Welche Bauteile können bereits auf einer Leiterplatte verlötet gemessen werden?

Ich baue nichtlineare Oszillatoren auf Leiterplatten für angewandte Mathematikforschung [Colpitts (100 kHz, 3 V_pp), FitzHugh-Nagumo (100 kHz, 15 V_pp)]. Ich arbeite mit einigen anderen Leuten zusammen, die ODE-Simulationen durchführen möchten, also dränge ich darauf, schnell einige qualitative Ergebnisse zu liefern. Das bedeutet, dass ich manchmal Komponenten verlöte, bevor ich sie rigoros messe, weil ein ungefähres Maß (~ 100 Ohm gegenüber 99,24 Ohm) für die Daten ausreicht, die ich übergeben muss.

Kann ich diese Komponenten (Widerstand, Induktivität, Kapazität) messen, sobald sie eingelötet sind, oder schließen die Verbindungen diese Möglichkeit aus? Tut mir leid, wenn dies eine grundlegende Frage ist, aber mein Hintergrund liegt nicht in der Elektronik. Ich verstehe, dass ich sie entfernen, messen und dann neu löten kann , und dies ist wahrscheinlich der offensichtliche Ansatz - ich würde es vorziehen, dies zu vermeiden, da mir kleine qualitative Änderungen des Verhaltens und das Neulöten wichtig sind würde das wohl verursachen. Soll ich einfach den Zeit-/Wiederholbarkeitsschlag nehmen und immer isolierte Komponenten messen?

Hat jemand von Ihnen auch eine Vorstellung davon, wie groß die Streukapazität auf einer Leiterplatte ist? Ich weiß, dass Softwarelayouts wie PSpice diese Probleme vermeiden, aber ich weiß noch nicht, wie ich diese Funktionalität verwenden soll - wenn ich pessimistisch bin, würde ich 10 pF sehen? 100 pF?

Bearbeiten: Ich füge ein Bild von einer der gelöteten Schaltungen bei, damit Sie sich ein Bild von Abstand und Komplexität der Schaltung machen können (nicht abgebildet - die Leitungen für die V +/- Stromquellen für den Operationsverstärker).FitzHugh-Nagumo-Relaxationsoszillator

Bearbeiten 2: Ich füge einen Schaltplan der abgebildeten Schaltung bei, damit ich fragen kann, wo ich diesen vorgeschlagenen Kondensator in Betracht ziehen könnte.

FHN-Diagramm

Sie sollten eine Versorgungskappe in der Nähe des IC haben, um mögliche durch Stromspitzen verursachte Störungen zu reduzieren. Stromspannung.
Ich muss vorsichtig sein, wenn ich Komponenten hinzufüge, die Differentialgleichungen hinzufügen – die Theorie, die die Leute darüber verschroben haben. Aber wenn ich einen Kondensator am Operationsverstärker hinzufügen würde, wäre er am Ausgang? Die Spannungsversorgung? Auch hier ist meine Vertrautheit mit der Terminologie unvollständig.
Dieser Operationsverstärker hat eine Anstiegsrate von 2 V/ns oder 80 MHz, sodass das Hinzufügen einer Kappe über Pin 7 und 4 das Versorgungsrauschen etwas reduziert, wenn es irgendwelche oder Lastrauschen von Spitzen gibt oder nichts tut. Dies ist gängige Praxis und hängt von der Schaltung für die Wahl der Kappen ab. Ohne Kappe besteht die Gefahr, dass Störgeräusche > 10 MHz hinzugefügt werden
Mit den falschen Werten für R1, R2 und deren Verhältnisse funktioniert es möglicherweise nicht. aus übermäßiger Hysterese (positives Rückkopplungsverhältnis) und Ausgangsstrom kann keine zu niedrige R-Last treiben. Aber es sieht viel größer aus als ein Neuron
Wenn Sie die Widerstände aufstellen, könnte Ihr Layout 10% der Fläche betragen, die normalerweise für LC-Strom und Rückkopplungsschleifen am besten geeignet ist.
Hier beträgt R_1 etwa 110 Ohm und R_3 etwa 100 Ohm – die Differenz zwischen diesen beiden, zusammen mit den LC-Werten, verwende ich, um die Frequenzen abzustimmen. Ich weiß nicht, wie ich den abstimmbaren Widerstand gut messen soll, wenn er eingelötet ist. Ich kann die Schaltung kleiner machen, wenn dies nützlich ist - die große Induktivität muss bleiben, da wir sie zum Koppeln verwenden.
Am Poti kannst du vom unbenutzten Pin 1=unter Schraube= bis 2 und 3 messen und subtrahieren. 3=CW,1=CCW für Pin2-Rotation.

Antworten (3)

Müsste Ihre Schaltung sehen, um herauszufinden, ob Sie überhaupt In-Circuit messen können, ohne dass die Verbindungen die Messung stören. Wenn Ihre Anwendung jedoch, wie in Ihrem Beispiel, eine 4-stellige Widerstandsgenauigkeit erfordert, können Sie nicht davon ausgehen, dass Ihre Verbindungen die Messung nicht stören werden. Ich nehme an, Sie machen dieses Ausschalten.

Die Leiterbahnkapazität liegt in der Größenordnung von 10 pF. Es gibt Online-Rechner, die es für Sie ausrechnen. Die Details sind natürlich abhängig von Leiterbahnlänge, -breite und Ihrem PWB-Stapelaufbau. Zum Beispiel https://technick.net/tools/impedance-calculator/

Wenn Sie nur ein gewöhnliches Messgerät haben, können Sie keine genauen In-Circuit-Messungen durchführen, da die anderen Verbindungen das Ergebnis verzerren, aber solche Messungen sind mit Spezialgeräten möglich.

Die meisten Techniker werden ein Ende einer bedrahteten Komponente ablöten, wenn sie gemessen werden muss, da dies normalerweise der schwierigste Weg ist, die Messung durcheinander zu bringen.

Mit speziellen Geräten Jede Komponente mit 2 Anschlüssen, die nicht parallel zu einer anderen ist, kann im Schaltkreis gemessen werden, indem die anderen Knoten auf Null gesetzt und ihre Impedanz gemessen werden.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Hier kann unbekanntes Z1 mit bekanntem R1 verglichen werden. Wenn beide Widerstände sind, wird der Vergleich das Verhältnis der Spannungen sein

Za und Zb haben keinen Einfluss auf den Messwert, da V1 eine Spannungsquelle ist und der Strom in diesen Teilen die Spannung nicht beeinflusst A. Zc und Zd beeinflussen die Lesesonde nicht B ist eine virtuelle Masse und daher haben Zc und Zd keine Potentialdifferenz und fließen daher kein Strom. die Gründe auf Za Zb Zc Zd können mit zusätzlichen Sonden (in der Regel Clip-Sonden) aufgebracht werden.

Ich habe ein Standard-Multimeter und mein Fachwissen ist oberflächlich, also ist es wahrscheinlich besser, wenn ich nicht zu ausgefallen bin. Aber - ich muss nur ein Ende einer Komponente ablöten? Das wird helfen, denn dann muss ich die Schaltung nicht so sehr zerstören.

Sofern Sie keine Erdungsebene oder verdrillte Paare oder in unmittelbarer Nähe haben, kann die Streukapazität < 1 pF betragen. Es hängt alles von den Längen-/Abstandsverhältnissen von oder zwischen Leitern ab.

  • Twisted Pair ist 0,5 ~ 1 pF/cm, Einzelspuren viel weniger
  • Einzelspurinduktivität kann 10 nH/cm betragen,
  • Die gepaarte Gegeninduktivität hängt wiederum vom Verhältnis Länge / Lücke ab.

Für den 100-kHz-Bereich ist dies fast vernachlässigbar.

Bei Relaxationsoszillatoren trägt die R&C-Toleranz zu Fehlern bei. Bei LC-Oszillatoren trägt L & C-Toleranz zu Fehlern bei.

Machen Sie es einfach ordentlich mit den richtigen Teilen an den richtigen Stellen. Eine abschließende Überprüfung des Netzteilwiderstands hilft, das Offensichtliche mit einem DMM zu verhindern.

Vergleichen Sie Ihre Lötstellen mit den besten und lernen Sie, wie Sie es schnell in < 2 Sekunden mit einer sauberen Spitze und einer sauberen Kupferplatine machen.

Ich könnte den geschnittenen Widerstandsdraht für Sondentestpunkte für Signal und Masse an den Ausgängen löten.

Könnten Sie erläutern, was Sie unter Relaxation im Vergleich zu LC-Oszillatoren verstehen? In der Mathematik haben sie eine bestimmte Bedeutung, daher wäre ich wirklich neugierig zu wissen, wie diese Begriffe im engeren Sinne der Elektronik verwendet werden. In der Mathematik bezieht sich Entspannung in der Regel auf hohe harmonische Oszillatoren, wie EKG-Kurven oder Neuronenfeuerungen. Im Gegensatz dazu ist ein "glatter" Oszillator sinusförmig. Gibt es eine Richtlinie, um dieses Verhalten zu erkennen, wenn man sich eine Schaltung im Großen und Ganzen ansieht? Wenn dies zu kompliziert ist, um es schnell zu erklären, könnten Sie Links zum Lesen vorschlagen? Vielen Dank.
Aber der FitzHugh-Nagumo verwendet ein RLC-Modell mit einer negativen Widerstandsaktivierung für die Hysterese, die auch als Squelch mit zu wenig oder zu viel Energie wirkt. .
Entspannungstypen verwenden negatives Feedback mit Hysterese im Gegensatz zu FitzHugh-Nagumo und Synapsen mit einem Aktivierungspotential. LC-Typen schwingen mit einem Sinuseingang und verstärken sich zu einem quadratischen Ausgang mit 180-Grad-Phasenverschiebung und 180-Grad-Inversion, daher positive Rückkopplung und schmale Bandbreite, also stabiler, aber wie wir wissen, verwendet die Körperchemie den Entspannungstyp so leicht mit einer variableren Frequenz, um sich wie eine Spannung anzupassen kontrollierte Frequenz. Aber das FHN-Modell ist wie das Feuern von Neuronen gemäß einem begrenzten potentiellen Energiebereich, der angewendet wird, aber ohne festen Schwellenwert.
Danke, das ist eine sehr ordentliche Demo! Gibt es einen Einblick, warum drei Transistoren und warum die allgemeine Architektur? Es ist ganz anders als bei mir. Der Oszillator, den ich verwende, ist von diesem Artikel übernommen – er beschreibt sehr gut den Zweck aller Komponenten: ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6313098
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