)
Предисловие:
Предлагаемый на этих страницах тестер компонентов позволяет визуализировать электрические характеристики любого диполя на экране любого осциллографа, оснащенного режимом XY .
Электрическая характеристика выражается током, проходящим через диполь, как функцией напряжения, присутствующего на его клеммах, т. е. I = f (U) . Как и любую кривую, характеристику диода, транзистора и т. д. или любого другого полупроводника можно записать частично или по точкам. Преимущество этого устройства в том, что оно непосредственно отображает полную характеристику на экране осциллографа .
На странице [ Использование ] сгруппированы несколько примеров характеристик, зарегистрированных на осциллографе в режиме XY для различных диполей : сопротивление, диод, стабилитрон, транзистор, конденсатор, трансформатор и т. д. Таким образом, немного попрактиковавшись, вы сможете, например, находить значение стабилитрона со стертой маркировкой или даже отличать первичную обмотку трансформатора от вторичной.
Принцип измерения характеристики I = f(U) на осциллографе:
Характеристика I = f (U): Характеристика получается путем измерения тока I, проходящего через измеряемый диполь (компонент), в зависимости от напряжения U, присутствующего на его клеммах.
Давайте рассмотрим конкретный случай PN-перехода, реализованного диодом 1N4148 . Характеристику диода I = f(U) можно представить в следующем виде: )
Характеристика I = f (U) диода (PN-перехода)
В тестере компонентов источником напряжения возбуждения является генератор треугольных сигналов, амплитуду и частоту которого можно регулировать по мере необходимости.
Для получения электрической характеристики I=f(U) последовательно с рассматриваемым диодом включается резистор сопротивлением 1 кОм . Измеряя напряжение UR на этом резисторе, мы получаем изображение тока I, протекающего через него. Поскольку ток, протекающий в резисторе, представляет собой ток I через диод (согласно закону Ома: I = UR / R) , визуализация напряжения UR на резисторе позволяет нам узнать форму тока I, протекающего в диоде 1N4148 .
Наконец, напряжение U на диоде напрямую отображается на осциллографе путем измерения потенциала, присутствующего на двух выводах этого компонента.
)
Характеристика I = f(U), отображаемая на осциллографе: Как мы уже говорили, визуализация характеристики I = f(U) на осциллографе достигается с помощью режима XY . Таким образом, мы должны поместить зонд осциллографа ( вертикальный вход Y ) через резистор сопротивлением 1 кОм, напряжение которого представляет ток I, текущий в диоде, а второй зонд ( горизонтальный вход X ) — через диод, чтобы измерить напряжение U. )
Однако этот метод создает проблему реализации. Действительно, хотя горизонтальный вход X правильно измеряет напряжение U на диоде, вертикальный вход Y измеряет сумму напряжений UR + U из-за общего заземления входов X и Y осциллографа. Но в нашем случае мы хотим визуализировать только UR , а не сумму UR+U .
Решение проблемы не очень сложное. Просто расположите заземление осциллографа в средней точке резистора и диода . Таким образом, мы измеряем на вертикальном входе Y напряжение UR , представляющее ток I , а на горизонтальном входе X - обратное напряжение диода, то есть -U . )
Из-за необходимости подключения зондов осциллографа представление характеристики I = f (U) будет казаться нам перевернутым на горизонтальной оси X сетки, поскольку мы измеряем -U вместо U. Возвращаясь к исходному примеру, характеристика I = f (U) диода 1N4148 выглядит инвертированной по оси X , как показано ниже: )
Характеристика диода в инвертированном виде
, как она выглядит на осциллографе Подводя итог, можно сказать, что тестер компонентов оснащен симметричным генератором треугольных сигналов с регулируемой амплитудой и частотой. Резистор сопротивлением 1 кОм является неотъемлемой частью устройства и упрощает соединение осциллографа и тестера компонентов.
Тестер компонентов можно свести к следующей упрощенной структуре:
)
Примечание: Некоторые осциллографы высокого класса имеют кнопку для инвертирования горизонтальной оси X, что в данном конкретном случае позволяет найти характеристику I = f(U) в обычном направлении...
Характеристики тестера компонентов:
Симметричный генератор треугольных сигналов с максимальной амплитудой переменного тока 30 В. Три частотных калибра:
- Калибр S3: от 20 Гц до 100 Гц .
- Калибр S1: 200 Гц - 1 кГц .
- Калибр S2: от 2 кГц до 10 кГц . Частота треугольного сигнала регулируется поворотным потенциометром. Амплитуда треугольного сигнала регулируется от 0 В до 30 В переменного тока с помощью поворотного потенциометра. Выходные разъемы, подходящие для просмотра I = f(U) в режиме XY на осциллографе . Электропитание: 230 В - 50 Гц. Примечание: Наличие нескольких частотных калибров вовсе не обязательно для данного типа сборки «тестера компонентов». Однако, ради универсальности, дополнительный генератор треугольных импульсов переменной частоты может быть полезен для простых тестов, когда вы не хотите задействовать тяжелую артиллерию: я, конечно же, говорю о знаменитом функциональном генераторе!
Отсюда и добровольное добавление этих различных калибров... Идентификация основных внешних элементов, составляющих тестер компонентов:
)
) ) ) )
Основные внешние параметры: Поворотные потенциометры позволяют изменять амплитуду и частоту треугольных сигналов. Небольшое круглое отверстие в корпусе позволяет регулировать центрирование треугольных сигналов (смещение) на этапе калибровки устройства. )
Соединители и калибры: Боковая панель корпуса позволяет подключать тестер компонентов к входам X и Y осциллографа.
Обычно канал A осциллографа соответствует входу горизонтального отклонения X , а канал B — входу вертикального отклонения Y (обратитесь к документации вашего устройства, чтобы определить, какие входы затронуты).
Трехпозиционный рычажный переключатель позволяет выбрать один из 3 калибров частоты треугольных сигналов.
)
|
)
|
)
|
Калибр: 20 Гц - 100 Гц |
Калибр: 2 кГц - 10 кГц |
Калибр: 200 Гц - 1 кГц |
Входы-выходы тестера компонентов:
Другая сторона коробки объединяет три гнезда, обеспечивающих соединение с компонентом, характеристику которого I = f (U) мы пытаемся визуализировать.
- В красное гнездо TC1 и черное гнездо TC2 подключается проверяемый диполь (диод, сопротивление и т. д.).
- Черный разъем OUT T и черный разъем TC2 обеспечивают симметричный треугольный сигнал, который можно использовать для личных нужд.
)
Крупный план трех входных-выходных разъемов
Идентификация основных внутренних компонентов тестера компонентов:
Общий вид: Двухобмоточный трансформатор на вторичной стороне обеспечивает питание всего устройства. Симметричное регулирование использует традиционные регуляторы 7815 и 7915 в сочетании с необходимыми развязывающими конденсаторами...
Три операционных усилителя позволяют выполнять все необходимые функции. )
Секция электропитания: )
Крупный план трансформатора 2x15В - 3ВА Раздел потенциометров, операционных усилителей и разъемов:
)
Крупный план задней части поворотных потенциометров, используемых для регулировки
частоты и амплитуды треугольных сигналов. ) Крупный план электрических соединений тройных розеток
и задней части двух розеток RCA. |