電源に障害が発生するか、最適な動作を拒否するまで、コンデンサはすべて正常に見えます。また、問題がノイズである場合は、簡単な修正があります。コンデンサを追加するだけです。しかし、それはそれを解決しません。何が悪いのでしょうか？
この問題は、コンデンサが（大部分は）「理想的な」デバイスであるという素朴な仮定から生じますが、実際にはそうではありません。これらの望ましくない影響は、内部抵抗または等価直列抵抗（ESR）と呼ばれるものが原因です。コンデンサは、その構造に使用されている材料のため、有限の内部抵抗を持っています。コンデンサのESRとESLについては、前回の記事で詳しく説明しました。
コンデンサの種類が異なれば、ESR範囲も異なります。たとえば、電解コンデンサは一般にセラミックコンデンサよりもESRが高くなります。多くのアプリケーションでは、コンデンサの内部抵抗を測定することが重要になります。そして今日、この記事では、ESRメーターを構築し、555タイマーICとトランジスタを使用してコンデンサのESRを 測定する方法を学びます。
コンデンサのESR測定
最初は、ESR測定は簡単な作業のように思えるかもしれません。
抵抗は、定電流を流し、テスト中のデバイスの両端の電圧降下を測定することで簡単に決定できます。
コンデンサに定電流を流すとどうなりますか？電圧は直線的に上昇し、供給電圧によって決定される値に落ち着きますが、これは（私たちの目的では）役に立たないものです。
この時点で、私たちが学校で学んだこと、「 コンデンサはDCをブロックし、ACを通過する 」に戻る時が来ました 。
いくつかの簡素化の結論を行った後、私たちは、コンデンサは基本的にあることを理解 ショート 高い周波数で、容量一部である回路の「短絡」と電圧のすべては、内部抵抗降下されます。
この方法の利点は、使用されている信号ソースの内部抵抗がわかっている場合は、電流を知る必要さえないことです。これは、ESRと（ソースの）内部抵抗が分圧器を形成するためです。抵抗は電圧降下の比率であり、3つがわかれば、もう1つを簡単に判別できます。
オシロスコープは、入力とコンデンサの波形を測定するために使用されます。
パーツリスト
オシレーターの場合：
1. 555タイマー– CMOSとバイポーラの両方が正常に機能しますが、高周波にはCMOSをお勧めします
2. 100Kポテンショメータ–周波数調整に使用
3. 1nFコンデンサ–タイミング
4.10uFセラミックコンデンサ-デカップリング
パワーステージ：
1. BC548NPNバイポーラトランジスタ
2. BC558PNPバイポーラトランジスタ
トランジスタの選択についての簡単なメモ-高ゲイン（300以上）でやや大電流（50mA +）の小信号トランジスタならどれでも問題なく動作します。
3.560Ωベース抵抗
4.47Ωの出力抵抗–これは10Ωから100Ωまでの任意のものです。
回路図
以下は、このESRコンデンサテスター回路の回路図です-
このESRメータ回路は、555タイマーと出力段の2つのセクションに分けることができます。
1. 555オシレーター：
555回路は、数百キロヘルツの周波数の方形波を出力する従来の非安定マルチバイブレータです。この周波数では、ほとんどすべてのコンデンサが短絡のように動作します。100Kポットにより、周波数調整により、キャップ全体の電圧を可能な限り低くすることができます。
2.パワーステージ：
これは別の問題の回避策です。コンデンサを555タイマーの出力に直接接続することもできますが、その場合は出力インピーダンスを正確に知る必要があります。
これを排除するために、直列抵抗を備えたプッシュプル出力段が使用されます。抵抗は出力インピーダンスを提供します。
このESRメーター回路の完全なハードウェアは次のようになります。
コンデンサのESRの計算
分圧器の式から、次の式を導き出します。
ESR =（VCAP • ROUTPUT）/（V OUTPUT – V CAP）
ESRは、キャパシタの内部抵抗であり、ここで、 V CAPは （ノードCAP +で測定）は、コンデンサの両端の信号であり、 Rの出力は、 電力段（ここでは47オーム）の出力抵抗であり、 VのOUTPUTは 、出力信号電圧であります回路のA点で測定。
この回路を使用している間は、正確な測定を行うために、スコーププローブを1Xに設定して感度を上げ、帯域幅を減らしてノイズの一部を取り除くことをお勧めします。
最初に、ピークツーピーク電圧がインピーダンスの前のポイントAで測定され、記録されます。次にコンデンサを取り付けます。方形波が表示されるまでズームインします。波形が小さくならないようになるまでポットをひねります。
コンデンサのタイプに応じて、結果の波形のピークツーピーク電圧は、数十ミリボルトまたは数百ミリボルトのオーダーである必要があります。
例：100uf電解コンデンサのESRの測定
パワーステージの生の出力波形は次のとおりです。
そして、これがコンデンサの電圧です。信号に重なるすべてのノイズに注意してください–測定には注意してください。
値を式に差し込むと、198mΩのESRが得られます。
コンデンサのESRは、電源回路を設計する際の重要なパラメータであり、ここでは、555タイマーに基づいた単純なESR測定デバイスを構築しました。