Poloautomatický tester zosilnenia tranzistorov. (Nápad a možná realizácia)

Adam Varga

Nový člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
26
Reakčné skóre
45
Bodov
13
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Som držiteľom vyhlášky (§)
Amatér bez elektrotechnického vzdelania
Už pár dní som rozmýšľal nad nejakým jednoduchým a lacným spôsobom párovania tranzistorov. Klasicky pre audio zosilňovače ich párujeme na hfe (DC zosilnenie). Párovanie výkonových tranzistorov pre zosilňovače nielen že umožní odstrániť balancovacie rezistory na výkonovom stupni ale aj znížiť skreslenie na veľmi pekné čísla.

Keď má človek za regále tranzistorov môže ich porovnávať medzi sebou nulomerom. Nastaviť konštantný bázový prúd a sledovať kolektorový prúd na oboch tranzistoroch nulomerom. Ak nedôjde k vychýleniu nulomeru máme perfektný pár tranzistorov.

Toto meranie nám samozrejme žiadne bližšie informácie neposkytne o tranzistore ako napríklad zosilnenie tranzistorov. Pokiaľ už tento obvod máme tak už si vieme jednoducho vypočítať aj ich zosilnenie vydelením kolektorového prúdu s bázovým. Samozrejme toto pridá
ďalšie kroky do merania teda budeme zasa musieť premiestniť meracie šnúry a potom počítať. Napriek jednoduchosti princípu je to veľa roboty.

Rozmýšľal som nad trocha sofistikovanejšou metódou merania čo bi aj uľahčilo celkovo robotu užívateľa tím že nemusel by odčítať dve hodnoty a medzi sebou deliť. Taktiež parameter Uce je dôležité udržať taký aký potrebujeme.
Zariadenie by bolo schopné vypočítať zosilnenie tranzistora a dostali by sme ju ako nejakú úroveň napätia.
Odčítanie by bolo jednoduché: Analógový meráčik s rozsahom 30V. 1V by reprezentoval zosilnenie 10x (toto by šlo upraviť bočníkmi v bázovom obvode až tak aby sme mali rozsah 1x na 1V alebo 100x na 1V).

Čiže ak by sme mali tranzistor so zosilnením 50 tak na V metri by sme videli vychýlenie 5V.

Ak chceme zistiť trocha detailnejšie vlastnosti tranzistora, tak musíme vedieť nastaviť plynule dva ďalšie parametre a to sú Uce a Ice.
Tím by sme vedeli zistiť zosilnenie tranzistora v ľubovolnom pracovnom bode.

Celé zariadenie by malo dva potenciometre na nastavenie Ice a Uce a tri panelové meracie prístroje. Prvý by zobrazoval Uce, druhý Ice a tretí zosilnenie. Takýto prístroj by bol veľmi jednoduchý pre užívateľa. Keďže merák je poloautomatický tak sa o bázový prúd nemusíme starať, nastaví si ho sám tak aby kolektorový prúd bol taký aký sme si zvolili nezávisiac od tranzistora a jeho zosilnenia

Tento môj obkec vyzerá celkom jednoducho a prvá polovica tohoto prístroja aj je jednoduchá.

Musíte sa zaregistrovať, aby ste mohli vidieť obrázky

Tento obvod automaticky nastaví bázový prúd tak aby kolektorový prúd bol konštantný nezávisle od tranzistora. Bázový prúd je potom meraný diferenciálnym zosilňovačom. Napätie Uce je stabilne regulované operačným zosilňovačom. Kolektorový prúd je následne meraný tiež diferenciálnym zosilňovačom a výsledok je použitý ako výstup a aj na nastavenie konštantného kolektorového prúdu. (toto je pre NPN tranzistory samozrejme s trochou kreativity sa tento obvod dá upraviť aj pre PNP tranzistory)

Tento poloautomatický systém je celkom jednoduché zostrojiť so základnou vedomosťou okolo operačných zosilňovačoch.

problém je delenie..Máme dva spôsoby ako vyriešiť tento problém a to je analógový spôsob alebo digitálny.

Ak by sme sa rozhodli pre digitál tak použijeme dva ADC prevodníky a tieto digitálne hodnoty medzi sebou vydelíme trebarz aj s arduinom. Zosilnenie teda môžeme potom buď zasa DAC prevodníkom arduina previesť na napäťovú hladinu a to meriame voltmetrom alebo použijeme číslicový výstup.

Ten analógový spôsob by bol ten ktorým by som sa chcel vydať. Áno je možné deliť analógové hodnoty pomocou operačných zosilňovačov ale je to trocha komplikovanejšie.

Obidva vstupy musia prejsť cez logaritmické zosilňovače, následne výstupy log. zosilňovačov sú zapojené na vstup diferenciálneho zosilňovača a nakoniec je výstup diferenciálneho zosilňovača pripojený na vstup anti logaritmického zosilňovača a na jeho výstupe by mal byť výsledok už ako hladina napätia.

Táto metóda je nielen že komplikovanejšia na zostrojenie ale aj citlivejšia na odchýlky v elektrických parametroch použitých súčiastok.

Okrem toho nieje to najjednoduchšia vec na svete keďže operačné zosilňovače sú lineárne zariadenia. súčet a rozdiel sú lineárne funkcie ale súčin a podiel nie a preto je to náročnejšie s operačnými zosilňovačmi, ale mal by to byť spoľahlivejší spôsob (blbovzdorný takmer nezničitelný).

Jednoduchší spôsob je použiť jeden s tých "special purpose amplifiers" od výrobcov Analog Diveces alebo Renesas Electronics. Ich nevýhoda je ich cena, ale vylúčia všetky možné chyby vo vlastnostiach súčiastok.

(V ďalšom príspevku na túto tému sa budem zaoberať delením dvoch napäťových hladín pomocou operačných zosilňovačov alebo menšie problematiky pri navrhovaní,,)
 

Marian

Nový člen
Registrovaný člen
Člen od
27 Jan 2020
Príspevkov
4
Reakčné skóre
0
Bodov
1
Som držiteľom vyhlášky (§)
§21 Elektrotechnik
Jednoduché, ako hrom.
 

Adam Varga

Nový člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
26
Reakčné skóre
45
Bodov
13
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Som držiteľom vyhlášky (§)
Amatér bez elektrotechnického vzdelania
dúfal som že dostanem odpoveď tipu "zložité pre teba" (ako pre mňa) :D. Každopádne riešenie sa našlo, čaká to v poradí ako keď človiečik čaká na polícií keď niečo chce s autom.
 

StefanNz

Nový člen
Registrovaný člen
Člen od
10 Mar 2020
Príspevkov
3
Reakčné skóre
2
Bodov
3
Som držiteľom vyhlášky (§)
Amatér bez elektrotechnického vzdelania
... Každopádne riešenie sa našlo, čaká to v poradí ako keď človiečik čaká na polícií keď niečo chce s autom.
Len aby si nesedel na tej policajtskej strane okienka. Tam majú dosť času ...
Aspoň na breadborde by sa to dalo vyskúšať ...
 

Adam Varga

Nový člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
26
Reakčné skóre
45
Bodov
13
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Som držiteľom vyhlášky (§)
Amatér bez elektrotechnického vzdelania
Len aby si nesedel na tej policajtskej strane okienka. Tam majú dosť času ...
Aspoň na breadborde by sa to dalo vyskúšať ...
Skutočnosť je že som študent, včelár, strojár, pc servisant aj poľnohospodár a mnoho daľších vecí a toto všetko zvládať je celkom na hrane mojich schopností. Integráč ktorý by som potreboval stojí 10 eur (+/-) a ani študentské financie niesu najlepšie nato aby som kedykoľvek mohol niečo také kúpiť.

Rád by som tento projekt dotiahol dokonca...čo tento všetky ktoré som rozbehol na fóru- ale čas je mojim obmedzením
 

StefanNz

Nový člen
Registrovaný člen
Člen od
10 Mar 2020
Príspevkov
3
Reakčné skóre
2
Bodov
3
Som držiteľom vyhlášky (§)
Amatér bez elektrotechnického vzdelania
... toto všetko zvládať je celkom na hrane mojich schopností. Integráč ktorý by som potreboval stojí 10 eur (+/-) a ...
- na hrane schopností alebo časových možností?
- Operačný zosilňovač stačí LM324/358. Pre začiatok by to mohlo stačiť. Všetko do 1€ za kus
 

Adam Varga

Nový člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
26
Reakčné skóre
45
Bodov
13
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Som držiteľom vyhlášky (§)
Amatér bez elektrotechnického vzdelania
- na hrane schopností alebo časových možností?
- Operačný zosilňovač stačí LM324/358. Pre začiatok by to mohlo stačiť. Všetko do 1€ za kus
Asi ste nečítali celí článok. Najdrahším prvkom nieje samotná automatická a nastaviteľná časť.

Problém je v oblasti vypočítania Hfe. Delenie dvoch napäťových veličín je nie najjednoduchšia. Aj keby bola možná klasickími operačákmi bol by to problém zo strany nastavenia na tolerancie súčiastok a bla bla bla všetko som spomenul v mojom prvom úvodnom monológu.

Riešením by bol integráč AD633. Je drahý ale napriek tomu že vyzerá ako klasický operáč nieje. Klasifikovaný ako "special purpose amplifier" je to člen schopný násobenia a delenia s vylúčením problémov párovania súčiastok a iných blbostí. Okrem toho AD711 je k tomu ideálne riešenie na vstup.

Čo sa tíka analógovej meracej časti nemám žiadne pochybnosti že bude fungovať na 100%. Teda nastavenie konštantného napätia a kolektorového prúdu.

Nezvládam to ani časovo ani finančne
 

StefanNz

Nový člen
Registrovaný člen
Člen od
10 Mar 2020
Príspevkov
3
Reakčné skóre
2
Bodov
3
Som držiteľom vyhlášky (§)
Amatér bez elektrotechnického vzdelania
... Najdrahším prvkom nieje samotná automatická a nastaviteľná časť.... (ale AD633 )
... Problém je v oblasti vypočítania Hfe. ...
... Čo sa tíka analógovej meracej časti nemám žiadne pochybnosti že bude fungovať na 100%. Teda nastavenie konštantného napätia a kolektorového prúdu.
Moja poznámka smerovala k "analógovej meracej časti" (zobrazenej v schéme v prvom príspevku). Či to bude fungovať tak, ako to bolo predpokladané, najmä z hľadiska stability operačnej siete a presnosti výstupov.

K výpočtom h21E tranzistorov a párovaniu:
Neuvažoval si o použití mikrokontroléra (prípadne Arduina) a ADC prevodu pre snímanie Ic a Ib? Zároveň by sa dal matematicky vypočítať h21E.
Aj párovanie by sa automatizovať - odmeriaš 10 či viac tranzistorov, údaje sa uložia do pamäte a program sám vyhľadá najlepšiu dvojicu spárovaných tranzistorov. Teda netreba hľadať najlepší pár ku konkrétnemu vybranému tranzistoru, ale vybrať najlepšiu dvojicu spomedzi N tranzistorov.
A to všetko ako nadstavba k "nastavovaču pracovného bodu tranzistora".
 

Adam Varga

Nový člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
26
Reakčné skóre
45
Bodov
13
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Som držiteľom vyhlášky (§)
Amatér bez elektrotechnického vzdelania
Moja poznámka smerovala k "analógovej meracej časti" (zobrazenej v schéme v prvom príspevku). Či to bude fungovať tak, ako to bolo predpokladané, najmä z hľadiska stability operačnej siete a presnosti výstupov.

K výpočtom h21E tranzistorov a párovaniu:
Neuvažoval si o použití mikrokontroléra (prípadne Arduina) a ADC prevodu pre snímanie Ic a Ib? Zároveň by sa dal matematicky vypočítať h21E.
Aj párovanie by sa automatizovať - odmeriaš 10 či viac tranzistorov, údaje sa uložia do pamäte a program sám vyhľadá najlepšiu dvojicu spárovaných tranzistorov. Teda netreba hľadať najlepší pár ku konkrétnemu vybranému tranzistoru, ale vybrať najlepšiu dvojicu spomedzi N tranzistorov.
A to všetko ako nadstavba k "nastavovaču pracovného bodu tranzistora".
problém je delenie..Máme dva spôsoby ako vyriešiť tento problém a to je analógový spôsob alebo digitálny.
Ak by sme sa rozhodli pre digitál tak použijeme dva ADC prevodníky a tieto digitálne hodnoty medzi sebou vydelíme trebarz aj s arduinom. Zosilnenie teda môžeme potom buď zasa DAC prevodníkom arduina previesť na napäťovú hladinu a to meriame voltmetrom alebo použijeme číslicový výstup.
ako vidíte snaha bola. V texte som to spomenul a znova spomeniem: zdá sa mi že ste nečítali celý článok. Asi som sa nevyjadril dosť jasne že moje schopnosti v programovaní sú tak viacmenej na nule akurát sa vyznám v TTL a jednoduchých logických veciach. Ja niesom programátor. Spomenul som že bolo by to jednoduchšie a presnejšie ako analóg ale problém je že ja som analógový konštruktér a stroj na navrhovanie dosiek. Priznávam svoje nedostatky a to teda v programovaní som katastrofa.

Ak ste behali po fóre určite ste si všimli že moje projekty sa všaty zameriavajú okolo analógových zariadeniach (nesmieme zabudnúť na môj elektronkový zosilňovač..od toho viiac analóg neexistuje :D ). Viacmenej všetko sa snažím robiť takzvane "purpose built". Nieje to najlacnejšia metóda ale určite najspolahlivejšia.
 

Adam Varga

Nový člen
Registrovaný člen
Člen od
19 Jan 2020
Príspevkov
26
Reakčné skóre
45
Bodov
13
Umiestnenie
Slovensko, Nitra, Nové Zámky
Som držiteľom vyhlášky (§)
Amatér bez elektrotechnického vzdelania
a už keď sme pri digitálu bolo by možné aj zistiť krivky zosilnenia tranzistorov do grafu pretože máme jednoduchú variabilnosť pracovného bodu tranzistora. Analógový obvod je koniec koncom ovládaný skrz hladiny napätia ktoré môžu byť riadené mikrokontrolérom. Keby som ja mal tie schopnosti
 

Podporte nás

Nové príspevky

Reklamný blok

ELMA X ONE

Reklamný blok

Joostyle.com

Top