Détermination des caractéristiques tension / courant avec un oscilloscope

Votre tâche

Les composants défectueux peuvent être rapidement identifiés en analysant leurs caractéristiques tension / courant. Un testeur de composants est particulièrement utile pour cette tâche. Il facilite et accélère le test des condensateurs, des résistances, des transistors, des thyristors, des inductances, des diodes Zener, des diodes en général et des circuits constitués de ces composants tels que des correcteurs. Cependant, il est courant dans de nombreux cas qu'aucun testeur de composants ne soit disponible immédiatement.

Solution T&M

La Les oscilloscopes R&S^®RTC1000fournissent un testeur de composants intégré. Il se compose d'un générateur de signaux qui applique un signal à onde sinusoïdale à 50 Hzou 200 Hzavec une amplitude définie (max. 9 V)et un courant limité (max. 10 mA)au DUT. Dans ce mode, les oscilloscopes utilisent le convertisseur analogique / numérique (CAN) afin de numériser les signaux influencés par le composant, puis les afficher sous forme d'un signal de rapport entre la tension et le courant.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement peut être illustré simplement, en utilisant par exemple un composant passif linéaire. La Fig. 1indique la caractéristique I/V d'une résistance 2,1 kΩconnectée au testeur de composants. Le comportement linéaire du composant est clairement identifiable. Le courant croît linéairement avec l'augmentation de la tension. Par exemple, le courant est approximativement de 2 mA à une tension de 4 V.Selon la Loi d'Ohm, la valeur de résistance est approximativement de 2 kΩ.

La relation linéaire entre le courant et la tension pour une résistance réelle peut être vérifiée en utilisant une seconde résistance. La Fig. 2 indique la caractéristique I/V d'un autre composant connecté au testeur de composants. La pente plus raide de la caractéristique signifie que plus de courant circule à la même tension qu'avec la résistance 2,1 kΩ. Selon la Loi d'Ohm, la résistance du second composant est inférieure. Le courant à 0,9 Vest approximativement de 8 mA.Le résultat est une valeur de résistance d'approximativement 110 Ω.Le testeur de composants des oscilloscopes R&S®RTC1000 peut également afficher les caractéristiques de composants passifs non linéaires, tels que des capacités. La Fig. 3 indique une capacité de 0,1 μFconnectée au testeur et initialement stimulée par un signal 50 Hz. La caractéristique non linéaire peut facilement être identifiée grâce à la forme elliptique de la courbe résultante.

La dépendance en fréquence de la caractéristique I/V peut être illustrée en changeant simplement la fréquence du stimulus à 200 Hz.La réactance de la capacité peut être calculée en utilisant la formule suivante :

Cela signifie qu'avec une capacité constante, la réactance chute avec l'augmentation de la fréquence. La courbe sur la Fig. 4 indique le résultat de la stimulation de la capacité 0,1 μFavec un signal 200 Hz. La forme elliptique distinctement plus étroite correspond à la formule relative au calcul de la réactance du condensateur.

Le testeur de composants peut aussi être utilisé pour afficher les caractéristiques quasi-statiques de composants actifs, tels que les diodes. Sous des conditions statiques, une simple diode silicone commence à conduire le courant dans la direction passante à une tension d'environ 0,4 V.La Fig. 5 indique ce comportement typique. Le courant augmente très rapidement au-dessus d'une tension d'approximativement 0,5 V.

Les caractéristiques courant / tension de composants complexes, telles que les diode Zener, peuvent aussi être affichées et analysées aisément avec le testeur de composants du R&S®RTC1000 (voir Fig. 6).

Fig. 1 : Caractéristique I/V d'une résistance 2,1 kΩ.

Fig. 2 : Caractéristique I/V d'une résistance 110 Ω.

Fig. 3 : Caractéristique I/V d'une capacité 0,1 μFà un signal de stimulus 50 Hz.

Fig. 4 : Caractéristique I/V de la même capacité 0,1 μFque la Fig. 3, mais à un signal de stimulus 200 Hz.

Fig. 5 : Caractéristique I/V d'une diode au silicium.

Fig. 6 : Caractéristique d'une diode Zener avec une tension de coupure d'approx. 5 V.

Conclusion

Les testeurs de composants facilitent l'analyse des caractéristiques relatives aux signaux des composants actifs et passifs, notamment pour les utilisateurs tels que les développeurs ou les étudiants. Les développeurs peuvent vérifier rapidement la fonction d'un composant, tandis que les étudiants peuvent mettre en pratique et vérifier leurs connaissances théoriques.

Avec leur testeur de composants intégré, les oscilloscopes R&S^®RTC1000sont déployables de manière universelle au sein d'environnements de développement et d'enseignement. Ils proposent huit entrées numériques, des fonctions optionnelles de déclenchement et de décodage relatives à cinq types de bus série, des fonctions de mesure étendues et une fonction FFT haute performance.