简单的曲线跟踪器威廉希尔官方网站 解析

大多数电子产品都处理跟踪曲线，无论是反馈回路的特性传递曲线、电阻器的直线 VI 线还是晶体管的集电极电压与电流曲线。

这些曲线让我们直观地了解设备在威廉希尔官方网站 中的行为方式。分析方法可能涉及将离散的电压和电流值插入数学公式并绘制结果，通常 x 轴代表电压，y 轴代表电流。

这种方法有效，但有时很乏味。正如每个电子爱好者都知道的那样，现实生活中组件的行为可能（通常很大程度上）与描述其操作的公式不同。

在这里，我们将使用一个威廉希尔官方网站 （锯齿波）将离散增加的电压施加到我们要绘制其 VI 曲线的组件，然后使用示波器查看结果。

简单曲线追踪器

要实时绘制曲线，我们需要将连续的离散电压值应用于我们的被测设备，那么如何做到这一点？

我们的问题的解决方案是锯齿波。

锯齿波呈线性上升并周期性地回零。这允许在被测设备上施加连续增加的电压，并在图表上产生连续的轨迹（在本例中为示波器）。

XY 模式下的示波器用于“读取”威廉希尔官方网站 。X 轴连接到被测设备，Y 轴连接到锯齿波。

此处使用的威廉希尔官方网站 是曲线跟踪器的简单变体，使用555 定时器和LM358 运算放大器等通用部件。

所需组件

1. 对于计时器

555 计时器 - 任何变体

10uF电解电容（去耦）

100nF 陶瓷电容（去耦）

1K电阻（电流源）

10K电阻（电流源）

BC557 PNP晶体管或等效

10uF电解电容（定时）

2. 对于运算放大器

LM358 或类似的运算放大器

10uF电解电容（去耦）

10nF陶瓷电容（交流耦合）

10M电阻（交流耦合）

测试电阻（取决于被测设备，通常在 50 欧姆到几百欧姆之间。）

威廉希尔官方网站 原理图

工作说明

1. 555定时器

这里使用的威廉希尔官方网站 是经典 555 非稳态威廉希尔官方网站 的简单变体，可用作锯齿波发生器。

通常定时电阻器通过连接到电源的电阻器馈电，但在这里它连接到（粗）恒流源。

恒流电源通过提供固定的基极-发射极偏置电压来工作，从而产生（有点）恒定的集电极电流。使用恒定电流对电容器充电会产生线性斜坡波形。

这种配置直接从电容器输出（我们正在寻找的锯齿斜坡）而不是从引脚 3 导出输出，它在这里提供窄负脉冲。

这个威廉希尔官方网站 很聪明，因为它使用 555 的内部机制来控制恒流源电容斜坡发生器。

2. 放大器

由于输出直接来自电容器（由电流源充电），可用于为被测设备 （DUT） 供电的电流基本上为零。

为了解决这个问题，我们使用经典的 LM358 运算放大器作为电压（以及电流）缓冲器。这在一定程度上增加了 DUT 可用的电流。

电容器锯齿波形在 1/3 和 2/3 Vcc（555 动作）之间振荡，这在曲线跟踪器中是不可用的，因为电压不会从零开始斜坡，从而给出“不完整”的跟踪。为了解决这个问题，来自 555 的输入交流耦合到缓冲器输入。

10M电阻有点黑魔法——测试时发现如果不加电阻，输出只是浮到Vcc并停留在那里！这是因为寄生输入电容——连同高输入阻抗，它形成了一个积分器！10M 的电阻足以使这个寄生电容放电，但不足以显着加载恒流威廉希尔官方网站 。

如何改进曲线追踪结果

由于该威廉希尔官方网站 涉及高频和高阻抗，因此需要仔细构造以防止不需要的噪声和振荡。

建议充分去耦。尽可能避免使用面包板威廉希尔官方网站 ，而是使用 PCB 或穿孔板。

这个威廉希尔官方网站 非常粗糙，因此很容易情绪化。建议使用可变电压源为该威廉希尔官方网站 供电。即使是LM317也能在紧要关头工作。该威廉希尔官方网站 在 7.5V 左右最稳定。

另一个需要考虑的重要事项是示波器的水平刻度设置——如果太高，则所有低频噪声都会使轨迹模糊，如果太低，则没有足够的数据来获得“完整”的轨迹。同样，这取决于电源设置。

获得可用轨迹需要仔细调整示波器时基设置和输入电压。

如果您想要进行有用的测量，则需要测试电阻器和运算放大器输出特性的知识。用一点数学就可以获得好的值。

如何使用曲线追踪威廉希尔官方网站

有两个简单的事情要记住——X 轴代表电压，Y 轴代表电流。

在示波器上，探测 X 轴非常简单——电压是“原样”，即对应于示波器上设置的每格电压。

Y 或当前轴稍微复杂一些。我们在这里不是直接测量电流，而是测量由于电流通过威廉希尔官方网站 而导致的测试电阻两端的电压降。

如果我们测量 Y 轴上的峰值电压值就足够了。在这种情况下，它是 2V，如上图所示。

所以通过测试威廉希尔官方网站 的峰值电流为

I扫描= V peak /R test。

这代表“扫描”电流范围，从 0 - I sweep。

根据设置，图表可以扩展到屏幕上的可用分区。因此，每格电流只是峰值电流除以图形延伸到的格数，换句话说，就是与图形顶部“尖端”接触的 X 轴平行的线。

二极管的曲线跟踪

上面描述的所有噪音和绒毛都可以在这里看到。

但是，可以清楚地看到二极管曲线，“拐点”为 0.7V（注意每格 X 刻度为 500mV）。

请注意，X 轴与预期的 0.7V 完全对应，这证明了 X 轴读数的“原样”性质。

此处使用的测试电阻为 1K，因此电流范围为 0mA – 2mA。这里的图表不超过两格（大约），所以粗略的比例是 1mA/格。

电阻器的曲线跟踪

电阻器是电气上最简单的器件，具有线性 VI 曲线，即欧姆定律，R = V/I。很明显，低阻值电阻具有陡峭的斜率（对于给定的 V，I 较高），而高阻值的电阻具有更平缓的斜率（对于给定的 V，I 较小）。

这里的测试电阻为 100 欧姆，因此电流范围为 0mA – 20mA。由于图表扩展到 2.5 格，因此每格的电流为 8mA。

1 伏电流上升 16mA，因此电阻为 1V/16mA = 62 欧姆，这是合适的，因为 DUT 是 100 欧姆的电位器。

晶体管的曲线跟踪

由于晶体管是一个三端器件，因此可以进行的测量数量非常多，但是，只有少数这些测量值被普遍使用，其中之一是集电极电压对基极电流的依赖性（均以地为参考） ，当然）在恒定的集电极电流下。

使用我们的曲线追踪器，这应该是一件容易的事。底座连接到恒定偏置，X 轴连接到收集器。测试电阻提供“恒定”电流。

结果跟踪应如下所示：

I B与 V CE

请注意，上图是对数刻度，记住示波器默认是线性的。

因此，曲线跟踪器是为简单组件生成 VI 跟踪并有助于直观了解组件特性的设备。