Једноставно коло за праћење кривих: праћење криве отпорника, диоде и транзистора

Већина електронике се бави кривинама праћења, било да је то карактеристична крива преноса за повратну петљу, права ВИ линија отпорника или напон колектора напона транзистора у односу на тренутну криву.

Ове криве нам дају интуитивно разумевање како се уређај понаша у кругу. Аналитички приступ може укључивати укључивање дискретних вредности напона и струје у математичку формулу и графичко приказивање резултата, обично са х осом која представља напон и и осом која представља струју.

Овај приступ делује, али понекад је досадан. И као што сваки љубитељ електронике зна, понашање компонената у стварном животу може се разликовати (често у великој мери) од формуле која описује његов рад.

Овде ћемо користити коло (Савтоотх таласни облик) за примену дискретног растућег напона на компоненту чију ВИ кривуљу желимо да нацртамо, а затим помоћу осцилоскопа прегледати резултате.

Једноставно праћење кривих

Да бисмо направили графикон у реалном времену, потребно је да применимо узастопне вредности дискретног напона на наш уређај који се тестира, па како то можемо учинити?

Решење нашег проблема је таласасти облик пиле.

Таласасти облик Савтоотх-а расте линеарно и периодично се враћа на нулу. То омогућава примену непрекидно растућег напона на уређају који се испитује и ствара непрекидни траг на графикону (у овом случају осцилоскоп).

Осцилоскоп у КСИ режиму користи се за „очитавање“ кола. Кс оса је повезан са уређајем који се тестира, а И оса је повезан са Савтоотх таласа.

Овде кориштено коло представља једноставну варијацију трагача кривих помоћу уобичајених делова попут тајмера 555 и опционог појачала ЛМ358.

Компоненте потребне

1. За тајмер

555 тајмер - било која варијанта
10уФ електролитски кондензатор (раздвајање)
100нФ керамички кондензатор (раздвајање)
1К отпорник (тренутни извор)
Отпорник 10К (тренутни извор)
БЦ557 ПНП транзистор или еквивалент
10уФ електролитски кондензатор (тајминг)

2. За појачало Оп-амп

ЛМ358 или слични опамп
10уФ електролитски кондензатор (раздвајање)
10нФ керамички кондензатор (АЦ спојница)
10М отпорник (АЦ спојница)
Испитни отпор (зависи од уређаја који се тестира, обично између 50 Охма и неколико стотина Охма.)

Кружни дијаграм

Радно објашњење

1. Тајмер 555

Овде кориштено коло је једноставна варијација класичног 555 стабилног кола које ће радити као генератор таласних облика Савтоотх.

Обично се временски отпор напаја кроз отпорник повезан на напајање, али овде је повезан са (сировим) извором константне струје.

Стално напајање струјом делује обезбеђујући фиксни напон пристраности основног емитора, што резултира (донекле) константном струјом колектора. Пуњење кондензатора константном струјом резултира линеарним рампом таласног облика.

Ова конфигурација изводи излаз директно из излаза кондензатора (а то је пиласта рампа коју тражимо), а не из пина 3, који овде даје уске негативне импулсе.

Ово коло је паметно у смислу да користи унутрашњи механизам 555 за контролу генератора рампе константне струје - кондензатора.

2. Појачало

Пошто се излаз изводи директно из кондензатора (који се пуни из извора струје), струја доступна за напајање уређаја који се тестира (ДУТ) је у основи нула.

Да бисмо то поправили, користимо класични ЛМ358 опамп као напон (а самим тим и струју) као бафер. Ово донекле повећава струју доступну ДУТ-у.

Таласни облик кондензатора Савтоотх осцилира између 1/3 и 2/3 Вцц (555 дејства), што је неупотребљиво у трагачу кривих, јер напон не расте са нуле, што даје 'непотпун' траг. Да би се то поправило, улаз са 555 је наизменичном струјом повезан са улазом бафера.

Отпорник од 10М представља мало црне магије - током тестирања је утврђено да ако отпор није додат, излаз је једноставно лебдео у Вцц и тамо остао! То је због паразитског улазног капацитета - заједно са високом улазном импедансом, чини интегратор! Отпорник од 10М довољан је за пражњење овог паразитског капацитета, али недовољно за значајно оптерећење круга константне струје.

Како побољшати резултате праћења кривих

Будући да ово коло укључује високе фреквенције и високе импедансе, потребна је пажљива конструкција како би се спречили нежељени шум и осцилације.

Препоручује се обилно раздвајање. Колико год је то могуће, покушајте да избегнете постављање овог кола и уместо тога користите ПЦБ или перфбоард.

Овај круг је врло груб и отуд темпераментан. Препоручује се напајање овог кола из променљивог напона. Чак и ЛМ317 ће радити укратко. Ово коло је најстабилније на око 7,5В.

Још једна важна ствар коју треба узети у обзир је поставка водоравне скале на опсегу - ако је превисока, онда сав нискофреквентни шум чини траг нејасним, а ако је пренизак, нема довољно података за добијање „комплетног“ трага. Опет, ово зависи од подешавања напајања.

Добијање корисног трага захтева пажљиво подешавање поставке временске базе осцилоскопа и улазног напона.

Ако желите корисна мерења, потребан је пробни отпорник и знање о излазним карактеристикама опампа. Уз мало математике могу се добити добре вредности.

Како се користи круг за праћење кривих

Треба имати на уму две једноставне ствари - Кс оса представља напон, а И осовина.

На осцилоскопу је сондирање Кс оси прилично једноставно - напон је „такав какав је“, односно одговара волтима по подели подешеним на осцилоскопу.

И или тренутни оса је мало компликованије. Овде не меримо директно струју, већ меримо напон на испитаном отпору као резултат струје кроз коло.

Довољно је ако вршну вредност напона меримо на И оси. У овом случају је 2В, као што се види на претходној слици.

Дакле, вршна струја кроз испитни круг је

И _{помести} = В _пик / Р _тест.

Ово представља опсег струје „померања“, од 0 - _{померам}.

У зависности од поставке, графикон се може проширити на онолико одељења на екрану колико је доступно. Дакле, струја по подели је једноставно вршна струја подељена бројем дељења на која се граф протеже, другим речима, линија паралелна са Кс оси где се додирује горњи „врх“ графика.

Трагање кривих за диоде

Овде се види сва горе описана бука и зујање.

Међутим, диодна крива се јасно може видети, са тачком „колена“ на 0,7 В (имајте на уму 500мВ по подели Кс скале).

Имајте на уму да Кс оса тачно одговара очекиваних 0,7 В, што оправдава природу очитавања Кс оси „каква јесте“.

Овде је коришћен тест отпор 1К, тако да је тренутни опсег био од 0мА - 2мА. Овде граф не прелази два подела (приближно), па би оквирна скала била 1мА / подела.

Тражење кривих за отпорник

Отпорници су електрично најједноставнији уређаји, са линеарном ВИ кривом, звани Охмов закон, Р = В / И. Очигледно је да отпорници мале вредности имају велике нагибе (већи И за дати В), а отпорници велике вредности блаже нагибе (мањи И за дати В).

Отпор испитивања овде је био 100 Охма, тако да је тренутни опсег био 0мА - 20мА. Будући да се граф протеже на 2,5 поделе, струја по подељи је 8мА.

Струја расте за 16 мА за волт, тако да је отпор 1 В / 16 мА = 62 охма, што је прикладно јер је лонац од 100 охма био ДУТ.

Трагање кривих за транзистор

Будући да је транзистор трокраки уређај, број мерења која се могу извршити прилично је велик, међутим, само неколико од тих мерења налази заједничку употребу, једно од њих је зависност напона колектора од основне струје (оба се односе на масу наравно) при константној струји колектора.

Коришћење нашег трагача кривих ово би могао бити лак задатак. База је спојена на константну пристрасност, а Кс оса на колектор. Испитни отпор даје 'константну' струју.

Добивени траг би требао изгледати отприлике овако:

И _Б Вс В _ЦЕ

Имајте на уму да је графикон приказан горе скала дневника, имајте на уму да је осцилоскоп подразумевано линеарни.

Дакле, Цурве трацерс су уређаји који производе ВИ трагове за једноставне компоненте и помажу у интуитивном разумевању карактеристика компоненти.