सरल वक्र ट्रैसर सर्किट: रोकनेवाला, डायोड और ट्रांजिस्टर के लिए वक्र का पता लगाना

अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक्स ट्रेसिंग कर्व्स से संबंधित हैं, यह फीडबैक लूप के लिए विशेषता ट्रांसफर वक्र है, रेसिस्टर की सीधी VI लाइन या वर्तमान वक्र बनाम ट्रांजिस्टर के कलेक्टर वोल्टेज।

ये वक्र हमें एक सहज ज्ञान देते हैं कि कोई उपकरण सर्किट में कैसे व्यवहार करता है। एक विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण में असतत वोल्टेज और वर्तमान मानों को गणितीय सूत्र में प्लग करना और परिणामों को रेखांकन करना शामिल हो सकता है, आमतौर पर वोल्टेज का प्रतिनिधित्व करने वाले एक्स अक्ष और वर्तमान का प्रतिनिधित्व करने वाले वाई अक्ष के साथ।

यह दृष्टिकोण काम करता है, लेकिन कभी-कभी यह थकाऊ होता है। और जैसा कि हर इलेक्ट्रॉनिक्स शौकीन जानता है, वास्तविक जीवन में घटकों का व्यवहार इसके संचालन का वर्णन करने वाले सूत्र से भिन्न (अक्सर बड़े पैमाने पर) हो सकता है।

यहां हम उस घटक में असतत बढ़ती वोल्टेज को लागू करने के लिए एक सर्किट (सॉवोथ वेवफॉर्म) का उपयोग करेंगे जिसका VI वक्र हम ड्रा करना चाहते हैं और फिर परिणामों को देखने के लिए एक Oscilloscope का उपयोग करेंगे।

सिंपल कर्व ट्रेसर

वास्तविक समय में एक वक्र की साजिश करने के लिए हमें परीक्षण के तहत हमारे डिवाइस पर क्रमिक असतत वोल्टेज मान लागू करने की आवश्यकता है, तो यह कैसे किया जा सकता है?

हमारी समस्या का समाधान है सॉवॉथ वेवफॉर्म।

Sawtooth तरंग रैखिक रूप से उगता है और समय-समय पर शून्य पर वापस चला जाता है। यह परीक्षण के तहत डिवाइस पर एक निरंतर बढ़ती वोल्टेज के आवेदन की अनुमति देता है और एक ग्राफ (इस मामले में आस्टसीलस्कप) पर एक निरंतर ट्रेस पैदा करता है।

XY मोड में एक आस्टसीलस्कप का उपयोग सर्किट को 'पढ़ने' के लिए किया जाता है। एक्स अक्ष परीक्षण के अंतर्गत डिवाइस से कनेक्ट हो और Y अक्ष sawtooth तरंग से जुड़ा है ।

यहां उपयोग किया जाने वाला सर्किट 555 टाइमर और LM358 ऑप-एम्प जैसे सामान्य भागों का उपयोग करके एक वक्र ट्रेसर की एक साधारण भिन्नता है।

अवयव आवश्यक

1. टाइमर के लिए

• 555 टाइमर - कोई भी संस्करण
• 10uF इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर (डिकॉउलिंग)
• 100nF सिरेमिक संधारित्र (डिकॉउलिंग)
• 1K रोकनेवाला (वर्तमान स्रोत)
• 10K रोकनेवाला (वर्तमान स्रोत)
• BC557 PNP ट्रांजिस्टर या समकक्ष
• 10uF इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र (समय)

2. Op-amp एम्पलीफायर के लिए

• LM358 या तुलनीय opamp
• 10uF इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर (डिकॉउलिंग)
• 10nF सिरेमिक कैपेसिटर (AC कपलिंग)
• 10M रोकनेवाला (एसी युग्मन)
• परीक्षण रोकनेवाला (परीक्षण के तहत डिवाइस पर निर्भर करता है, आमतौर पर 50 ओम और कुछ सौ ओम के बीच।)

सर्किट आरेख

कार्य की व्याख्या

1. 555 टाइमर

यहाँ उपयोग किया जाने वाला सर्किट क्लासिक ५५५ अचूक सर्किट का एक सरल रूपांतर है जो सॉवोथ वेवफॉर्म जनरेटर के रूप में काम करेगा।

आमतौर पर समय रोकनेवाला को बिजली की आपूर्ति से जुड़े एक रोकनेवाला के माध्यम से खिलाया जाता है, लेकिन यहां यह एक (कच्चे) निरंतर चालू स्रोत से जुड़ा है।

स्थिर वर्तमान आपूर्ति एक निश्चित बेस-एमिटर बायस वोल्टेज प्रदान करके काम करती है, जिसके परिणामस्वरूप (कुछ) निरंतर कलेक्टर वर्तमान होता है। एक रैखिक रैंप तरंग में एक निरंतर वर्तमान परिणामों का उपयोग करते हुए संधारित्र को चार्ज करना।

यह कॉन्फ़िगरेशन संधारित्र आउटपुट से सीधे आउटपुट प्राप्त करता है (जो कि आरा देखा गया रैंप है जो हम खोज रहे हैं) और पिन 3 से नहीं, जो यहां संकीर्ण नकारात्मक दालों को प्रदान करता है।

यह सर्किट इस अर्थ में चतुर है कि यह 555 के आंतरिक तंत्र का उपयोग करता है ताकि एक निरंतर वर्तमान स्रोत-संधारित्र रैंप जनरेटर को नियंत्रित किया जा सके।

2. एम्पलीफायर

चूंकि आउटपुट सीधे संधारित्र (जो कि वर्तमान स्रोत से चार्ज किया जाता है) से प्राप्त होता है, डिवाइस को परीक्षण (DUT) के तहत बिजली उपलब्ध कराने के लिए आवश्यक रूप से शून्य है।

इसे ठीक करने के लिए, हम क्लासिक LM358 opamp का उपयोग वोल्टेज (और इसलिए वर्तमान) बफर के रूप में कर रहे हैं। यह कुछ हद तक DUT के लिए उपलब्ध वर्तमान को बढ़ाता है।

संधारित्र Sawtooth तरंगफॉर्म 1/3 और 2/3 Vcc (555 एक्शन) के बीच दोलन करता है, जो कि वक्र ट्रैसर में अनुपयोगी होता है क्योंकि वोल्टेज शून्य से 'अधूरा' ट्रेस देते हुए रैंप नहीं करता है। इसे ठीक करने के लिए 555 से इनपुट बफर युग्मन के लिए एसी है।

10M रोकनेवाला थोड़ा काला जादू है-यह परीक्षण के दौरान पता चला कि यदि अवरोधक नहीं जोड़ा गया था, तो आउटपुट केवल Vcc पर तैरता है और वहां रहता है! यह परजीवी इनपुट समाई के कारण है - उच्च इनपुट प्रतिबाधा के साथ, यह एक इंटीग्रेटर बनाता है! 10 एम रोकनेवाला इस परजीवी समाई का निर्वहन करने के लिए पर्याप्त है लेकिन लगातार चालू सर्किट को लोड करने के लिए पर्याप्त नहीं है।

वक्र अनुरेखण परिणाम कैसे सुधारें

चूंकि इस सर्किट में उच्च आवृत्तियों और उच्च बाधाएं शामिल हैं, अवांछित शोर और दोलन को रोकने के लिए सावधानीपूर्वक निर्माण की आवश्यकता होती है।

पर्याप्त decoupling की सिफारिश की है। जहां तक ​​संभव हो, इस सर्किट को ब्रेडबोर्डिंग से बचने की कोशिश करें और इसके बजाय एक पीसीबी या एक परबोर्ड का उपयोग करें।

यह सर्किट बहुत क्रूड है और इसलिए टेम्परेंटल है। इस सर्किट को एक चर वोल्टेज स्रोत से बिजली देने की सिफारिश की जाती है। यहां तक ​​कि एक LM317 एक चुटकी में काम करेगा। यह सर्किट लगभग 7.5V पर सबसे अधिक स्थिर है।

विचार करने के लिए एक और महत्वपूर्ण बात यह है कि गुंजाइश पर क्षैतिज पैमाने की सेटिंग है - यदि बहुत अधिक है, तो सभी कम आवृत्ति शोर ट्रेस को अस्पष्ट बना देता है और यदि बहुत कम है, तो 'पूर्ण' ट्रेस प्राप्त करने के लिए पर्याप्त डेटा नहीं है। फिर, यह बिजली की आपूर्ति सेटिंग पर निर्भर करता है।

एक प्रयोग करने योग्य ट्रेस पाने के लिए आस्टसीलस्कप टाइमबेस सेटिंग और इनपुट वोल्टेज की सावधानीपूर्वक ट्यूनिंग की आवश्यकता होती है ।

यदि आप उपयोगी माप चाहते हैं तो एक परीक्षण रोकनेवाला और opamp उत्पादन विशेषताओं का ज्ञान आवश्यक है। थोड़ा गणित के साथ अच्छे मूल्य प्राप्त किए जा सकते हैं।

कर्व ट्रेसर सर्किट का उपयोग कैसे करें

ध्यान में रखने के लिए दो सरल चीजें हैं - एक्स अक्ष वोल्टेज का प्रतिनिधित्व करता है और वाई अक्ष वर्तमान का प्रतिनिधित्व करता है ।

एक आस्टसीलस्कप पर, एक्स अक्ष की जांच काफी सरल है - वोल्टेज 'जैसा है' है, यानी ऑसिलोस्कोप पर सेट प्रति डिवीजन के वोल्ट से मेल खाती है।

Y या वर्तमान अक्ष थोड़ा जटिल काम है। हम सीधे यहाँ करंट को माप नहीं रहे हैं, इसके बजाय हम सर्किट के माध्यम से करंट रोकने के परिणामस्वरूप टेस्ट रेसिस्टर में गिरा वोल्टेज माप रहे हैं।

यह पर्याप्त है अगर हम वाई अक्ष पर पीक वोल्टेज मान को मापते हैं। इस मामले में, यह 2V है, जैसा कि पिछले आंकड़े में देखा गया है।

तो परीक्षण सर्किट के माध्यम से चरम वर्तमान है

मैं _झाडू = वी _चोटी / आर _{परीक्षण} ।

यह 'स्वीप' की वर्तमान सीमा को दर्शाता है, 0 से - मैं _{स्वीप करता} हूं ।

सेटिंग के आधार पर, ग्राफ़ स्क्रीन पर कई डिवीजनों में उपलब्ध हो सकता है। तो वर्तमान में प्रति डिवीजन बस विभाजन वर्तमान है, जो विभाजन डिवीजनों की संख्या से विभाजित होता है, जो दूसरे शब्दों में एक्स एक्सिस के समानांतर रेखा होती है, जहां ग्राफ का शीर्ष 'टिप' छूता है।

डायोड के लिए वक्र अनुरेखण

ऊपर वर्णित सभी शोर और फ़ज़ यहां दिखाई देता है।

हालांकि, डायोड वक्र को स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है, जिसमें 0.7V पर 'घुटने' बिंदु (500mV प्रति डिवीजन एक्स पैमाने पर ध्यान दें) है।

ध्यान दें कि एक्स अक्ष बिल्कुल अपेक्षित 0.7V से मेल खाती है, जो एक्स अक्ष रीडिंग की 'जैसा है' प्रकृति को सही ठहराता है।

यहां इस्तेमाल किया गया प्रतिरोध 1K था, इसलिए वर्तमान सीमा 0mA - 2mA से थी। यहां ग्राफ दो डिवीजनों (लगभग) से अधिक नहीं है, इसलिए एक मोटा पैमाने 1mA / विभाजन होगा।

रोकनेवाला के लिए वक्र अनुरेखण

प्रतिरोधक विद्युत रूप से सबसे सरल उपकरण हैं, जिसमें रैखिक VI वक्र, उर्फ़ ओम का नियम, R = V / I है। यह स्पष्ट है कि कम मूल्य के प्रतिरोधों में खड़ी ढलानें (दिए गए V के लिए अधिक होती हैं) और उच्च मूल्य के प्रतिरोधों में अधिक कोमल ढलान होती हैं (दिए गए V के लिए कम I)।

यहां परीक्षण प्रतिरोध 100 ओम था, इसलिए वर्तमान सीमा 0mA - 20mA थी। चूंकि ग्राफ़ 2.5 डिवीजनों तक फैला हुआ है, वर्तमान में प्रति डिवीजन 8mA है।

एक वोल्ट के लिए वर्तमान 16mA बढ़ जाता है, इसलिए प्रतिरोध 1V / 16mA = 62 ओम है, जो 100 ओम के बर्तन के बाद से उपयुक्त है।

ट्रांजिस्टर के लिए वक्र ट्रेसिंग

चूंकि ट्रांजिस्टर एक तीन टर्मिनल डिवाइस है, इसलिए जो माप की जा सकती है, वह काफी बड़ी है, हालांकि, उन मापों में से कुछ ही आम उपयोग पाते हैं, उनमें से एक आधार वर्तमान पर कलेक्टर वोल्टेज की निर्भरता है (दोनों को जमीन का संदर्भ दिया गया है) निश्चित रूप से) एक निरंतर कलेक्टर वर्तमान में।

हमारे वक्र अनुरेखक का उपयोग करना एक आसान काम होना चाहिए। आधार को एक निरंतर पूर्वाग्रह और कलेक्टर को एक्स अक्ष तक झुका दिया जाता है। परीक्षण प्रतिरोध 'निरंतर' वर्तमान प्रदान करता है।

परिणामी ट्रेस कुछ इस तरह दिखना चाहिए:

मैं _बी बनाम वी _सीई

ध्यान दें कि ऊपर दिखाया गया ग्राफ़ एक लॉग स्केल है, याद रखें कि आस्टसीलस्कप डिफ़ॉल्ट रूप से रैखिक है।

तो वक्र ट्रैवर्स वे उपकरण हैं जो सरल घटकों के लिए VI निशान का उत्पादन करते हैं और घटक विशेषताओं की सहज समझ प्राप्त करने में मदद करते हैं।