Transistor-Messgeraet

Dieses Thema im Forum "Lötkunst" wurde erstellt von MiK, 6. Januar 2008.

  1. MiK

    MiK Löten&Coden

    Mahlzeit!

    Bin da grad am was Entwickeln und frag mich, obs da nicht auch schon was "fertiges" gibt, bzw. nen geeigneten Schaltplan. Man muss ja nicht immer das Rad neu erfinden.

    Das Resultat soll ein Transistor-messgerät geben (NPN und PNP), was mir die Verstärkung hFE und die Basis-Emitter-Spannung UBE auswirft. Ja, Hintergrund ist das Matchen von Transistoren, so die reine Breadboard-Lösung heute war mir etwas zu wackelig :)

    Im Moment ist das Ding schon recht weit ausgegoren, gebaut ist auch schon ein Stück - 2 Panelmeters (diese billigen 3 1/2 digit-Dinger) im Gehäuse. Die Messelektronik ist noch etwas optimierungswürdig, wegen der Opamp-Offsets. Bei der Anzeige der UBE werden übrigens immer 0,5V substrahiert, weil die Panelmeter ja nur +-200mV können, und ich wills natürlich so präzise wie möglich. An einigen Stellen ist dann der Faktor umschaltbar, das Ding soll also auch für Darlingtons tun, wos ja locker mal ne UBE >1V und hFE >10000 geben kann.

    Jemand sowas schon mal gebaut oder in fertig gesehen?

    Übrigens: Wer Transistoren für Exponentialkonverter sucht, mag sich vielleicht mal BC637/638 anschauen. Sehr niedriger Rbe und sehr angenehm zu matchen (aus 57 BC637 sind 22 Pärchen geworden, deren Match besser als bei MAT02 ist).
     
  2. MiK

    MiK Löten&Coden

    Hm. Da hab ich spontan nix ergiebiges gefunden, werds aber nochmal genauer anschauen.

    Was ich zwischenzeitlich noch gefunden habe, ist der hier: http://www.peakelec.co.uk/acatalog/jz_dca55.html

    Aber ich hab da grad so meine Schmerzen von wegen UBE +-20mV oder sowas. Sollte das wirklich so sein, wäre das komplett unbrauchbar, wenn diese Toleranz an der falschen Stelle liegt. Ich will ja auch PNP gegen NPN matchen, also muss es sogar in beiden Polaritäten präzise Werte ausgeben. Wobei mich da nur das Delta interessiert, es muss kein perfekter Absolutwert sein. Ich hatte heute gegen +-100µV gematcht (ja, lange, lange warten, bis der Wert stabil ist - bei 1,9mV/K Temperaturdrift :)
     
  3. MiK

    MiK Löten&Coden

    Der von Elektor kann scheins kein UBE. Das ist der wichtigste Wert für mich :)

    Hm. In Deinem ersten Post hattest Du mal was von microcontroller.net drin, meinte ich. Jetzt gibs da andere Links. Das Ding von qrproject macht nichtmal so nen schlechten Eindruck.

    Eigentlich wollt ich jetzt eher mal ein "einfaches" Dingens. Die fortgeschrittene Version sollte dann auch Ermittlung von RE und RC können :)

    Hmja gut. Ich bastel meins jetzt einfach mal zusammen, das sind ja nur paar Bauteile und das Gehäuse steht eh schon. Braucht halt symmetrische Spannungsversorgung, aber dann hab ich auch mal Referenz, wenn ich mir mal ein kommerz-Dingens hole. Ich wollte jetzt eigentlich auch eher was, dem ich vertrauen kann, wo ich nachvollziehen kann, was es macht. Nicht son wichtig aussehendes Computertoy, was dann am End mit ranziger Messpräzision aufwartet, also zwar viel kann, aber nix davon richtig - 21. Jahrhundert eben. Drum auch die Frage nach nem Schaltplan.

    Aber gut, danke auf jeden Fall für die Tips, vielleiht kommt ja noch jemand, der nen Schaltplan für ne übersichtlichere Variante ohne Computer parat hat, ansonsten fliegt wohl im Laufe der Woche mein Gebastel hier rein. Eigentlich wart ich eh nur auf die CSD-Lieferung, da sind noch ein paar Teile mit bei, die ich brauche. Keine Schalter mehr im Haus.
     
  4. MiK

    MiK Löten&Coden

    Edit: Da da noch ein paar kleine Denkfehler in der Schaltung waren, hab ichs wieder raus genommen. Aber die finale Version folgt bald - aufm Breadboard ist sie schon am Laufen, im KiCAD fast fertig gemalt.
     
  5. ubbut

    ubbut -

    Hallo,

    kannst du Schaltung nochmal posten? Würde mich auch sehr interssieren, da die gematchten Doppeltransistoren mit über 7€ doch schon etwas teuer sind.

    im Grunde müsste man doch einen bestimmten Strom in die Basis schicken, und dann den Spannungsabfall und die Stromverstärkng messen. Oder ist das Schaltungstechnisch etwas komplizierter um die erforderliche Messgenauigkeit zu erreichen?

    Dankeschön
     
  6. MiK

    MiK Löten&Coden

    Mahlzeit,

    die Schaltung, die es da gab, hat noch Macken, die macht nicht viel Sinn. Momentan fehlt mir die Zeit, das Ding fertig zusammen zu basteln, drum gibts die fertige noch nicht. Die aktuellen noch erkannten Schönheitsfehler sind im KiCAD-Schaltplan noch nicht eingearbeitet, weil ich mittlerweile Windows gegen Mac getauscht habe und noch nicht alles wieder läuft, nur der HighPri-Kram.

    Aber genau so mach ich das - vorher halt mit 2 Multimetern. Du nimmst nen definierten Strom aus ner entsprechenden Konstantstromquelle, etwas, was den Transistor noch lange nicht in Sättigung fährt, also wenige Mikroamperes. Bei NPN Emitter an Masse, Basis mit Konstrantstrom füttern, dann an Basis die Spannung messen (denk an den Multimeter-Innenwiderstand) - Ube, und dann hast da noch diesen z.B. 1KOhm-Widerstand Kollektor an Versorgung, aus dessen Spannungsfall kannst den Kollektorstrom errechnen, Ic also. Ib ist fest, hFE = Ic/Ib.

    Nix anderes macht mein Gerätlein, nur ist da halt noch bissl Opamp-Zeug drin für die Konstantstromquelle und die scheinbar unendlich hohe Impedanz des Messverstärkers für die Basisspannung. Dazu nen Haufen Trimmer, um die Offsets der Opamps zu korrigieren und 2 digitale Panelmeters. Aus Aufläsungsgründen ziehe ich von Ube in dem Ding 0,5V ab, damit ich den 200mV-Bereich nutzen kann und so ein Digit mehr für die Ube bekomme. Die 0,5V kann ich manuell drauf addieren, kanns aber auch bleiben lassen - beim Matchen soll sie ja nur gleich sein.

    Ich kann Dir aber beruhigt sagen - auch ein rudimentärer Primitivaufbau mit 2 Multimetern gibt brauchbare Resultate. Du kriegst viel schlimmere Fehler durch die Thermodynamik, deine Ube driftet nämlich massivst, den Transistor kannst immer nach dem Anfassen erstmal 1-2 Minuten in der Messchaltung lassen, bis sich die Werte stabilisiert haben.

    Schaltung gibts, wenn ich das Ding mal fertig hab. Nur hab ich im Moment so viel um die Ohren, dass das noch ne Weile dauern kann.
     
  7. Anonymous

    Anonymous Guest

    bei electro music wurde mal von Ian Fritz ne schaltung gepostet um transistorten paarweise zu matchen.

    habe im netzt nichts gefunden, weder bei em noch bei Ians seite.
    falls ich hier drüber stolpere werde ich das mal in den ordner machen und könnts dann scannen ( hab jetzt einen )
     
  8. MiK

    MiK Löten&Coden

    So. Endlich. Nachdem ich ja mitten in der Entwicklung hier Windows Hausverbot erteile habe und mir nen Mac gekauft habe, auf dem aber das KiCAD nicht sonderlich lief, und dann noch in letzter Zeit einfach zuviel um die Ohren hatte, hier nun doch endlich das Resultat:

    http://www.mik-music.org/TransMeter/

    Das Ganze ist nich so übermässig salonfähig, ich habs primär für mich selber gebaut, also muss man die Ausgaben ein wenig interpretieren :)

    Das "hFE"-Messgerät spuckt an für sich den Spannungsfall an R23 bzw. R24 aus. Rechenbeispiel:

    Ich schick 10µA in die Basis rein, lese 1395 auf dem Panelmeter ab. Damit meint das Ding 139,5mV (ja, ich war sogar zu faul, die Dezimalpunkte zu verdrahten :). Der Schalter steht auf "x1", also ist der 100Ohm-Widerstand aktiv, I=U/R, I=139,5mV/100 = 1,359mA, bedeutet bei 10µA Basisstrom ne Stromverstärkung von 1359µA/10µA = 135,9. Der aufmerksame Leser erkennt schnell, dass sich das jetzt auch hätte einfacher ablesen lassen - genau deswegen ja dieser Basisstrom und dieser Widerstand für die Messung :) Man kann das auch umschalten auf x10, dann sinkt die Empfindlichkeit und es würde 136 anzeigen, denke ich. Keine Ahnung, ich hab den 10Ohm-Widerstand noch nicht bestückt. Das bedeutet, dass mit dem Panelmeter, was drin ist, bei ner Verstärkung von 199,9 schluss ist, mehr kanns nicht anzeigen.

    Dann zur Basis-Emitter-Spannung - da ich hier möglichst viel Auflösung haben will, wird da intern nochmal 500mV abgezogen. Die angezeigten 1156 sind also 115,6mV, dazu 500mV, die intern abgezogen werden, also 615,6mV, die es in der Praxis sind. Klappt natürlich auch nimmer, wenn man nen Darlington reinsteckt, aber die muss man auch eher selten auf so eine Art durchmessen oder gar matchen. Verstärkungsfaktormässig ist das Ding ansonsten frü Darlingtons geeignet, theoretisch müsste es bei entsprechender Schalterstellung bis 199900 können.

    Sehts als Bastelanregung. Wer mag, kann sich noch einen weiteren Trimmer einbauen, um die +-1V an U1 pin 7 noch passend hinzubiegen, gibt nochmal mehr Präzision. Ansonsten ist die ganze Schaltung mehr als dirty hack zu sehen, die aber den Zweck erfüllen sollte und vielleicht trotz gewissem Pfuschfaktor präziser als modernes Kaufequipment für wenig Geld ist, was eher dazu dient, zu schauen, ob der Transistor überhaupt funktioniert :)

    Edit: Ach ja - bevor die Fragen kommen - dieser riesige Klotz auf der Platine ist ein Spannungswandler 5V nach +-15V. Lag halt rum, fand ich praktisch für das Ding, ist im Schaltplan nicht eingezeichnet.

    Edit2: Ach ja - das "-" auf den Metern bitte zukleben. Ich hab mir gespart, hier auch noch anzupassen, also ist das Vorzeichen, was da angezeigt wird, sowas von völlig egal :)
     
  9. Hi MiK

    Respekt !!
    sehr... sehr.... Geil geworden.

    Die Datei (TransMeter.sch) ist nicht zufällig mit Eagle PCB gemacht oder ?

    sorry (Habe z.Z kein Eagle auf der Bladde, sonst würde ich nicht so blöd fragen)
     
  10. MiK

    MiK Löten&Coden

    Naja. So ganz zufrieden bin ich net. Aber works as designed - es langt für den Zweck. Zumindest meine Edition muss ich mal ewig warmlaufen lassen. Vielleicht bin ich auch nur zu anspruchsvoll, beim Transistoren damit messen ist jedes Thermometer in der Reaktionszeit unterlegen, das Ding schiebt schon die Ube rum, wenn man dran vorbei läuft. Aber zumindest das liegt ja in der Natur der Sache bei Transistoren.

    Nein, ich bediene mich generell der OpenSource/Freeware. Eagle ist in den bezahlbaren Versionen für vieles, was ich mache, einfach zu eingeschränkt. KiCAD und gEDA sind meine Favoriten, mittlerweile wieder gEDA. Kann man auch grosse Sachen mit machen:

    http://www.mik-music.org/MiK-one_Servic ... REVIEW.pdf

    (noch nicht fertig :)
     
  11. Danke für die Info..

    mag Eagle auch nicht so besonders..benutze die Freeware-Version und kämpfe immer mit der halben Eurocard...werde mir jetzt mal KiCAD und gEDA anschauen.

    Immer am Ball bleiben ....suuppi

    cu

    Chromaman
     
  12. MiK

    MiK Löten&Coden

    Die Wahl ist IMHO recht einfach. gEDA für Linux/BSD und MacOS (ist im FinkProject easy going), KiCAD für Windoze. Funktionsmässig schenken die sich nicht viel, die hierarchischen Schaltpläne bei KiCAD sind ziemlich gut, da ist gschem auch grad am wachsen, Busse sind in gschem noch nicht wirklich benutzbar, ansonsten haben beide das Feature der immens schnellen Tastaturbedienung. Man muss aber bei gEDA etwas "üben", um da was sinnvolles rauszuholen. Drum sind auch die Schaltpläne vom MiK-one teils ziemlich seltsam, einige sind halt schon fast 2 Jahre alt, wo ich gEDA unter NetBSD am Laufen hatte.

    Übrigens - talktalktalk ist hervorragend geeignet, um 50 Transistoren durchzumessen :)

    Und BC638 braucht man fast nicht matchen. Die sind so eng in den Toleranzen, das ist der Hammer. Und meinen letzten Messungen nach sind BC637/BC638 auch saugeil für ExpCos geeignet, da sehr niedriger RE - und halt sehr enge Toleranzen. Meine zuletzt gemessenen BC637-Paare performen bis ca. 1mA ziemlich sauber exponentiell. Werd demnächst wohl mal paar VCOs bauen und die näher analysieren. Mir is grad so danach, mal nen kleinen Polysynth zu baun :)
     
  13. Ich habe Eagle und bin voll zufrieden :cool:
     
  14. MiK

    MiK Löten&Coden

    Ich hatte Eagle zu 2.6er-Zeiten auch und fands ziemlich geil. Ist ja auch son Quasi-Standard. Aber ich bin militanter OpenSource-Verfechter (hm. Trotzdem hab ich Cubase4 gekauft, aber da gibs halt irgendwie nix wirklich sinnvolles im OS-Bereich) und kann halt echt mit den Einschränkungen der Günstigversionen nix anfangen.

    Naja. Alles Geschmackssache. Ich pack halt mein Zeug dann immer in PDF mit bei (bzw. meist ist das SCH nicht mit bei), schon passts für die Aussenwelt. Primär ists eh alles nur für meine eigene Doku, man kann nicht alles im Kopf behalten :)
     
  15. Ich bin auch Verfechter von OpenSource. --- Insbesondere Ersatzsoftware für M$-Produkte.
    Textverarbeitung: OpenOffice
    Textsatz (also größere Sachen als nur mal ein Brief): LaTeX/MikTeX
    etc.


    Manchmal kommt man allerdings nicht um kommerzielle Dinge herum.


    Öööhm.... Ja, immer diese Einschränkungen.... :cool:
     

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