Диод прозвонить: Проверка диодов | Fluke

Содержание

Принцип работы диода Шоттки, как его проверить и чем заменить

В большом семействе полупроводников есть так называемый диод Шоттки. Он назван по фамилии учёного Shottky, открывшего этот эффект. В радиоэлектронике занимает свою нишу благодаря своим параметрам. Что это за прибор и чем он отличается от обычных обсуждаем ниже.

Диоды Шоттки (Shottky) могут выглядеть так

Содержание статьи

  • 1 Основные характеристики диодов
  • 2 Диод Шоттки отличается от обычных кремниевых диодов
  • 3 Применение в электронике
  • 4 Условное обозначение и характеристики
  • 5 Виды диодов Шоттки
  • 6 Как проверить
  • 7 Чем заменить

Основные характеристики диодов

Для начала вспомним, что такое обычный диод и как он работает. Это полупроводниковый прибор, который стоит из двух зон. При определённых условиях через этот переход перемещаются электроны.

Устройство и обозначение диода

Основное свойство элемента — он пропускает ток в одном направлении, и не пропускает в другом. Диоды Шоттки имеет такие же характеристики, как и обычные. На некоторых заострим внимание поподробнее. Это падение напряжения, обратный ток, обратное напряжение, частота.

Диод Шоттки отличается от обычных кремниевых диодов

Диод Шоттки делают из кремния (Si), арсенида галлия (GaAs) и редко — на основе германия (Ge). Металл в соединении с полупроводником определяет многие параметры диода. Этим металлом, может быть, золото (Au), ралладий (Pd), платина (Pt), вольфрам (W) которые наносятся на полупроводники.

А также как и обычный диод соединение полупроводник-металл обладает односторонней проводимостью с рядом положительных, а также отрицательных качеств.

Вольт-амперная характеристика диода шоттки

Вольт-амперная характеристика диода Шоттки отличается от обычного полупроводникового большей нелинейностью.

Что дает использование соединения металл-полупроводник? Два положительных момента:

    1. Очень небольшое падение напряжения на прямом переходе — 0,2-0,4 В. Для кремниевого диода «среднее» значение этого параметра — 0,7 В.  Правда, малое падение напряжения имеют только приборы с небольшим напряжением пробоя — до 100 В. Для более мощных это падение только чуть ниже, чем у кремниевых.
    2. Высокое быстродействие. То есть, он быстро меняет своё состояние. Переход из открытого состояния в закрытое и обратно происходит за очень короткий промежуток времени и определяется только барьерной ёмкостью. Их применяют в системах коммутации, где важна скорость реакции.

Что такое диод Шоттки и как он обозначается на схеме

Есть у них и минусы. При повышении температуры у них значительно возрастает обратный ток.

Второй недостаток — при превышении максимально допустимого обратного напряжения происходит необратимый пробой. То есть, прибор выходит из строя. Есть и ещё один минус — малое падение прямого напряжения только у диодов Шоттки с малым напряжением пробоя (до сотни вольт). У вариантов с более высоким напряжением потери сравнимы с кремниевыми.

Применение в электронике

Такие свойства, как быстродействие и малое падение напряжения позволяет использовать диоды Шоттки в высокочастотных схемах. Например, в силовых высокочастотных выпрямителях (до сотен килогерц), где они работают как высокочастотные выпрямители. Применяют их и в усилителях звука, так как по сравнению с обычными диодами они дают меньший уровень помех.

Если вы посмотрите на плату источника питания, точно увидите диод Шоттки

Ещё одна область применения — составная часть более сложных полупроводниковых приборов. Например, МОП — транзисторы, диодные сборки и силовые диоды со встроенным диодом Шоттки имеют лучшие характеристики.

Сфера применения изделий велика, но наиболее часто их применяют в блоках питания компьютеров. А также в схемах для модуляции света в приёмниках излучения, солнечных батареях.

Условное обозначение и характеристики

На схеме диод Шоттки имеет особое обозначение. Отличие от обычного состоит в том, что перекладина у треугольника имеет загнутые края. Не один, как у стабилитрона, а оба. И края эти загнуты в разные стороны. На рисунке приведено обозначение по ГОСТу.

Диод Шоттки на схеме: условное обозначение

Про характеристики уже говорили. Это три основных параметра:

Приведённые параметры — средние. Есть довольно серьёзный разбег и для каждого случая можно подобрать нужные характеристики по каждому из пунктов. Иногда ещё важен такой параметр, как скорость переключения (быстродействие).

Виды диодов Шоттки

В настоящее время в электронных устройствах обычно применяют именно этот тип диодов. Бывают следующих видов:

Сдвоенные диоды Шоттки (или диодные сборки) выполнены в одном корпусе, похожи на силовые ключи, имеют три вывода. Диоды в сборке имеют одинаковые или очень близкие параметры, так как выполняются в одном технологическом цикле.

Часто диоды Шоттки выглядят именно так, но есть еще и в виде обычных диодов и СМД варианты. Как видите, на пластиковых стоит обозначение связки двух диодов — с общим анодом

Деталь имеет обычный корпус в виде небольших цилиндров с двумя проволочными выводами. Катод помечен полосой.

Таблица названий и характеристик

Диоды Шоттки выпускаются определёнными сериями. Не так много производителей в мире, несколько десятков серий. В таблице собраны наиболее часто встречающиеся элементы отечественного и импортного производства (некитайского).

Отечественные диоды ШотткиИмпортные диоды ШотткиU max, VImax, АТип
1N581720-251Одинарный
1N582020-253Одинарный
КД269 А, АС20-255Одинарный/сдвоенный
КД238АС20-257,5Сдвоенный
КД270 А, АС20-257,5Одинарный/сдвоенный
КД271 А, АС20-2510Одинарный/сдвоенный
КД272 А, АС SR162020-2515Одинарный/сдвоенный
КД273 А, АС20-2520Одинарный/сдвоенный
1N581830-351Одинарный
1N582130-353Одинарный
КД638 А, АС30-355Сдвоенные
КД238 А, АС30-357,5Сдвоенные
10TQ0. 530-3510Одинарный
12TQ03530-3515Одинарный
20TQ03530-3520Одинарный
SR503030-3550Сдвоенные
1N581940-451Одинарный
1N582240-453Одинарный
КД638 АСSR54040-455Одинарный
КД238 АС6TQ04540-457.5Сдвоенные
10TQ04540-4510Одинарный
12TQ04540-4515Одинарный
20TQ04540-4520Одинарный
SR350503Одинарный
КД269 Б, БС505Одинарный/сдвоенный
КД270 Б, БСSR850507. 5Одинарный/сдвоенный
КД271 Б, БС5010Одинарный/сдвоенный
КД272 Б, БС5015Одинарный/сдвоенный
КД273 Б, БС18TQ0505020Одинарный/сдвоенный
SR160601Одинарный
SR360603Одинарный
КД638 БСSR560605Сдвоенные
КД636 АСSR16606015Сдвоенные
КД637 АС6025Сдвоенные
КД269 В, ВС50SQ080755Одинарный/сдвоенный
КД270 В, ВС8TQ060757,5Одинарный/сдвоенный
КД271 В, ВС7510Одинарный/сдвоенный
КД272 В, ВС7515Одинарный/сдвоенный
КД273 В, ВС7520Одинарный/сдвоенный
30CPQ807530Сдвоенные
11DQ0990-1001. 1Одинарный
31DQ1090-1003.3Одинарный
КД638 ВС90-1005Сдвоенные
КД269 Г, ГС50SQ10090-1005Одинарный/сдвоенный
КД270 Г, ГС8TQ10090-1007.5Одинарный/сдвоенный
КД271 Г, ГС90-10010Одинарный/сдвоенный
КД272 Г, ГС90-10015Одинарный/сдвоенный
КД273 Г, ГС90-10020Одинарный/сдвоенный
30CPQ10090-10030Сдвоенные
КД638 ГС1505Сдвоенные
КД269 Д, ДС1505Одинарный/сдвоенный
КД638 ДС1505Сдвоенные
КД270 Д, ДС1507,5Одинарный/сдвоенный
КД271 Д, ДС10CTQ15015010Одинарный/сдвоенный
КД636 БС15015Сдвоенные
КД272 Д, ДС15015Одинарный/сдвоенный
КД273 Д, ДС15020Одинарный/сдвоенный
КД637 БС15025Одинарный/сдвоенный
30CPQ150, SF30315030Сдвоенные
UF4003, SF142001Одинарный
SF242002Одинарный
SF34, HER3032003Одинарный
КД369 Е, ЕС2005Одинарный/сдвоенный
КД638 ЕС2005Сдвоенные
КД270 Е, ЕС2007,5Одинарный/сдвоенный
КД271 Е, ЕС20010Одинарный/сдвоенный
КД272 Е, ЕС20015Одинарный/сдвоенный
КД638 ВС20015Сдвоенные
КД273 Е, ЕС20020Одинарный/сдвоенный
КД637 ВС20025Сдвоенные
SF304, 30EPF0220030Одинарный
UF4004. SF164001Одинарный
SF264002Одинарный
SF26, HER3054003Одинарный
КД640 А, АС4008Одинарный/сдвоенный
КД271 К, КС, К110ETF0440010Одинарный/сдвоенный
КД272 К, КС, К116CTU0440015Одинарный/сдвоенный
КД641 А, АС40015Одинарный/сдвоенный
КД636ГС40015Сдвоенные
КД273К, КС, К140020Одинарный/сдвоенный
КД637ГС30CPF0440025 (30)Сдвоенные
КД640 Б, БС5008Одинарный/сдвоенный
КД640 Е, ЕС5008Одинарный/сдвоенный
КД271 Л, ЛС, Л150010Одинарный/сдвоенный
КД272 Л, ЛС, Л150015Одинарный/сдвоенный
КД640 Б, БС50015Одинарный/сдвоенный
КД640 Е, ЕС50015Одинарный/сдвоенный
КД273 Л, ЛС, Л150020Одинарный/сдвоенный
UF4005, SF176001Одинарный
SF276002Одинарный
SF37, HER3066003Одинарный
HFA04TB606004Одинарный
КД640 В, ВСHFA08TB60, HFA08pB606008Одинарный/сдвоенный
КД271, М, МС, М110ETF0660010Одинарный/сдвоенный
КД636 ДС60012Сдвоенные
КД272, М, МС, М160015Одинарный/сдвоенный
КД641В, ВС60015Одинарный/сдвоенный
КД273, М, МС, М160020Одинарный/сдвоенный
КД637 ДС60025Сдвоенные
30СPF0660030Одинарный/сдвоенный
40EPF0660040Одинарный
60EPF0660060Одинарный
КД640 Г, ГС7008Одинарный/сдвоенный
КД640 Г, ГС70015Одинарный/сдвоенный
UF4006, SF188001Одинарный
SF288002Одинарный
SF38, HER3078003Одинарный
КД636 ЕС80012Сдвоенные
КД637 ЕС20ETF0880025Сдвоенные
UF4007, SF191000-12001Одинарный
SF291000-12002Одинарный
SF39, HER3081000-12003Одинарный
HFA06TB1201000-12006Одинарный
HFA08TB120, HFA06PB1201000-12008Одинарный
20ETF121000-120020Одинарный
30ETF121000-120030Одинарный/сдвоенный
60ETF121000-120060Одинарный

Для удобства они отсортированы по напряжению пробоя. Внутри группы прямой ток идет по возрастающей. Так удобнее ориентироваться.

Отличия в графическом изображении диода Шоттки и обычного

Некоторые из перечисленных супербыстрые: SF 17/18/19 в группе с высоким обратным напряжением (от 600 В). В группе с напряжением пробоя 400 В их несколько — всё по списку начиная от тока 8А. Такая же картина наблюдается с пробоем на 300 В. В этой группе почти все отличатся высоким быстродействием. Только три позиции (UF4003 и SF 24 и 34) имеют «нормальную» для диодов Шоттки скорость срабатывания. Она всё равно намного выше, чем у обычных кремниевых деталей.

Если проанализировать таблицу, можно заметить, что диоды с малым обратным током почти без исключений импортного производства.

Как проверить

Вообще, он проверяется как обычный диод. Проверка основана на том, что они в одном направлении пропускают ток и имеют малое сопротивление, во втором ток не пропускают и сопротивление имеют высокое — почти обрыв.

Чтобы проверить диод Шоттки мультиметром, переводим его в режим прозвонки. Прикладываем щупы к выводам проверяемой детали. В одном положении должно «звониться», поменяв щупы, должна получить обрыв. Если «звонится» и в любом положении щупов — переход пробит и диод неисправен. Но никакие другие характеристики мультиметром вы не проверите. Можно только сказать работает он или пробит, а также где анод и катод.

Можно проверить диод Шоттки имея обычный мультиметр. В обратном положении должен показывать «обрыв».

Где анод, а где катод? Анод там где положительный щуп, катод — где земляной при таком положении когда диод ток пропускает. В обычном исполнении (КД) катод там, где корпус имеет расширение.

Проверить исправность диода Шоттки вообще не проблема, если имеете универсальный тестер. В слоты вставляем ножки детали и нажимаем на кнопку тестирования. На экране должен высветиться символ диода и характеристики, которыми он обладает. Перечень характеристик зависит от модели измерителя, но падение напряжения на прямом переходе, напряжение пробоя и обратный ток должны быть обязательно.  А ещё вам распишут, к какому слоту подключён анод, а к какому катод. Если он сдвоенный, то и общий коллектор/база будут прописаны.

Чем заменить

Заменить диод диодом Шоттки вполне возможно, лишь бы подходил по основным характеристикам, напряжение и ток. А вот обратная замена нежелательна. Дело в том, что Шоттки в силу своих характеристик, меньше греются. При такой замене он быстро выйдет из строя. Конечно если проанализировать схему, то можно подобрать аналог с запасом по мощности.

Как проверить светодиод? как проверить светодиод мультиметром?

Иногда приходится нам сталкиваться с ремонтом различных устройств на светодиодах. Вот здесь и появляется неувязка. Вопрос может показаться странноватым! Казалось бы, ответ предельно ясен: Те кто имеют обыденный мультиметр знают, что им можно проверить хоть какой диодик, просто переведя переключатель спектра на звуковой сигнал либо просто на проверку диодов. Но данное правило подходит для обыденных диодов и очень маломощных бардовых и зеленоватых светодиодов при проверке вы увидите их слабенькое свечение, если светодиод исправен. Но таковой вариант не подойдет для проверки белоснежных, голубых, а время от времени и желтоватых светодиодов, потому что их рабочее напряжение находится в границах 3,3В. Естественно можно проверить светодиод при помощи 2-ух поочередно включенных батареек на 1,5В, но это неоправданное усложнение. На данный момент идет речь конкретно о мультиметре. Часто приходится нам сталкиваться с ремонтом различных устройств на светодиодах. Вот здесь и появляется неувязка. Вопрос может показаться странноватым! Казалось бы, ответ предельно ясен: Те кто имеют обыденный мультиметр знают, что им можно проверить хоть какой диодик, просто переведя переключатель спектра на звуковой сигнал либо просто на проверку диодов. Но данное правило подходит для обыденных диодов и очень маломощных бардовых и зеленоватых светодиодов при проверке вы увидите их слабенькое свечение, если светодиод исправен. Но таковой вариант не подойдет для проверки белых, голубых, а время от времени и желтых светодиодов, потому что их рабочее напряжение находится в границах 3,3 В. Естественно можно проверить светодиод при помощи 2-ух поочередно включенных батареек на 1,5 В, но это неоправданное усложнение. На данный момент идет речь конкретно о мультиметре.

Многие задаются вопросом как проверить светодиод? или как проверить светодиод мультиметром? Давайте разбираться.

Как проверить светодиод?

Хоть какой электростатический разряд либо неправильное подключение в процессе наладки схемы может стать предпосылкой выхода LED аббревиатура от англ. Light-emitting diode из строя. Сверхъяркие малоточные светодиоды, используемые в роли индикаторов питания разных устройств, нередко перегорают в итоге скачков напряжения. Их планарные аналоги SMD LED обширно употребляются в лампах на 12В и В, лентах и фонариках. В их исправности также можно убедиться при помощи тестера. Потому дополнительная проверка светодиода тестером перед монтажом на интегральную схему не помешает. Простым методом, которым в большинстве случаев пользуют радиолюбители, является проверка светоизлучающих диодов мультиметром на работоспособность с помощью щупов.

Используйте круглую батарею, чтобы проверить светодиод, не сжигая его. Аккумуляторная батарея – это самый безопасный вариант, потому что они не дадут достаточный ток для повреждения светодиода. Тестирование с помощью любого другого типа батарей может привести к выгоранию светодиода. Покупайте эти батареи в аптеках, универмагах, магазинах или в Интернете.

  • Используйте либо аккумуляторы с ячейками CR2032, либо CR2025.
  • Приобретите соответствующий держатель батареи с ячейками. Купите тот, который сделан для хранения типа  круглой батареи (например, CR2025), с которой вы будете тестировать. Вы можете найти их в Интернете или в некоторых магазинах оборудования или электроники. Убедитесь, что держатель имеет красный и черный провода для проверки светодиодных индикаторов.  Держатели аккумуляторов для монетных батарей обычно используются для добавления энергии аккумулятора в небольшие проекты, такие как светодиодные украшения или одежда.

    Подключите черный провод к катоду, а красный – к аноду. Чтобы проверить свой светодиод, коснитесь кончика черного зонда на катоде или более короткого конца светодиода. Прикоснитесь к наконечнику красного зонда к аноду, который должен быть длиннее. Убедитесь, что оба датчика не касаются друг друга во время теста и что катод и анод не касаются друг друга.

    • Некоторые держатели батарей с выводами поставляются с небольшим разъемом на конце, держа кончики двух выводов.
    • Если ваш держатель батареи имеет соединительный разъем, проверьте свой светодиод, вставив анод и катод в маленькие отверстия, которые выстраиваются в линию с красными и черными проводами.

    Подождите, пока светодиод загорится. Если светодиод функционирует и правильные соединения выполнены правильно, ваш светодиод засветится, как только вы все сделаете правильно.  Если это не так, уберите и снова подключите выводы и катод / анод, чтобы повторить попытку. Если ваш индикатор не загорается, он может быть сгорел или неисправен.

    • Если ваш индикатор не загорается, попробуйте проверить другие светодиодные индикаторы сразу после него. Если они загорятся, вы можете быть уверены, что первый светодиод не работает.

Как проверить светодиод мультиметром?

Тестирование светодиодных устройств ламп или просто светодиодов гораздо проще с цифровым мультиметром, который даст вам четкое представление о том, насколько сильны каждый из светодиодов. Яркость светодиода при его тестировании также укажет на его качество. Если у вас нет мультиметра для использования, простой держатель батареи для круглых батарей с выводами даст вам знать, работают ли ваши светодиоды.

Как проверить светодиод мультиметром?

Приобретите цифровой мультиметр, который может проверять диоды.  Мультиметры измеряют только показатели, вольт и омы.  Для тестирования светодиодных индикаторов вам понадобится мультиметр с настройкой диода. Проверьте онлайн или в местном магазине аппаратных средств для мультиметров среднеценового и высокоценового диапазона, которые, скорее всего, будут иметь эту функцию, в сравнении с  недорогими моделями.

Подключите красный и черный измерительные провода. Красный и черный измерительные провода должны быть подключены к выходам на передней панели мультиметра. Красный провод – положительный заряд. Черный провод является отрицательным и должен быть подключен к входу с надписью «COM».

Поверните колесико мультиметра в положение диода. Поверните циферблат на передней панели мультиметра по часовой стрелке, чтобы отодвинуть его от положения «выключено». Продолжайте поворачивать его, пока не приземлитесь на настройку диода. Если он не помечен явно, настройка диода может быть представлена ​​символом схемы диода.

Символ диода визуально представляет собой как его клеммы, так и катод и анод

Подключите черный зонд к катоду и красный зонд к аноду.  Прикоснитесь к черному зонду к катодному концу светодиода, который обычно является более коротким. Затем нажмите красный зонд на анод, который должен быть длинным. Обязательно подключите черный зонд перед красным зондом, так как обратное может не дать вам точного показания.

  • Убедитесь, что катод и анод не касаются друг друга во время этого теста, что может препятствовать прохождению тока через светодиодный индикатор и затруднять результаты.
  • Черные и красные контакты также не должны касаться друг друга во время теста.
  • Выполнение соединений должно привести к тому, что светодиод засветится.

Проверьте значение на цифровом дисплее мультиметра. Когда контакты мультиметра касаются катода и анода, неповрежденный светодиод должен отображать напряжение приблизительно 1600 мВ. Если во время теста на экране не появляется показаний, повторите попытку, чтобы убедиться, что соединения выполнены правильно. Если вы правильно выполнили тест, это может быть признаком того, что светодиодный индикатор не работает.

Метод комфортен для всех типов светоизлучающих диодов, независимо от их выполнения и количества выводов. Замыкая красноватый щуп на анод, а темный на катод исправный светодиод должен засветиться. При смене полярности щупов на дисплее тестера должна оставаться цифра 1. Свечение излучающего диодика во время проверки будет маленький и на неких светодиодах при ярчайшем освещении может быть неприметно. Для четкой проверки разноцветных LED с несколькими выводами следует знать их распиновку. В неприятном случае придется наобум перебирать выводы в поисках общего анода либо катода. Не стоит страшиться тестировать массивные светодиоды с железной подложкой. Мультиметр не способен вывести их из строя, методом замера в режиме прозвонки. Проверку светодиода мультиметром можно выполнить без щупов, используя гнезда для тестирования транзисторов.

Оцените яркость светодиода. Когда вы делаете правильные подключения для проверки своего светодиода, он должен засветится. Отметив показания на цифровом экране, посмотрите на сам светодиод.  Если он не нормально светится, выглядит тусклым, это, скорее всего, некачественный светодиод. Если он сияет ярко, это,скорее всего качественный рабочий светодиод.

Мы надеемся, что в данной статье вы нашли все ответы на вопросы

Как проверить светодиод не выпаивая ?

Выяснить какой из выводов у светодиода анод, а какой катод до боли просто: После неких испытаний выяснился один недочет. Чтоб проверить светодиод его приходилось выпаивать, что бывает не всегда оправдано. Было решено дополнить мультиметр измененными дополнительными щупами для проверки светодиодов сходу в плате. Для производства этого приспособления нам пригодятся: Из текстолита вырезаем небольшой прямоугольник и припаиваем к нему с 2-ух сторон скрепки, что бы вышла вилка, провода щупов и в эталоне SMD светодиод как индикатор. Можно припаять и обыденный светодиод Никаких дополнительных резисторов не нужно. Скрепки очень прочные, отлично пружинят и в конечном итоге накрепко стоят в колодке транзисторов мультиметра. Толщина текстолита как раз соответствует расстоянию меж отверстий транзисторной колодки мультиметра.

На фото видно, что выводы скрепок стоят не по середине. Это изготовлено специально, сейчас текстолит еще будет делать роль стрелки при подсоединении вилки в разъем транзисторов, чтобы на щупах сохранялась верная полярность. Сейчас мы можем инспектировать любые светодиоды, не выпаивая их из платы и не применяя дополнительных пробников либо источников питания. Было испытано много светодиодов, ни один при проверке не сгорел.

 

Сопротивление светодиода

Лучшие светодиоды

Какие светодиоды стоят?

 

Activity: Модулятор диодного кольца — ADALM2000 [Analog Devices Wiki]

Эта версия (07 февраля 2022 г., 15:11) была одобрена Дугом Мерсером. Доступна ранее одобренная версия (03 января 2021 г. , 22:21).

Содержание

  • Деятельность: Кольцевой диодный модулятор — ADALM2000

    • Объектив

    • Материалы

    • Фон

    • Эксплуатация

    • Настройка оборудования

    • Процедура

    • Вопросы

  • Упрощенный кольцевой диодный модулятор

    • Настройка оборудования

    • Процедура

    • Вопрос

  • Дополнительная литература

Объектив

Целью этого задания является описание работы диодного кольцевого смесителя, определение некоторых его применений и изучение основ создания сигналов с двухполосным подавлением несущей (DSBSC).

Материалы

Модуль активного обучения ADALM2000
Макетная плата без пайки
4 — Резисторы 100 Ом
2 — Резисторы 1 кОм
4 — Диоды 1N914
2 — Двухобмоточные трансформаторы (при наличии)

Фон

67
В электронных коммуникациях сбалансированный модулятор представляет собой схему, которая создает сигналы с двухполосной подавленной несущей (DSBSC): он подавляет несущую радиочастоты, оставляя на выходе суммарную и разностную частоты. В выходном сигнале отсутствует несущая, но он содержит всю информацию, которую имеет традиционный AM-сигнал. Это приводит к экономии энергии при передаче сигнала.

Одним из наиболее распространенных балансных модуляторов является модулятор с диодным кольцом, также известный как решетчатый модулятор. Он состоит из четырех диодов, изначально выполненных в виде «кольца» (отсюда и название), а также входного и выходного трансформаторов. Модулятор имеет два входа: одна несущая частота и модулирующий сигнал, который может быть одной частотой или сложной формой волны. Несущая подается на средние выводы входного и выходного трансформаторов, а модулирующий сигнал — на первичную обмотку входного трансформатора. Выход, однако, измеряется на вторичной обмотке выходного трансформатора. На рис. 1 показан кольцевой диодный модулятор в двух различных схемах.

Рис. 1. Кольцевой диодный модулятор

Кроме того, кольцевой диодный модулятор является одной из наиболее широко используемых схем в электронной связи. Помимо создания сигналов DSBSC, он также используется в системах частотной и фазовой модуляции, а также в системах цифровой модуляции, таких как PSK и QAM.

Ориентацию диодов в кольцевом модуляторе нельзя путать с ориентацией диодного мостового выпрямителя. Они могут иметь похожую форму «кольца»; однако у кольцевого модулятора все диоды обращены либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки, а у мостового выпрямителя диоды обращены либо влево, либо вправо.

Эксплуатация

Диоды, используемые в диодном кольцевом модуляторе, могут быть кремниевыми, кремниевыми с барьером Шоттки или арсенид-галлиевыми. Они служат переключателями, которые контролируют, передается ли входной сигнал с разворотом фазы на 180° или без него. Несущий сигнал — это тот, который включает и выключает диоды с высокой скоростью. Важно знать, что для работы модулятора амплитуда несущей должна быть значительно больше амплитуды модулирующего сигнала, примерно в шесть-семь раз больше.

Рисунок 2. Положительный полупериод

Во время положительного полупериода D1 и D2 смещены в прямом направлении и включены, а D3 и D4 смещены в обратном направлении и действуют как разомкнутые цепи. Затем несущий ток делится поровну на центральном ответвлении вторичной обмотки входного трансформатора и течет в противоположных направлениях через верхнюю и нижнюю половины обмотки. Токи в верхней и нижней частях создают магнитное поле, которое одновременно равно и противоположно друг другу, поэтому создаваемые магнитные поля компенсируются, и носитель подавляется. Таким образом, модулирующий сигнал передается от входных к выходным трансформаторам через D1 и D2 без реверса фазы. На рис. 2 показан положительный полупериод работы модулятора.

Рисунок 3. Отрицательная операция полупериода

На рис. 3 показан отрицательный полупериод работы кольцевого диодного модулятора. Диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении и выключены, а диоды D3 и D4 смещены в прямом направлении и включены. Опять же, то же самое происходит с током несущей. Он делится поровну в первичной обмотке выходного трансформатора, и оба тока создают магнитные поля, равные и противоположные друг другу. Два тока сливаются во вторичной обмотке входного трансформатора, магнитные поля компенсируются, а несущая подавляется. Модулирующий сигнал проходит через входной трансформатор и перед поступлением на выходной трансформатор подвергается обращению фазы на 180°.

На рисунке ниже показаны формы сигналов диодного кольцевого модулятора на временной диаграмме.

Рис. 4. Формы сигналов модулятора с диодным кольцом: (A) Модулирующий сигнал, (B) Несущий сигнал, (C) Сигнал DSBSC на первичной обмотке выходного трансформатора, (D) Форма сигнала DSBSC после фильтрации

Форма выходного сигнала кольцевого диодного модулятора имеет подавленный несущий сигнал и состоит из суммы и разности входных частот. Это радиочастотные импульсы, которые принимают форму и амплитуду модулирующего сигнала со скоростью несущего сигнала. В идеале несущий сигнал полностью подавляется, однако на самом деле этого не происходит. Небольшая составляющая несущей всегда идет с выходным сигналом, и это называется утечка носителя . Это происходит по нескольким причинам: во-первых, если трансформаторы не имеют ответвления точно по центру; и второе, если диоды не идеально подобраны.

Настройка оборудования

Рис. 5. Макетная схема кольцевого диодного модулятора

Соберите схему, показанную на рис. 5, на макетной плате без пайки. Используйте быстродействующий диод 1N914 для диодного кольца. Установите W1 как синусоидальный модулирующий сигнал 1 кГц с амплитудой 1 В от пика до пика и установите W2 как синусоидальную несущую 10 кГц с амплитудой 3 В от пика до пика. Для входного и выходного трансформаторов необходимо соотношение витков 1:2. Вы можете поэкспериментировать с другим коэффициентом трансформации трансформатора и сравнить выходные результаты. Для этой работы необходим трансформатор Hexa-Path Magnetics с компоновкой обмотки HP3, HP4, HP5 или HP6. Если он недоступен, вы можете продолжить моделирование LTspice.

Процедура

Рисунок 6. Форма сигнала DSBSC

Наблюдайте за формой выходного сигнала схемы. Он должен иметь форму волны, аналогичную показанной выше смоделированной форме волны.

Вопросы

1. Измените коэффициент трансформации входного и выходного трансформаторов. Наблюдайте и сравнивайте выходные сигналы.
2. Поменяйте местами W1 и W2 в цепи. Сравните его с исходной формой выходного сигнала. Что происходит с формой выходного сигнала?

Рис. 7. Упрощенный бестрансформаторный диодный кольцевой модулятор

На рис. 7 без трансформаторов используется более упрощенный подход к традиционному кольцевому диодному модулятору. Как сумма, так и разность несущего и модулирующего сигнала подаются на противоположные соединения диодного кольца с помощью ADALM2000 через два входных резистора с низким сопротивлением, R1 и R2, тем самым отключая входной трансформатор. Выходной сигнал может быть измерен на высокоомных выходных резисторах R3 и R4. Эти резисторы затем заменяют выходной трансформатор.

Настройка оборудования

Рис. 8. Упрощенный бестрансформаторный диодный кольцевой модулятор, подключение макетной платы

Эти бестрансформаторные версии диодного кольцевого модулятора могут быть легко снабжены суммой несущих и модулирующих сигналов на одном переходе и разностью сигналов на другом с помощью генераторов сигналов ADALM2000. Настройте макет с выходом первого генератора сигналов, W1, на другой конец R1 и второго генератора сигналов, W2, на другой конец R2. Подключите вход осциллографа 1+ к стыку D1, D3 и R4. Присоедините вход области 1- к узлу, который связывает D2, D4 и R3. Наконец, подключите узел между R3 и R4 к земле. См. рис. 8 для подключения.

Процедура

В этом упражнении мы будем использовать несущую с уравнением формы волны f c = 3sin(10kt) и модулирующий сигнал с уравнением f m = 0,5sin(1kt) . Первоначально две формы волны перемножаются, и выходной сигнал является их произведением. Он содержит верхнюю частоту боковой полосы f usf и нижнюю частоту боковой полосы f lsf . Их определения:

куда:

В этом упрощенном подходе мы будем напрямую подавать боковые полосы на входы. Принимая во внимание несущую и модулирующие сигналы, мы будем иметь f(t) = 3sin(10kt) + 0,5sin(1kt) для верхней боковой полосы и f(t) = 3sin(10kt) — 0,5sin(1kt) ) для нижней боковой полосы.

В генераторе сигналов задайте уравнение f(t) = (3*sin(10*t)) + (0,5*sin(t)) с частотой 1 кГц для W1 (Ch2) и f(t) = (3*sin(10*t)) — (0,5*sin(t)) с той же частотой 1 кГц для W2. На осциллографе установите по горизонтали 200 мкс/дел и по вертикали 500 мВ /дел. Запустите генератор сигналов и осциллограф и наблюдайте за формой волны. Это должно иметь аналогичный результат с формой сигнала ниже.

Рис. 9. Упрощенный бестрансформаторный диодный кольцевой модулятор

Вопрос

1. Что произойдет, если номиналы резисторов, показанные на рис. 7, изменятся? Замените R1 и R2 на резисторы 1 кОм, что произойдет с амплитудой выходного сигнала? Верните R1 и R2 к их предыдущим значениям. Замените R3 и R4 на резисторы 1 кОм и снова наблюдайте за формой выходного сигнала.

Ресурсы лаборатории:

  • Fritzing файлы: диод_кольцо_мод_бб

  • Файлы LTspice: диод_кольцо_мод_ltspice

Некоторые дополнительные ресурсы:

  • Цепи ВЧ/ПЧ

  • Простая цифровая модель кольцевого модулятора на основе диодов. Паркер, Университет Дж. Аалто, Финляндия

  • Аналоговая связь — модуляторы DSBSC

  • Кольцевой модулятор

    для двухполосного подавления несущей 9-го поколения0005

Вернуться к содержанию лабораторной работы

университет/курсы/электроника/электроника_lab_diode_ring_modulator. txt · Последнее изменение: 07 февраля 2022 г., 15:11, Doug Mercer

Нужен ли резистор/диод для кольцевого дверного звонка?

Если вы заметили, что Дэйв в будущем получил модный новый умный дверной звонок, у вас может возникнуть соблазн пойти и купить его тоже. (Примечание: почему у Дэйва , кажется, всегда есть все последние гаджеты и автомобили? Этот парень отстой …)

Итак, вы увидели в продаже последний звонок Ring Doorbell и купили его. Большой. Затем вы открываете коробку, и из нее выпадает несколько электрических штучек :

Прилагаемый соединительный кабель и комплект в коробке для дверного звонка

Просматривая руководство, вы понимаете, что… инструкции сбивают с толку! К счастью, после того, как вы немного погуглили и посмотрели YouTube, вы в общих чертах соберете воедино то, что вам нужно сделать. Но остается один вопрос: почему в некоторых инструкциях Ring упоминается резистор (или диод)? Нужны ли они?

А если они нужны … почему их нет в коробке? Не бойся, я не раз проходил через это разочарование. Краткий ответ:

Для некоторых дверных звонков Ring требуется диод или резистор, особенно если вы подключаете их к существующему дверному звонку. Однако некоторые новые кольцевые дверные звонки имеют встроенную проводку, которая устраняет необходимость в диоде / резисторе.

Отказ от ответственности: Прежде чем углубляться в эту тему более подробно, стоит отметить, что вам всегда следует нанимать квалифицированного подрядчика по электромонтажным работам, если вы не уверены, какие электромонтажные работы необходимо выполнить. Электричество может убить — лучше перестраховаться, чем потом сожалеть!

Аккумуляторные и проводные дверные звонки Ring

A Ring Doorbell Pro 2 с лицевой панелью Blue Print

Ring — одно из самых громких имен в мире умного дома, и это в значительной степени связано с их ассортиментом умных дверных звонков. Это позволяет вам удаленно разговаривать с посетителями и водителями доставки (через ваш смартфон) из любой точки мира.

Помимо удобства (больше никаких пропущенных посылок — ура!), они также полезны для предотвращения преступлений. В конце концов, получение 1-2-минутного видеоклипа любого, кто осматривает вашу собственность, может отпугнуть многих потенциальных грабителей.

Дверные звонки Ring доступны в двух больших группах:

  1. Дверные звонки с батарейным питанием Ring . Они содержат батарею, что упрощает установку. Никаких проводов и никакой суеты. Просто прикрепите его к двери, дверному косяку или стене, и он просто работает . Конечно, батарея разряжается, а это означает, что вам нужно время от времени ее перезаряжать.
  2. Проводные дверные звонки Ring. Эти не содержат батареи, а это означает, что вы должны подключить их к электропроводке вашего дома (если, конечно, у вас нет PoE Ring Doorbell Elite). Хотя это усложняет процесс установки, эти проводные дверные звонки имеют лучшее обнаружение движения, потому что им не нужно так сильно беспокоиться об энергосбережении.

A Ring Doorbell Pro, подвешенный в воздухе с помощью проводов питания.

Поскольку снятие и перезарядка дверных звонков Ring с батарейным питанием может немного раздражать, Ring позволяет вам и подключить их к проводке вашего старого дверного звонка. Это дает аккумулятору постоянную подзарядку, а это означает, что вам не нужно перезаряжать их вручную (или вообще).

Многие дверные звонки Ring также позволяют звонить в звонок вашего старого дверного звонка, при условии, что он совместим:

Устройство дверного звонка Deta C3501.

Примечание: Различие между проводными дверными звонками и дверными звонками на батарейках, а также то, планируете ли вы звонить в старый дверной звонок, очень важно. Это потому, что ваше решение может (или не может) потребовать резистора/диода в цепи.

Что такое резисторы и диоды?

Прежде чем перейти к тому, нужен ли вам резистор или диод, давайте быстро вспомним , что это за :

  • Резистор — Резистор регулирует (то есть ограничивает) потенциальный поток электричества к устройству — в данном случае к дверному звонку. Без резистора ваш кольцевой дверной звонок может потенциально получить слишком большой электрический ток, что может привести к его повреждению (или даже к кирпичной кладке). Вам, вероятно, понадобится резистор, если вы подключаете дверной звонок напрямую к трансформатору .
  • Диод – Диод немного похож на односторонний переключатель: это электрический компонент, который по существу «направляет» электрический ток в определенном направлении. Если у вас есть цифровой звуковой сигнал (звонок), вам, вероятно, потребуется диод в вашей цепи.

Я хотел подчеркнуть эти различия, потому что и резисторы, и диоды кажутся похожими (действительно, во многих статьях для простоты говорится «резисторы/диоды»), но они разные.

К счастью, вам почти наверняка не понадобится резистор и диод при подключении дверного звонка. Иногда вы можете пропустить оба, а иногда вам понадобится один или другой — но не оба.

Когда для дверного звонка требуется диод

Различные электрические компоненты, включая множество диодов

Если у вас есть более старый дверной звонок , а также цифровой дверной звонок, вам почти наверняка понадобится диод . Это связано с тем, что без диода электрический ток может протекать от блока цифрового звонка (к вашему дверному звонку) таким образом, что ваш дверной звонок будет поврежден. Диод предотвратит это.

При этом более поздние версии Ring Doorbell имеют встроенный диод, а это означает, что он вам не нужен .

Да, это немного сбивает с толку. Для оригинальных дверных звонков Ring 1 и 2 или требуется диод, а для Ring Doorbell Pro 1 также может потребоваться диод, если они подключены к цифровому дверному звонку . Но это все.

Для дверных звонков Ring 3 и 4, а также для более поздних дверных звонков с проводным подключением (таких как Pro 2) диод не требуется. Звонок Ring Doorbell 1 со сбивающим с толку названием (модель 2020 г.) также выполняет 9 функций.0003, а не требуют диода. Все это подтверждается на страницах справки Ring:

  • Страница справки Ring Doorbell 1
  • Страница справки Ring Doorbell 2

Обратите внимание, что в обеих статьях говорится, что требуется диод — это , если только у вас нет «Ring Video Doorbell 2020 Model». (также называемый кольцевым дверным звонком 2-го поколения):

Если в коробке нет диода, скорее всего, у вас есть кольцевой видеодомофон (2-го поколения), который имеет встроенный диод.

Справочные страницы кольца

Подводя итог: Если вы не используете цифровой дверной звонок и , у вас есть более старый дверной звонок Ring, вы можете пропустить диод.

К сожалению, с резисторами дело обстоит сложнее!

Для каких дверных звонков требуется резистор

Резистор часто требуется в вашей цепи, если вы подключаете проводку напрямую от трансформатора к дверному звонку . Этот трансформатор может быть одним из официальных кольцевых трансформаторов, например, трансформатор для DIN-рейки первого поколения:

A Кольцевой трансформатор для DIN-рейки (первое поколение).

В качестве альтернативы у вас может быть трансформатор стороннего производителя — в основном любой, который берет сетевое напряжение (120–240 В) и преобразует его в требуемое 16–24 В переменного тока для вашего дверного звонка.

В обоих этих случаях вам понадобится резистор. Однако, если у вас есть трансформатор Ring последнего поколения (второго поколения), резистор вам НЕ понадобится:

Кольцевой трансформатор DIN-рейки второго поколения (входит в комплект Ring Doorbell Pro 2)

Это связано с тем, что трансформатор второго поколения включает встроенный резистор, а это означает, что вам не нужен отдельный резистор в вашей цепи .

Приведенная выше информация относится к проводным дверным звонкам Ring, Pro 1 и Pro 2, т. е. к линейке проводных дверных звонков Ring. А как насчет кольцевых дверных звонков на батарейках? Что ж, вам все равно нужно помнить совет выше (например, вы можете пропустить резистор, если у вас есть трансформатор 2-го поколения).

Но , дверные звонки Ring 3, 3 Plus и 4 имеют встроенную проводку, что означает, что вы можете пропустить резистор, даже если вы используете трансформатор Ring первого поколения или трансформатор стороннего производителя .

Надеюсь, все понятно, а если нет, то вот таблица, показывающая, требуется резистор или нет: Gen) Third Party Transformer 1 Yes No Yes 1 (2020 Model) Yes No Yes 2 Yes No Yes 3 No No No 3 Plus No No No 4 No No No Wired Yes No Yes Pro Yes No Yes Pro 2 Да Нет Да

Независимо от того, требуется резистор или нет, для каждого дверного звонка.

Итак, это подводит нас к следующему вопросу: какой резистор следует использовать?

PSA: комплект Pro Power Kit — это резистор

Ring продает «резистор с проволочной обмоткой», который должен прекрасно работать как резистор, но знаете ли вы, что комплект Ring Pro Power Kit также является резистором ? Это маленькое белое устройство, изображенное ниже (извините за размытость):

The Ring Pro Power Kit V2

Он входил в комплект моего Ring Doorbell Pro 1, а иногда входит в комплект поставки других моделей Ring Doorbell. Но поскольку трансформатор Ring второго поколения для DIN-рейки имеет встроенный резистор, Ring постепенно отказывается от Pro Power Kit.

В любом случае, если вы или можете заполучить Pro Power Kit, это будет работать очень хорошо. У меня подключены Ring Doorbell Pro 1 и Pro 2, как описано ниже:

Окончательный план подключения Pro, включая «Pro Power Kit V2» (или «Bypass Kit») в выходных кабелях.

«Резистор» здесь (от выхода 1 к Ring Doorbell Pro) защищает мой Ring Doorbell от любых скачков напряжения, которые в противном случае могут привести к поломке моего устройства .