智能图示仪程序以及使用说明

locky_z

智能图示仪使用说明

  
测量界面介绍  一般测量都使用菜单的“开始测量”－》“全能曲线测量”

屏幕如上图，分几个区域
1－测量模式选择标签
2－测量条件设置区域
3－测量结果数据区域
4－曲线显示区域
5－坐标轴区域
6－曲线颜色和名字附加信息

  1号区域内3个标签分别对应这3种测量模式：
  ①Vb可变，Vce固定。用于测量Hfe-Ic曲线、Vbe曲线。
  ②Vce可变、Vb固定。用于测量MOS管Vds-Id曲线。
  ③恒定Ib、Vce可变，用于测量三极管Vce-Ic曲线。
  前两种是恒压方式测量，第3种是恒流测量。

  用户需要设置的测量条件在2号区域，允许设置的参数有Vb、Vce、Ib以及步进幅度；
  注意：1.在这个系统中发射极是基准电位，Vb、Vce、Ib都是相对于发射极来说的，是可正可负的电压／电流，根据测量不同类型管子设置不同的极性和数值。
        2.系统约定流入到E极的电流方向为正；比E极电压高的为正电压。反之..。
        3.步长是绝对值，系统自动根据最大、最小值来自动确定步长的正负符号。
  “最大测量电流”这个参数是保护参数，只要测量时集电极电流的绝对值超过这个设定的值，测量就停止。
  “量程选择”是测量时要用那个Rb RC量程。如果测量的电流较少，那么要选择较大阻值的量程才能获得较好效果，
  当用户选择了“Vce可变、Ib固定”模式时，这时的RB是不可选的，系统根据用户给出的基极电流计算出应选择那一档RB，再提示用户选择正确的RB量程。
  系统可以测量出6种结果，分别是Ic、Vbe、Vce、Hfe、Ib、Vce。用户根据要测的特性曲线选择正确的横竖坐标对应的那个参数。
  “镜像”这个选项是将X或者Y轴测出来的结果进行取负，其实就是坐标象限转移，例如测量NPN的Ic－》Hfe是在第一象限，而PNP管的Ic－》Hfe曲线其集电极电流ic是负的，Hfe是正的，因此曲线在第4象限。如果想比较这两种异极性管子，但因为他们在不同象限很难比较。因此测量PNP前，钩上X轴的镜像标志，这样测出来的集电极电流都变成正，曲线就迁移到第一象限显示，可以方便的比较NPN和PNP的曲线了。
  “其他测量值”是一同在表格里面显示的其余结果。这个主要用于辅助判断曲线的数据是否有效。
  “清除数据”按钮是将所有曲线和表格都删除
  当设置好参数后，插入管，点“确定”就开始测量了。
  
  因为设置参数比较麻烦，所以系统提供一个“装入预定义测试条件”的功能；用户只要在2号区域空白的地方右击，可以装入预先定义好的测量条件或者将当前的测量条件保存。

  当点了“确定”后，系统根据参数设置相应的电压，并按给定的步长改变可变参数，每改变一次就测量并计算出Vce、Vbc、Vbe、Ic、Ib、Hfe一组数据，并根据用户的选择，将数据写到3号区域的表格中，同时将“点”显示在右面4号区域的曲线区，并和前后的数据连成折线图形。

  每点一次“确定”，产生一个新的标签页存放测量的数据和一条新的曲线，每条曲线以不同颜色显示，为了将标签页和曲线联系起来，在标签页头有一个标识名字和一个颜色块，曲线区右边的6号区域也显示曲线颜色和关联的标签页名字。(没注册的程序只能同时显示一条曲线)。


表格数据的浏览和修改
  3号区域里面的数据就是测量的结果，但也允许用户更改，双击单元格允许修改这单元格的内容，按Ctrl+Y删除光标所在整行数据。
  在标签页页头右击会弹出菜单，允许用户改变标签名、改变和此标签关联曲线的颜色、隐藏和此标签关联的曲线、刷新曲线、删除当前标签页、平滑曲线、保存此数据、或者装入以前的数据。
  改变颜色就是改变关联曲线的颜色。
  隐藏曲线就是右面作图窗口不显示关联的曲线。
  如果用户修改了数据，需要“刷新曲线”才能利用新的数据重新描画曲线
  删除当前标签页，就是将此标签的数据以及关联的曲线删除
  平滑曲线功能是重新产生一个新的标签页和曲线，其数据来源就是原有数据的连续3个数据的平均值。
  保存数据功能就是将数据保存到磁盘，以后可以再调出来看，保存仅仅是保存结果数据，测量条件是不保存的。
  装入数据就是装入以前的数据，完全取代这页的数据；如果是右击第一页“原理图”选择装入的话，则是创建一个新的标签页和曲线（未注册同一时间只有一页）。



曲线的移动放大操作
  测量的曲线显示在右面4号的曲线区，曲线区就是一个坐标图，X坐标轴就是3号区域表格的第一列，Y轴是第二列，但不显示单位。

  光标在曲线曲移动时，两个坐标轴有两个标签会随着光标移动，显示光标点的坐标值。
  在作图区按着鼠标右键移动就能平移曲线图
  按着鼠标左键画一个框，就能放大显示框范围内的曲线
  按着鼠标“向上向左”任意画一个框，就能恢复原有比例、显示整条曲线。


坐标轴的控制
  右击纵坐标Y，会弹出菜单允许用户设置Y轴显示的最大最小值，“自动坐标”的功能也是让系统根据实际结果数据决定显示比例。“坐标轴反相”的功能是将原本是向上递增的Y轴变成向下递增。
  右击横坐标X，出现的功能菜单和Y轴一样，不再详述了。


数据的插值排序（主要用于配对）
  在4号曲线区区域右击，出现两个菜单项：“同一X轴排序”和“同一Y轴排序”，就是计算所有曲线在同一个X坐标(Y坐标)时的对应的Y(X)的值,并且按由小到大顺序排序。


下面简单说一下各种类型的测量条件设置

（一）、NPN Vce-Ic输出特性曲线
  基本测量原理如下

  条件说明：
  1.这条曲线是恒定基极电流Ib，Vce可变测量模式，就是第3个标签。
  2.NPN正常工作状态下Vce和Ib都是正的，所以设置Vc从0到35V，步长0.5V
  3.Ib也是正的，设置为0.01mA。
  4.最大测量电流为50mA
  5.Rc量程选择1K或者10K（看实际的Ic决定）
  6.其X轴是Vce、Y轴是Ic，
  7.Vce和Ic都是正的电压，因此XY轴都无需镜像。
  8.其他测量值可以选上Ib，以便看看测量途中Ib是否有变动。
  9.板上的Rc量程要和程序上的设置一样
  10.按确定，此时系统提示要求Rb拨至100K档，就将Rb拨到100K量程，再点确定就能测出一条类似下面的曲线。
  11.然后改变Ib为0.02mA、0.03mA、0.04mA、0.05mA、0.06mA等递增，每个Ib对对应一条不同的曲线，汇总起来就是下面的一簇Vce-Ic特性图。
因为在uA级别的恒定Ib不是很准确，因此设置10uA，但发生出来的可能是8uA甚至14uA,，但这不影响实际使用，只要测量途中其Ib是恒定的就可以了。



（二）、NPN Vbe-Ic输入特性曲线曲线
  测量示意图如下：

  1.这条曲线是恒定集电极－发射极Vce之间电压下测量，通过改变基极电流，测量其集电极电流Ic和基极－发射极Vbe之间的关系，所以应该选择“Vb可变、Vce固定”模式，即第1个标签。
  2.Vb是正的电压，所以设置Vb从0到10V，步长0.1V
  3.Vce也是正的，设置为5V。
  4.最大测量电流为50mA
  5.Rc量程选择1K或者10K（看实际的Ic决定）
  6.Rb选100K量程，这样产生的基极电流范围为0-(10-0.65)/100K=95uA左右。
  6.其X轴是Vbe、Y轴是Ic。
  7.Vce和Ic都是正的电压，因此XY轴都无需镜像。
  8.其他测量值可以选上Vce，以便看看测量途中Vce是否有变动。
  9.按“确定”就能测出一条类似下面的曲线。
  如果你看到的效果不太的话好，可以放大或缩小一下曲线图和坐标轴，或者用其他的Rb／Rc量程再测一下。
  注意：
     有时候Ic太大，在集电极电流采样电阻上压降太大，一直Vce达不到原给定的条件。此时可以看见那些Vce偏小的点在曲线有跳动。此时应检查一下测出的结果末尾的数据，看看最后面的数据其Vce是否偏离太大。


（三）NPN Ic-Hfe特性曲线
  1.这条曲线和Vbe-Ic的测试条件是一样的，都是恒定集电极－发射极之间电压下测量，通过改变基极电流，测量其集电极电流Ic和Hfe之间的关系，所以应该选择“Vb可变、Vce固定”模式，即第1个标签。
  2.Vb是正的电压，所以设置Vb从0到10V，步长0.1V
  3.Vce也是正的，设置为5V。
  4.最大测量电流为50mA
  5.Rc量程选择1K或者10K（看实际的Ic决定）
  6.Rb选100K量程，这样产生的基极电流范围为0-(10-0.65)/100K=95uA左右。
  6.其X轴是Ic、Y轴是Hfe
  7.Hfe和Ic都是正的电压，因此XY轴都无需镜像。
  8.其他测量值可以选上Vce，以便看看测量途中Vce是否有变动。
  9.按“确定”就能测出一条类似下面的曲线。
  要注意问题和上面的一样。


PNP的和NPN的一样，只不过所有电流、电压都改成负的电流、电压；有时候还要钩上某些镜像标志。

N-MOS管Vgs-Id输入特性曲线曲线
  测量示意图和NPN 的Vbe-Ic一样：

  1.这条曲线是恒定集电极－发射极Vce之间电压下测量，通过改变基极电流，测量其集电极电流Ic和基极－发射极Vbe之间的关系，所以应该选择“Vb可变、Vce固定”模式，即第1个标签。
  2.Vb是正的电压，所以设置Vb从0到5V，步长0.1V
  3.Vce也是正的，设置为5V。
  4.最大测量电流为50mA
  5.Rc量程选择1K或者10K（看实际的Ic决定）
  6.因为MOS管不吸收电流，Rb选小一点，取1.2K。
  6.其X轴是Vbe、Y轴是Ic。
  7.Vce和Ic都是正的电压，因此XY轴都无需镜像。
  8.其他测量值可以选上Vce，以便看看测量途中Vce是否有变动。
  9.按“确定”就能测出一条类似下面的曲线。

N-MOS管Vce-Ic输出特性曲线
  基本测量原理如下
[  img NMOS Vds-Id测量原理图]
  条件说明：
  1.这条曲线是恒定基极电压，Vce可变测量模式，就是第2个标签。
  2.N-MOS正常工作状态下Vce和Vgs都是正的，所以设置Vc从0到35V，步长0.5V
  3.Vgs也是正的，设置为3.3V。
  4.最大测量电流为500mA
  5.Rc量程选择1.2K
  6.其X轴是Vce、Y轴是Ic，
  7.Vce和Ic都是正的电压，因此XY轴都无需镜像。
  8.其他测量值可以选上Vbe，以便看看测量途中Vgs是否有变动。
  10.按确定，就能测出一条类似下面的曲线。
  11.然后改变Vb为3.4V 3.5V 3.6V...等递增，每个Vgs对对应一条不同的曲线，汇总起来就是下面的一簇Vce-Ic特性图。
  因为这里使用的不是专用DAC,因此出来的电压和条件设置的电压不一定准确相等，但这不影响实际使用，只要测量途中其Vbe是恒定的就可以了。

N-JFET管Vgs-Id输入特性曲线曲线
  1.这条曲线是恒定集电极－发射极Vce之间电压下测量，通过改变基极电流，测量其集电极电流Ic和基极－发射极Vbe之间的关系，所以应该选择“Vb可变、Vce固定”模式，即第1个标签。
  2.JFET正常工作是负的Vgs电压，所以设置Vb从0到-5.5V，步长0.05V
  3.Vce也是正的，设置为5V。
  4.最大测量电流为50mA
  5.Rc量程选择1K或者10K（看实际的Ic决定）
  6.因为MOS管不吸收电流，Rb选小一点，取1.2K。
  6.其X轴是Vbe、Y轴是Ic。
  7.Vce和Ic都是正的电压，因此XY轴都无需镜像。
  8.其他测量值可以选上Vce，以便看看测量途中Vce是否有变动。
  9.按“确定”就能测出一条类似下面的曲线。

N-JFET管Vce-Ic输出特性曲线
  1.这条曲线是恒定基极电压，Vce可变测量模式，就是第2个标签。
  2.N-MOS正常工作状态下Vce和Vgs都是正的，所以设置Vc从0到35V，步长0.5V
  3.Vgs也是负的，设置为-1.5V。
  4.最大测量电流为500mA
  5.Rc量程选择1.2K
  6.其X轴是Vce、Y轴是Ic，
  7.Vce和Ic都是正的电压，因此XY轴都无需镜像。
  8.其他测量值可以选上Vbe，以便看看测量途中Vgs是否有变动。
  10.按确定，就能测出一条类似下面的曲线。
  11.然后改变Vb为3.4V 3.5V 3.6V...等递增，每个Vgs对对应一条不同的曲线，汇总起来就是下面的一簇Vce-Ic特性图。
  因为这里使用的不是专用DAC,因此出来的电压和条件设置的电压不一定准确相等，但这不影响实际使用，只要测量途中其Vbe是恒定的就可以了。

P-MOS和N-MOS一样，电压电流改成负的，坐标轴要镜像。
P-JFET和N-JFET一样，所有电压都取反，坐标轴要镜像。



稳压二极管的特征曲线测量
  二极管只有2个极，不需B极参与，因此选择测量模式：Vce可变，Vb恒定就可以了
  因为Vce范围只有35V,所以设置Vc范围-18到+18V,
  Vb设置为0，选择恰当的Rc量程后确定即可，


光偶三极管其实和NPN测量一样。

locky_z

配对实例
下面是测量11只拆机2SA970的Hfe-Ic曲线，测量出来后，在某个点，例如Ic=12.5mA处，右击，弹出菜单，选择“同一X轴排序“，这样系统将这11条曲线取出IC都等于12.5mA的Hfe进行排序，找出相近的管子出来。


测量注意问题：
  有些板测量N-MOS管Vgs-Id曲线时，在某一段电流区间，曲线变得异常波动，此时可以在被测管D S两端并联一个2200P电容就可以抑制这种现象。


实物图

  整个电路板安装在一块17*16cm铝板上，同时作为散热器
  电源从左上角接入，
  板上有两个指示灯，左边是恒流/恒压模式指示，亮表示恒流状态
   中间是过流保护指示灯，发生过流时，一般需要重新接入电源，或者如果板中间有微动开关，按一下解除保护就不用断开电源。
  左下方有两个跳线开关，SW4是内置/外置基准电压跳线；sw5是校正/测量跳线。
  左边CN5是插连接PC机打印口的专用25针口电缆。
  板子下面有两个插座，一个是5位接线柱，一个是零插拔力插座，分别用于测量To-3P To-3封装和其他封装的管子，插座上都已经标明了管脚位置。测量时需  要一一对应插入，FET管的G对应B，S对应E，D对应C。

  程序打包成下面两个，直接解压出来就可以用了，不需安装。


  连接这块板的PC机一定要有并行打印口，USB-LPT的不行，因为程序需要直接操作硬件端口，所以需要有管理员权限用户才可以运行。
  程序没有注册时，只能测量/显示一条曲线，对于测量管子的特性已经足够了。
  判断是否注册，可以看菜单“帮助“-〉“关于“，需要购买注册的，请抄下机器码，发到我的信箱，或者在论坛PM我。只要是直接买我板的用户，都可以免费得到注册码。

图示仪的校正

  因为附带的那个INI文件是通用的INI文件，有些参数要校正，校正后的参数存放在这个ini文件里面，以后升级程序要先备份这个ini文件后再升级，升级完再拷回这个ini文件。

图示仪的校正主要是两大部分：

1。电压校正
电压校正又分3小部分：基准电压校正、分压系数及失调电压校正和3通道输出电压校正。

（一）基准电压校正
一般来说用户是使用外部基准电压进行测量的，就需要进行这个校正。
系统对外置基准的校正是用ads7871的内置基准电压来校正，避免了用户万用表参差不齐问题。校正步骤是：
（1）将板上SW4跳线置于左边位置；
（2）SW5置于右边位置；
（3）选择菜单的“校正与设置”-〉“电压校正”-〉的“ADC外置基准电压校正（可选）”页
（4）按下“输出并测量”，系统会测出实际的基准电压并显示出来。按多几次，得到一个较稳定的电压，再保存。
最好这个外置基准电压比+5V稍低一点，例如4.92V，如果相差的太大，可以调整那个精密可调电阻，再测量，使外置基准电压为4.9V左右。

注意
  由于ADS7871内部缓冲器电压建立时间较慢，用户改变了数值后，第一次按下“输出并测量”测出来的值不一定准确，须多次按下，并且每次测量的电压也不一定相同，只要获得一个大概平均范围内的电压就可以了。这是由于芯片或者外部干扰造成的，不可能得到稳定到mV级别电压。

  校正完后，要将SW4置回右边，SW5置左边.

（二）分压系数及失调电压校正
  因为测量的电压是通过分压电阻分压后才加到ADC输入端，并且测量集电极、基极电流和Vbe Vce电压都是通过差分方式测量，如果各个测量点的分压电阻不能准确匹配，即使是误差0.5%，导致测量的结果误差20%以上，有的测量点还先经过一个直流缓冲器进行隔离，这个缓冲器会有直流失调电压；所以对各个测量点的电阻分压系数和失调电压进行校正是十分必要的。
  系统共5个测量点，分别是Ve、Vbh、 Vb、Vch、Vc，系统以Ve为基准，需要对Vbh、Vb、Vc、Vch这4个点的分压系数和失调电压进行校正。
  方法是：
  选择菜单“校正与设置”－》电压校正－》的“分压系数及失调电压校正”页，
  校正步骤是：
  按照从上到下逐步对Vb、Vbh、Vc、Vch进行校正。
  (1)校正VB点，
  VB点是经过一个缓冲器的，因此需要测量两个参数：校正分压系数和失调电压，方法是：
  1.用导线将B、E两点短接
  2.按下“开始校正”，系统就会自动计算出“新校正系数”和“新失调电压”并显示出来。每次测量得到的结果不一定相同，有千分之几的波动是正常的。用户可以酌情取一个接近平均值的结果点“保存”就行了。

（2）校正Vbh点，方法是：
  1.拆除BE之间的短路导线
  2.按下“开始校正”，系统会自动选择最小的RB量程，发出电压并自动测量和计算出“新的校正系数”，觉得合适保存就可以了。

（3）校正VC点，这点和VB一样，也要计算出校正分压系数和失调电压，方法和VB差不多：
  1.将导线将C、E两点短路
  2.按下“开始校正”就行了，得到有效的值后保存

（4）校正VCH点，和VBH差不多步骤：
  1.拆除C、E之间的短路导线
  2.按下“开始校正”，系统自动选择最小RC量程，发出电压并自动测量和计算出“新的校正系数”，觉得合适保存就可以了



(三) 3通道输出电压校正
  因为DAC基准电压和3通道电压放大器增益电阻可能有些少误差，导致输出的电压和设置的电压有些少区别，这个功能就是为了校正这个，方法很简单
选择菜单“校正与设置”-〉“电压校正”-〉B、C、E通道输出电压校正（可选）“页，分别对B、C、E通道进行校正和保存即可。



二、电流校正
电流校正也分两部分：“各量程电流校正”和“恒流发生器校正”

（一）各量程电流校正
  这个功能不是必要的，主要是修正集电极、基极电流采样电阻的误差。方法是先确定一个基准（这里系统以RC4为基准），步骤
  1.在B、E之间串入电流表
  2.点测试，系统会选择RC最大量程RC4，输出电压，并测出流过RC4的电流显示出来，而用户需要读出电流表的读数并填入“实测值mA”(如果用户改变了电流档量程，需要重新再点击“测试”重新测一篇)。填入后点保存，系统就能计算出测量值和实测值之间的误差，自动计算出校正系数。
  校正了RB最大量程后，再通过RC4来校正RB的RB4 、RB3量程，之后再由RB3校正RC3，再再由RC3校正RB2，再通过RB2校正RC2、….如此类推，逐步逐量程进行校正。

其步骤是：
  1.拆除电流表，
  2.将B、C两点用导线短接
  4.此时Rb4和Rc4是串联的，流过的电流是一样的（忽略缓冲器偏置电流），因此点击校正RB4框里面的“开始校正”，系统产生电流流过RC4和RB4，系统自动测出RC4的电流就知道RB4的电流，同时校正了RB4。再点保存即可。
  5.通过RC4对RB3进行校正。因此点击校正RB3框里面的“开始校正”，系统产生电流流过RB3和RC4，系统自动测出Rc4的电流就知道RB3的电流，同时校正了RB3。再点保存即可。
  6.校正了RB3后，再通过RB3对RC3进行校正。点击“校正RC3”框里面的“开始校正”，对RC3进行校正，再点保存即可。
  7.其他同样步骤，对Rb RC交叉进行校正。


（二）恒流发生器校正
  因为恒流发生器是一个压控双向恒流源，电流和电压的关系是
  I＝（K1*V+K2）/ Rb，
  系统需要经过校正获得K1和K2，以便当用户给出一个电流I时，系统通过K1 K2计算出应该发出多少的V和选择Rb那个量程。所以要进行对恒流的发生器校正以便获得K1 K2这两个系数。方法是
  1.用导线短路BE两点，
  点击开始校正，系统会用RB3这一档量程来进行校正，自动发出合适的电压，并测量出RB3上的电流，这样就能算出K1、K2，保存即可。


  校正了电压和电流后，就可以使用了。

小路

慢慢看

三人行_001

看了，可是还没有看懂。。。。

sunny503

原帖由 三人行_001 于 2007-10-29 10:00 发表
看了，可是还没有看懂。。。。

是呵，要买个板来学习学习了才行。

美女的老公

价格可以接受的话我要一块,
楼主真是太棒了,能做能这样的好东东...

wjj005_2005

能不能改成USB接口的呢？

locky_z

12.25最新程序
解压出来，直接覆盖ads7871.exe就行了，不用重新注册和校正。
更新了：
1.加入同一X/Y轴对比和误差计算、修正了有时候取不到数据的bug
2.加入计算X轴/Y轴区间内曲线斜率的计算和误差对比
3.修改了存盘/装入数据模块，允许一个文件里面存放多条曲线。

fm8089

抓紧时间看看,学会了也买个来玩玩.

randy1975

有点想买了，呵呵，先做个记号，年后看来要买一套

午影

有点想买了，年后看来要买一套

xiubing65

请问LZ上位机用什么软件写的

bertwong

高手

夕阳雨

好东东 支持

ob44474

抓紧时间看看

zmoon

没看懂

whandd648

http://www.eccn.com/tech06/te074621.asp



http://www.sunxd.com/origin/usbscope.jsp

http://www.sunxd.com/origin/index.jsp



http://gq.wssee.com/show.php?itemid=2641


http://www.5417.cn/shgoods.php?goodsid=439


http://www.5417.cn/shgoods.php?goodsid=482

whandd648

http://bbs.hifidiy.net/viewthread.php?tid=82911

2007-8 原理图 :

whandd648

用3个DAC分别驱动被测管B C E这3个极。

         

      怎样测量呢？
      就是通过程序控制这3个DAC功率放大器，输出不同的电压，来满足被测管的正常工作点需要
      例如测量NPN：程序控制设置DAC_C输出最高电压例如36V，DAC_E输出2V，DAC从2步进到12V，那么对于被测管来说，Vc>VB>VE，Vce=34V,Vbe从0递增到10V。
  如果测量PNP：设置DAC_C为2V，DAC_E为36V，DAC_B从36V递减到26V，那么对于被测管来说，Ve>Vb>Vc，此时Vce=-34V,Vbe=0递减到-10V。
  还有关键的是，1.只需5个AD采样通道，分别采样BH、B、E、C、CH这5点的电压，这5点电压也都是正的电压，无需再用运放做极性变换。
                       2.电源只需一个单电源，被测管的Vce电压范围接近电源电压。
  可见通过这种3电压驱动方式，能够大大简化了电路，减少元件，提高电源利用率。
   
       实际电路是加上恒流发生器、保护电路，采用差分测量 , AD转换，

程序用C++builder写，用网上的免费Winio.dll来控制打印口，用C++builder只带的chart控制做图，源码还不打算公开。其实主要就是软件部分

    http://bbs.hifidiy.net/viewthread.php?tid=76088

ljxdw21

不错！