使用R&S?RTC1000示波器測定電流和電壓特性
通過分析電流和電壓特性,可以快速識別出現故障的部件。為此,可使用操作方便的部件測試儀功能。它可快速測試電容器、電阻器、晶體管、半導體閘流管、電感器、穩(wěn)壓二極管、其他二極管及包含此類部件的電路,如整流器等。但是,部件測試儀功能在某些情況下并不可用。
測試與測量解決方案
R&S?RTC1000示波器內置部件測試儀。它包括一個信號發(fā)生器,可為被測設備施加一個自定義幅度(最大 9 V)和有限電流(最大 10 mA)的 50 Hz或 200 Hz正弦波信號。在此模式下,示波器使用模數轉換器對受到部件影響的信號進行數字化處理,并將其以電流與電壓對比的形式進行顯示。
工作原理
以線性無源部件為例,簡單說明工作原理。圖 1顯示連接至部件測試儀的 2.1 kΩ電阻器的電流和電壓特性曲線。該部件的線性特性清晰可見。電流隨電壓上升而呈線性增長。例如,電壓為 4 V 時,電流約為 2 mA。根據歐姆定律,電阻值約為 2 kΩ。
可以使用第二個電阻器來檢查真實電阻的電流和電壓之間的線性關系。圖 2 顯示了另一個連接至部件測試儀的部件的電流和電壓特性曲線。該曲線的斜率更大,表明與 2.1 kΩ的電阻器相比,電壓相同時此部件中流經的電流更大。根據歐姆定律,第二個部件的電阻更低。電壓為 0.9 V時,電流約為 8 mA。電阻值約為 110 Ω。R&S?RTC1000 示波器的部件測試儀還可以顯示電容器等非線性無源部件的特性。圖 3 顯示連接至測試儀的 0.1 μF電容器,并以 50 Hz信號進行初始激勵。生成的橢圓型曲線清楚顯示非線性特性。
激勵頻率可以更改為 200 Hz,簡單說明電流和電壓特性的頻率相關性。電容器電抗可以通過以下公式進行計算:
這表示當電容恒定時,電抗會隨著頻率上升而下降。圖 4 曲線表示使用 200 Hz 信號激勵 0.1 μF電容器的結果。該橢圓形曲線明顯更小,與用于計算電容器電抗的公式相對應。
部件測試儀還可以顯示二極管等有源部件的準靜態(tài)特性。在靜態(tài)條件下,電壓約為 0.4 V 時,硅二極管開始向前傳導電流。圖 5 顯示了此典型特性。電壓約為 0.5 V 時,電流出現快速上升。
R&S?RTC1000 的部件測試儀還可以輕松顯示和分析穩(wěn)壓二極管等復雜部件的電流和電壓特性(見圖 6)。
圖 1:2.1 kΩ電阻器的電流和電壓特性。
圖 2:110 Ω電阻器的電流和電壓特性。
圖 3:0.1 μF電容器在 50 Hz激勵信號條件下的電流和電壓特性。
圖 4:圖 3 中相同 0.1 μF電容器在 200 Hz激勵信號條件下的電流和電壓特性。
圖 5:硅二極管的電流和電壓特性。
圖 6:擊穿電壓約為 5 V的穩(wěn)壓二極管的特性。
總結
部件測試儀可幫助開發(fā)人員或學生等不同用戶更加輕松地分析有源和無源部件的信號特性。開發(fā)人員可以快速檢查部件功能,而學生則可以在實踐中應用并驗證理論知識。
R&S?RTC1000示波器內置部件測試儀,是適用于開發(fā)和教育的通用儀器。該儀器具備八個功能全面的數字輸入、最多支持五種串行總線類型的可選觸發(fā)和解碼器功能、豐富的測量功能以及高性能 FFT 功能。
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