίσταση (ιδανική τιμή) του πυκνωτή.

Στη συνέχεια, βρείτε το ρεύμα μέσω του νόμου του Ohm:

I = V / R, Εδώ V θα είναι 12 x 1,41 = 16,92V, το R θα αντικατασταθεί με Xc όπως επιτυγχάνεται από τον παραπάνω τύπο.

Μόλις βρείτε την ιδανική τρέχουσα βαθμολογία του πυκνωτή, μπορείτε στη συνέχεια να χρησιμοποιήσετε το ακόλουθο πρακτικό κύκλωμα για να συγκρίνετε το αποτέλεσμα με την παραπάνω υπολογισμένη τιμή.

Για αυτό θα χρειαστείτε τα ακόλουθα υλικά:

• Μετασχηματιστής 0-12V / 220V
• 4 δίοδοι 1N4007
• 0-1 amp FSD κινούμενο πηνίο μετρητή, ή οποιοδήποτε πρότυπο αμπερόμετρο

Το παραπάνω κύκλωμα θα παρέχει μια άμεση ανάγνωση σχετικά με το πόσο ρεύμα μπορεί να παραδώσει ο πυκνωτής μέσω αυτού.

Σημειώστε το ρεύμα που μετρήθηκε από την παραπάνω ρύθμιση και το ρεύμα που επιτεύχθηκε από τον τύπο.

Τέλος, χρησιμοποιήστε ξανά το νόμο του Ohm, για να αξιολογήσετε τις αντιστάσεις από τις δύο τρέχουσες (Ι) αναγνώσεις.

R = V / I όπου η τάση V θα είναι 12 x 1,41 = 16,92, το 'I' θα είναι σύμφωνα με τις ενδείξεις.

Γρήγορη απόκτηση της ιδανικής αξίας ενός πυκνωτή

Στο παραπάνω παράδειγμα, εάν δεν θέλετε να υπολογίσετε τους υπολογισμούς, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την ακόλουθη τιμή αναφοράς για να λάβετε την ιδανική αντίδραση ενός πυκνωτή, για σύγκριση.

Σύμφωνα με τον τύπο, η ιδανική αντίδραση ενός πυκνωτή 1 uF είναι περίπου 1600 Ohms στα 100 Hz. Μπορούμε να πάρουμε αυτήν την τιμή ως κριτήριο και να αξιολογήσουμε την τιμή οποιουδήποτε επιθυμητού πυκνωτή μέσω ενός απλού αντίστροφου πολλαπλού πολλαπλασιασμού όπως φαίνεται παρακάτω.

Ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να πάρουμε την ιδανική τιμή ενός πυκνωτή 10uF, απλά θα ήταν:

1/10 = x / 1600

x = 1600/10 = 160 ωμ

Τώρα μπορούμε να συγκρίνουμε αυτό το αποτέλεσμα, με το αποτέλεσμα που επιτυγχάνεται με την επίλυση του ρεύματος αμπερόμετρου στο νόμο Ohms. Η διαφορά θα μας πει σχετικά με το αποτελεσματικό ESR του πυκνωτή.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Η τάση και η συχνότητα που χρησιμοποιούνται στον τύπο και στην πρακτική μέθοδο πρέπει να είναι ίδιες.

Χρησιμοποιώντας ένα Op Amp για την κατασκευή ενός απλού μετρητή ESR

Ένας μετρητής ESR μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της υγείας ενός αμφίβολου πυκνωτή κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων ενός παλιού ηλεκτρονικού κυκλώματος ή μονάδας.

Επιπλέον, το καλό με αυτά τα όργανα μέτρησης είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του ESR ενός πυκνωτή χωρίς την ανάγκη αφαίρεσης ή απομόνωσης του πυκνωτή από την πλακέτα κυκλώματος καθιστώντας τα πράγματα αρκετά εύκολα για τον χρήστη.

Το παρακάτω σχήμα δείχνει ένα απλό κύκλωμα μετρητή ESR το οποίο μπορεί να κατασκευαστεί και να χρησιμοποιηθεί για τις προτεινόμενες μετρήσεις.

Διάγραμμα κυκλώματος

Πως δουλεύει

Το κύκλωμα μπορεί να γίνει κατανοητό με τον ακόλουθο τρόπο:

Το TR1 μαζί με το συνημμένο τρανζίστορ NPN σχηματίζει έναν απλό ταλαντωτή μπλοκαρίσματος που ενεργοποιείται από την τροφοδοσία, ο οποίος ταλαντεύεται σε κάποια πολύ υψηλή συχνότητα.

Οι ταλαντώσεις προκαλούν ένα αναλογικό μέγεθος τάσης στις 5 στροφές δευτερεύοντα του μετασχηματιστή και αυτή η επαγόμενη τάση υψηλής συχνότητας εφαρμόζεται στον εν λόγω πυκνωτή.

Ένα opamp φαίνεται επίσης συνδεδεμένο με την παραπάνω τροφοδοσία υψηλής συχνότητας χαμηλής τάσης και έχει διαμορφωθεί ως ενισχυτής ρεύματος.

Χωρίς ESR ή σε περίπτωση νέου καλού πυκνωτή, ο μετρητής έχει ρυθμιστεί να υποδεικνύει μια απόκλιση πλήρους κλίμακας που δείχνει ένα ελάχιστο ESR κατά μήκος του πυκνωτή που αναλογικά κατεβαίνει προς το μηδέν για διαφορετικούς πυκνωτές που έχουν διαφορετικές ποσότητες επιπέδων ESR.

Το χαμηλότερο ESR προκαλεί την ανάπτυξη σχετικά υψηλότερου ρεύματος σε όλη την είσοδο ανίχνευσης αντιστροφής του opamp, η οποία εμφανίζεται αντίστοιχα στο μετρητή με υψηλότερο βαθμό εκτροπής και αντίστροφα.

Το άνω τρανζίστορ BC547 εισάγεται ως κοινό στάδιο ρυθμιστή τάσης συλλέκτη προκειμένου να λειτουργεί το στάδιο ταλαντωτή με χαμηλότερο 1,5 V έτσι ώστε η άλλη ηλεκτρονική συσκευή στην πλακέτα κυκλώματος γύρω από τον υπό δοκιμή πυκνωτή να διατηρείται υπό μηδενική τάση από τη συχνότητα δοκιμής από ο μετρητής ESR.

Η διαδικασία βαθμονόμησης του μετρητή είναι εύκολη. Διατηρώντας τα καλώδια δοκιμής συντομευμένα, η προεπιλογή 100k κοντά στον μετρητή uA ρυθμίζεται έως ότου επιτευχθεί μια απόκλιση πλήρους κλίμακας στο καντράν του μετρητή.

Μετά από αυτό, διαφορετικοί πυκνωτές με υψηλές τιμές ESR θα μπορούσαν να επαληθευτούν στο μετρητή με αντίστοιχα χαμηλότερους βαθμούς παραμόρφωσης, όπως εξηγείται στην προηγούμενη ενότητα αυτού του άρθρου.

Ο μετασχηματιστής είναι χτισμένος πάνω σε οποιοδήποτε δακτύλιο φερρίτη, χρησιμοποιώντας οποιοδήποτε λεπτό σύρμα μαγνήτη με τον εμφανιζόμενο αριθμό στροφών.

Ένα άλλο απλό ESR Tester με ένα LED

Το κύκλωμα παρέχει αρνητική αντίσταση για τον τερματισμό του ESR του πυκνωτή που είναι υπό δοκιμή, δημιουργώντας συνεχή συντονισμό σειράς μέσω ενός σταθερού επαγωγέα. Το παρακάτω σχήμα δείχνει το διάγραμμα κυκλώματος του μετρητή esr. Η αρνητική αντίσταση δημιουργείται από το IC 1b: Το Cx δείχνει τον πυκνωτή υπό δοκιμή και το L1 τοποθετείται ως σταθερός επαγωγέας.

Βασική εργασία

Το δοχείο VR1 διευκολύνει την αρνητική αντίσταση στην τροποποίηση. Για δοκιμή, απλώς συνεχίστε να περιστρέφετε το VR1 έως ότου σταματήσει η ταλάντωση. Μόλις γίνει αυτό, η τιμή ESR θα μπορούσε να ελεγχθεί από μια κλίμακα που επισυνάπτεται πίσω από τον επιλογέα VR1.

Περιγραφή κυκλώματος

Ελλείψει αρνητικής αντίστασης, τα L1 και Cx λειτουργούν σαν κύκλωμα συντονισμού σειράς που καταστέλλεται από την αντίσταση του L1 και το ESR του Cx. Αυτό το κύκλωμα ESR θα αρχίσει να ταλαντεύεται μόλις ενεργοποιηθεί μέσω σκανδάλης τάσης. Το IC1 λειτουργεί όπως ένας ταλαντωτής για τη δημιουργία εξόδου σήματος τετραγωνικού κύματος με κάποια χαμηλή συχνότητα σε Hz. Αυτή η συγκεκριμένη έξοδος διαφοροποιείται για τη δημιουργία αιχμών τάσης (παλμών) που ενεργοποιούν το συνδεδεμένο κύκλωμα συντονισμού.

Μόλις το ESR του πυκνωτή μαζί με την αντίσταση του R1 τείνουν να τερματιστούν με την αρνητική αντίσταση, η ταλάντωση του δακτυλίου μετατρέπεται σε συνεχή ταλάντωση. Στη συνέχεια, ανάβει το LED D1. Μόλις σταματήσει η ταλάντωση λόγω της πτώσης της αρνητικής αντίστασης, αναγκάζει το LED να σβήσει.

Εντοπισμός βραχυκυκλωμένου πυκνωτή

Σε περίπτωση που ένας βραχυκυκλωμένος πυκνωτής ανιχνεύεται στο Cx, το LED ανάβει με αυξημένη φωτεινότητα. Κατά τη διάρκεια της περιόδου το κύκλωμα συντονισμού ταλαντεύεται, η λυχνία LED ανάβει αποκλειστικά μέσω των θετικών μισών κύκλων της κυματομορφής: η οποία αναγκάζει να ανάψει μόνο με το 50% της συνολικής της φωτεινότητας. Το IC 1 d παρέχει τάση μισής τροφοδοσίας που χρησιμοποιείται ως αναφορά για το IC1b.

Το S1 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση του κέρδους του ICIb, το οποίο με τη σειρά του αλλάζει την αρνητική αντίσταση για την ενεργοποίηση ευρείας κλίμακας μέτρησης ESR, μεταξύ 0-1, 0-10 και 0-100 Ω.

Λίστα ανταλλακτικών

L1 Κατασκευή

Ο επαγωγέας L1 κατασκευάζεται τυλίγοντας απευθείας γύρω από τους εσωτερικούς 4 πυλώνες του περιβλήματος που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το βίδωμα των γωνιών PCB.

Ο αριθμός στροφών μπορεί να είναι 42, χρησιμοποιώντας 30 SWG σμάλτο χάλκινο σύρμα. Δημιουργήστε L1 έως ότου έχετε αντίσταση 3,2 Ohm στα άκρα περιέλιξης ή περίπου τιμή επαγωγής 90uH.

Το πάχος του σύρματος δεν είναι κρίσιμο, αλλά οι τιμές αντίστασης και επαγωγής πρέπει να είναι όπως αναφέρθηκαν παραπάνω.

Αποτελέσματα δοκιμής

Με τις λεπτομέρειες περιέλιξης όπως περιγράφεται παραπάνω, ένας πυκνωτής 1.000uF που δοκιμάστηκε στις υποδοχές Cx θα πρέπει να παράγει συχνότητα 70 Hz. Ένας πυκνωτής 1 pF μπορεί να προκαλέσει αύξηση αυτής της συχνότητας σε περίπου 10 kHz.

Κατά την εξέταση του κυκλώματος, ένωσα ένα κρυσταλλικό ακουστικό μέσω ενός πυκνωτή 100 nF στο R19 για να δοκιμάσω τα επίπεδα συχνότητας. Το κλικ σε μια συχνότητα τετραγωνικού κύματος ακούστηκε ωραία, ενώ το VR1 προσαρμόστηκε πολύ μακριά από τη θέση που προκάλεσε τη διακοπή των ταλαντώσεων. Καθώς το VR1 προσαρμόζονταν στο κρίσιμο σημείο του, θα μπορούσα να αρχίσω να ακούω τον καθαρό ήχο μιας συχνότητας χαμηλής τάσης.

Πώς να βαθμονομήσετε

Πάρτε έναν πυκνωτή 1.000μF υψηλής ποιότητας με ονομαστική τάση τουλάχιστον 25 V και τοποθετήστε τον στα σημεία Cx. Αλλάξτε σταδιακά το VR1 έως ότου το LED να σβήσει εντελώς. Σημειώστε αυτό το συγκεκριμένο σημείο πίσω από τον επιλογέα κλίμακας ποτ ως 0,1 Ω.

Στη συνέχεια, συνδέστε μια γνωστή αντίσταση εν σειρά με το υπάρχον Cx υπό δοκιμή, το οποίο θα αναγκάσει το LED να ανάψει, τώρα ρυθμίστε ξανά το VR1 έως ότου απενεργοποιηθεί το LED.

Σε αυτό το σημείο σημειώστε την κλίμακα κλήσης VR1 με τη νέα συνολική τιμή αντίστασης. Μπορεί να είναι πολύ προτιμότερο να δουλεύετε με προσαυξήσεις 0,1Ω στο εύρος 1Ω και καταλλήλως μεγαλύτερες αυξήσεις στα άλλα δύο εύρη.

Ερμηνεία των αποτελεσμάτων

Το παρακάτω γράφημα δείχνει τυπικές τιμές ESR, σύμφωνα με τα αρχεία των κατασκευαστών και λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι το ESR που υπολογίζεται στα 10 kHz είναι γενικά το 1/3 από αυτό που δοκιμάστηκε στα 1 kHz. Οι τιμές ESR με πυκνωτές τυπικής ποιότητας 10V μπορεί να είναι 4 φορές υψηλότερες από εκείνες με τύπους χαμηλού ESR 63V.

Επομένως, κάθε φορά που ένας πυκνωτής χαμηλού ESR υποβαθμίζεται σε επίπεδο όπου το ESR του μοιάζει πολύ με αυτό ενός τυπικού ηλεκτρολυτικού πυκνωτή, οι συνθήκες εσωτερικής προθέρμανσης θα αυξηθούν 4 φορές υψηλότερες!

Σε περίπτωση που δείτε ότι η δοκιμασμένη τιμή ESR είναι μεγαλύτερη από 2 φορές την τιμή που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, μπορείτε να υποθέσετε ότι ο πυκνωτής δεν είναι πλέον στην καλύτερη του κατάσταση.

Οι τιμές ESR για πυκνωτές που έχουν βαθμολογίες τάσης διαφορετικές από αυτές που αναφέρονται παρακάτω θα βρίσκονται μεταξύ των εφαρμοστέων γραμμών στο γράφημα.

Μετρητής ESR με χρήση IC 555

Όχι τόσο τυπικό, ωστόσο αυτό το απλό κύκλωμα ESR είναι εξαιρετικά ακριβές και εύκολο στην κατασκευή. Χρησιμοποιεί πολύ συνηθισμένα εξαρτήματα όπως ένα IC 555, μια πηγή 5V DC, μερικά άλλα παθητικά μέρη.

Το κύκλωμα κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας ένα CMOS IC 555, με συντελεστή λειτουργίας 50:50.
Ο κύκλος λειτουργίας θα μπορούσε να αλλάξει μέσω της αντίστασης R2 και r.
Ακόμη και μια μικρή αλλαγή στην τιμή του r που αντιστοιχεί στο ESR του εν λόγω πυκνωτή, προκαλεί σημαντική διακύμανση στη συχνότητα εξόδου του IC.

Η συχνότητα εξόδου επιλύεται με τον τύπο:

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

Σε αυτόν τον τύπο C αντιπροσωπεύει την χωρητικότητα, το R σχηματίζεται από το (R1 + R2 + r), το r υποδηλώνει το ESR του πυκνωτή C, ενώ το k τοποθετείται ως συντελεστής ίσος με:

k = (R2 + r) / R.

Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι το κύκλωμα λειτουργεί σωστά, η τιμή του συντελεστή k δεν πρέπει να είναι πάνω από 0,333.

Εάν αυξηθεί πάνω από αυτήν την τιμή, το IC 555 θα γίνει ανεξέλεγκτη κατάσταση ταλάντωσης σε εξαιρετικά υψηλή συχνότητα, η οποία θα ελέγχεται αποκλειστικά από την καθυστέρηση διάδοσης του τσιπ.

Θα βρείτε μια εκθετική αύξηση στη συχνότητα εξόδου του IC κατά 10Χ, ως απόκριση σε αύξηση του συντελεστή k από 0 σε 0,31.

Καθώς αυξάνεται ακόμη περισσότερο από 0,31 σε 0,33, προκαλεί αύξηση του frquecny κατά άλλο 10X μέγεθος.

Υποθέτοντας ότι R1 = 4k7, R2 = 2k2, ελάχιστο ESR = 0 για το C, ο παράγοντας k θα πρέπει να υποχωρήσει περίπου 0,3188.

Τώρα, ας υποθέσουμε ότι έχουμε την τιμή ESR περίπου 100 ohm, θα προκαλούσε την τιμή k να αυξηθεί κατά 3% στα 0,3286. Αυτό αναγκάζει τώρα το IC 555 να ταλαντεύεται με συχνότητα που είναι 3 φορές μεγαλύτερη σε σύγκριση με την αρχική συχνότητα στο r = ESR = 0.

Αυτό δείχνει ότι καθώς το r (ESR) αυξάνει προκαλεί εκθετική αύξηση της συχνότητας της εξόδου IC.

Πώς να δοκιμάσετε

Πρώτα θα πρέπει να βαθμονομήσετε την απόκριση κυκλώματος χρησιμοποιώντας έναν πυκνωτή υψηλής ποιότητας με αμελητέο ESR και να έχετε μια τιμή χωρητικότητας πανομοιότυπη με αυτήν που πρέπει να δοκιμαστεί.

Επίσης, θα πρέπει να έχετε μια χούφτα ανάμικτες αντιστάσεις με ακριβείς τιμές που κυμαίνονται από 1 έως 150 ohms.

Τώρα, σχεδιάστε ένα γράφημα του συχνότητα εξόδου έναντι ρ για τις τιμές βαθμονόμησης,

Στη συνέχεια, συνδέστε τον πυκνωτή που πρέπει να δοκιμαστεί για το ESR και αρχίστε να αναλύετε την τιμή ESR του συγκρίνοντας την αντίστοιχη συχνότητα IC 555 και την αντίστοιχη τιμή στο γράφημα.

Για να διασφαλιστεί η βέλτιστη ανάλυση για χαμηλότερες τιμές ESR, για παράδειγμα κάτω από 10 ohms, και επίσης για να απαλλαγείτε από τις διαφορές συχνότητας, συνιστάται να προσθέσετε μια αντίσταση μεταξύ 10 ohm και 100 ohm σε σειρά με τον υπό δοκιμή πυκνωτή.

Μόλις ληφθεί η τιμή r από το γράφημα, απλώς αφαιρείτε την τιμή σταθερής αντίστασης από αυτό ρ για να λάβετε την τιμή ESR.