使用示波器测定电流和电压特性

您的任务

通过分析电流和电压特性，可以快速识别出现故障的部件。为此，可使用操作方便的部件测试仪功能。它可快速测试电容器、电阻器、晶体管、半导体闸流管、电感器、稳压二极管、其他二极管及包含此类部件的电路，如整流器等。但是，部件测试仪功能在某些情况下并不可用。

测试与测量解决方案

R&S^®RTC1000示波器内置部件测试仪。它包括一个信号发生器，可为被测设备施加一个自定义幅度（最大 9 V）和有限电流（最大 10 mA）的 50 Hz或 200 Hz正弦波信号。在此模式下，示波器使用模数转换器对受到部件影响的信号进行数字化处理，并将其以电流与电压对比的形式进行显示。

工作原理

以线性无源部件为例，简单说明工作原理。图 1显示连接至部件测试仪的 2.1 kΩ电阻器的电流和电压特性曲线。该部件的线性特性清晰可见。电流随电压上升而呈线性增长。例如，电压为 4 V 时，电流约为 2 mA。根据欧姆定律，电阻值约为 2 kΩ。

可以使用第二个电阻器来检查真实电阻的电流和电压之间的线性关系。图 2 显示了另一个连接至部件测试仪的部件的电流和电压特性曲线。该曲线的斜率更大，表明与 2.1 kΩ的电阻器相比，电压相同时此部件中流经的电流更大。根据欧姆定律，第二个部件的电阻更低。电压为 0.9 V时，电流约为 8 mA。电阻值约为 110 Ω。R&S®RTC1000 示波器的部件测试仪还可以显示电容器等非线性无源部件的特性。图 3 显示连接至测试仪的 0.1 μF电容器，并以 50 Hz信号进行初始激励。生成的椭圆型曲线清楚显示非线性特性。

激励频率可以更改为 200 Hz，简单说明电流和电压特性的频率相关性。电容器电抗可以通过以下公式进行计算：

这表示当电容恒定时，电抗会随着频率上升而下降。图 4 曲线表示使用 200 Hz 信号激励 0.1 μF电容器的结果。该椭圆形曲线明显更小，与用于计算电容器电抗的公式相对应。

部件测试仪还可以显示二极管等有源部件的准静态特性。在静态条件下，电压约为 0.4 V 时，硅二极管开始向前传导电流。图 5 显示了此典型特性。电压约为 0.5 V 时，电流出现快速上升。

R&S®RTC1000 的部件测试仪还可以轻松显示和分析稳压二极管等复杂部件的电流和电压特性（见图 6）。