Projekt z OSP.pdf

Michał Kowalewski

28.01.2008

Łukasz Sawicki

Projekt OSP

Temat projektu:

Pomiar charakterystyki statycznej tranzystora.

Dostępne przyrządy:

Zasilacz programowany 3-wyjściowy E3631A.

Woltomierz cyfrowy E1410A.

Zadanie:

Napisać program w języku SCPI, umożliwiający pomiar

charakterystyki wyjściowej elementu badanego (tranzystora) przy

zadanych warunkach ograniczających zakres napięć, prądów i mocy.

Wykorzystać C/SICL.

Miejsce wykonywania:

Laboratorium PSP p.230 (tel. 5585).

Opiekun:

dr Antoni Leśniewski (p. 234, tel. 7410)

Charakterystyka wyjściowa tranzystora bipolarnego

w układzie ze wspólnym emiterem I C = f(U CE ) przy stałej wartości I B .

Charakterystyki mierzymy wykorzystując zasilacz programowalny (wyjścia +25V i +6V) z

funkcjami pomiaru poboru prądu(wyjście +25V) i woltomierz cyfrowy. Układ pomiarowy

przedstawiono na poniższym rysunku.

V – woltomierz cyfrowy

Z1,Z2- odp wyjścia +25 i +6 zasilacza programowalnego

–

ma x (6V / 5 A)

Z 2

ma x (25V / 1A)

Z 1

10 kΩ

Rys.1. Schemat układu pomiarowego badanego tranzystora n-p-n.

Dokumentacja programu

1.Opis działania programu

Program zaczyna od pobrania od użytkownika danych parametrów pomiaru. Odbywa się to

w trybie tekstowym poprzez podanie wartości początkowej, kroku oraz ilości pomiarów dla

napięcia kolektor-emiter i prądu baz. Od tego momentu program działa automatycznie- resetuje

urządzenia pomiarowe i zaczyna pomiary. Pomiary są wykonywane dla całego zakresu napięć

kolektor emiter dla ustalonej wartości prądu bazy. Pomiar składa się z 2 etapów – procedury

ustalania prądu bazy i uśrednianego pomiaru prądu kolektora (10 próbek).

Prąd bazy ustalany napięciem na rezystorze szeregowo umieszczonym w bazie i dlatego

potrzebna jest kontrola uzyskanego prądu bazy, wstępnie napięcie ustala się ze wzoru

U=(Ib*Rb)+Ube , gdzie Ib to zaprogramowany prąd bazy, Rb – rezystor bazy (w układzie 10k

Ohmów), Ube to napięcie baza emiter podane w danych katalogowych tranzystora(tutaj 0.9). Prąd

bazy ustalany jest z dokładnością do 0.005 mA. Przed każdą serią pomiarów prądu kolektora (przy

zmianach napięcia kolektor-emiter) dokonywana jest procedura kontroli i korekcji prądu bazy. W

celu przyśpieszenia tej części procedury między kolejnymi krokami przekazywana jest informacja o

ostatnio użytym napięciu przyłożonym do rezystora bazy.

W celu zabezpieczenia tranzystora przed przegrzaniem wprowadzono ograniczenie mocy

wydzielanej w tranzystorze do 6 W. Dla każdego punktu pomiarowego szacowana jest moc

wydzielana przy podanych warunkach pracy tranzystora( wzór i w przypadku przekroczenia limitu

punkt pomiarowy jest pomijany. Użytkownik dostaje informację z oszacowaną mocą oraz

podanych warunkach.

Z powodu dużych zakłóceń pomiar prądu kolektora jest dokonywany 10-krotnie następnie

wyliczana jest średnia tych pomiarów. Wyniki pomiarów są zapisywane do pliku wraz z

komendami programu gnuplot za pomocą którego wykonywana jest wizualizacja wyników w

postaci wykresu.

2.Opis funkcji i zmiennych użytych w kodzie

float getfloat()

Opis:

Funkcja do odbioru od użytkownika liczby zmiennoprzecinkowej większej lub równej 0. Funkcja

zawiera kontrolę błędnego wpisania wartości.

Zmienne:

float f – zmienna pomocnicza przechowująca liczbę podaną przez użytkownika

int n- zmienna pomocnicza przechowująca ilość przekonwertowanych znaków

char s[8]- zmienna tymczasowa służąca do przechowywania danych tekstowych odczytanych z

wejścia stdin.

int getint()

Opis:

Funkcja do odbioru od użytkownika liczby stałoprzecinkowej większej od 0. Funkcja zawiera

kontrolę błędnego wpisania wartości.

Zmienne:

int f – zmienna pomocnicza przechowująca liczbę podaną przez użytkownika

int n- zmienna pomocnicza przechowująca ilość przekonwertowanych znaków

char s[8]- zmienna tymczasowa służąca do przechowywania danych tekstowych odczytanych z

wejścia stdin.

float fabs(float x)

Opis:

Funkcja zwraca wartość bezwzględną liczby x.

int init_zas()

Opis:

Otwiera połączenie poprzez magistralę IEEE488 oraz RS232 z zasilaczem.

int init_miernik()

Opis:

Otwiera połączenie poprzez magistralę VXI z przetwornikiem a/c używanym do pomiaru prądu

kolektora

float maly_pomiar(float Ib, float Uce, float *U25_start)

Opis:

Wykonuje pomiar prądu kolektora, dla zadanych wartości prądu bazy i napięcia kolektor-emiter

zgodnie z opisem programu- tj najpierw ustala prąd bazy (jako wartość początkową przyjmuje

wartość spod wskaźnika *U25_start) a następnie mierzy 10-krotnie i uśrednia prąd kolektora.

Funkcja zwraca uśredniony wynik pomiaru oraz wpisuje pod wskaźnik U25_start wartość użytego

napięcia U25

Zmienne:

float suma – zmienna do sumowania pomiarów prądu kolektora

float wynik- zmienna do przetrzymywania wyniku jednego pomiaru z urządzeń

float U25 – napięcie na wyjściu +25V zasilacza podłączone do rezystora w bazie tranzystora

float U10k – napięcie na rezystorze bazy

float blad – zmienna do przechowywania błędu prądu bazy

float krok- zmienna do przechowywania wartości kolejnych kroków w procesie korekcji prądu bazy

int i – zmienna pomocnicza

int main()

Opis:

Główna funkcja programu – obejmuje wypisywanie komunikatów do użytkownika oraz generuje

kod dla programu gnuplot.

Stałe wbudowane w program :

Pmax - Maksymalna dopuszczalna moc na tranzystorze

Hfe - Wzmocnienie prądowe tranzystora

Ube - Napięcie Ube tranzystora

Zmienne:

char s[12] – zmienna tymczasowa służąca do przechowywania danych tekstowych odczytanych z

wejścia stdin.

Int n,i – zmienne używane do sterowania pętlami.

Int ib_npom, uce_npom – liczba punktów pomiarowych

float ib_start, uce_start – wartości początkowe

float Ib_krok, uce_krok – wartość pojedynczego kroku pomiaru

FILE * plik- wskaźnik do pliku wyjściowego z danymi dla gnuplota

float U25_temp – zmienna przechowująca napięcie na wyjściu +25V zasilacza ustalone w

poprzednim pomiarze

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: