Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.
Часто при ремонте электроники приходится менять вздувшиеся конденсаторы. Если конденсатор вздулся, это говорит об уменьшении его ёмкости и увеличении эквивалентного последовательного сопротивления(ESR). Бывает, что конденсатор не вздулся, а его ESR больше нормы, на этот случай я собрал приборчик от МастерКит и ним проверял подозрительные конденсаторы. В определённый момент стало интересно, что же он на самом деле измеряет и как он это делает.
Что такое ESR.
Эквивалентная упрощённая схема конденсатора состоит из резистора и конденсатора, величину этого сопротивления и измеряет прибор. Осталось разобраться как он это делает.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420549924_e861fb44b9d359d80faaa4bfbd05c086.jpg)
Давайте подключим к конденсатору генератор сигналов, его эквивалентная схема изображена на рисунке, она состоит из генератора и последовательно включённого резистора, равного выходному сопротивлению генератора.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420643311_q.jpg)
Для эксперимента нам потребуется меандр с частотой примерно 200 KHz и напряжением 1 V. Может возникнуть вопрос почему выбрана именно такая частота. В идеале было бы использовать частоту, на которой реактивное сопротивление конденсатора меньше 1 Ohm, что позволило бы проверять конденсаторы малой емкости. Но с увеличением частоты на измерения начнут влиять паразитные параметры схемы. Кстати, напряжение 1 V подходит для проверки выпаянного конденсатора, для проверки в схеме лучше понизить его до 200—300 mV.
Начнём, для начала подключимся осциллографом к генератору сигналов, установим частоту и напряжение.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420548119_meandr.png)
Теперь подключим исправный конденсатор емкостью 470uF и посмотрим, что покажет осциллограф.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420548192_esr1.png)
Конденсатор с последовательно включённым резистором образуют RC цепочку, поэтому нарастание и спад сигнала будет происходить по экспоненциальному закону. Амплитуда постоянной составляющей равна 12,8mV, также видны выбросы, возникающие из-за несогласованности линии и паразитной индуктивности входящей в состав конденсатора.
А теперь подключим вздувшийся конденсатор той же ёмкости и тем же максимально допустимым напряжением.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420548352_esr3.png)
Что изменилось? Правильно увеличилась амплитуда, которую измеряет прибор, а за её значение отвечает последовательно включённое сопротивление в эквивалентной схеме конденсатора.
Давайте попробуем его рассчитать. Считается эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора, как обычный делитель. Реактивным сопротивлением конденсатора можно пренебречь так, как длительность импульса значительно меньше тау.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420643175_1f1f0d7f9df135d89472603b94b991fc.jpg)
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1421493287_f7c4023248b04dc8492b66e78af5da6c.jpg)
Посчитаем значение ESR для исправного конденсатора, оно равно 0,65 Ohm. Давайте сравним его с тем что показывает прибор от МастерКит, точность этого прибора невысокая, но для примерной оценки пойдёт.
Зажёгся первый светодиод, переключатель стоит в положении 1:1, смотрим на таблицу, сопротивление равно 1,3 Ohm.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420656587_09bbdfec0af18be13ab6d5816c1ebde3.jpg)
Теперь посмотрим, что покажет прибор при проверке неисправного конденсатора, его расчетное сопротивление равно 8,8 Ohm.
Зажёгся седьмой светодиод, переключатель стоит в положении 1:1, сопротивление равно 10,6 Ohm. Как уже писал раньше точность прибора невысокая, но с нашими расчетами сходится.
Теперь мы знаем как померить ESR, пользуясь осциллографом и генератором сигналов. В следующей статье, мы узнаем как измерить ёмкость и индуктивность с помощью осциллографа.
Что такое ESR.
Эквивалентная упрощённая схема конденсатора состоит из резистора и конденсатора, величину этого сопротивления и измеряет прибор. Осталось разобраться как он это делает.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420549924_e861fb44b9d359d80faaa4bfbd05c086.jpg)
Давайте подключим к конденсатору генератор сигналов, его эквивалентная схема изображена на рисунке, она состоит из генератора и последовательно включённого резистора, равного выходному сопротивлению генератора.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420643311_q.jpg)
Для эксперимента нам потребуется меандр с частотой примерно 200 KHz и напряжением 1 V. Может возникнуть вопрос почему выбрана именно такая частота. В идеале было бы использовать частоту, на которой реактивное сопротивление конденсатора меньше 1 Ohm, что позволило бы проверять конденсаторы малой емкости. Но с увеличением частоты на измерения начнут влиять паразитные параметры схемы. Кстати, напряжение 1 V подходит для проверки выпаянного конденсатора, для проверки в схеме лучше понизить его до 200—300 mV.
Начнём, для начала подключимся осциллографом к генератору сигналов, установим частоту и напряжение.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420548119_meandr.png)
Теперь подключим исправный конденсатор емкостью 470uF и посмотрим, что покажет осциллограф.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420548192_esr1.png)
Конденсатор с последовательно включённым резистором образуют RC цепочку, поэтому нарастание и спад сигнала будет происходить по экспоненциальному закону. Амплитуда постоянной составляющей равна 12,8mV, также видны выбросы, возникающие из-за несогласованности линии и паразитной индуктивности входящей в состав конденсатора.
А теперь подключим вздувшийся конденсатор той же ёмкости и тем же максимально допустимым напряжением.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420548352_esr3.png)
Что изменилось? Правильно увеличилась амплитуда, которую измеряет прибор, а за её значение отвечает последовательно включённое сопротивление в эквивалентной схеме конденсатора.
Давайте попробуем его рассчитать. Считается эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора, как обычный делитель. Реактивным сопротивлением конденсатора можно пренебречь так, как длительность импульса значительно меньше тау.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420643175_1f1f0d7f9df135d89472603b94b991fc.jpg)
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1421493287_f7c4023248b04dc8492b66e78af5da6c.jpg)
Посчитаем значение ESR для исправного конденсатора, оно равно 0,65 Ohm. Давайте сравним его с тем что показывает прибор от МастерКит, точность этого прибора невысокая, но для примерной оценки пойдёт.
Зажёгся первый светодиод, переключатель стоит в положении 1:1, смотрим на таблицу, сопротивление равно 1,3 Ohm.
![Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов. Как измерить ESR конденсатора с помощью осциллографа и генератора сигналов.](/uploads/posts/2015-01/1420656587_09bbdfec0af18be13ab6d5816c1ebde3.jpg)
Теперь посмотрим, что покажет прибор при проверке неисправного конденсатора, его расчетное сопротивление равно 8,8 Ohm.
Зажёгся седьмой светодиод, переключатель стоит в положении 1:1, сопротивление равно 10,6 Ohm. Как уже писал раньше точность прибора невысокая, но с нашими расчетами сходится.
Теперь мы знаем как померить ESR, пользуясь осциллографом и генератором сигналов. В следующей статье, мы узнаем как измерить ёмкость и индуктивность с помощью осциллографа.
Похожие статьи