智能图示仪的有关答疑，以及误差分析

locky_z

可控硅有一个参数是维持电流，当流过电流小于此电流时，可控硅会关断。那么如何用图示仪测量他的维持电流呢？测维持电流其实可以看成是测它两端的VI曲线，当可控硅导通时，其两端压降很小；当截止时，可控硅两端电压会立即升高。此时你可以从曲线图中得到可控硅截止前的电流值，就是他的维持电流。
    测量的关键是测量时如何首先触发可控硅，

   我们可以用两种方式来获得一个脉冲的触发信号，一种是自动方式，即用电容提供一个微分脉冲触发SCR，或者用人工方式接一个电阻和开关到阳极，测量前是接通开关的，当一点“开始测量”就断开开关，但此时SCR已经导通了。然后VC在程序控制下，电压逐步减少，并测出CE之间电压以及电流，就可以画出VI曲线了。

    上面蓝色曲线是用串联电容触发方式测量单向可控硅BT169(1A 400V)的VI曲线，橙色是双向可控硅BTA06，BTA的控制极和阴极之间并联着一个88欧左右电阻，所以0.1u的电容不足以使BTA06导通，所以要用开关触发方式。
    从VI曲线可以得到导通压降、维持电流这些有用的信息。例如BT169的维持电流为0.3mA，压降为0.7V，BTA06的维持电流12mA左右，压降0.8V。

locky_z

高hfe的管子，在较小电流下的hfe-Ic曲线波动较大，例如下面这条曲线是2SA970BL的hfe-Ic曲线，

    从图可见在较小电流下（<2mA）波动很大，在Ic=0.2mA附近两点的测量数据，hfe由383变到425，波动达到43；而Ic=1mA附近，Hfe也变化了13。为什么出现这么大的波动呢？下面我们计算一下
    这只管的hfe约400，当Ic=1mA时Ib=1/400=2.5uA，此Ib在390K上的压降为975mV，而我们再看看RB=390K和RB=337欧时的“VRB校验”曲线，

    VRB校验曲线中，波动实际上是感应干扰导致的波动、而平均趋势线则反映的是分压系数校正好坏效果。可见RB=390K(红色)时的感应干扰幅度比RB=337欧(蓝色)时大得多，达到22mV。因此测出来的Ib波动范围也就是22/975=2.2%，也就会导致hfe变化有400*2.2%=9
    如果Ic=0.2mA，仍旧假设管子hfe=400，此时Ib为0.5uA，Ib在390K上的压降只有195mV，而干扰幅度22mV导致Hfe变化有22/195=11.2%，对应Hfe变化达到45
    由上面可知，Ib越小，Vrb也小，感应干扰引起的误差也会越大。

解决办法初步有：
1.加大RB，例如加大RB到1390K，这样同样大小的Ib，在RB上电压会大得多，如果感应干扰幅度不变，那么感应干扰的误差比例就会降低很多。
2.滤掉50Hz的干扰信号。方法可以在被测管CE两端并联电容

    如果用方法1的话，例如将RB改成1390K，因为输入阻抗增大了，感应附近干扰的能力也增大了，下面是分别用390K和1390K来校验一下VRB的曲线干扰情况。黑色是RB=390K， 感应干扰只有20mVp-p。红色是1390K，感应干扰幅度达到71mVpp，增加了3.5倍，

    而此时的电阻增大了也大概是3.5倍，即加大RB并没有提高多少精度。下面就是RB=390K（蓝色）和RB=1390K（）测这只管的hfe-Ic曲线图。RB=1390K时的波动也是一样大。
   

    如果用第二种方法，即在CE两端并联电容，测到的hfe-Ic曲线如下图，红色是CE并联0.047u电容，绿色是没有并联电容的曲线。可见并联电容可以减少小Ib电流时的测量波动。
   


    这个缺陷主要是IB太小以致RB上压降太小导致，如果被测管hfe不大，哪么Ib就会大得多，测量波动就少很多，下面是一只hfe约100左右的2SA1386的hfe-Ic曲线，Ic=1mA时的Hfe的变化只有0.1。
   

locky_z

原帖由 小路
另我那需要修理的板包装好忘记发了   明天发出

星期五才收到，
检查发现仍旧是直流缓冲器U4损坏，为什么总是坏这个直流缓冲器搞不明白，于是更换时，同时在缓冲器输入端都串联一个十多K的电阻。因为直流缓冲器偏置电流极少，所以这个十多K的电阻不会造成任何精度损失。

还发现测量时，当RC=68欧档，测出来的曲线是随机凹凸（不是震荡波动那种），这个现象就是继电器接触电阻不稳定导致，也更换了这个继电器。

同时将C E通道的补偿电路也修改了，凡是这种板子的，一般都可以用下面这种方式修改一下C E通道的补偿电路，



用这种补偿的话，就可以拆除原来的那个1u+1欧的飞线补偿。
改动如下：




同时C11 C12一般也要拆掉（如果有的话）。


  顺便对这种不带外壳的板测试一下温度对校正系数的影响，结果发现这种板没有前面说的冷热温度导致测量有误差。估计原因是散热板足够大，并且在下面。PCB也离散热底板一段距离，板子大、也没有在密封箱子里，所以没啥温度聚集，因此没有冷热开机导致的误差。

iop

好贴！谢谢楼主

locky_z

注意：有时候测量PMOS管时，会出现烧坏被测管GS之间的现象
原因：
  因为不测量时，ＧＤＳ端的电压都设置成接近０Ｖ状态。当要测量Ｐ管时，程序控制Ｇ(即B通道)、Ｓ(即E通道)，输出36V。但设置肯定有先后顺序，即先G极提高到36V，S通道之后再变成36V。此瞬间，GS会存在一个36V左右的电压差，
  如果被测管GS耐压不够36V,就会烧断被测管的GS极，导致被测管损坏。

解决方法：
  在GS(即B E插座)之间并联一个20V左右的稳压二极管，以便钳住GS之间电压小于20V，保护被测管。
  接入稳压二极管对测量不会有影响，因为测量时，稳压管是不导通的。
  稳压二极管也不用加入任何限流电阻，因为测量时，G(即B通道)选择的限流电阻已经有一个3.9K了电阻了。
  



测量NMOS管不会出现这种现象，因为测量N管是，G S电压是从0V递增的。

locky_z

很多人问智能图示仪精度如何？
  这个图示仪采用14bit的ADC和20倍PGA差分测量，并且在高分辨率PC屏幕显示，其清晰度比示波器的高得多；并且可以控制曲线的坐标不从0开始，可以随时放大缩小曲线的局部进行比较。因此我认为其测量精度远比一般示波器图示仪要高很多。
  
  但不同的图示仪测量同一只管子，测出来的值不一定相同，例如一台图示仪测出的hfe是100，另一台可能测出来是98，这主要是因为参照物不同，是不同图示仪之间的测量结果可比性不大。
  但如果用同一台图示仪测量不同管子，比较这些管子的参数差别，就可以达到很高的精度。这可以通过同一只管子，测量多次的结果对比一下就知道了，如果测量精度高、稳定性好，那么测量的一致性应该很好，测出来的数据变化很小。
  例如下面就是就是在小电流下测量TOP-3封装的功率管的hfe曲线（小电流测量目的是避免管子升温导致结果飘逸），共6次。

大家看到以为只有1条曲线，其实是6条曲线，他们都接近重合。
如果放大Ic=1.8~3.6mA这一段（Y轴的刻度是每格0.1），可以隐约看到这6条曲线绞合在一起。

你也可以用图示仪的计算功能，在I=1.5mA和I=5mA下分别查看这6次测量的hfe值如下图，

1.5mA时，hfe最小73.47，最大73.57，和平均值最大变化0.06%
I=5mA时，Hfe最小80.07，最大80.17，和平均值最大变化也只有0.06%。
从这个侧面可以了解图示仪的精度。

红心终结者

买了东西，这个要好好学下。

电霸wzw

我看了 钟老师在<无线电与电视>2009第九、十期发表了关于关于这个图示仪的文章。

电霸wzw

买了东西，这个要好好学下。

crossfirex

技术帖，标记下

patch

请问： “ 装入测量条件 ”时，为什么有的曲线不能装入？

patch

locky_z 兄：
我的图示仪有好些测量条件不能装入，显示：

locky_z

覆盖掉原来的.pre文件吧。

altec

电脑已经换了三台了，现在的电脑都没有25针的口了，我的那台图示仪已经闲置很久了，有什么解决方案吗？

网络孤客

新版的有USB接口

altec

老版的可以改装吗?

lzw077

楼主厉害

BELLCOW

locky_z 发表于 2009-6-4 17:08
V2.0图示仪程序更新

4楼的程序为什么下载不了？

ldscool

加上多管测试记忆自动匹配配对功能就完美了