當您使用電容器開發電路原型或用新電容器更換有缺陷的舊電容器時，您通常需要知道您使用或更換的電容器的值。有時，印刷在電容器上的值不再可讀。此外，電容器的寬容差范圍可能會讓您對電容器值做出瘋狂的猜測。在這些情況下，您通常會尋找帶有電容測量設備的 DMM 的 LCR 電橋。并非所有數字萬用表都具有此功能，從 LCR 電橋中查找電容值是一個繁瑣的過程。

另一種選擇是簡單、低成本的 VFC（電壓/頻率轉換器），帶有一些便宜的組件（圖 1 ）。該電路可以測量納法到幾十微法的電容值。輸出傳遞函數為

其中 V IN 以伏特為單位，R 1 和 R 2 以歐姆為單位，C 以法拉為單位。對于 IC 1，輸入范圍為 0 至 10V，VFC 的輸出是頻率范圍為 0 至 150 kHz 的串行脈沖序列，非線性誤差小于 0.05%。

圖 1一個簡單的 VFC 使用其內部基準產生一個串行脈沖序列，其頻率與未知電容 C X 成反比。測量 VFC 輸出的選項包括：使用頻率計數器，使用具有頻率測量功能的 DMM，以及通過簡單的計數器和緩沖器將輸出連接到 PC 并行端口。

在 VFC 的正常工作中，您提供 0 至 10V 的 V IN 并選擇 R 1 和 R 2 以便您獲得 V IN /（R 1 +R 2 ），電流范圍為 0 至 1 mA 以獲得良好的V IN 和 F OUT之間的線性度。但是，在此設計中，VFC 沒有外部輸入。相反，該設計通過簡單地將 V REF 輸出連接到 V IN輸入來利用內部參考電壓 V REF 。為避免加載參考源的可能性，您還可以將 V REF 應用于 V IN 通過緩沖區。此外，您可以使用來自恒定電壓源（例如電池）的外部電壓輸入，并將其連接起來，如圖 1 中的虛線 所示。

要測量一個未知的電容值，您需要在非常靠近 VFC 的端子 A 和 A‘ 之間連接電容器。當 V IN =V REF =1.00V 且 R 1 +R 2調整為 1 kΩ 時，VFC 的最終輸出是一個串行脈沖序列，其頻率與未知電容 C X 的值成反比變化 ，如下所示：

您可以使用 R 3 和 R 2 微調分別在電容范圍的高端和低端獲得校準。因此，經過適當校準后，VFC 的 1 Hz 輸出表明未知電容為 100 μF，而 VFC 的最大輸出 150 kHz 表明電容約為 0.6 nF。如果您想增加可測量的電容范圍，您可以使用具有更寬輸出頻率范圍的 VFC，例如 0 到 1 MHz。在這種情況下，您必須注意寄生電容。

您可以通過多種方式測量圖 1 電路的輸出。一種簡單直接的方法是使用簡單的頻率計數器或具有頻率測量功能的低成本 DMM。因此，簡單的 VFC 成為 DMM 的便捷電容接口，使您能夠測量電容。或者，您也可以使用可編程計數器，例如 Intel 8254，它在大多數 PC 附加卡中都可用。另一種方法是使用必要的緩沖和控制將一個簡單的 16 位計數器（例如 CD4040 和 CD4520）連接到您的打印機端口（參考 1）。在最后兩種情況下，您可以利用 PC 的特殊 BIOS 中斷 INT1Ch，而不會影響其正常的服務程序以提供 1 秒的測量窗口。在測量窗口期間，VFC 的串行輸出驅動一個計數器。測量窗口結束時，計數器內容傳輸到 PC，您可以操作數據以直接在 PC 屏幕上顯示未知電容值。