Измерение малых токов на осциллографе
Merkmale der Messung kleiner Ströme auf einem Oszilloskop, um die Durchführung dieser Messungen zu erleichtern. Was beeinflusst die Auflösung des Oszilloskops? Sehen Sie sich das Video an!
Особенности измерения малых токов на осциллографе, как можно облегчить проведение этих измерений. На что влияет разрешающая способность осциллографа? Смотрите видео!
Инструкция по правильному оформлению результатов поверки осциллографа. При положительных результатах поверки данные измерений заносятся в формуляр прибора. Запрещается выпуск в обращение к применение приборов, прошедших поверку с отрицательными результатами. Прибор в этом случае бракуется и направляется в ремонт.
Примеры применения прибора C7-I2. Измерение динамических параметров маломощных транзисторов. Схема подключения приведена в инструкции. На экране осциллографа наблюдаются два импульса: на выходе и входе испытуемого устройства С помощью прибора можно измерить: время запаздывания включения транзистора, нарастания, рассасывания и длительность спада тока. А также коэффициент передачи схемы на испытуемом транзисторе (последний определяется по соотношению амплитуд импульсов на входе и выходе).
Погрешность измерения указанных параметров может не превышать 5%, если длительность фронта и спада импульсов на выходе испытуемой схемы не менее 3 Сн (Тн - установленное время нарастания канала), то есть не менее 1,5 не (0,5 не при широкой полосе), а длительность импульса более 10-й, то есть более 5,0 мс.
Инструкция по измерению параметров любого четырехполюсника. Схема подключения для этого случая имеет вид, представленный в руководстве по эксплуатации, поскольку минимальное время установления прибора не превышает 0,5 мс, гарантируемая погрешность временных измерений соответствует длительности фронта и спада исследуемых импульсов 1,5 мс. Погрешность амплитудных измерений при этом может гарантироваться при длительностях импульсов от 5,0 не и более.
Исследование СВЧ импульсных колебаний и сигналов с большой скважностью. Схема подключения при исследовании СВЧ импульсных колебаний с малой скважностью приведена в инструкции Синхронизация осциллографа осуществляется либо непосредственно исследуемым сигналом, либо через СВЧ синхронизатор Я4С-20А, если частота повторения исследуемых сигналов превышает 300 МГц. На вход синхронизации сигнал ответвляется с помощью тройникового согласованного разветвителя. На экране наблюдается изображение исследуемого колебания.
Возможно измерение следующих параметров: длительности импульсов, периода повторения, длительности фронта и спада импульсов, амплитуда импульсов, амплитуда импульсов с выбросом и т.п. Следует учесть уменьшение амплитуды за счет разветвителя. При исследовании источников сигналов с большой скважностью, не имеющих выхода опережающих импульсов, для детального изучения формы сигнала необходимо включение в тракт сигнала линий задержки, заложенной в прибор. Схема подключения имеет вид, представленный в мануал на русском языке. Однако следует иметь, в виду, что собственное время нарастания осциллографа при наличии линии задержки увеличивается. Это особенно существенно, когда в приборе используется "широкая" полоса. Поэтому в тракт сигнала необходимо включать корректор переходной характеристики кабеля. Место включения особого значения не имеет. Можно включать его или до линии задержки или после нее. Коэффициент передачи линии передачи по амплитуде при использовании корректора уменьшается в 2 раза.
Изучение синхронно связанных колебании. При наличии синхронно связанных колебаний возможно изучение параметров каждого колебания и соотношения между ними. Примерная схема подключения для случая малой скважности сигналов показана на рисунках в инструкции. Осциллограф находится в режиме двухканальной работы. На экране наблюдаются одновременно изображение первого и второго источников. На экране ЭЛТ, кроме указанных выше параметров каждого колебания, возможны измерения временных соотношений между сигналами (сдвиг фаз, запаздывание и т.п.) Следует особо подчеркнуть, что если источником II исследуемых сигналов является делительное устройство типа пересчетной декады, то синхронизировать осциллограф следует обязательно с выхода декады. При постановке блока 12ПС-1 в режим функциональной работы на экране осциллографа наблюдаются фигуры Лиссажу, по которым возможно измерение соотношения между частотами исследуемых колебаний, а также при наличии точного фазовращателя измерение сдвига фаз между колебаниями в диапазоне частот до 300 МГц или с использованием СВЧ синхронизатора Я4С-20А до 1-1,5 ГГп.
Осциллограф можно использовать при отборе быстродействующих диодов с накоплением заряда (ДНЗ) по основным параметрам. Схема подключения приведена на изображениях в руководстве по эксплуатации. В схеме используется генератор импульсов наносекундной длительности (например, типа Г5-П или Г5-43 и т.д.), формирующее устройство на испытуемом диоде, источник постоянного тока, аттенюатор. На экране осциллографа наблюдается изображение переходного процесса в диоде после переключения его из открытого состояния в закрытое. Отчетливо видны первая фаза восстановления обратного сопротивления рассасывание накопленного заряда и вторая фага резкий спад тока.
Схема подключения измерения времени. На экране осциллографа можно измерить: длительность первой фазы при различных значениях прямого тока через диод и разных амплитудах запирающего импульса, длительность спада тока на разных уровнях в различных режимах. Возможен отбор с минимальным значением параметра, если величина не менее 0,2-0,3 мс. В этом случае хотя абсолютная погрешность измерения длительности спада тока может достигать значительной величины, однако относительное изменение длительности спада тока у разных диодов заметно на экране осциллографа. С помощью прибора возможно также определить степень ослабления импульса при формировании, величину "пьедестала" (полочки) и другие параметры.
Инструкция по выделению сигнала из шума. Стробоскопический осциллограф в режиме накопления можно эффективно использовать для выделения сигнала из аддитивных нормально распределенных шумов. Известно, что при кратном считывании данной точки сигнала в шумах и при последующем усреднении отсчетов получается выигрыш в отношении сигнал/шум в несколько раз. Если, например, каждую точку сигнала считывать 1000 раз, то легко достигнуть уменьшения уровня шума на экране по сравнению с шумом на входе в 33 раза. Схеме подключения в этом случае показана на рисунке в инструкции. От специального запускающего генератора включается исследуемое устройство и синхронизируется стробоскопический осциллограф. На выходе устройства действует некоторый сигнал, скрытый в шумах. Блок развертки в режиме записи на самописец или в режиме ручной развертки при настройке. Прибор в режиме двухканальной работы. Аналоговый сигнал основного канала, снимаемый с выходных разъемов, предназначенных для подключения самописца через RC-цепочку, подается на вход вспомогательного канала.
Схема подключения для исследования. На экране можно наблюдать одновременно сигнал в шумах (I канал) и сигнал, "очищенный" от шумов (II канал). Для удобства изучения к выходу аналогового сигнала II канала целесообразно подключить самописец. Если движение луча по экрану занимает одну минуту, то постоянная времени интегрирующей цепи должна быть порядка 0,1 с.
Инструкция по исследованию однородности СБЧ трактов. Применение прибора при исследовании однородности СВЧ особенно эффективно при использовании лупы времени. На экране осциллографа можно одновременно наблюдать картину распределения неоднородности в целом и распределение и величину на отдельных участках тракта. При этом могут рассматриваться участки тракта с электрической длиной I не на расстояниях до 0,1мкс при расчете расстояний-до места отражения следует иметь в виду, что положение импульса отражения на временной оси соответствует двойному пробегу импульса по линии передачи.
Примерная схема подключения приведена в инструкции на русском языке. Для запуска генератора зондирующих импульсов используется выход импульса синхронизации прибора. Наличие сквозного входного устройства особенно полезно в данном применении, так как позволяет в 2 раза повысить чувствительность. Блок развертки I2PC-I в режиме автоколебаний или в режиме запуска от любого генератора. На установке, собранной по схеме, можно измерять расстояние до любой не однородности. Переключая режим осциллографа таким образом, чтобы в увеличенном масштабе времени рассмотреть интересующий участок, можно измерить все параметры импульса соответствующего отражения от данной неоднородности (длительность, фронт, спад, амплитуда) и, следовательно, определить характер и величину неоднородности. Поскольку собственное время установления преобразователя 12ПС-1 составляет 0,5 мс, для исследования трактов целесообразно использовать импульсы длительностью порядка 0,2 мс или перепады напряжения соответствующей длительности например, генератор перепада Я4-С-2СА. При этом в тракте с малой дисперсией возможно обеспечить временное разрешение двух соседних неоднородностей (одинаковой величины) порядка 0,2-0,3 не (3-6 см в тракте передач-с воздушным заполнением). Величина фиксируемого отражения может составлять десятки милливольт, что соответствует коэффициенту отражения порядка 0,01-0,05.
Инструкция по исследованию огибающей радиоимпульсов. Как указывалось, прибор может быть использован при наблюдении формы огибающей радиоимпульсов с частотой заполнения до 1-1,5 ГГц. Примерная схема подключения в этом случае приведено в руководстве пользователя, а осциллограмма напряжения на экране ЗЛТ приведена на рис.14-. Блок развертки I2PC-I ставится в режим ручной развертки или задней. Синхронизация осуществляется либо импульсом запуска генератора радиоимпульсов (при большой скважности), либо опережающим импульсом синхронизации (при малой скважности). При применении подобной блок-схемы включения прибора возможно наблюдение и изучение структуры заполнения радиоимпульсов или их части как при ЧМ модуляции внутри радиоимпульса, так при ее отсутствии. Однако начальная фаза колебаний внутри импульса в этом случае должна быть одна и та же (в полосе частот до 700 МГц). Все перечисленные примеры применения прибора относятся к СВЧ технике, то есть при работе на наносекундных развертках прибора. Эти примеры далеко не исчерпывают всех возможных применений осциллографа в этой области. На развертках микросекундной и миллисекундной длительности прибор может использоваться как обычный (не стробоскопический осциллограф).
Anleitung zur korrekten Darstellung der Ergebnisse der Oszilloskopprüfung. Bei positiven Testergebnissen werden die Messdaten in das Geräteformular eingetragen. Die Verwendung von Geräten, die mit negativen Ergebnissen getestet wurden, darf nicht in Umlauf gebracht werden. Das Gerät ist in diesem Fall defekt und wird zur Reparatur geschickt.
Anwendungsbeispiele des C7-I2. Messung der dynamischen Parameter von Low-Power-Transistoren. Das Anschlussschema finden Sie in der Bedienungsanleitung. Auf dem Bildschirm des Oszilloskops werden zwei Impulse beobachtet: Am Ausgang und Eingang des Testgeräts kann das Gerät gemessen werden: die Verzögerungszeit, die Anstiegszeit, die Resorption und die Dauer des Stromabfalls. Und auch das Übertragungsverhältnis der Schaltung am Testtransistor (letzteres wird durch das Verhältnis der Impulsamplituden am Eingang und Ausgang bestimmt).
Der Messfehler dieser Parameter kann 5% nicht überschreiten, wenn die Dauer der Front und des Impulsabfalls am Ausgang der Testschaltung mindestens 3 Ch beträgt (Tn ist die eingestellte Anstiegszeit des Kanals), dh mindestens 1,5 nicht (0,5 nicht bei einem breiten Band), und die Impulsdauer beträgt mehr als 10, dh mehr als 5,0 ms.
Anleitung zum Messen der Parameter eines jeden Vierpoligen. Der Anschlussplan ist für diesen Fall wie in der Bedienungsanleitung dargestellt, da die minimale Einrichtungszeit des Gerätes 0,5 ms nicht überschreitet, die garantierte Zeitmessung entspricht der Vorder- und Abschwächungsdauer der untersuchten Impulse von 1,5 ms. Die Abweichung der Amplitudenmessungen kann dabei bei Impulslängen von 5,0 oder mehr garantiert werden.
Untersuchung von Mikrowellenpulsschwingungen und Signalen mit hoher Tastverhältnis. Das Anschlussschema für die Untersuchung von Mikrowellenpulsschwingungen mit geringer Tastfrequenz ist in der Anleitung angegeben, das Oszilloskop wird entweder direkt vom zu untersuchenden Signal oder über den Mikrowellen-Synchronisierer I4C-20A synchronisiert, wenn die Wiederholungsfrequenz der zu untersuchenden Signale 300 MHz übersteigt. Das Signal wird über einen abgestimmten Abzweiger an den Synchronisierungseingang verzweigt. Es wird ein Bild der zu untersuchenden Schwingung auf dem Bildschirm angezeigt.
Die folgenden Parameter können gemessen werden: Impulsdauer, Wiederholungsdauer, Impulsfront- und -abschwungdauer, Impulsamplitude, Auswurfamplitude usw. Die Abnahme der Amplitude durch den Splitter ist zu berücksichtigen. Bei der Untersuchung von Signalquellen mit hoher Tastbarkeit, die keine vorangegangenen Impulse haben, ist es notwendig, die im Gerät verlegte Verzögerungsleitung in den Signalweg einzuschließen, um die Signalform detailliert zu untersuchen. Das Anschlussschema hat die Form, die im Handbuch in russischer Sprache dargestellt ist. Beachten Sie jedoch, dass die eigene Anstiegszeit des Oszilloskops bei Vorhandensein einer Verzögerungsleitung zunimmt. Dies ist besonders wichtig, wenn das Gerät einen "breiten" Streifen verwendet. Daher ist es notwendig, den Adapterkabel-Korrektor in den Signalweg einzuschalten. Der Ort der Inklusion hat keine besondere Bedeutung. Sie können es entweder vor oder nach der Verzögerungsleitung einschalten. Der Übertragungsfaktor der Amplitudenübertragungslinie wird bei Verwendung eines Korrektors um das 2-fache reduziert.
Das Studium der synchron verbundenen Schwingungen. Wenn es synchron verbundene Schwingungen gibt, ist es möglich, die Parameter jeder Schwingung und das Verhältnis zwischen ihnen zu untersuchen. Ein beispielhafter Anschlussplan für den Fall einer schlechten Tastverhältnis ist in den Abbildungen in der Anleitung gezeigt. Das Oszilloskop befindet sich im Zweikanalbetrieb. Die erste und die zweite Quelle werden gleichzeitig auf dem Bildschirm angezeigt. Wenn die Quelle II der zu untersuchenden Signale ein Trenngerät vom Typ der skalierten Dekade ist, muss das Oszilloskop vom Ausgang der Dekade aus synchronisiert werden, um zusätzlich zu den oben genannten Parametern jeder Schwingung die Zeitverhältnisse zwischen den Signalen zu messen (Phasenverschiebung, Verzögerung usw.). Wenn der 12PS-1-Block in den Funktionsmodus versetzt wird, werden auf dem Oszilloskopbildschirm Lissajous-Figuren beobachtet, die das Verhältnis zwischen den Frequenzen der zu untersuchenden Schwingungen messen können, und mit einem genauen Phasenregler wird die Phasenverschiebung zwischen Schwingungen im Frequenzbereich bis 300 MHz oder mit dem Mikrowellen-Synchronisierer YA4C-20A bis 1-1,5 GGp gemessen.
Das Oszilloskop kann bei der Auswahl von schnell wirkenden ladungsakkumulativen Dioden (DNZ) nach den Hauptparametern verwendet werden. Das Anschlussschema finden Sie in den Abbildungen in der Bedienungsanleitung. Die Schaltung verwendet einen Impulsgenerator mit Nanosekundenlänge (z. B. G5-P oder G5-43 usw.), eine Formationsvorrichtung auf der Testdiode, eine Gleichstromquelle, einen Dämpfungsglied. Der Bildschirm des Oszilloskops zeigt ein Bild des transienten Prozesses in der Diode, nachdem er vom offenen in den geschlossenen Zustand umgeschaltet wurde. Die erste Phase der Wiederherstellung des Rückwiderstands ist deutlich sichtbar die Resorption der angesammelten Ladung und die zweite Phase des plötzlichen Stromabfalls sind deutlich sichtbar.
Anschlussplan der Zeitmessung. Auf dem Bildschirm des Oszilloskops können Sie messen: die Dauer der ersten Phase bei unterschiedlichen Werten des Gleichstroms durch die Diode und den verschiedenen Amplituden des Sperrpulses, die Dauer des Stromabfalls auf verschiedenen Ebenen in verschiedenen Modi. Es kann mit einem minimalen Parameterwert ausgewählt werden, wenn der Wert mindestens 0,2-0,3 ms beträgt. In diesem Fall kann der absolute Messfehler der Stromabfalldauer zwar einen signifikanten Wert erreichen, aber die relative Änderung der Stromabfalldauer bei verschiedenen Dioden ist auf dem Bildschirm des Oszilloskops bemerkbar. Mit dem Gerät können Sie auch den Grad der Impulsschwächung bei der Bildung, die Größe des "Podests" (der Regale) und andere Parameter bestimmen.
Eine Anweisung zum Hervorheben eines Signals aus dem Rauschen. Ein Stroboskop-Oszilloskop im Akkumulationsmodus kann effektiv verwendet werden, um ein Signal von additiven, normal verteilten Geräuschen zu isolieren. Es ist bekannt, dass bei einem vielfachen Auslesen dieses Signalpunkts in Rauschen und bei der anschließenden Mittelung der Zählungen ein Signal / Rausch-Gewinn um ein Vielfaches erzielt wird. Wenn beispielsweise jeder Signalpunkt 1000 Mal gelesen wird, ist es leicht, eine Reduzierung des Bildschirmrauschpegels im Vergleich zum Eingangsrauschen um das 33-fache zu erreichen. Das Anschlussschema ist in diesem Fall in der Abbildung in der Anleitung dargestellt. Von einem speziellen Startgenerator wird das zu untersuchende Gerät eingeschaltet und das Stroboskop-Oszilloskop wird synchronisiert. Am Ausgang des Geräts wirkt ein Signal, das in Geräuschen verborgen ist. Der Scanner befindet sich im Aufnahmemodus oder im manuellen Scanmodus während der Konfiguration. Das Gerät ist im Zweikanalbetrieb. Das analoge Signal des Hauptkanals, das von den Ausgangsbuchsen für den Anschluss des Recorder über die RC-Schaltung entfernt wird, wird an den Eingang des Hilfskanals angeschlossen.
Anschlussplan für die Studie. Sie können das Rauschsignal (I Kanal) und das rauschfreie Signal (II Kanal) gleichzeitig auf dem Bildschirm beobachten. Um das Studium zu erleichtern, ist es ratsam, einen Recorder an den Analogausgang des Kanals II anzuschließen. Wenn die Bewegung des Strahls eine Minute über den Bildschirm dauert, sollte die Zeitkonstante des Integrationskreises in der Größenordnung von 0,1 s liegen.
Anleitung zur Untersuchung der Homogenität von Pfaden. Die Verwendung des Geräts zur Untersuchung der Einheitlichkeit der Mikrowelle ist besonders effektiv, wenn eine Zeitlupe verwendet wird. Auf dem Bildschirm des Oszilloskops können Sie gleichzeitig ein Bild der Verteilung der Heterogenität als Ganzes und der Verteilung und Größe an einzelnen Abschnitten des Weges beobachten. Bei der Berechnung der Entfernungen-zur Reflexionsstelle ist zu beachten, dass die Position des Reflexionsimpulses auf der Zeitachse dem doppelten Durchlauf des Impulses entlang der Übertragungsleitung entspricht.
Ein beispielhaftes Anschlussschema ist in der Anleitung auf Russisch angegeben. Zum Starten des Sondierungsimpulsgenerators wird der Synchronisierungsimpulsausgang des Geräts verwendet. Das Vorhandensein eines durchgehenden Eingangsgeräts ist in dieser Anwendung besonders nützlich, da es eine 2-fache Erhöhung der Empfindlichkeit ermöglicht. Der I2PC-I-Scanner befindet sich im Schwingungsmodus oder im Startmodus eines beliebigen Generators. In einer nach dem Schema montierten Anlage kann der Abstand zu jeder nicht gleichförmigen Einheit gemessen werden. Indem Sie den Oszilloskopmodus so umschalten, dass Sie den gewünschten Bereich in vergrößerter Zeit betrachten können, können Sie alle Impulsparameter der entsprechenden Reflexion aus der gegebenen Heterogenität messen (Dauer, Front, Abschwung, Amplitude) und daher die Art und Größe der Heterogenität bestimmen. Da die eigene Einstellzeit des 12PS-1-Umrichters 0,5 ms beträgt, ist es ratsam, Impulse von etwa 0,2 ms oder Spannungsabfälle mit entsprechender Dauer zum Beispiel einen I4-C-2C-Differenzgenerator zu verwenden, um die Wege zu untersuchen. In diesem Fall ist es möglich, dass zwei benachbarte Inhomogenitäten (gleicher Größe) in der Größenordnung von 0,2-0,3 nicht in einem Trakt mit geringer Dispersion vorübergehend gelöst werden (3-6 cm im Trakt mit Luftfüllung). Die Größe der fixierten Reflexion kann zehn Millivolt betragen, was einem Reflexionsfaktor in der Größenordnung von 0,01-0,05 entspricht.