Как измерить постоянную времени с помощью осциллографа

И еще больше интересного с RC- и RL-цепями! Подпишитесь! ► http://bit.ly/Scopes_Sub ◄ Паразитная индуктивность:    • Identifying Parasitic Inductance and AC St...   Есть вопросы? Задавайте их в Твиттере:   / danielbogdanoff   Посмотрите канал Keysight Podcasts на YouTube: http://bit.ly/KeysPodcastSub Facebook:   / keysightbench   Измерить постоянную времени с помощью осциллографа очень просто. Достаточно быстро произвести расчет и измерить курсор. Чтобы измерить постоянную времени RC- или RL-цепи с помощью осциллографа, выберите две опорные точки на фронте сигнала и посмотрите, сколько времени требуется для его роста/затухания. 63,2%. Постоянная времени полезна, поскольку она дает информацию о том, как цепи первого порядка реагируют на внешние воздействия. Цепи первого порядка имеют только один компонент, накапливающий энергию – индуктор или конденсатор – и могут быть описаны с помощью дифференциального уравнения первого порядка. Краткое изложение: Когда в цепи первого порядка происходит повышение или понижение напряжения, цепь стабилизируется на постоянном напряжении. Постоянная времени τ [тау] показывает, сколько времени займет эта стабилизация. Кроме того, зная характеристики стабилизации, можно определить заряд конденсатора или индуктора в определенный момент времени. Заряд = (∆ Источник) (1 – (1/e^(t/тау))) ∆ Источник – это изменение напряжения или тока, приложенного к RC или RL цепи. t – это время, в которое мы хотим узнать заряд на вашем индукторе или конденсаторе (сколько времени прошло после повышения/понижения напряжения), а τ – постоянная времени. Если мы примем t = τ, наша формула примет вид: Заряд = (∆ Источник) * 0,632 Это означает, что конденсатор зарядится до 63,2% от дельты источника после одной постоянной времени. С точки зрения установления, если мы подождем период в одну постоянную времени, мы приблизимся на 63,2% к нашему конечному значению. После второй постоянной времени мы приблизимся еще на 63,2%. По сути, он снизится до 36,8% от своего начального значения. Теперь подумайте об этом. В течение периода второй постоянной времени мы, по сути, имеем дело с новым значением ∆ Источник. Вместо перехода от 10 В к 0 В, вы теперь переходите от 3,68 В к 0 В. Итак, после второй постоянной времени вы получите 3,68 В * 36,8%, что примерно равно 1,35 В. После пяти постоянных времени вы достигнете 99% пути к конечному напряжению. После пяти постоянных времени, как правило, считается, что с практической точки зрения сигнал стабилизировался, а индуктор или конденсатор полностью заряжены или разряжены. Таким образом, если построить график, ваш сигнал будет выглядеть как экспоненциальная кривая. Вот тут-то и пригодится осциллограф. В этом видео мы измеряем напряжение на нашем конденсаторе, поэтому измерить постоянную времени должно быть легко. Для более точного измерения постоянной времени повторите это несколько раз с несколькими разными измерениями и несколькими разными напряжениями начала/окончания и возьмите среднее значение. Я также рекомендую оставаться ближе к середине спада, так как в самом начале могут возникнуть нелинейные эффекты. Примером этого может служить видео о паразитной индуктивности, ссылка на которое приведена выше и в описании. Как рассчитать постоянную времени? Не вдаваясь в сложные вычисления, можно сделать несколько сложных подстановок, используя формулу заряда Q = CV и закон Кирхгофа, и в итоге получить: τ = R * C для RC-цепи и τ = R/L для RL-цепи. Для этой цепи после одной постоянной времени заряд на конденсаторе составит 638 микрокулонов, используя формулу Q = CV, а энергия, запасенная в конденсаторе, составит примерно 2 мДж, исходя из формулы W = ½QV. Если в какой-то момент после одной постоянной времени снять эту резисторную нагрузку, конденсатор или индуктор вернут всю эту запасенную энергию обратно к источнику. Если не быть осторожным, это может привести к серьезным повреждениям. Помните, что индукторы сопротивляются изменению тока, поэтому, если вы разомкнете выключатель, подающий ток на индуктор, индуктор не позволит этому мгновенному изменению тока произойти. Для защиты от этого можно установить диод параллельно индуктору, чтобы он мог разряжаться. Это называется диодом свободного хода или диодом обратного хода. Вы также можете построить RC-демпфер, если вам нужен более быстрый спад тока. Это также является фундаментальной теорией импульсных источников питания. Возьмем, например, понижающий преобразователь, который используется для эффективного понижения напряжения. Когда переключающий транзистор замкнут, в «включенном» состоянии, индуктор заряжается. Когда выключатель разомкнут, в «выключенном» состоянии, индуктор питает нагрузку. Вы также можете использовать старый метод и RC- и RL-цепи с компаратором для создания аналогового таймера. Поскольку профиль спада цепи известен, вы можете установить пороговый уровень для компаратора, который заставит компаратор переключиться после очень определенного периода ожидания....