自制简易可靠的电感测量仪
概述：
本文介绍的电感计利用普通的CMOS 反相器构成一
个皮尔兹CMOS 缓冲振荡器，振荡的频率与LC 回路的参
数有关，通过测量频率可以间接测量电感，并且测量值与
电感的内阻基本无关。原理简单，无需调试即可正常工作，
适合手头有频率计但没有电感表的同好制作。
一、 基本原理
电路原理见图1。
一个CMOS 的六反相器，A 、B 、C 三个非门首尾相
连，等效于一个高增益的反相器，其实用只用其中一个也
可以，但是一个4069里面有六个非门，留着浪费，三个非门连接还有一个好处就是总增益大于一个非门，这样有利于振荡的稳定。
R1是负反馈电阻，当该部分工作在放大状态时，放大倍数约为：A=R1/R2=2.2M/2.2K=1000倍，JP1处接入电感，它与C1、C2构成平衡共振，频率为f o =12πL x C s ，其中C s =C 1C 2C 1+C 2，当频率等于fo 时，LC 网络将反馈信号反相，刚好
形成正反馈，输出一个稳定的振荡信号，这个信号经过一个非门进行整形隔离后，就可以输入频率计，测出频率后根据f o =12πL x C s 逆推出Lx 。
R2的作用是增加了共振频率周围的偏移相位，提高频率稳定性，也可以理解为增加了共振频率周围的衰减量；R2也使输出信号与LC 共振网络隔离，使输出端的波形更接近理想的方波。
该电路的耗电很低，而且只要测量的时候供电即可，因此用一个按键来控制电源的通断即可，用3V 的电压即可正常工作，并且一般LC 谐振频率受电感内阻影响不大，这对提高一些匝数很多、内阻很大的电感测量精度极有意义。
图 1
二、 元器件的选择
电阻全部采用0.25W 的金属膜电阻即可，误差要求不大。
电容要注意一下C1和C2，它们参与了LC 谐振，因此必须采用低高频损耗的电容，推荐采用CBB 电容，笔者就是采用CBB 电容，但绝不能用瓷片电容，否则有可能降低了LC 回路的Q 值，会影响你的测量量程。
六反相器的选择无多大要求，常用的CD4069，还有74LS04、74HC04等等，差别大同小异，后面再谈。
JP1是电感接口，这要斟酌，此处是分布参数所在。JP2接频率计。
三、 制作
电路简单，制作也容易，可以用万用板来
做，也可以动手腐蚀一张板，建议用覆铜板来
做，并且覆铜，有利于降低分布参数和抗干扰。
作为一个测量仪，便携性是很重要的，因
此强烈建议用电池供电，3——6V 都可以，笔
者用的是一个6V 的电池座，电路板固定在电
池座上面，外接两个带鳄鱼夹的线，使用时接
入频率计，十分方便。如右图所示，使用万用
表的频率档，直接测出频率。
四、 使用和改进
使用之前，先向有电脑的同好推荐一款计
算软件，可以快速计算LC 谐振回路的参数，该软件笔者在《无线电》2008年5期《谈谈调频无线话筒的制作细节》中有介绍，界面如下：
没有电脑的同好可能要按一下计算器，有些麻烦。
由于电路的增益很高，非常容易起振，即使在不接入电感的情况下，电路也会由于分布参数而起振，笔者用了两个15cm 长的线，接两个鳄鱼夹，直接短路的时候，电路的输出频率稳定在502KHz ，折算出分布电感为2uH 左右。这表明这个电感计最低只能勉强测到5uH 。但是，如果电感值稍大，测量值还是比较准确的，笔者测量了一下手头的色码电感和功率电感，结果如下(小电感受分布参数影响，供参考) ：
小电感误差比较大，但是如果掌握了分布参数的规律，几个uH 的电感还是能够估算出来的，对于大电感，测量结果十分满意。
如何提高分辨率？
这个电路制作出来的电感计，能准确测出10uH 以上的电感，能够满足常规开关电源的电感测量，但对于2uH 以下的电感，可以说接近无能为力了，要提高分辨率，可以考虑几个措施：
首要解决的是分布参数，笔者采用的是外接线+鳄鱼夹，目的就是方便，但是这样做有较大的分布参数；更好的办法是做一个小插座，如果测量小电感，就在插座上面测量；如果测量大电感，就外接鳄鱼夹。如果可能考虑用贴片元件，进一步降低分布参数的影响。
接着改良对象是芯片，CD4069的增益虽然高，但是速度慢，笔者将CD4069换成74LS04，直接短接JP1，发现分布参数的振荡频率高达3.56MHz ，这表明分布参数与芯片有关！买一个芯片座，实际制作可以自己测试那种芯片的工作效果最佳，哪种的芯片的量程最宽而且准确。
除了频率计之外，示波器也能测频。但是如果二者都没有，可以考虑买一个带频率测量的数字万用表，笔者使用的就是NB 4000P-2数字万用表，可以测占空比和频率，上限高达40MHz ，市场价约50元，比自己去做一个无论从性价比和性能上都是很划算的。
自制简易可靠的电感测量仪
概述：
本文介绍的电感计利用普通的CMOS 反相器构成一
个皮尔兹CMOS 缓冲振荡器，振荡的频率与LC 回路的参
数有关，通过测量频率可以间接测量电感，并且测量值与
电感的内阻基本无关。原理简单，无需调试即可正常工作，
适合手头有频率计但没有电感表的同好制作。
一、 基本原理
电路原理见图1。
一个CMOS 的六反相器，A 、B 、C 三个非门首尾相
连，等效于一个高增益的反相器，其实用只用其中一个也
可以，但是一个4069里面有六个非门，留着浪费，三个非门连接还有一个好处就是总增益大于一个非门，这样有利于振荡的稳定。
R1是负反馈电阻，当该部分工作在放大状态时，放大倍数约为：A=R1/R2=2.2M/2.2K=1000倍，JP1处接入电感，它与C1、C2构成平衡共振，频率为f o =12πL x C s ，其中C s =C 1C 2C 1+C 2，当频率等于fo 时，LC 网络将反馈信号反相，刚好
形成正反馈，输出一个稳定的振荡信号，这个信号经过一个非门进行整形隔离后，就可以输入频率计，测出频率后根据f o =12πL x C s 逆推出Lx 。
R2的作用是增加了共振频率周围的偏移相位，提高频率稳定性，也可以理解为增加了共振频率周围的衰减量；R2也使输出信号与LC 共振网络隔离，使输出端的波形更接近理想的方波。
该电路的耗电很低，而且只要测量的时候供电即可，因此用一个按键来控制电源的通断即可，用3V 的电压即可正常工作，并且一般LC 谐振频率受电感内阻影响不大，这对提高一些匝数很多、内阻很大的电感测量精度极有意义。
图 1
二、 元器件的选择
电阻全部采用0.25W 的金属膜电阻即可，误差要求不大。
电容要注意一下C1和C2，它们参与了LC 谐振，因此必须采用低高频损耗的电容，推荐采用CBB 电容，笔者就是采用CBB 电容，但绝不能用瓷片电容，否则有可能降低了LC 回路的Q 值，会影响你的测量量程。
六反相器的选择无多大要求，常用的CD4069，还有74LS04、74HC04等等，差别大同小异，后面再谈。
JP1是电感接口，这要斟酌，此处是分布参数所在。JP2接频率计。
三、 制作
电路简单，制作也容易，可以用万用板来
做，也可以动手腐蚀一张板，建议用覆铜板来
做，并且覆铜，有利于降低分布参数和抗干扰。
作为一个测量仪，便携性是很重要的，因
此强烈建议用电池供电，3——6V 都可以，笔
者用的是一个6V 的电池座，电路板固定在电
池座上面，外接两个带鳄鱼夹的线，使用时接
入频率计，十分方便。如右图所示，使用万用
表的频率档，直接测出频率。
四、 使用和改进
使用之前，先向有电脑的同好推荐一款计
算软件，可以快速计算LC 谐振回路的参数，该软件笔者在《无线电》2008年5期《谈谈调频无线话筒的制作细节》中有介绍，界面如下：
没有电脑的同好可能要按一下计算器，有些麻烦。
由于电路的增益很高，非常容易起振，即使在不接入电感的情况下，电路也会由于分布参数而起振，笔者用了两个15cm 长的线，接两个鳄鱼夹，直接短路的时候，电路的输出频率稳定在502KHz ，折算出分布电感为2uH 左右。这表明这个电感计最低只能勉强测到5uH 。但是，如果电感值稍大，测量值还是比较准确的，笔者测量了一下手头的色码电感和功率电感，结果如下(小电感受分布参数影响，供参考) ：
小电感误差比较大，但是如果掌握了分布参数的规律，几个uH 的电感还是能够估算出来的，对于大电感，测量结果十分满意。
如何提高分辨率？
这个电路制作出来的电感计，能准确测出10uH 以上的电感，能够满足常规开关电源的电感测量，但对于2uH 以下的电感，可以说接近无能为力了，要提高分辨率，可以考虑几个措施：
首要解决的是分布参数，笔者采用的是外接线+鳄鱼夹，目的就是方便，但是这样做有较大的分布参数；更好的办法是做一个小插座，如果测量小电感，就在插座上面测量；如果测量大电感，就外接鳄鱼夹。如果可能考虑用贴片元件，进一步降低分布参数的影响。
接着改良对象是芯片，CD4069的增益虽然高，但是速度慢，笔者将CD4069换成74LS04，直接短接JP1，发现分布参数的振荡频率高达3.56MHz ，这表明分布参数与芯片有关！买一个芯片座，实际制作可以自己测试那种芯片的工作效果最佳，哪种的芯片的量程最宽而且准确。
除了频率计之外，示波器也能测频。但是如果二者都没有，可以考虑买一个带频率测量的数字万用表，笔者使用的就是NB 4000P-2数字万用表，可以测占空比和频率，上限高达40MHz ，市场价约50元，比自己去做一个无论从性价比和性能上都是很划算的。