Witam
Proszę o pomoc w opracowaniu układu do wyznaczania charakterystyk napięcia od prądu, diod tunelowych.
Schemat dotychczasowego układu pokazany jest na rysunku. Prąd diody mierzony jest przez V2 (oczywiście dzięki prawu Ohma), natomiast V1 mierzy napięcie na diodzie. Problem z tym układem jest taki, że charakterystyka wygląda tak jak na zamieszczonym rysunku. Jej wadą jest brak ciągłości w zaznaczonym obszarze. Czy macie jakieś pomysły jak to naprawić ? Może na pracowniach / laboratoriach mieliście układy, które eliminowały to zjawisko. Za wszelkie uwagi, pomysły z góry dzięki.
Dioda tunelowa
-
przemeksag
- Użytkownik
- Posty: 191
- Rejestracja: 06 mar 2008, 14:09
- Lokalizacja: owni
- Kontakt:
Dioda tunelowa
- Załączniki
-
- sch.png (4.9 KiB) Przejrzano 6325 razy
-
- ch1.png (6.34 KiB) Przejrzano 6325 razy
Mi ten przeskok wygląda na zmianę parametrów układu pomiarowego,
ruszyłeś kabelkiem w jakimś złączu albo przełączyłeś zakres jednego z mierników co zmieniło jego Rw.
Jak ja mierzę układy wymagające precyzji, zawsze przy zmianie zakresu odkreślam serię pomiarów i piszę dla jakich warunków został dokonany pomiar.
Btw, prąd rzędu 3A przy diodach tunelowych? Jakoś nie wydaje mi się to zbyt realne.
ruszyłeś kabelkiem w jakimś złączu albo przełączyłeś zakres jednego z mierników co zmieniło jego Rw.
Jak ja mierzę układy wymagające precyzji, zawsze przy zmianie zakresu odkreślam serię pomiarów i piszę dla jakich warunków został dokonany pomiar.
Btw, prąd rzędu 3A przy diodach tunelowych? Jakoś nie wydaje mi się to zbyt realne.
Czy rezystancja wewnętrzna woltomierza wpływa tak radykalnie na pomiar? Wiem, że teraz cyfrowe nie mają tak dużej rezystancji wewnętrznej jak analogowe, ale że tak mocno to wpływa? Chyba bardziej jest to znaczące przy amperomierzu. Nigdy nie robiłem żadnego porównania. Ciekawa kwestia. 
Może mu się zakresy pomieszały i stąd te przesunięcie? Bo ogólnie charakterystyka wygląda dobrze. Widać, że "punkt doliny" jest osiągnięty. A przynajmniej zakres napięcia się zgadza.
Przyglądałem się tej charakterystyce i nie zwróciłem uwagi na oś natężenia.Ertew pisze:Btw, prąd rzędu 3A przy diodach tunelowych? Jakoś nie wydaje mi się to zbyt realne.
Może mu się zakresy pomieszały i stąd te przesunięcie? Bo ogólnie charakterystyka wygląda dobrze. Widać, że "punkt doliny" jest osiągnięty. A przynajmniej zakres napięcia się zgadza.
Woltomierze analogowe mechaniczne mają małą rezystancję wewnętrzną, max 100k omów na V zakresu pomiarowego, typowo koło 10kom/V
Woltomierze cyfrowe mają obecnie rezystancję wewnętrzną ponad 1M om na zakresach do 10V co jest kolosalnym skokiem w stosunku do analogowych. Dla wyższych zakresów różnice się zmniejszają ale dalej cyfrowe wygrywają.
Woltomierzy analogowych z elektroniką (takiego użyłem do testu poniżej) nie dopisuj do zestawienia. Są to konstrukcje o parametrach mierników cyfrowych z zaletami analogowych, ale nie mają tej rozdzielczości i dokładności co cyfrowe, więc obecnie już się ich nie produkuje, próżno szukać ich w sklepach.
A propo amperomierzy, przy prądach powyżej 1A DC najlepsza metoda na unikanie spadków napięć to włączenie w układ kawałka drutu i mierzenie spadku napięcia na nim. Jeśli liczysz spadki napięć na przewodach pomiarowych, to różnica między amperomierzem analogowym a cyfrowym jest pomijalna.
Nie pojmuję zadany pomiaru w tym układzie, ale oba mierniki to woltomierze i przypuszczam że powinny być one cyfrowe ze względu na większą rezystancję wewnętrzna.
Napięcie 0,4V pasowało by do punktu przełączenia zakresów multimetrów z automatyczną zmianą zakresów. Jeśli do tego prąd diody był w uA a dzielnik rezystancyjny miał wartości rzędu M omów to nawet niewielka zmiana prądu obciążenia miernika może znacząco zmienić warunki pomiaru.
Mój MY68 na zakresach wszystkich poza 400.0mV ma rezystancję ponad około 9M - 10M omów i nie podłączony zachowuje się całkiem elegancko pokazując '0000'.
Dla odmiany, na zakresie 400.0mV miernik ma tak dużą rezystancję (instrukcja podpowiada >100M om), że potrafi zbierać śmieci z otoczenia i pokazać 200mV po potarciu kabli pomiarowych ręką.
Właśnie przeprowadziłem szybki test, V640 jako omomierz (zakres pomiarowy x10M) vs MY68 jako badany woltomierz.
Na zakresie 400.0mV wskazówka ucieka na koniec skali, mijając 1G om i zatrzymując się w okolicy 5G omów.
Na pozostałych zakresach MY68 ma te regulaminowe 9M omów.
Pomiar może nie być dokładny z powodu przekroczenia zakresu pomiarowego w MY68 oraz z powodu błędu kalibracji zera w V640 (formalnie trzeba go włączyć, wypić poranną kawę, dopiero po godzinie nagrzewania można skalibrować uciekające zero i zacząć pomiary).
Niemniej różnica o ponad dwie dekady może wpłynąć na wyniki pomiarów i jest to świetny punkt wyjścia do pisania wniosków.
Woltomierze cyfrowe mają obecnie rezystancję wewnętrzną ponad 1M om na zakresach do 10V co jest kolosalnym skokiem w stosunku do analogowych. Dla wyższych zakresów różnice się zmniejszają ale dalej cyfrowe wygrywają.
Woltomierzy analogowych z elektroniką (takiego użyłem do testu poniżej) nie dopisuj do zestawienia. Są to konstrukcje o parametrach mierników cyfrowych z zaletami analogowych, ale nie mają tej rozdzielczości i dokładności co cyfrowe, więc obecnie już się ich nie produkuje, próżno szukać ich w sklepach.
A propo amperomierzy, przy prądach powyżej 1A DC najlepsza metoda na unikanie spadków napięć to włączenie w układ kawałka drutu i mierzenie spadku napięcia na nim. Jeśli liczysz spadki napięć na przewodach pomiarowych, to różnica między amperomierzem analogowym a cyfrowym jest pomijalna.
Nie pojmuję zadany pomiaru w tym układzie, ale oba mierniki to woltomierze i przypuszczam że powinny być one cyfrowe ze względu na większą rezystancję wewnętrzna.
Napięcie 0,4V pasowało by do punktu przełączenia zakresów multimetrów z automatyczną zmianą zakresów. Jeśli do tego prąd diody był w uA a dzielnik rezystancyjny miał wartości rzędu M omów to nawet niewielka zmiana prądu obciążenia miernika może znacząco zmienić warunki pomiaru.
Mój MY68 na zakresach wszystkich poza 400.0mV ma rezystancję ponad około 9M - 10M omów i nie podłączony zachowuje się całkiem elegancko pokazując '0000'.
Dla odmiany, na zakresie 400.0mV miernik ma tak dużą rezystancję (instrukcja podpowiada >100M om), że potrafi zbierać śmieci z otoczenia i pokazać 200mV po potarciu kabli pomiarowych ręką.
Właśnie przeprowadziłem szybki test, V640 jako omomierz (zakres pomiarowy x10M) vs MY68 jako badany woltomierz.
Na zakresie 400.0mV wskazówka ucieka na koniec skali, mijając 1G om i zatrzymując się w okolicy 5G omów.
Na pozostałych zakresach MY68 ma te regulaminowe 9M omów.
Pomiar może nie być dokładny z powodu przekroczenia zakresu pomiarowego w MY68 oraz z powodu błędu kalibracji zera w V640 (formalnie trzeba go włączyć, wypić poranną kawę, dopiero po godzinie nagrzewania można skalibrować uciekające zero i zacząć pomiary).
Niemniej różnica o ponad dwie dekady może wpłynąć na wyniki pomiarów i jest to świetny punkt wyjścia do pisania wniosków.
A właśnie, że ostatnio widziałem taki "cyfrowo-analogowy" miernik w witrynie sklepu elektronicznego.Ertew pisze:ą to konstrukcje o parametrach mierników cyfrowych z zaletami analogowych, ale nie mają tej rozdzielczości i dokładności co cyfrowe, więc obecnie już się ich nie produkuje, próżno szukać ich w sklepach.
Oprócz wskaźnika wychyłowego zamiast LCD wyglądał tak samo jak cyfrowy odpowiednik. No może być może był to analogowy, nie widzę go na stronie sklepu. Cena chyba coś ok. 50zł.Możesz rozwinąć tę kwestię? Bo czytam i nie mogę zrozumieć. Jak możemy uniknąć spadków napięć na amperomierzu włączając jeszcze w układ kawałek drutu i mierząc na nim spadek napięcia? Czy może chodzi Tobie coś w rodzaju bocznika/posobnika?Ertew pisze:A propo amperomierzy, przy prądach powyżej 1A DC najlepsza metoda na unikanie spadków napięć to włączenie w układ kawałka drutu i mierzenie spadku napięcia na nim.
Ertew pisze:Dla odmiany, na zakresie 400.0mV miernik ma tak dużą rezystancję (instrukcja podpowiada >100M om), że potrafi zbierać śmieci z otoczenia i pokazać 200mV po potarciu kabli pomiarowych ręką.
Tutaj ma chyba też znaczenie jakoś przewodów. Ja mam MY-64. Chyba prawie ten sam, ale bez automatycznego przejścia zakresu i jest różnica czy mam podłączone na szybko sklecione przewody z krokodylkami, czy erzac oryginalnych. Wynik potrafi pływać do kilku mV.
Szkoda, że mi gdzieś instrukcja zaginęła, chociaż nie pamiętam żeby tam był podany zakres impedancji wejściowej na każdy zakres.
Nie wiedziałem, że na tych zakresach o kilka rzędów wielkości zmienia się ta rezystancja. To faktycznie, przy bardzo dokładnych pomiarach, wpływa znacznie na wynik uzyskany. Jednakże do takich pomiarów używa się sprzęt klasy laboratoryjnego, a nie technicznego.
Chyba przy diodach tunelowych trzeba też wziąć czynnik zakresu częstotliwości na jakim robi się pomiar, bo multimetr ma przecież swoje określone pasmo.
Może pokusisz się jeszcze zrobić kilka testów dla funkcji amperomierza?
-
przemeksag
- Użytkownik
- Posty: 191
- Rejestracja: 06 mar 2008, 14:09
- Lokalizacja: owni
- Kontakt:
Witam
Chciałbym dodać kilka uwag o których zapomniałem.
Pomiary robione były miernikiem Keithley modelu nie pamiętam ale "wyglądał" na w pełni cyfrowy, nazwy drugiego miernika nie potrafię sobie w ogóle przypomnieć ale zalatywał czymś zdziełane we ZSRR (lampy nixe itp.).
Co do samego skoku w charakterystyce (zaznaczonego w czerwonej ramce) to wychodzi on każdemu. Prowadzący mówił, że związane jest to z wadą układu pomiarowego. Właściwie z cechą charakterystyczną samej diody tunelowej która potrzebuje odpowiedniego napięcia aby się przełączyć. Skutkiem tego jest właśnie ta nieciągłość.
Zgadzam się z tym, że punkty charakterystyczne (min i max) są widoczne ale jakoś to tak nieładnie wygląda. Dlatego pytam się czy ktoś może ma pomysł na układ pomiarowy, który wyeliminował by ten efekt.
Ja znalazłem tylko coś takiego z książki Chmielewski-Diody_tunelowe (są tam inne schematy ale do pomiaru z użyciem oscyloskopu w trybie X-Y).
Chciałbym dodać kilka uwag o których zapomniałem.
Pomiary robione były miernikiem Keithley modelu nie pamiętam ale "wyglądał" na w pełni cyfrowy
, nazwy drugiego miernika nie potrafię sobie w ogóle przypomnieć ale zalatywał czymś zdziełane we ZSRR (lampy nixe itp.).Co do samego skoku w charakterystyce (zaznaczonego w czerwonej ramce) to wychodzi on każdemu. Prowadzący mówił, że związane jest to z wadą układu pomiarowego. Właściwie z cechą charakterystyczną samej diody tunelowej która potrzebuje odpowiedniego napięcia aby się przełączyć. Skutkiem tego jest właśnie ta nieciągłość.
Zgadzam się z tym, że punkty charakterystyczne (min i max) są widoczne ale jakoś to tak nieładnie wygląda. Dlatego pytam się czy ktoś może ma pomysł na układ pomiarowy, który wyeliminował by ten efekt.
Ja znalazłem tylko coś takiego z książki Chmielewski-Diody_tunelowe (są tam inne schematy ale do pomiaru z użyciem oscyloskopu w trybie X-Y).
- Załączniki
-
Niestety, z diodami tunelowym nie miałem styczności na laborkach. Były tylko zenerki, germanowe i zwykłe.
Charakterystyki diód tunelowych znam tylko z przykładowych wykresów, myślałem że górka i spadek za nią to właściwa część wykresu, a czerwony przeskok to wypadek przy pomiarach.
Co do użytych mierników, to nie mam punktu zaczepienia, po opisie nie da się dojść jakie mają zakresy pomiarowe i Rw. Wnioskuję jedynie że są to przyrządy z ręczną zmianą zakresów i raczej zmiana zakresu była by odnotowana.
Charakterystyki diód tunelowych znam tylko z przykładowych wykresów, myślałem że górka i spadek za nią to właściwa część wykresu, a czerwony przeskok to wypadek przy pomiarach.
Co do użytych mierników, to nie mam punktu zaczepienia, po opisie nie da się dojść jakie mają zakresy pomiarowe i Rw. Wnioskuję jedynie że są to przyrządy z ręczną zmianą zakresów i raczej zmiana zakresu była by odnotowana.
