- Simpleng Curve Tracer
- Kinakailangan ang Mga Bahagi
- Diagram ng Circuit
- Paggawa ng Paliwanag
- Paano mapabuti ang Mga Resulta sa Pagsubaybay sa Curve
- Paano gamitin ang Curve Tracer Circuit
- Pagsubaybay sa Curve para sa Diode
- Pagsubaybay sa Curve para sa Resistor
- Pagsubaybay sa Curve para sa Transistor
Karamihan sa mga electronics ay nakikipag-usap sa Tracing Curves, maging ang katangian na curve ng paglipat para sa isang loop ng feedback, tuwid na linya ng VI ng isang risistor o boltahe ng kolektor ng transistor kumpara sa kasalukuyang kurba.
Ang mga curve na ito ay nagbibigay sa amin ng isang madaling maunawaan kung paano kumikilos ang isang aparato sa isang circuit. Ang isang pamamaraang mapanuri ay maaaring kasangkot sa pag-plug sa discrete boltahe at kasalukuyang mga halaga sa isang pormula sa matematika at pagkukulay ng mga resulta, karaniwang kasama ang x axis na kumakatawan sa boltahe at ang y axis na kumakatawan sa kasalukuyang.
Gumagana ang pamamaraang ito, ngunit kung minsan ay nakakapagod. At tulad ng alam ng bawat hobbyist ng electronics, ang pag-uugali ng mga sangkap sa totoong buhay ay maaaring magkakaiba (madalas na higit sa lahat) mula sa pormula na naglalarawan sa operasyon nito.
Dito gagamit kami ng isang circuit (Sawtooth waveform) upang mag-apply ng discrete na pagtaas ng boltahe sa sangkap na ang kurba ng VI ay nais naming iguhit at pagkatapos ay gumamit ng isang Oscilloscope upang matingnan ang mga resulta.
Simpleng Curve Tracer
Upang magplano ng isang curve sa real time kailangan naming maglapat ng sunud-sunod na mga halaga ng discrete boltahe sa aming aparato sa ilalim ng pagsubok, kaya paano ito magagawa?
Ang solusyon sa aming problema ay ang Sawtooth Waveform.
Ang Sawtooth waveform ay tumataas nang linear at babalik sa zero sa pana-panahon. Pinapayagan nito ang aplikasyon ng isang patuloy na pagtaas ng boltahe sa aparato sa ilalim ng pagsubok at gumagawa ng isang tuluy-tuloy na bakas sa isang grap (sa kasong ito ang oscilloscope).
Ang isang osiloskoup sa XY mode ay ginagamit upang 'basahin' ang circuit. Ang X axis ay konektado sa aparato sa ilalim ng pagsubok at ang Y axis ay konektado sa Sawtooth waveform.
Ang circuit na ginamit dito ay isang simpleng pagkakaiba-iba ng isang curve tracer na gumagamit ng mga karaniwang bahagi tulad ng 555 timer at LM358 op-amp.
Kinakailangan ang Mga Bahagi
1. Para sa Timer
- 555 timer - anumang variant
- 10uF electrolytic capacitor (decoupling)
- 100nF ceramic capacitor (decoupling)
- 1K risistor (kasalukuyang mapagkukunan)
- 10K risistor (kasalukuyang mapagkukunan)
- BC557 PNP transistor o katumbas
- 10uF electrolytic capacitor (tiyempo)
2. Para sa Op-amp Amplifier
- LM358 o maihahambing na opamp
- 10uF electrolytic capacitor (decoupling)
- 10nF ceramic capacitor (pagkabit ng AC)
- 10M risistor (pagkabit ng AC)
- Test risistor (nakasalalay sa aparato sa ilalim ng pagsubok, karaniwang sa pagitan ng 50 Ohms at ng ilang daang Ohms.)
Diagram ng Circuit
Paggawa ng Paliwanag
1. Ang 555 Timer
Ang circuit na ginamit dito ay isang simpleng pagkakaiba-iba ng klasikong 555 astable circuit na gagana bilang Sawtooth waveform generator.
Kadalasan ang resistor ng oras ay pinakain sa pamamagitan ng isang risistor na konektado sa suplay ng kuryente, ngunit narito ito ay konektado sa isang (krudo) pare-pareho ang kasalukuyang mapagkukunan.
Gumagawa ang pare-pareho na kasalukuyang supply sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang nakapirming boltahe ng bias ng base-emitter, na nagreresulta sa isang (medyo) patuloy na kasalukuyang kolektor. Ang pagsingil ng isang kapasitor gamit ang isang pare-pareho na kasalukuyang mga resulta sa isang linear rampform form.
Kinukuha ng pagsasaayos na ito ang output nang direkta mula sa output ng capacitor (na kung saan ay ang rampa ng sawtooth na aming hinahanap) at hindi mula sa pin 3, na nagbibigay dito ng makitid na negatibong pulso.
Ang circuit na ito ay matalino sa diwa na ginagamit nito ang panloob na mekanismo ng 555 upang makontrol ang isang pare-pareho na kasalukuyang generator ng capacitor na ramp.
2. Ang Amplifier
Dahil ang output ay direktang nakuha mula sa capacitor (na sisingilin mula sa kasalukuyang mapagkukunan), ang kasalukuyang magagamit upang mapagana ang aparato sa ilalim ng pagsubok (DUT) ay mahalagang zero.
Upang ayusin ito, ginagamit namin ang klasikong LM358 opamp bilang isang boltahe (at samakatuwid kasalukuyang) buffer. Medyo pinapataas nito ang kasalukuyang magagamit sa DUT.
Ang capacitor Sawtooth waveform ay uma-oscillate sa pagitan ng 1/3 at 2/3 Vcc (555 action), na hindi magagamit sa isang curve tracer dahil ang boltahe ay hindi dumadaloy mula sa zero na nagbibigay ng isang 'hindi kumpletong' bakas. Upang ayusin ito ang input mula sa 555 ay AC na isinama sa buffer input.
Ang risistor na 10M ay isang maliit na itim na mahika - nalaman ito habang sinusubukan na kung ang risistor ay hindi naidagdag, ang output ay lumutang lamang sa Vcc at nanatili doon! Ito ay dahil sa kapasidad ng input ng parasitiko - kasama ang mataas na impedance ng pag-input, bumubuo ito ng isang integrator! Ang risistor na 10M ay sapat upang maipalabas ang capacitance na ito ng parasitiko ngunit hindi sapat upang makabuluhang mai-load ang pare-pareho na kasalukuyang circuit.
Paano mapabuti ang Mga Resulta sa Pagsubaybay sa Curve
Dahil ang circuit na ito ay nagsasangkot ng matataas na frequency at mataas na impedances, kinakailangan ng maingat na konstruksyon upang maiwasan ang hindi nais na ingay at pag-oscillation.
Inirerekumenda ang sapat na decoupling. Hangga't maaari, subukang iwasan ang breadboarding sa circuit na ito at gumamit ng isang PCB o isang perfboard sa halip.
Ang circuit na ito ay napaka krudo at samakatuwid ay mapag-uusig. Inirerekumenda na paandarin ang circuit na ito mula sa isang mapagkukunan ng variable na boltahe. Kahit na ang isang LM317 ay gagana sa isang kurot. Ang circuit na ito ay pinaka-matatag sa paligid ng 7.5V.
Ang isa pang mahalagang bagay na dapat isaalang-alang ay ang pahalang na setting ng scale sa saklaw - kung masyadong mataas kung gayon ang lahat ng mababang ingay ng dalas ay ginagawang malabo ang bakas at kung masyadong mababa pagkatapos ay walang sapat na data upang makakuha ng isang 'kumpletong' bakas. Muli, nakasalalay ito sa setting ng supply ng kuryente.
Ang pagkuha ng isang magagamit na bakas ay nangangailangan ng maingat na pag-tune ng oscilloscope timebase setting at input boltahe.
Kung nais mo ang mga kapaki-pakinabang na sukat kung gayon ang isang risistor ng pagsubok at ang kaalaman sa mga katangian ng paglabas ng opamp ay kinakailangan. Sa isang maliit na mahusay na halaga ng matematika ay maaaring makuha.
Paano gamitin ang Curve Tracer Circuit
Mayroong dalawang simpleng bagay na dapat tandaan - ang X axis ay kumakatawan sa boltahe at ang Y axis ay kumakatawan sa kasalukuyang.
Sa isang oscilloscope, ang pagsisiyasat ng X axis ay medyo simple - ang boltahe ay 'tulad nito', ibig sabihin ay tumutugma sa volts bawat dibisyon na itinakda sa oscilloscope.
Ang Y o kasalukuyang axis ay medyo trickier. Hindi namin direktang sinusukat ang kasalukuyang dito, sa halip ay sinusukat namin ang boltahe na nahulog sa kabuuan ng risistor ng pagsubok bilang isang resulta ng kasalukuyang sa pamamagitan ng circuit.
Sapat na kung susukatin namin ang halaga ng rurok na boltahe sa Y axis. Sa kasong ito, ito ay 2V, tulad ng nakikita sa nakaraang pigura.
Kaya't ang rurok na kasalukuyang sa pamamagitan ng test circuit ay
Nagwawalis ako = V tugatog / R pagsubok.
Kinakatawan nito ang kasalukuyang saklaw na 'walisin', mula sa 0 - walisin ko.
Nakasalalay sa setting, ang grap ay maaaring pahabain sa maraming mga dibisyon sa screen na magagamit. Kaya't ang kasalukuyang bawat dibisyon ay lamang ang kasalukuyang rurok na hinati sa bilang ng mga dibisyon na umaabot sa graph, sa madaling salita ang linya na kahilera sa X axis kung saan ang tuktok na 'tip' ng grap ay hinahawakan.
Pagsubaybay sa Curve para sa Diode
Ang lahat ng ingay at utong na inilarawan sa itaas ay makikita rito.
Gayunpaman, malinaw na makikita ang curve ng diode, na may point na 'tuhod' sa 0.7V (tandaan ang 500mV bawat dibisyon X scale).
Tandaan na ang X axis ay eksaktong tumutugma sa inaasahang 0.7V, na tumutukoy sa likas na 'tulad ng' pagbasa ng axis ng X.
Ang resistensya sa pagsubok na ginamit dito ay 1K, kaya ang kasalukuyang saklaw ay mula sa 0mA - 2mA. Dito ang grap ay hindi lalampas sa dalawang dibisyon (tinatayang), kaya ang isang magaspang na sukat ay magiging 1mA / dibisyon.
Pagsubaybay sa Curve para sa Resistor
Ang mga resistor ay electrically ang pinakasimpleng aparato, na may isang linear curve na VI, aka batas ni Ohm, R = V / I. Malinaw na ang mga resistor ng mababang halaga ay may matarik na mga dalisdis (mas mataas ang I para sa naibigay na V) at ang mga resistor ng mataas na halaga ay may mas banayad na mga dalisdis (mas mababa para sa ibinigay na V).
Ang pagtutol sa pagsubok dito ay 100 Ohms, kaya ang kasalukuyang saklaw ay 0mA - 20mA. Dahil ang grap ay umaabot sa 2.5 dibisyon, ang kasalukuyang bawat dibisyon ay 8mA.
Ang kasalukuyang pagtaas ng 16mA para sa isang volt, kaya ang paglaban ay 1V / 16mA = 62 Ohms, na naaangkop dahil ang isang 100 Ohm na palayok ay ang DUT.
Pagsubaybay sa Curve para sa Transistor
Dahil ang transistor ay isang tatlong aparato ng terminal, ang bilang ng mga pagsukat na maaaring gawin ay medyo malaki, subalit, ilan lamang sa mga sukat na iyon ang nakakahanap ng karaniwang paggamit, isa sa mga ito ang pagiging pag-asa ng boltahe ng kolektor sa kasalukuyang batayan (parehong sumangguni sa lupa, syempre) sa isang pare-pareho ang kasalukuyang kolektor.
Gamit ang aming curve tracer dapat ito ay isang madaling gawain. Ang base ay naka-hook hanggang sa isang pare-pareho na bias at ang X axis sa kolektor. Ang paglaban sa pagsubok ay nagbibigay ng 'pare-pareho' na kasalukuyang.
Ang resulta ng bakas ay dapat magmukhang ganito:
I B Vs V CE
Tandaan na ang grap na ipinakita sa itaas ay isang sukatan ng pag-log, tandaan na ang oscilloscope ay linear sa pamamagitan ng default.
Kaya ang mga Curve tracer ay mga aparato na gumagawa ng mga bakas ng VI para sa mga simpleng sangkap at makakatulong na makakuha ng isang madaling maunawaan na pag-unawa sa mga katangian ng sangkap.