Как прозвонить диод тестером: Как проверить светодиод мультиметром: возможные способы не выпаивая

Содержание

Как проверить светодиод мультиметром: возможные способы не выпаивая

СодержаниеПоказать

Светодиоды – это полупроводниковые приборы искусственного света. Их работа основана на излучении световых фотонов и электромагнитной энергии видимого, инфракрасного и ультрафиолетового диапазона частот. Свет излучает p-n переход в зоне контакта диодов p- и n-типов проводимости во время идущего через него постоянного стабилизированного тока. При этом излучается свет (около 6 – 15% потребленной электроэнергии) и выделяется тепло – не менее 80 – 90% этой энергии.

Основные причины неисправности диода

Причин поломки может быть несколько. Тестирование делают по специальной методике. Основные причины сбоев:

  1. Тепловой пробой в результате перегрева и деструкция (разрушение) кристалла. Сопровождается горением лакового покрытия и пластмассового корпуса. На фото сгоревший светодиод на печатной плате лампы-ретрофита, аналога галогенной лампы типа MR16. В одном из корпусов SMD2835 из-за перегрева кристалла сгорел нанесенный на него желтый люминофор. Видна коричневая точка на элементе с позиционным обозначением D11.
  2. Электрический пробой p-n перехода. Прямое рабочее напряжение диода в зависимости от цвета свечения и материалов p-n перехода лежит в диапазоне от 1,5 до 4-4,5 В. Обратное напряжение на несколько вольт больше прямого. Поэтому скачки напряжения могут вызвать его нестабильность на выходе. Если они превышают обратное напряжение диода, возможен пробой.
  3. Механический обрыв. К полупроводниковому кристаллу от контактов корпуса ток подводят серебряные или золотые проволочки. От вибрации или ударов может произойти их обрыв.
  4. Деградация. Постепенное снижение характеристик светодиода, прежде всего яркости и оттенка свечения. Падение яркости нормируется 30, 50 и 70% от первоначальной. На 5-10% яркость падает в течение первой 1000 часов работы у большинства устройств.
    Падение яркости на 50 – 70% требует замены лампы, модуля, линейки или ленты. Иногда оно происходит за 15 – 20 тысяч часов.

На фото сгоревший светодиод на печатной плате лампы-ретрофита, аналога галогенной лампы типа MR16. В одном из корпусов SMD2835 из-за перегрева кристалла сгорел нанесенный на него желтый люминофор. Видна коричневая точка на элементе с позиционным обозначением D11.

Деградация идет в люминофорах белых светодиодов и в элементах вторичной оптики – линзах, встроенных в корпус или монтируемых на его поверхности. Под действием света линзы мутнеют, снижаются светопропускание и световой поток.

«Прозвонка светодиода мультиметром, прозвонка диода» – сленговый термин, попавший в светотехнику из электротехники слабых токов. Когда нужно было, например, проверить исправность проводников в кабеле, брали аккумулятор, батарейку или переносной блок питания и обычный электромеханический звонок. К первому контакту разъема кабеля подключали «крокодилом» аккумулятор и звонок.

На обратном конце кабеля к первому проводу последовательно подключали остальные провода. Звеневший звонок показывал исправность проводов.

Так же проверяли замыкания проводов в кабеле между собой. Способ использовали и после проверки звонка амперметром. Название операции закрепилось у электриков, а потом перешло в электронику. Только использовали не звонок, а тестер, который называли по-разному – АВОметр, омметр, мультиметр.

Проверка светодиода или прозвонка мультиметром. Информация на дисплее – О – диод исправен, ток идет; OL – диод исправен, ток не идет.

Проверить исправность светодиода мультиметром можно прямо на плате или выпаяв его. Прибор используют для проверки цепей постоянного и переменного тока. Им измеряют напряжение, сопротивление резисторов в режиме омметр, исправность и работоспособность конденсаторов, выпрямительных диодов, p-n-p и n-p-n транзисторов и другое.

Проверка диода мультиметром.

Красный щуп и провод мультиметра – это цепь положительного полюса или «+» источника питания и анода диода. Черные провод и щуп – цепь, связанная с катодом и отрицательным полюсом источника. Мультиметр включен на режим измерения постоянного тока в диапазоне от 0 до 20 мА или 0,02 А. На табло мультиметра высветилось 15,7 мА, что означает что диод открыт и его рабочий ток составляет указанную величину. Светодиод обычной яркости при такой силе тока должен светиться и немного греться.

В схеме обозначения диода поперечная черточка – это катод, треугольник – анод. Прямоугольник голубого цвета обозначает резистор с постоянным сопротивлением. Он ограничивает прямой, т.е. рабочий ток светодиода.

При подаче напряжения напрямую без ограничения тока возможно превышение рабочего значения и тепловой пробой диода.

Проверка светодиода при помощи батарейки

Чтобы проверить LED при помощи батарейки, нужно собрать цепь по схеме.

Схема проверки светодиода LED1 от батарейки 9V.

На схеме:

  1. LED1 – проверяемое устройство.
  2. 9V – источник питания (батарейка с напряжением 9В).
  3. VAΩ – измерительный прибор для замера V – напряжения, A – тока, Ω – сопротивления, АВОметр или мультиметр. На схеме работает в режиме измерения напряжения.
  4. R1 — токоограничивающий резистор.
  5. R2 – переменный резистор, задающий яркость светодиода.

Резистором R2 на мультиметре устанавливается номинальный рабочий ток. Исправный LED-элемент дает свет. Неисправный – не светит.

Термин «мультиметр» – транслитерация международного названия «Multimeter». Образован от терминов Multi – много и meter – измерять. Имеет названия «тестер», «АВОметр»– от Ампер-Вольт-Омметр.

Современный мультиметр – универсальный измерительный прибор с цифровым (англ. – digital) дисплеем.

Один из видов мультиметров.

Другое название прибора – «тестер»– транслитерация кириллицей международного термина tester – тестирователь, проверятель, испытатель.

Проверка без выпаивания светодиода

Чтобы проверить светодиод не выпаивая, нужно анализировать схему устройства.

Если нет цепей, параллельных диоду, его можно прозвонить не выпаивая. Параллельные цепи могут влиять на результат.

На щупы мультиметра нужно напаять острые стальные иглы. Всю иглу кроме кончика и щуп нужно изолировать, например, термоусаживающейся трубкой. Щупом с иглой прокалывают слой защитного лака до контакта с выводом диода на корпусе или контактной площадки на плате. Измерение сопротивления в прямом и обратном направлении показывает работоспособность устройства. Прямое сопротивление – десятки–сотни Ом. Обратное – сотни килоОм или более.

Видео по теме: ТОП 5 способов как проверить светодиод

В ролике рассмотрены 5 способов проверки светодиодов. Выводы нового светодиода анод и катод имеют разную длину. Анод длинней катода. Поэтому, даже не применяя мультиметр или тестер можно сразу определить соответствующие выводы. Более того, на корпусе со стороны катода имеется срез. 

Как проверить диод тестером

Как проверить диод тестером

Диод – простейшее полупроводниковое устройство. Используется для выпрямления переменного ток в постоянный, для блокировки и ограничения напряжений, а также для освещения и индикации. Проверяют работоспособность диода мультиметром с функцией проверки диодов.

 

Проверяем диод тестером

 

 

Перед проверкой элемента, исключите его из электрической схемы, поскольку внешние цепи могут вызвать искажение измерений. Перед касанием выводов элемента и прибора руками коснитесь заземления, чтобы снять накопившийся в теле заряд статического электричества. Чувствительные элементы способны выйти из строя даже от такого заряда. Включите на мультиметре (тестере) функцию проверки исправности диодов.

[y1]

Прикоснитесь щупами тестера к обоим выходам элемента. При этом важно соблюсти нужную полярность. Красный щуп тестера подключайте к положительному выходу диода (аноду), черный щуп – к отрицательному выводу (катоду). Чтобы найти катод на диоде, осмотрите внимательно оба выхода элемента. Полоска около одного из них обозначает катод. Не касайтесь руками металлических частей щупа тестера и выводов диода.

 

Снимите показания мультиметра. Затем прикоснитесь красным щупом прибора к катоду, а черным к аноду и снимите показания еще раз. Если при первом снятии показаний тестер выдал значение, близкое к нулю (но не равное), а при втором зашкалил, диод исправен. Если тестер зашкалил при обоих снятиях показаний, диод неисправен. Произошел разрыв внутри элемента. Если при обоих снятиях показаний тестер показал ноль, значит диод замкнуло накоротко.

 

При отсутствии цифрового тестера с функцией проверки диодов, проведите тестирование с помощью омметра или аналогового (стрелочного) мультиметра. Для этого включите прибор в режим измерения сопротивлений с максимально возможным пределом. Подключите красный щуп тестера к аноду, а черный к катоду проверяемого элемента. Прибор должен показать незначительное сопротивление. После смены выводов местами тестер должен показать бесконечно большое сопротивление.

[y1]

Для светоизлучающих диодов правильность подключения и проверку исправности выполняют визуально.

 

Полезные советы при проверке диодов тестером:

 

Если обнаружен неисправный диод в диодном мосту, заменяйте весь диодный мост.

Купить тестовый транзистор с диодным тестером онлайн

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место, чтобы купить тестовый транзистор с диодным тестером. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот лучший тестовый транзистор с диодным тестером вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели тестовый транзистор с диодным тестером на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в тестировании транзистора с диодным тестером и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. , а также ожидаемую экономию.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз.Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести test transistor with diode tester по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

BTS (방탄 소년단) Официальный MV «Life Goes On»

[Стих 1: Чон Кук, Чимин]
Eoneu nal sesangi meomchwosseo
Amureon yegodo hana eopsi
Bomeun gidarimeul mollaseo
Nunchi eopsi wabeoryo
Honja gane sigani
Mianhae maldo eopsi, да
[Стих 2: RM]
Oneuldo biga naeril geot gata
Heumppeok jeojeobeoryeonne
Ajikdo meomchujil ana
Jeo meokgureumboda ppalli dallyeoga járanulwa
Jeo meokgureumboda ppalli dallyeoga jranulwa
Geo meokgureumboda ppalli dallyeoga jranulwa
Geo meokgureumboda ppalli dallyeoga jranulwa
Geo meokgureumboda ppalli dallyeoga jranulwa
Geo meokgureumboda ppalli dallyeoga jranulwa
Geo meokgureumboda ppalli a dallyeoga jranulua nomi jun gamgi
Deokbune nulleoboneun meonji ssain doegamgi
Neomeojin chae cheonghaneun eotbakjaui chum
Gyeouri omyeon naeswija
Deo tteugeoun sum
[Pre-Chorus: V, oh Jung Kookchi
[Предварительный припев: V, oh Jung Kookchi
] du nuneul gama
Yeogi nae soneul jaba
Jeo miraero daranaja
[Припев: Чон Кук и Чимин] 90 017 Как эхо в лесу
Haruga doraogetji
Amu ildo eopdan deusi
Да, жизнь продолжается
Как стрела в голубом небе
Tto haru deo naragaji
На моей подушке, на моем столе
Да, жизнь продолжается
Как это снова
[Стих 3: SUGA]
I eumageul billyeo neoege na jeonhalge (Ay)
Saramdeureun marhae sesangi da byeonhaetdae (Нет)
Mh-hm-hm-hm
Dahaenghido uri saineun
Ajik yeotaenne an by J-Hope, Jung Kook]
Neul hadeon sijakgwa kkeut ‘annyeong’iran mallo
Oneulgwa naeireul tto hamkke ieobojago (Ох, ох, ох, ох, ох)
Ох, Меомчвойтджиман, эодуме сумджи,
Чхантеун, то: В и Чон Кук, Джин]
Ккеучи бойджи ана
Чулгуга итгин халкка
Бари ттейджил ана ана о
Джамси ду нунеул гама (Гама)
Йоги наэ сонеул джаба (Джаба)
Джео мираэро даранаджа
[ох, ох) Припев: Все, Чимин]
Как эхо в лесу
Haruga dor aogetji
Amu ildo eopdan deusi
Да, жизнь продолжается (О, уоу)
Как стрела в голубом небе
Tto haru deo naragaji (Naragaji)
На моей подушке, на моем столе
Да, жизнь продолжается
Вот так снова
[Outro: Jimin & V]
Я помню
Я, я, я помню
Ах, ах
Я помню
Я, я, я помню
Ах, ах

Дата выпуска
20 ноября 2020 г.

Счетчик звонков Варианты


Введение

В поисках экзотических часов я наткнулся на фантастические часы, сделанные Питером-Тьерк де Бур из Голландии [1].В этих удивительных часах в качестве логических элементов используется только неоновая лампочка (рис. 1). Неоновые лампочки используются в так называемых кольцевых счетчиках. Увлечение Питера-Тьеркса неоновыми кольцевыми счетчиками было вызвано книгой Дж. Б. Дэнса «Электронные счетные схемы» [2], от которой отказались библиотекари Технического университета Твенте. К счастью, в библиотеке Делфтского технического университета до сих пор хранится книга «Танцы». Это действительно фантастическое и исчерпывающее описание всех видов счетных схем, известных в 1967 году.Недавно я обнаружил, что полную книгу можно скачать на сайте Dieters Nixie World. Щелкните здесь, чтобы загрузить zip-архив с полной книгой с его сайта (36Мб!). Спасибо, Дитер!

Рисунок 1. Никси-часы на основе счетчиков с неоновой трубкой, изготовленные голландским радиолюбителем
Питером-Тьерком де Буром (PA3FWM). Щелкните здесь или на картинке, чтобы увидеть его фантастический проект.

Глава 3 (Счетные трубки, заполненные газом с одним катодом и их схемы) содержит раздел, озаглавленный «Простые трубки с холодным катодом».Это объясняет работу счетчика неоновых колец, и я должен признать, что никогда не слышал о счетчиках неоновых колец. Это очень увлекательные простые схемы. Их работа основана на том факте, что эти лампы демонстрируют гистерезис при включении и выключении. Представьте, что к неоновой трубке приложен потенциал, который находится между напряжением тушения и напряжением зажигания. Теперь трубку можно включить, подав короткий импульс, который поднимает потенциал над трубкой выше напряжения зажигания.Точно так же трубку можно выключить коротким импульсом, который понижает потенциал ниже напряжения тушения. Поэтому неоновая трубка эквивалентна элементу логической схемы с памятью. Поэтому в таблицах данных эти лампы часто называют переключающими диодами.

Рис. 2. Две иллюстрации из ноябрьского номера журнала Electronics Illustrated за 1966 г. , на котором изображен десятичный компьютер космической эры
[4]. Щелкните здесь или на картинке, чтобы загрузить статью полностью. Взгляните на этот замечательный сайт Альберта Бредекампа, который на самом деле создал этот неоновый калькулятор!

Цифровые схемы, в которых использовались эти неоновые лампы, были популярны в течение относительно очень короткого времени, скажем, между 1950 и 1970 годами.С одной стороны, цифровые схемы стали популярными только после войны, а с другой стороны, изобретение и разработка транзистора быстро сделали эти неоновые переключающие лампы устаревшими. В 1958 г. компания Electronics опубликовала статью под названием «Элементарный компьютер», действующий как безмолвный противник человеческого противника в древнем времяпрепровождении [19]. В статье описана схема, в которой тиратроны, реле и цифровые неоновые вентили были использованы для создания машины, которая могла бы играть в Tick-Tack_Toe. Восемь лет спустя эти цифровые неоновые схемы, по-видимому, все еще были популярны, поскольку в Electronics Illustrated в ноябре 1966 года был представлен обширный проект, в котором описывался электронный калькулятор на основе счетчиков на неоновой трубке (рис. 2) [4]. Хотя это была грубая и неуклюжая машина, в которой использовался телефонный набор в качестве входных данных, она была объявлена ​​десятичным компьютером космической эры. В целом, я обнаружил, что эти лампы и схемы достаточно увлекательны, чтобы провести небольшое исследование и посмотреть, смогу ли я сам построить часы на основе кольцевых счетчиков. Вместо того, чтобы сначала закончить весь проект, а затем написать на нем полную страницу, я решил — как и в моем проекте часов Decatron — написать эту страницу в форме веб-журнала, так что я буду добавлять главы по мере продвижения проекта.Так что проверяйте эту страницу время от времени, если вас интересуют счетчики с неоновыми кольцами.

Счетчики колец для чайников

Схема счетчика неоновых колец была первоначально предложена Джоном Мэнли и Элли Бакли из Массачусетского технологического института. В своей статье «Неоновый кольцевой счетчик в электронике», январь 1950 года, они обсуждали трехдесятилетный кольцевой счетчик, полностью состоящий из неоновых трубок и германиевых диодов, с возможностью увеличения, уменьшения, сброса и предварительной настройки. Счетчик будет считать до 30.000 импульсов в секунду (рис. 2а). В 1950 году надежные германиевые диоды были очень новыми и передовыми компонентами (первое сообщение в печати о германиевых диодах в Голландии было в 1946 году). Глядя на принципиальную схему на рис. 2а, мы видим, что схема кольцевого счетчика устроена несколько иначе, чем мы привыкли сегодня. Также обратите внимание, что символ схемы диода еще не превратился в символ, который мы используем сегодня, но на самом деле все еще очень напоминал конструкцию точечного диода.

Рисунок 2а. Две иллюстрации из январского номера журнала «Электроника» за 1950 год, которые показывают изображение оригинального трехдесятилетнего неонового счетчика
, предложенного Мэнли и Бакли, и принципиальную схему их основной счетной ячейки.
Щелкните здесь или на картинке, чтобы загрузить статью полностью.

Логические схемы, такие как кольцевые счетчики, сделанные из неоновых трубок, основаны на том факте, что для газоразрядной трубки, такой как неоновая трубка, напряжение зажигания может быть выше, чем напряжение тушения. Это своеобразное поведение проиллюстрировано на рис. 3, где мы находим неоновую трубку, подключенную через токоограничивающий последовательный резистор, подключенный к источнику переменного напряжения. Вымышленная неоновая трубка в этом примере имеет напряжение зажигания (Вс) 140 В. Напряжение зажигания также называется напряжением зажигания или напряжением зажигания . Поддерживающее напряжение (Vm), работающее или напряжение тушения трубки предполагается равным 100 В.

Рис. 3. Простая схема неоновой трубки при различных условиях смещения, объясняющая,
, последствия разницы в зажигающем (Vs) и поддерживающем (Vm) напряжениях газоразрядной трубки.
В этом примере Vs = 140V и Vm = 100V

На рис. 3А напряжение питания увеличено с нуля до 80 В. Поскольку оно все еще значительно ниже напряжения зажигания, лампа не загорится, и ток будет равен нулю. Поскольку при нулевом токе на последовательном резисторе нет падения напряжения, напряжение на лампе будет идентично напряжению питания. Затем напряжение питания медленно увеличивают до 120 В (рис. 3B и C). Поскольку оно все еще ниже напряжения зажигания, трубка не ударяется. Однако, когда напряжение питания теперь повышается до 140 В, трубка воспламеняется (рис. 3D). После зажигания напряжение на трубке упадет до поддерживающего напряжения 100 В, и начнет течь ток. Ток, протекающий через трубку, ограничен резистором и может быть рассчитан как напряжение питания минус поддерживающее напряжение, деленное на номинал резистора.Дальнейшее увеличение напряжения питания приведет к линейному увеличению тока, поскольку напряжение на трубке в основном ограничено до Vm = 100 В. В качестве альтернативы, когда напряжение питания теперь снижается до, скажем, 120 В, что все еще выше поддерживаемого напряжения 100 В (рис. 3E), ток будет уменьшен, но трубка все еще будет зажжена. Только когда напряжение питания окончательно упадет ниже поддерживающего напряжения, трубка погаснет, и ток вернется к нулю (рис. 3F).

Рисунок 4. Двухступенчатый кольцевой счетчик на разных этапах своей работы.

Обладая этими знаниями, теперь легко понять, как работает счетчик неоновых колец. На рис. 4 изображен двухступенчатый кольцевой счетчик на разных этапах своей работы. Основной строительный блок счетчика состоит из последовательно соединенных неоновой трубки, диода и резистора, подключенных к следующему каскаду с помощью конденсатора. Предположим, что неоновые трубки, использованные в этом примере, также имеют напряжение зажигания 140 В и поддерживающее напряжение 100 В.Кроме того, давайте предположим, что в исходной ситуации неоновая трубка V1 включена, а V2 выключена (рис. 4A). Поскольку V1 включен, напряжение на V1 будет его поддерживающим напряжением 100 В. Оставшееся напряжение будет делиться между R1 и общим анодным резистором, что приведет к падению напряжения на R1 на 20 В. Поскольку V2 выключен, падение напряжения на R1 будет равно нулю. В результате C2 будет заряжен до 20 В, как показано на рис. 4A. На этой странице я назову напряжение на C2 катодным переносом смещения.

Затем на вход счетчика C1 подается отрицательный импульс с амплитудой 40 В (рис.4Б). Этот отрицательный фронт на короткий момент (напряжение на конденсаторе не может измениться мгновенно) снизит анодный потенциал обеих ламп до 80 В. Поскольку это напряжение значительно ниже поддерживаемого напряжения 100 В, V1 погаснет. Обе лампы выключены. Поскольку в настоящее время нет тока, протекающего ни в одной из ветвей, падение напряжения на R1 будет равно нулю. Однако C1 был заряжен до 20 В, так что катод V2 будет иметь потенциал -20 В (смещение катодного переноса) по отношению к земле.Обратите внимание, что C2 останется заряженным, потому что D2 заблокирован, а V2 выключен.

Потенциал анода не останется на уровне 80 В, поскольку общий анодный резистор начнет заряжать C1, вызывая повышение потенциала общих анодов (рис. 4C). Если ничего не произойдет, это приведет к увеличению анодного напряжения до 200 В. Этого никогда не произойдет, потому что, когда потенциал анода достигает 120 В, напряжение на V2 (катод которого был смещен как -20 В) достигает напряжения зажигания 140 В, и зажигается V2 (рис. 4D). Свечение теперь передается счетным импульсом от трубки V1 к трубке V2.

Рисунок 5. Пример семиступенчатого неонового кольцевого счетчика.

Посредством каскадирования произвольного количества секций и передачи последней секции первой секции получается кольцевой счетчик (рис. 5). Отрицательный импульс на входе, который достаточно велик, чтобы снизить напряжение на светящейся трубке ниже его поддерживающего напряжения (Vm), переключит свечение на следующую трубку в кольце. Если длительность импульса короче времени деионизации, трубка снова воспламенится при повторном приложении поддерживающего напряжения.Время деионизации обычно составляет порядка нескольких миллисекунд. Это ограничивает скорость кольцевых цепей диодов с холодным катодом до прибл. 1 кГц [2, стр.41].

Подробнее о включении и поддержании напряжения

В предыдущем разделе мы видели, как работа счетчика неоновых колец основана на том факте, что поддерживающее напряжение неоновой трубки значительно ниже, чем напряжение зажигания. В идеальном мире, где все неоновые трубки были бы совершенно одинаковыми с нулевыми допусками на технологический процесс, потребовалась бы разница всего в несколько вольт между зажигающим и поддерживающим напряжением.Однако на самом деле никакая лампа не будет такой же, что приведет к тому, что разница в напряжении включения и поддержания напряжения будет все меньше и больше. Кроме того, эти напряжения могут со временем изменяться из-за старения. Интуитивно мы чувствуем, что предпочтительно, чтобы разница между напряжением зажигания и поддержанием была как можно большей, а смещение катодного переноса должно составлять примерно половину разницы между ними. В следующих нескольких абзацах мы попытаемся прийти к более научным выводам.

Рисунок 6. Упрощенная схема основного кольцевого счетчика.

На рис. 6 показана упрощенная принципиальная схема основной секции кольцевого счетчика, изображенного на рис. 4. Для простоты диоды и конденсаторы не показаны. Мы предполагаем, что V1 загорелся, так что напряжение на V1 является поддерживающим напряжением. Ток, протекающий через V1, вызывает падение напряжения на Rcat (смещение катодного переноса для следующей секции) I * Rcat. Сумма Vm и I * Rcat, очевидно, должна быть меньше напряжения зажигания V2.

Рис. 7. Графическое представление последствий изменения процесса для смещения катодного переноса.

На рис. 7 это проиллюстрировано графически. Кроме того, были включены вариации от трубки к трубке с помощью двух полугауссовых распределений. Среднее значение поддерживающего напряжения, например обозначается Vm, в то время как минимальное и максимальное поддерживающие напряжения в кольце представлены Vm, min и Vm, max соответственно. Теперь очевидно, что наихудшая ситуация возникает, когда V1 — это трубка с самым высоким поддерживающим напряжением кольца Vm, max, а V2 — это трубка с самым низким напряжением зажигания Vs, min.Для обеспечения правильной работы даже в этом случае I * Rcat должно быть меньше Vs, min Vm, max.

Рисунок 8. Схема, используемая для оценки нижнего предельного значения для I * Rcat.

В то время как предыдущий анализ устанавливал значение верхней границы для I * Rcat, схему на рис. 8 можно использовать для получения значения нижней границы. Он изображает трехступенчатый кольцевой счетчик на стадии, когда V1 только что погас отрицательным импульсом на общем анодном узле, так что конденсатор был заряжен до катодного переключающего смещения I * Rcat.Напряжение на аноде снова растет, так что V2 должен ударить первым.

Рис. 9. Графическое представление для получения нижнего предельного значения катодного переходного напряжения.

В схеме на рис. 8 возникает худшая ситуация, когда неоновая трубка V2 имеет самое высокое напряжение зажигания кольца. Когда разница между напряжением зажигания этой трубки и минимальным напряжением зажигания в кольце меньше, чем I * Rcat, последняя трубка ударит вместо V2.Другими словами: Vs, max — Vs, min Если предположить, что все трубы одинаковы, без изменений процесса:

тогда наше состояние сводится к: взяв среднее значение: это именно то, что мы думали интуитивно!

После всех этих размышлений правильная процедура установки значений компонентов в кольцевом счетчике теперь становится немного яснее. Если у вас достаточно трубок, рекомендуется сначала отсортировать их таким образом, чтобы в итоге получилось десять трубок с минимальными вариациями Vm и Vs.Наилучшим подходом сейчас является усреднение I * Rcat между полученными нами значениями нижней и верхней границ. В техническом описании лампы указан номинальный ток (обычно порядка 1 мА). Теперь мы можем рассчитать Rcat из:

Обратите внимание: когда известны только средние значения поддерживающего и пускового напряжений (Vm, avg и Vs, avg), это сводится к: Значение анодного резистора теперь следует из: Выбор напряжения питания определяет входное сопротивление цепи.Чем выше напряжение питания, тем выше анодный резистор и, следовательно, выше входной импеданс. Высокий входной импеданс означает, что предыдущей ступени легче подтянуть общий анодный узел ниже Vm, чтобы продвинуть счетчик. По той же причине может потребоваться смещение трубки при несколько меньшем токе.

Подробнее о неоновых трубках

Неоновые лампы, или переключающие диоды, как их иногда называют, бывают двух видов: трубки с катодами, покрытыми барием, и трубки с металлическими катодами с напылением (см. Также раздел «Переключающие лампы серии ZA100X от Philips»).Чтобы понять, почему катоды должны быть подготовлены в любом случае, мы должны понимать, что из-за остаточных молекул кислорода в газе трубки катод всегда будет покрыт монослоем оксида. Этот слой имеет очень высокую работу выхода, а это означает, что для освобождения электрона от поверхности катода потребуется большое количество энергии. Теперь, когда небольшое количество материала с очень низкой функцией, такого как барий или цезий, осаждается на этом оксидном слое, материал с низкой работой выхода обменивается электроном с кислородом, что приводит к образованию дипольного слоя.Дипольный слой эффективно снижает рабочую функцию катода до очень низкого значения.

В подавляющем большинстве неоновых трубок используется катод, покрытый барием. Катоды, покрытые барием, имеют два преимущества. Прежде всего, металлические катоды необходимо очистить на месте — распылением. Во время распыления катода на оболочку трубки также будет осаждаться непрозрачная металлическая пленка, так что свечение будет видно только на концах трубки, где осаждено меньше материала [3]. Второе преимущество состоит в том, что из-за низкой работы выхода бариевого покрытия нормальный видимый свет может использоваться для фотоэлектрической грунтовки трубки. Вероятно, это требует небольшого объяснения. Для надежного зажигания неоновой трубки необходимо присутствие определенного количества ионов. Несколько ионов в минуту образуются в трубке космическими лучами и излучением случайных радиоактивных атомов, которые присутствуют во всех материалах, но требуется больше ионов, если разряд всегда должен инициироваться быстро [2].Искусственные методы увеличения количества ионов в лампах с холодным катодом известны как грунтовка. Помимо фотоэлектрического затравки, иногда используется дополнительный электрод затравки или в газовую смесь добавляется немного радиоактивного газообразного трития, чтобы обеспечить надежное и быстрое поражение покрытых барием трубок даже в темноте.

Подавляющее большинство неоновых трубок, особенно те, которые представлены сегодня на рынке, не предназначены для коммутации. Следовательно, при разработке этих ламп не было предпринято никаких усилий, чтобы максимально увеличить разницу между напряжением зажигания и поддержанием напряжения.Обычно эти неоновые трубки имеют напряжение зажигания около 80 В и поддерживающее напряжение порядка 60 В. Вдобавок ко всему эти параметры имеют тенденцию к довольно большому изменению от трубы к трубе из-за механических допусков в их конструкции и вариаций процесса покрытия барием, а также газовой смеси и давления. В целом, использование обычных неоновых трубок для коммутации приводит к возникновению критических цепей, требующих компонентов с низким допуском.

Рисунок 10.Схема A для старения неоновых трубок, Схема B для измерения Vs и Vm.

Один из способов справиться с этим — собрать пробирки перед использованием. Это означает, что и Vs, и Vm измеряются для каждого отдельного устройства, а затем они разбиваются на группы с более или менее похожими характеристиками. И Питер-Тьерк де Бур с его часами с кольцевым счетчиком [1], а также авторы калькулятора счетчика с кольцевым счетчиком в Electronics Illustrated [4] придерживаются этого подхода. Поскольку характеристики пробирок имеют тенденцию изменяться при первом включении, рекомендуется выдержать пробирки перед сборкой.В «Иллюстрированной электронике» предлагается процедура старения ламп с использованием переменного напряжения [4 с.44]. Я использовал переменный трансформатор, чтобы получить напряжение изолированной сети от нуля до 180 В (рис. 10А). Многие неоновые лампы можно состаривать параллельно, каждая из которых имеет собственный последовательный резистор.

Рисунок 11. Неоновые пробирки на стойке для выдержки.


В ящике на работе я обнаружил несколько, как я понимаю, довольно старых газовых трубок. Я решил посмотреть, каково распределение ударных и поддерживающих напряжений для этого набора ламп и как на них повлияло старение.Сначала я измерил как Vs, так и Vm, используя простую схему, показанную на рис. 10B. Хотя эти трубки можно использовать в обоих направлениях, я предположил, что катод и анод, используя печать на трубке в качестве ориентира. Оказалось, что замена анода и катода дала почти точно такие же значения для Vs и Vm. Затем распределение значений Vs и Vm было построено на рис. 12 (вверху). Поразительные напряжения представлены красной кривой, а поддерживающие напряжения представлены черной кривой.Красная точка, например, 70 В указывает на наличие двух ламп с напряжением зажигания от 70 до 71 В. Среднее напряжение зажигания и поддержания для этих ламп составляло 68,8 В и 56,9 В соответственно, так что средняя разница составляла всего 12 В. Обратите внимание, что в этом наборе ламп были даже лампы с более низким напряжением зажигания, чем поддерживающее напряжение некоторых других ламп.

Рис. 12. Распределение напряжения зажигания и поддержания напряжения для набора из 21 неоновой трубки
до (вверху) и после (внизу) старения.


Пробирки выдерживали в течение 3 дней с использованием схемы, изображенной на рис. 10А. Напряжение переменного тока было отрегулировано на ток около 1 мА на трубку. После старения Vs и Vm каждой трубки были измерены снова, снова как в прямом, так и в обратном режиме. Распределения Vs и Vm после старения показаны на рис. 12 внизу. Относительно большие изменения Vs и Vm произошли, в результате чего произошли сдвиги как в положительном, так и в отрицательном направлении. Средние значения Vs и Vm снизились примерно на 1,5 В, так что средняя разница осталась 12 В.Несколько случайных тестов во время старения показывают, что наибольшее изменение параметров произошло в течение первых нескольких часов. Очень небольшая разница между Vs и Vm уже заставила меня пессимистически настроиться на создание кольцевого счетчика с этим набором трубок. И действительно, несмотря на значительные усилия, добиться надежного счета с помощью этих пробирок оказалось невозможным.

Мой первый счетчик неоновых колец

К счастью, «Radio Service Twente» все еще имеет запас старых добрых неоновых ламп в форме капли [5], и при количестве сотен ламп они стоят всего 15 евроцентов за штуку! Помимо этого, у них есть большой запас излишков и «снятых с производства компонентов», и если вы когда-нибудь окажетесь в Ден Хааг (Гаага) [6], вам обязательно стоит навестить их.Еще лучше, совместите это с посещением Stuut en Bruin, которые находятся прямо за углом (см. Следующий раздел).

Рисунок 13. Десятиступенчатая тестовая схема счетчика неоновых колец.

Быстрое измерение десяти ламп показало, что напряжение зажигания ламп варьировалось от 93,7 В до 101,4 В со средним значением 97,5 В, в то время как поддерживающее напряжение варьировалось от 66,4 В до 72,0 В со средним значением 68,6 В, средним значением. разница 28,9В! Согласно теории, рассмотренной в предыдущем разделе, я должен был сначала состарить трубки, а затем снова измерить их.Однако на этот раз мне не хватило терпения. Идеальный катодный резистор для этих ламп, при условии, что ток 1 мА должен был быть 7 кОм. Из-за отсутствия резисторов с таким номиналом я использовал вместо них резисторы 12 кОм (рис. 13). В большинстве кольцевых счетчиков счетный импульс емкостно связан с общим анодным узлом. Я решил использовать высоковольтный транзистор, чтобы снизить анодное напряжение практически до нуля во время фактического импульса счета. Это сработало отлично, но оказалось абсолютно необходимым включить C0 для увеличения времени нарастания анодного напряжения.Без C0 схема вообще не работала бы. Для подсчета входных импульсов я использовал TTL-совместимый сигнал с скважностью 10%.

Хотя характеристики компонентов не были идеальными, а лампы не подвергались старению, счетчик надежно работал при напряжениях питания от 185 до 250 В до частоты приблизительно 500 кГц. При напряжении питания ниже 185 В счетчик начал пропускать определенные лампы таким образом, что эта лампа пропускала один цикл, но ударяла в следующий. Для напряжений питания выше 250 В счетчик начинает отсчет с удвоенной тактовой частотой.

Рисунок 14.Для определения электрических характеристик длина кольцевого счетчика была уменьшена до двух ступеней.

Чтобы включить электрические характеристики форм сигналов внутри кольцевого счетчика, количество ступеней было сокращено до двух, схема также известна как триггер с переключателем. Верхняя кривая на изображении осциллографа на рис. 14 показывает общее анодное напряжение, а нижняя кривая отображает катодное напряжение неоновой трубки V2. Оба сигнала измерялись датчиком 10: 1. В точке A транзистор T1 является проводящим, так что анодное напряжение снижается практически до нуля, тем самым гася обе лампы.Когда T1 выключен, конденсатор Со заряжается через анодный резистор Ra, что приводит к логарифмическому увеличению анодного напряжения (постоянная времени τ = 82 кОм * 27 нФ = 2,2 мс). В точке B анодное напряжение достигло такого значения, что пробивает V1, что немедленно приводит к снижению анодного напряжения до поддерживающего напряжения (примерно 75 В). В цикле, предшествующем этому циклу, зажигался V2. Ток, протекающий через V2, привел к падению напряжения на R2, который зарядил C2 примерно до 10 В. Во время счетного импульса (точка A) C2 быстро разряжается R2 (точка C) с постоянной времени τ = 12k * 10nF = 120 & micro.В точке B конденсатор Со заряжается до прим. 105V. Однако, как только V1 поражает, Co выводится через R1 на Vm + I * 12k. Этот резкий переходный процесс усиливается дифференцирующим фильтром, образованным C1 и R2, что приводит к резкому пику D.

Пока V1 включен, падение напряжения на R1 заряжает C1 примерно до 1 мА * 12 кОм = 12 В. Когда в следующий раз, во время следующего импульса счета (точка E), падение напряжения на R1 уменьшится до нуля, катод V2 будет смещен до -12 В: смещение передачи катода (точка F).Когда в следующий раз анодное напряжение снова возрастет, V2 ударит (точка G) перед V1 из-за отрицательного смещения переноса, присутствующего на его катоде. Обратите внимание, что согласно рисунку 14 напряжение зажигания в динамических условиях оказывается немного выше, чем в статических условиях (105 + 12 = 117 В против 97,5 В). Резкий пик H 30 В снова объясняется быстрым разрядом C0 от напряжения зажигания 105 В до поддерживающего напряжения 75 В.

Рисунок 15. Щелкните здесь или на картинке, чтобы просмотреть видеоролик YouTube о кольцевом счетчике.

Переключающие лампы серии ZA100X от Philips

В разделе «Подробнее о неоновых трубках» мы уже видели, что существует два типа неоновых трубок: трубки , покрытые барием, , которые составляют, возможно, более 99,99% всех неоновых трубок, и гораздо более редкие трубки с распыленным катодом. Трубки, покрытые барием, имеют два преимущества; во-первых, колба не покрыта металлом — как это было бы в случае трубки с распыленным катодом — так что свечение хорошо видно, а во-вторых, при нормальном окружающем освещении задержка пробоя незначительна из-за фотоэлектрического затравки низкочастотного электрода. катод с покрытием из бария.

Обычные индикаторные трубки с покрытием из бария, такие как NE2 в NT2, обычно имеют напряжение пробоя порядка 80-90 В и поддерживающее напряжение около 60 В. Таким образом, средняя разница между этими двумя параметрами составляет порядка 20–30 В. В предыдущем разделе мы видели, что этого достаточно для создания логической схемы, такой как кольцевой счетчик, но, безусловно, недостаточно большого размера, чтобы создать надежную конструкцию, которая может быть произведена. на промышленном уровне и надежно работают в течение многих лет, несмотря на старение труб со временем.Поэтому для коммутации были разработаны специальные неоновые трубки. Путем оптимизации наполнения газом смеси и давления и / или увеличения расстояния между электродами были разработаны такие трубки, как XC25 и XC26, которые давали пробивное напряжение 130-160 В и 150-175 В соответственно при одинаковом поддерживающем напряжении ок. 60В. Однако проблема старения, вызванная диффузионными процессами в слое бария, осталась.

Потребность в трубках с более узкими допусками без явлений старения побудила Philips разработать серию неоновых переключающих трубок с катодами, очищаемыми напылением металла.Катодное распыление — это явление, которое происходит во всех газоразрядных трубках. Атомы ионизированного газа (например, неона) ускоряются к катоду электрическим полем. Попадая на катод, они иногда выбивают атом металла с поверхности катода. Затем этот атом диффундирует через оболочку трубки и, наконец, оседает на аноде или на стенке трубки. Во время очистки распылением трубка нагревается прибл. 400C, при этом трубка работает при очень высоком уровне тока.На этом заключительном этапе производства неизбежный оксидный слой на катоде удаляется распылением с катода. В то же время распыленные атомы никеля или молибдена, которые диффундируют через трубку, будут связываться с любыми оставшимися атомами кислорода, которые присутствуют в газе. Наконец, осажденный металлический слой на стеклянной оболочке предотвратит дальнейшую диффузию загрязняющих веществ из стекла. Эта элегантная процедура была разработана Пеннингом и Мубисом в 1946 году в Philips Research. Их методика впервые позволила изготавливать очень стабильные лампы сравнения напряжения, такие как 85A1 [3, стр. 197].В двух статьях Philips Research Reports 1946 года они объясняют принципы катодного распыления [10] и геттерирования металлов [11]. Статьи дают очень хорошее впечатление о прекрасных экспериментах, которые проводились в те дни.

Рисунок 16. Трубка переключения ZA1002 (шкала миллиметровая).

В неоновых трубках серии ZA100x используется особая структура электродов, чтобы предотвратить полное покрытие внутренней части трубки металлом, что сделало бы свечение невидимым.Трубки состоят из центрального катодного стержня из молибдена, окруженного цилиндрическим анодом в виде сетки. Когда катод распыляется, материал осаждается на стенке трубки, действуя как газопоглотитель, по схеме, соответствующей отверстиям в сетке. В результате стенка трубки не полностью покрывается металлом, и свечение остается хорошо видимым. Дополнительным преимуществом концентрического расположения является то, что небольшие отклонения от концентричности существенно не влияют на поле на катоде, что приводит к уменьшению вариаций между трубками.

ZA1000 и ZA1002 — это переключающие диоды, ZA1001 — это релаксационные диоды, подходящие для схем синхронизации, а ZA1003 и ZA1004 — это индикаторные трубки, подходящие в качестве считывающих диодов для транзисторных схем [3.p227]. Статистическая поломка трубок сокращается до менее чем 1 мс при перенапряжении 10-20 В за счет включения небольшого количества трития. Однако задержка не уменьшается в достаточной степени для схем синхронизации, в которых лампа действует как релаксационный генератор на относительно низких частотах и ​​где важно, чтобы трубка подавала одинаковое напряжение на каждый импульс.На более высоких частотах проблем не возникает, так как у лампы недостаточно времени для полной демонстрации между импульсами, а остаточного заряда достаточно, чтобы перекрыть зазор. Чтобы решить проблему низких частот, в лампе, разработанной для схем синхронизации, ZA1001, к основному газу добавлено небольшое количество тяжелого газа (Kr или Xe), который имеет длительное время деионизации. Таким образом, сочетая быстрый и медленный процесс деионизации в одном разряде, трубка может колебаться в сравнительно подключенном частотном диапазоне.

Рис. 17. Некоторые члены семейства ZA100x и их оригинальные коробки.

Для применений в качестве считывающей трубки для транзисторных схем наполнение газом выбирается так, чтобы обеспечить меньший разброс напряжения пробоя, чем значение сигнала, подаваемого транзистором. Исследование напряжения пробоя газовых смесей показывает, что характеристика пробоя неона плюс небольшой процент аргона (например, 0,1%) имеет плоскую характеристику на минимуме Пашена. Это означает, что неизбежно небольшие различия в давлении и расстоянии между электродами отдельных трубок практически не влияют на потенциал пробоя.Используя такую ​​смесь, разброс напряжения зажигания был достаточно низким, чтобы ламповый тип ZA1003 мог надежно управляться транзистором 12 В, а тип ZA1004 — транзистором 6 В. Разница между пробивным и поддерживающим напряжением для этих ламп невелика. Для ламп типа ZA1000 и ZA1002, используемых в дифференциальных схемах, где требуется большая разница между Vs и Vm, используется чистый неон с давлением наполнения, превышающим давление, соответствующее минимуму кривой Пашена. При таком заполнении газом Vs-Vm составляет примерно 60 В.Для семи трубок ZA1002 у меня есть значения (Vs, Vm): (169,1,105,0), (171,0,105,2), (170,5,105,0), (170,0,104,8), (171,0,104,9), (170,0,104,9). ), (171.0,105.2). Таким образом, максимальное отклонение Vs составляет 2 В и 0,5 В в Vm! Для этих трубок светоотдача несколько выше, чем для трубок, заполненных неон-аргоном.

Рис. 18. Техническое описание серии ZA100x взято из [9]
Щелкните здесь или на картинке, чтобы увеличить изображение.

Коммутационные лампы серии ZA100x предположительно были разработаны примерно в 1961/1962 годах, но вскоре устарели из-за транзисторных переключающих схем, а через несколько лет снова из-за ИС.Они очень редкие. Поиск в Google дал лишь несколько совпадений. Мне посчастливилось найти несколько ZA1002 в давно забытой коробке старых вещей в исследовательской лаборатории Philips. Я уже потерял всякую надежду когда-либо найти другие лампы из серии ZA100x, когда мне довелось побывать в магазине Стюут и Брюин [7] в (снова) Ден Хааг (Гаага) [6]. К сожалению, Стуут и Брюин мне не мешают, так что, должно быть, я посетил их более десяти лет назад. Это старый магазин, который работает более 60 лет.Придя в магазин, я очень удивился, увидев на витрине индикатор настройки 6AL7 (волшебный глаз)! Эта лампа имеет прямоугольный люминесцентный экран с видом сверху и встречается в Голландии довольно редко. Это был единственный 6AL7, который имелся в наличии у управляющего магазином, потому что ему приходилось брать его из витрины, которая, по его словам, не открывалась уже двадцать лет (я уверен, что он немного преувеличил). Я был так увлечен этой трубкой, что он дал ее мне бесплатно! Я решил, что это, должно быть, мой счастливый день, поэтому спросил менеджера, слышал ли он когда-нибудь о серии неоновых ламп ZA100x.Посмотрев на меня несколько мгновений, как будто на него ударила молния, он поманил меня зайти за прилавок в темный угол своего магазина, где у него была стена, полная ламп NOS, большинство из которых от Philips, и все еще в своих оригинальных картонных коробках, большинство из которых немного поражены плесенью в этом предположительно влажном углу. К моему удивлению, он выпустил почти всю серию ZA100x из этой чудесной коллекции (рис. 17). На картинке на коробках все еще стоит первоначальная цена (в гульденах) — 15 фл.00. Сегодня это около 6,50 евро, а 30 лет назад было 25 евро [8].

Срок хранения

Как счастливый обладатель семи ламп ZA1002, я, очевидно, хотел создать и протестировать кольцевой счетчик на этих лампах. Я использовал схему на рис. 13 с некоторыми изменениями в значениях компонентов. Вместо того, чтобы использовать номинальный анодный ток и затем получить нестандартные значения резистора, я использовал стандартное значение 47 кОм для катодного резистора и рассчитал ток из I = (VsVm) / 2 * Rcat = (170-105) / 2 * 47к = 690 мкА.С анодным резистором 100 кОм номинальное напряжение питания тогда составляет Vsupl = I * (Ra + Rcat) + Vm = 690 мкА * (100 кОм + 47 кОм) +105 = 206 В. Поскольку уже было очень легко получить надежный счетчик с использованием дешевых неоновых трубок с катодом с барием, я ожидал, что счетчик с ZA1002 будет работать очень надежно в широком диапазоне питания. Однако я был полностью ошеломлен и озадачен, обнаружив, что с этими лампами было абсолютно невозможно добиться чего-либо, близкого к надежной!

Рис. 19. Урезанный кольцевой счетчик ZA1002 и осциллограмма анодного напряжения.

Я пробовал разные комбинации катодных резисторов и напряжения питания, но счетчик работал почти беспорядочно, почти случайно. После того, как я некоторое время возился со схемой, причина странного поведения счетчика стала ясна, когда я сократил счетчик до одной лампы. На рисунке 19 показана схема без изоляции и форма волны анодного напряжения. На осциллограмме выяснилось, что лампа случайным образом зажигает при напряжениях от 170 (как и должно быть) до 220 В.На фотографии рис. 19 за время одной экспозиции камеры зафиксировано четыре следа. Обратите внимание, что после зажигания трубки напряжение падает до постоянного значения, определяемого поддерживаемым напряжением и падением напряжения на катодном резисторе.

Рис. 20. ZA1002 во время распылительной очистки катода. На фотографии катод кажется ярче, чем был на самом деле.

Первое объяснение, которое я мог придумать для этого странного поведения, заключалось в том, что так или иначе за эти годы катод снова был загрязнен.В книге Уэстона о лампах с холодным катодом объясняется, что лампы с холодным катодом обычно распыляются примерно в десять раз больше номинального анодного тока, пока катод не станет докрасна [3]. На рисунке 20 показан ZA1002 при катодном токе 10 мА. Через несколько минут тюбик настолько горячий, что я буквально обжег пальцы, прикоснувшись к нему. Никакого эффекта процедура не дала.

Наконец, до меня дошло, что проблема может быть связана с заливкой трубки. Напомним, что для того, чтобы сократить время включения трубки до менее 1 мс, в газообразный неон было добавлено небольшое количество трития.Эффект радиоактивного трития заключается в том, что он ионизирует некоторые молекулы газа, так что всегда присутствует достаточное количество ионов для обеспечения быстрого удара плазмы. Быстрый поиск в Интернете показал, что период полураспада трития составляет около 12,3 года! Это означает, что каждые 12,3 года половина трития распадается на гелий-3. Другими словами, через шестьдесят лет после их производства (1/2) ** (60 / 12,5) = 1/64 остается только одна 64-я часть трития. Другими словами, трубка с трудом заполняется, что приводит к переменному удару трубки.Странно то, что, хотя почти каждая трубка, независимо от ее возраста, будет оставаться более или менее функциональной, пока нить накала не повреждена, имеет некоторое излучение и нет утечки, эти трубки по своей природе имеют ограниченный срок хранения. Очевидно, сотрудники Philips не могли представить, что какой-то дурак будет играть с этими лампами через шестьдесят лет после их производства, иначе они наверняка добавили бы лучшее, прежде чем предупреждать!

Разное

В новостных группах в Интернете постоянно ходят слухи о том, что можно построить счетчик никси, просто используя руку, полную диодов и резисторов.Несомненно, эти слухи берут свое начало в представлении о том, что никси-трубка — это не что иное, как десять отдельных неоновых трубок, объединенных в одну оболочку с общим анодом. Глядя на базовую схему неонового кольцевого счетчика, показанную на рис. 13, действительно возникает соблазн подумать, что можно заменить десять отдельных неоновых трубок одной трубкой с никсидом (рис. 21).

Рисунок 21. Замена десяти неоновых трубок одной газовой трубкой не работает.

Я должен признать, что изначально я не видел причин, почему это не должно работать! Однако быстрая попытка не дала результата.Одно из объяснений заключается в том, что разница между напряжением зажигания и поддержанием напряжения газовых трубок оказалась очень маленькой. Для нескольких трубок nixie измеренные значения (Vs, Vm) были: ZM 1020 = (133,123), IN12 = (132,125), XN12 = (128,124), ZM1080 = (131,125), ZM1040 = (127,125), CD83P = (122,119). . Более того, оказалось, что как только одна из цифр зажигается, другие цифры становятся настолько полностью заполненными, что их напряжение зажигания снижается до поддерживающего напряжения уже включенной цифры. На самом деле сложно говорить о поразительном, поскольку новые цифры включаются очень постепенно, когда потенциал катода приближается к поддерживающему напряжению.Итак, на первый взгляд, напряжения всех цифр становятся более-менее равными. Это подсказало схему фиг. 22A.

Рисунок 22. Еще одна нефункциональная схема кольцевого счетчика.

В схеме на фиг. 22A предполагается, что после зажигания газовой трубки падение напряжения для каждой из цифр будет одинаковым, и, как таковое, будет представлять только постоянное падение напряжения, так что разрядная трубка может быть включена последовательно. со стандартным неоновым кольцевым счетчиком. Увы, эта схема тоже не заработала.В трехступенчатом тестовом варианте все три цифры загорались одновременно. Простая тестовая схема на рис. 22В показывает причину. Если бы мои предположения были правильными и действительно, зажженная газовая трубка представляла бы постоянное падение напряжения для каждой из цифр, было бы невозможно зажечь V2, нажав S1. Однако это было не так. Зажженная газовая трубка, очевидно, представляет собой очень сложную нагрузку, где неподключенная цифра предполагает потенциал где-то между потенциалом анода и потенциалом уже воспламененного катода.

p.s .: Основываясь на опыте с кольцевым счетчиком на диодах Шокли (рис.30), я думаю, что сделаю последний шаг, чтобы заставить эту схему работать, связав катоды нейтрализатора с постоянным потенциалом через резистор. Факт остается фактом: ток в открытом состоянии для большинства ламп слишком велик для большинства неоновых индикаторных ламп.

Рисунок 23. Трубка регистра GR10A от ETL (Ericsson Telephone Limited), Англия.


Не после того, как я начал раздел о ZM1050 на этой странице, я понял, что, скорее всего, регистровые лампы будут лучшим кандидатом для идеи, изложенной на рис.21, поэтому мы решили сделать небольшое дополнение к этому разделу. Регистровые трубки относятся к Тип трубок семейства decatron. Нормальные декатроны — это настоящие счетные устройства, которые могут подсчитывать перенос тлеющего разряда от одного электрода к другому с помощью направляющих электродов. Напротив, регистровые трубки — это только устройства отображения, которые имеют один анод и десять катодов, каждый из которых индивидуально подключен к гнезду трубки. Они использовались в качестве считывающих устройств высокоскоростных электронных счетных ступеней, предшествовавших более медленным декатронным ступеням.

Рисунок 24. Российская трубка Регистра А-101.


На рисунке 23 изображена ВАХ очень распространенной регистрирующей трубки GR10A от Ericsson. После того, как трубка коснется прибл. 130 В, напряжение падает примерно на 20 В, но затем напряжение на трубке быстро увеличивается по мере увеличения тока, что указывает на высокое внутреннее сопротивление. Очень необычное поведение, которого я раньше не видел. На рисунке 24 представлена ​​ВАХ российской регистрационной лампы А-101. Совершенно другое поведение! Лампы зажигают при напряжении, превышающем 350 В, и имеют поддерживающее напряжение 150 В.Теоретически это должно быть идеальным для создания кольцевого счетчика, если только плазма одной цифры не забивает другие цифры слишком сильно. Тестировать не стал по той простой причине, что у меня не было подходящего (12 пин) гнезда для этой лампы. Слабое оправдание, я признаю это, но вот оно.

Трассировщик кривых Пурмана

Во время экспериментов, описанных в следующем разделе, я почувствовал потребность в трассировщике кривой. Измеритель кривой — это часть испытательного оборудования, которая отображает соотношение тока и напряжения компонента на экране ЭЛТ.Таким образом, вы можете, например, одним взглядом найти поразительное и поддерживающее напряжение неоновой лампы. У нас в работе есть прекрасный измеритель кривой Tektronix 370A, но во время написания этих страниц рождественские каникулы мне мало помогли. Однако с помощью нескольких компонентов, которые почти у всех лежат, кажется возможным создать действительно очень полезную программу-трассировщик кривой poormans менее чем за десять минут!

Рис. 25. Принципиальная схема прибора для отслеживания кривой Пурмана.

На рисунке 25 изображена принципиальная схема измерителя кривой Пурмана. Variac (T1) и фиксированный трансформатор используются для получения переменного источника переменного напряжения 0250 В (250 = sgrt (2) * 180). Напряжение переменного тока двусторонне выпрямляется мостом B1, в результате чего получается синусоидальное напряжение с регулируемой амплитудой 0250 В. Последовательный резистор R1 измеряет ток через тестируемое устройство (DUT). Мой осциллограф позволяет отключать временную развертку таким образом, чтобы вход канала 2 был подключен к пластинам отклонения оси x.При подключении заземления осциллографа к узлу, соединяющему ИУ с R1, а Y-образные пластины (канал 1) к R1 и x-образные пластины (канал 2) к ИУ, становится возможным измерять ВАХ DUT. Единственным недостатком этой схемы является то, что ось x отображается перевернутой, что означает, что положительные напряжения отображаются в отрицательном направлении оси x. Небольшое неудобство, к которому быстро привыкаешь.

Рис. 26. Три примера ВАХ, измеренных с помощью измерителя кривой Пурмана.DIAC был BR100 / 03 от Philips.

На рис. 26 в качестве примера показаны три ВАХ трех устройств: BR100 / 03 DIAC от Philips, очень распространенная катодная неоновая лампа с бариевым покрытием и переключающая трубка ZA1002. Начало сюжета было положено в один квадрат из нижнего правого угла участка. Начиная с начала координат, напряжение на ИУ увеличивается без протекания тока. При напряжении около 33 В срабатывает DIAC, в результате чего протекает ток, а напряжение падает до прибл.27В. Очень небольшая разница между включение и поддержание напряжений этого ЦИАП показывает, что, к сожалению, он бесполезен в качестве активного элемента в кольцевом счетчике. Неоновая трубка имеет напряжение зажигания 115 В с поддерживающим напряжением 65 В. Лампа ZA1002 имеет напряжение зажигания 175 В с поддерживающим напряжением 105 В.

Обратите внимание, что большинство вариаков являются автотрансформаторами, что означает, что у них нет отдельных первичной и вторичной обмоток, а только одна обмотка с регулируемым отводом.В таком трансформаторе вторичная обмотка не изолирована от сети и может быть смертельно опасной даже при малых выходных напряжениях. Несмотря на то, что вариак на рис. 25 показывает две обмотки, мой вариак также является автотрансформатором (у меня не было правильного символа). Поэтому был добавлен Т2, чтобы изолировать цепь от сети. Если вы не знакомы или не знакомы со схемами, которые подключаются напрямую к сети, пожалуйста, прочтите мое введение в эту тему на моей странице с часами Tube-in-a-Tube.Если у вас нет вариака, вы можете использовать одиночный трансформатор с фиксированным выходным напряжением, которое достаточно велико. Высокое значение R1 ограничивает ток через ИУ и, следовательно, рассеивание. На всякий случай сделайте R1 типом 1W.

Для моего удобства вот процедура настройки прицела:

  1. Канал 2 и Канал 3 постоянного тока
  2. Ch3 выкл.
  3. Ch2 & Ch3 2 В / дел. Это означает, что одно деление на осциллографе соответствует 2 В на входе осциллографа или 20 В на наконечнике пробника 10: 1, или 20/100000 = 200 мкА на ИУ.
  4. нажмите TB-mode для меню TB, выберите источник Ch3, включите x-defl.
  5. положение начала координат в правом нижнем углу, кроме одного.

Счетчики кольцевых шокли-диодов

Уже за четыре года до войны, в 1936 году, дальновидный директор по исследованиям Bell Labs — Мервин Келли — нанял молодого и блестящего физика Уильяма Шокли, чтобы исследовать возможность создания прочного твердотельного устройства, которое могло бы заменить ненадежные переключатели и лампы, которые были в те времена использовались в телефонных системах [12].Недавние достижения в квантовой механике и физике твердого тела подсказали Шокли несколько концепций устройства, но все эти устройства не работали так, как он надеялся. Оглядываясь назад, можно сказать, что в основном это было связано с тем, что в довоенный период не было доступных хороших и чистых полупроводниковых материалов, кроме того, было еще мало понимания физики полупроводниковых поверхностей.

Вторая мировая война прервала усилия Шокли, когда он ушел из Bell Labs и стал директором по исследованиям в Группе операций по борьбе с подводными лодками Колумбийского университета.Однако огромные исследовательские усилия во время войны с радаром привели к огромным успехам в понимании, изготовлении и очистке как германия, так и кремния, поскольку эти материалы были необходимы для изготовления надежных и чувствительных точечных радарных детекторов.

Сразу после войны Шокли вернулся в Bell Labs, чтобы возглавить группу по физике твердого тела, чьей миссией было разработать твердотельную альтернативу электронным лампам. Опять же, у Шокли была идея полупроводникового усилителя, но она опять не сработала.Никто не мог понять почему, и обескураженный, он обратился к другим проектам, оставив головоломку Бардину и Браттейну. В ходе своих исследований они обнаружили, что причина отказа устройств Шокли была связана с наличием интерфейсных состояний на поверхности полупроводника. В ходе своих исследований они впоследствии более или менее наткнулись на точечный транзистор! Следовательно, при оформлении патентов единственными изобретателями были Бардин и Браттейн.

Шокли был возмущен тем фактом, что, несмотря на то, что он так долго искал твердотельный усилитель, он не был одним из изобретателей точечного транзистора.Он заперся почти на месяц, пытаясь создать еще лучшее устройство. В обзорной статье 1976 года сам Шокли резюмировал процесс мышления, имевший место в то время, в разделе под названием «Воля к мысли». [17] Ближе к концу того же месяца Шокли выяснил важные детали устройства собственной конструкции — переходного транзистора. В переходном транзисторе не использовались необычные точечные контакты, а требовалась лишь небольшая полоска кремния или германия с различными легированными областями.Хотя потребовались годы, прежде чем технология достигла такого уровня, чтобы действительно можно было создать переходной транзистор, Шокли был полностью уверен в превосходстве своего устройства, о чем он никогда не забывал рассказывать Бардину и Браттейну. Очевидно, отношения между тремя мужчинами ухудшились, и в 1951 году Бардин и Браттейн ушли, чтобы преследовать другие интересы. В 1956 году Бардин, Браттейн и Шокли снова воссоединились, когда они получили Нобелевскую премию за свою работу.

Его репутация позволила Шокли собрать средства для открытия собственного бизнеса.В 1956 году Шокли арендовал здание в малоизвестной долине к югу от Сан-Франциско, в то время заполненное абрикосовыми садами, и основал первую компанию в том, что сейчас называется Кремниевой долиной: Shockley Semiconductor Laboratory. Его первоначальный план состоял в разработке кремниевых транзисторов в то время, когда почти все транзисторы были сделаны из германия [13,14]. Однако через некоторое время его интерес к транзисторам угас, и Шокли стал одержим четырехслойным диодом, устройством, которое он изобрел, еще работая в Bell Labs.Вместо того чтобы сосредоточиться на транзисторах, чтобы иметь хотя бы один продукт, приносящий доход, огромное количество усилий было потрачено на разработку четырехслойного диода, изготовление которого оказалось очень сложным.

Четырехслойный диод, также известный как диод Шокли, был переключающим устройством, которое могло заменить по крайней мере два транзистора и два резистора [15]. Таким образом, это действительно была первая интегральная схема. Это двухконтактное устройство, которое не проводит ток до тех пор, пока напряжение на диоде не превысит определенное значение.В этот момент диод резко начинает проводить, и он остается проводящим до тех пор, пока напряжение на устройстве не упадет ниже напряжения выключения. Таким образом, устройство представляет собой однобитовую память, а также оказалось полезным в кольцевых счетчиках и генераторах. Устройство имеет собственный символ схемы, напоминающий цифру 4. Однако для того времени он был слишком сложным [16]. Для этого потребовались аккуратно отполированные с двух сторон кремниевые пластины с диффузными переходами с обеих сторон. Конечное меза-устройство дополнительно было чрезвычайно чувствительным к влаге.Шокли надеялся, что со временем он заменит миллионы механических точек переключения в телефонных системах. Однако разброс параметров устройства оказался слишком большим, чтобы быть приемлемым для AT&T. В конце концов выяснилось, что Шокли был гораздо лучшим ученым, чем бизнесменом. Его стиль управления был властным и все более параноидальным, что в конечном итоге привело к тому, что восемь ключевых сотрудников (восемь предателей) покинули компанию, чтобы основать свою собственную компанию: Fairchild Semiconductor.Несколько лет спустя Fairchild была одной из первых компаний, производящих интегральные схемы, сделав четырехслойные диоды Shockleys устаревшими. В апреле 1960 года Clevite Transistor Company приобрела компанию Shockley Transistor Company.

Рисунок 27. Обозначение A) и четырехслойная структура B) диода Шокли. Четырехслойную структуру можно рассматривать как структуру npn и pnp C) и D).

На рисунке 27A показан символ схемы, который использовался для диода Шокли. Если символ повернуть на 180 градусов, как в рекламе выше, мы увидим, что символ напоминает число 4.Лучший способ объяснить, как работает четырехслойный диод (рис. 27B), — это представить его как структуру npn и pnp, соединенную, как на рис. 27C, или транзиторы npn и pnp с базой каждого транзистора, подключенной к коллектор другой (рис. 27D).

Чтобы объяснить, как работает устройство, предположим на мгновение, что у нас есть внешнее соединение с базой T1. Предположим, что T1 имеет коэффициент усиления по постоянному току hFE1 (рис. 28A). Приложение небольшого внешнего тока базы Ib приведет к усилению тока коллектора Ib * hFE1.Если мы затем подключим коллектор T1 к базе pnp-транзистора T2, то ток коллектора T1 будет базовым током T2 (рис. 28B). Этот базовый ток усиливается коэффициентом hFE2 на T2, в результате чего ток коллектора T2 равен hFE1 * hFE2 * Ib. Когда, наконец, коллектор T2 снова подключается к базе T1, ток коллектора T2 будет управлять T1 и т. Д. Через эту положительную обратную связь ток будет продолжать течь через T1 и T2 — даже после удаления внешнего тока базы — при условии что выполняется условие hFE1 * hFE2> 1.

Рис. 28. Работа диода Шокли, объясненная с использованием двухтранзисторной эквивалентной схемы.

Устройство с подключением к внешней базе, конечно, также известно как тиристор! Убрав внешний контакт базы, мы получим диод Шокли. Это устройство остается в выключенном состоянии до тех пор, пока напряжение питания не приблизится к пробою коллектор-эмиттер одного из транзисторов. Приближаясь к пробою, небольшое лавинное течение запустит течение. Этот ток немедленно усиливается, и из-за петли положительной обратной связи схема немедленно фиксируется, при этом напряжение на двух клеммах падает практически до нуля.Цепь можно сбросить, только отключив ток.

Рис. 29. Влияние различных значений резистора шунтирующего эмиттер-база.

Диоды Шокли больше не производятся, но, к счастью, мы можем эмулировать их функциональность с помощью двух транзисторов. С обычными дискретными транзисторами hFE1 * hfE2> 1 легко удовлетворяется, на самом деле коэффициент усиления обычно настолько велик, что предотвратить нежелательное защелкивание схемы практически невозможно. Схему можно укротить, зашунтировав переходы эмиттер-база транзисторов с помощью резисторов.Как мы увидим в следующем разделе, это уменьшит усиление транзисторов при малых токах. На рис. 29 мы видим действие этого резистора для разных значений. При R = 150 кОм схема ведет себя как почти идеальный переключатель. Кривая начинается в начале координат (нижний правый угол) с V = 0. От начала координат мы перемещаемся влево по горизонтальной линии, поскольку напряжение в цепи увеличивается, а ток все еще остается нулевым. Когда напряжение достигает ок. 73 В, цепь защелкивается, и кривая перескакивает из нижней левой точки в верхнюю правую точку, представляя ток 1.3 мА при незначительном падении напряжения. С уменьшением напряжения питания ток пропорционально уменьшается, пока мы не вернемся в начало координат. Для R = 12k кривая почти идентична, только около самой последней части кривой, когда ток падает ниже ок. 100 мкА коэффициент усиления падает ниже единицы, так что схема выпадает из защелкивания. Чем ниже сопротивление, тем выше ток, при котором цепь отключается.

Рис. 30. Схема кольцевого счетчика с эмулированными диодами Шокли, который напрямую управляет газовой трубкой.

Наш эмулированный диод Шокли, конечно, является идеальным элементом для замены неоновой трубки в кольцевом счетчике. Огромная разница между напряжением зажигания и падением напряжения в открытом состоянии обеспечивает очень прочную конструкцию. На рисунке 30 изображена трехступенчатая схема кольцевого счетчика, которая напрямую управляет газовой трубкой. За исключением газовой трубки, схема в точности повторяет классическую схему кольцевого счетчика, в которой неоновая трубка заменена имитируемым диодом Шокли. Для шунта эмиттер-база в диоде Шокли использовался резистор 12 кОм, поскольку это значение давало хороший компромисс между чувствительностью и надежностью (рис.29). Значения R1, R2 и Ra определяют условия статического смещения.

Рисунок 31. Определение R1, R2 и Ra.

На рисунке 31 изображена схема кольцевого счетчика, показанная на рисунке 30, без всех компонентов, которые не имеют отношения к выбору значений для R1, R2 и Ra. Диод Шокли был заменен переключателем, который может быть разомкнутым или замкнутым, что довольно хорошо отражает реальность. Прежде чем мы сможем определить значения для R1, R2 и Ra, нам нужно указать несколько величин:

  • Поскольку для большинства nixie разница между напряжением зажигания и поддерживающим напряжением составляет всего несколько вольт, мы будем использовать Vnixie для среднего значения между двумя значениями.Для лампы CD83P, которую я использовал в этом примере, Vnixie = 120V.
  • Ia — рабочий ток газовой трубки. В этом примере Ia = 1 мА.
  • Хотя говорить о поразительном напряжении не совсем правильно, мы будем использовать Vs в качестве напряжения, при котором будут включаться наши двухтранзисторные диоды Шокли. Как видно из рис.29, Vs = 70V.
  • Наконец, нам нужно будет выбрать ток, при котором работает диод Шокли. Хотя выбор довольно произвольный, я подумал, что лучше взять I1 того же порядка, что и Ia, поэтому I1 = 1 мА.
Если мы добавим запас на 30 В к напряжению 120 В, то получим напряжение питания 150 В. В этом случае требуется Vsupl> Vs, иначе счетчик звонков не будет работать. Запас 30 В в сочетании с током разряда 1 мА устанавливает анодный резистор на Ra = (Vsupl-Vnixie) / Ia = (150-120) / 0,001 = 30 кОм. так как у меня валялись резисторы 22 кОм, я использовал это значение. Теперь мы можем определить значение Vx для напряжения на узле между резисторами R2 и R1. С одной стороны, Vx (Vsupl-Vnixie), в противном случае также будут нанесены удары по цифрам газовой трубки, которые должны оставаться выключенными.Итак (Vsupl-Vnixie)> Vx> Vs, в нашем примере 30V> Vx> 70V. Взяв среднее значение, находим Vx = 50V. Основываясь на токе диода Ia = 1 мА, мы находим R1 = Vx / Ia = 50 / 0,001 = 50 кОм или 47 кОм. R2 позаботится об остальном падении напряжения.

Рисунок 32. Динамическое поведение кольцевого счетчика с эмулированными диодами Шокли.


На рисунке 32 показано переключение трехступенчатого кольцевого счетчика с эмулированными диодами Шокли. Верхний график показывает напряжение на аноде диода третьей ступени, а нижний график показывает напряжение питания кольцевого счетчика.Когда мы смотрим на напряжение питания, мы можем видеть, как он подтягивается к земле с помощью T1 каждый счетный импульс (обозначен выключенным). Когда T1 выключен, C0 заряжается от R0, что приводит к резкому увеличению напряжения питания. Поскольку C2 был заряжен во время предыдущего счета, диод попадает в точку B. Напряжение питания теперь немного падает, потому что диод и некоторые другие емкости заряжены (C). В течение оставшейся части цикла зарядка C0 продолжается, но в более медленном темпе, потому что часть тока через R0 теперь протекает через диод Шокли.На верхнем графике мы видим, как напряжение на эмулированном диоде Шокли второй ступени падает до нуля, когда диод зажигается (E). Удивительно, но напряжение не падает до нуля во время следующего счетного импульса (F). Предположительно это связано с переходными зарядами в Tn3 и Tp3. Когда T1 снова выключен и C0 заряжается, напряжение на диоде Шокли точно соответствует возрастающему напряжению питания (G). В определенный момент загорается диод Шокли ступени 0. Когда он воспламеняется, он дает обратный эффект, понижая напряжение ступени 2 через C3.Во время H напряжение на диоде точно соответствует напряжению питания через R3 и D3. Во время следующего счетного импульса напряжение снова не падает до нуля из-за зарядов на переходах и конденсаторах. Теперь ступень 1 включена, так что C2 заряжен, так что после следующего счетного импульса ступень 2 снова зажигается (J).

Рис. 33. Щелкните здесь или на изображении, чтобы просмотреть видеоролик на YouTube о кольцевом счетчике с эмулированными диодами Шокли.


Удивительная схема счетчика колец

Хотя кольцевые счетчики с эмулированными диодами Шокли работают очень удовлетворительно, у меня возник вопрос, можно ли создать схему, которая показывала бы подходящий гистерезис, используя только один транзистор вместо двух.Поразмыслив, я вспомнил явление, которое часто наблюдал при измерении высокочастотных биполярных транзисторов. С 1988 по 2000 год я провел большую часть своего времени в Philips Research, занимаясь разработкой и производством высокопроизводительных высокочастотных биполярных транзисторов, в основном для мобильной связи. Одним из стандартных измерений, которые мы использовали для выполнения на только что изготовленном транзисторе, было измерение набора кривых Ic-Vce на кривых-кривых. Это быстрое измерение дает хорошее первое впечатление о некоторых основных параметрах транзистора постоянного тока, таких как: hFE, Veaf, BVceo, линейность, сопротивление коллектора и т. Д.

Рисунок 34. Набор кривых Ic-Vce для BF771, измеренных на 370A Tektronix. Crve-следы.
На транзисторе наблюдается падение hFE для токов менее 1 мА.

На рисунке 34 показан набор кривых Ic-Vce высокочастотного транзистора BF771. Во время измерения напряжение коллектор-эмиттер (горизонтальная ось) изменяется от нуля до регулируемого максимального значения, в то время как ток коллектора измеряется (вертикальная ось). Базовый ток увеличивается при каждой развертке на постоянное значение (в данном случае 20 мкА), начиная с Ib = 0 для первой развертки.Поскольку приращение Ib является постоянным для каждой развертки, коэффициент усиления постоянного тока (или hFE, или бета) на вертикальное деление известен (в данном случае 50 на деление). Подсчитав количество делений на вертикальной оси между двумя последовательными линиями, можно определить hFE в этой точке смещения. Для идеального транзистора hFE должен быть постоянным от уровней тока в диапазоне пА до режима, когда последовательное сопротивление и начинают играть роль высокие эффекты инжекции (порядка 10–100 мА для обычных дискретных транзисторов).Однако для этого транзистора мы видим, что при Ic = 5 мА hFE = 80, в то время как для Ic оно падает ниже 50. Еще один важный параметр, который можно легко определить, — это BVceo. Это пробой коллектор-эмиттер с открытой базой (Ib = 0). На рис. 34 эта точка обозначена стрелкой с текстом BVceo snap-back. Это именно то явление, о котором я говорил! После пробоя транзистора примерно при 18 В напряжение пробоя снова падает до 15 В для увеличения тока коллектора. Такое отрицательное сопротивление или гистерезисное поведение напоминает поведение неоновых трубок и в принципе может быть использовано для создания кольцевого счетчика.Однако разница между напряжением зажигания и поддерживающим напряжением слишком мала для обеспечения надежной работы.

Чтобы понять феномен BVceo snapback, важно понимать разницу между BVcbo (пробой коллекторно-базового диода при неподключенном эмиттере) и BVceo (пробой между коллектором и эмиттером с открытой базой). На одной из моих других страниц я очень подробно объяснил связь между этими двумя нарушениями.Здесь достаточно знать, что BVceo относится к BVcbo согласно:

BVcbo определяется только концентрацией легирования и шириной дрейфовой области коллектора и, следовательно, не зависит от условий смещения. BVceo, напротив, зависит от hFE. Высокий hFE уменьшит пробой коллектор-эмиттер. Для транзистора с hFE, который является постоянным при низких и высоких токах смещения, BVceo также будет постоянным. Однако для транзисторов, которые показывают падение hFE при низких уровнях тока, BVceo будет увеличиваться при низких уровнях тока! Этот эффект объясняет поведение возврата, которое можно увидеть на рис.34. Когда напряжение коллектор-эмиттер увеличивается для Ib = 0 (нижняя строка), ток и, следовательно, hFE очень малы, что приводит к высокому напряжению пробоя. Однако в момент выхода из строя транзистора ток и, следовательно, hFE резко возрастают, что приводит к снижению BVceo.

Рисунок 35. График Гаммеля и кривая hFE-Ic для BC550C (A и B),
и для BC550C с разными шунтирующими резисторами эмиттер-база (C и D).

Как упоминалось ранее, эффект обычно слишком мал, чтобы использовать его для создания кольцевого счетчика.К счастью, в каждом исправном линейном транзисторе можно вызвать эффект отдачи с помощью простого резистора. На рис. 35A изображены так называемый график Гаммеля и кривая hFE-Ic (рис. 35B) обычного низковольтного BC550C общего назначения. График Гаммеля — это измерение, при котором токи коллектора и базы измеряются как функция напряжения эмиттер-база для постоянного напряжения коллектор-база. Это измерение, при котором транзистор используется в конфигурации с общей базой, дает много информации о конструкции эмиттер-база транзистора и в основном используется технологами для оценки комплекса эмиттер-база транзистора (кривые Ic-Vce дают больше информации о конструкции коллектора).Расстояние по вертикали между током коллектора и базы точно соответствует hFE, когда оба тока нанесены на график в логарифмическом масштабе. Из рисунков видно, что BC550C имеет максимальное значение hFE ок. 500, в то время как hFE все еще значительно превышает 100 для Ic = 1pA. Другими словами, совершенный высоколинейный транзистор! Линейность можно полностью нарушить, зашунтировав базу эмиттера с помощью резистора (рис. 35 C и D). Резистор имитирует ток утечки эмиттер-база, который в зависимости от значения сопротивления будет полностью доминировать над усилением тока при низких значениях тока (рис.35D).

Рис. 36. Влияние шунтирующего резистора эмиттер-база на искусственно вызванный отклик.

Из вышеизложенного будет ясно, что обычный BC550C не демонстрирует поведения возврата (Рис. 37 No R). Однако, добавив шунтирующий резистор эмиттер-база большого номинала, можно вызвать обратное замыкание. Различные графики на рис. 36 показывают индуцированный эффект отдачи для разных значений шунтирующего резистора. Для R = 1M у нас есть хороший резкий откат, при котором транзистор выходит из строя при BVcbo 125 В, а затем быстро возвращается к BVceo 65 В.Разницы в 60 В более чем достаточно, чтобы сделать очень надежный счетчик звонков!

BC550C — типичный европейский транзистор. Это очень дешево, Фарнелл стоит меньше шести евроцентов! Вместо BC550C можно использовать и другие транзисторы. Наиболее важные критерии выбора — это, во-первых, не слишком высокий BVcbo (скажем, 80–130 В). Во-вторых, транзистор должен иметь как можно более высокое hFE, чтобы получить большую разницу между BVcbo и BVceo. Для транзисторов BCxxxC последняя буква указывает группу биннинга hFE.Группа C имеет самый высокий hFE (400-600). Наконец, транзистор должен иметь разумную линейность, чтобы не мешать нашему трюку.

Рисунок 37. Определение R1, R2 и Ra.

Принципиальная схема кольцевого счетчика с возвратными транзисторами очень напоминает кольцевой счетчик на диоде Шокли (рис. 38). Прежде чем подробно обсуждать схему и формы ее сигналов, мы сначала вычислим значения сопротивления, которые определят условия смещения.На рисунке 37 показана схема кольцевого счетчика без всех компонентов, не имеющих отношения к определению резисторов смещения. Обратные транзисторы были заменены переключателями S1 и S2 и двумя стабилитронами со значением Vm. Vm в дальнейшем представляет собой BVceo (65V), а Vs представляет BVcbo (125V). Подобно процедуре, использованной в предыдущем разделе, нам сначала нужно установить некоторые важные параметры:

  • Поскольку для большинства nixie разница между напряжением зажигания и поддерживающим напряжением составляет всего несколько вольт, мы будем использовать Vnixie для среднего значения между двумя значениями.Для CD83P, используемого в этом примере, Vs = Vx = Vnixie = 120V
  • Ia — рабочий ток газовой трубки. В этом примере Ia = 1 мА.
  • Напряжение зажигания и поддерживающее напряжение возвратного транзистора составляют Vs = 125 В и Vm = 65 В (Рис. 36 R = 1M).
  • Наконец, нам нужно выбрать ток, при котором работает возвратный транзистор. С одной стороны, нужно, чтобы этот ток был такого же порядка или даже больше, чем ток никси. С другой стороны, ток не может быть слишком большим, иначе рассеивание в транзисторе (Vm * I1) превысит максимальное заданное значение.В этом случае I1 был установлен на 1 мА, так что рассеиваемая мощность ограничена 65 мВт, что находится в пределах максимального номинала транзисторов.
Сумма падения напряжения на транзисторе nixie и напряжения включения возвратного транзистора определяет минимальное напряжение питания: Vnixie + Vm = 120 + 65 = 185 В. Если взять ок. Накладные расходы 30В, получаем напряжение питания 210В. Для тока nixie в 1 мА это фиксирует резистор анода на 30 / 0,001 = 30 кОм, я использовал 22 кОм. Vs = 125 и Vm = 65, поэтому ΔV = Vs-Vm = 60V и ΔV / 2 = 30V. Поэтому в качестве Vx мы взяли Vm + ΔV / 2 = 95V.Из ΔV / 2 и I1 = 1 мА следует, что R1 = (ΔV / 2) /I1=30/0.001=30k. Я снова использовал 22к. R2 должен взять на себя оставшееся напряжение питания: 210-95 = 125, поэтому 125 / 0,001 = 125k. Я использовал 120к.

Рисунок 38. Испытательная схема трехкаскадного кольцевого счетчика с использованием транзисторов с защелкой.

На рисунке 38 изображена принципиальная схема трехступенчатого тестового кольцевого счетчика, использующего транзисторы с обратным замыканием (слева) и связанные с ним формы сигналов (справа). На первый взгляд, все сигналы очень хорошие, без особых всплесков и переходных процессов.Верхний график сигнала показывает сигнал в точке Vx (рис. 37). При каждом счетном импульсе транзистор T0 приводится в состояние насыщения, замыкая Vx на землю. Между счетными импульсами Vx возвращается к 95V, как и должно. Стрелки над верхней кривой показывают, какая цифра nixie включена в течение трех последовательных импульсов счета. В точке A T2 включен, так что C2 будет заряжен до 30 В. Во время следующего счетного импульса (точка B) C2 остается заряженным, обеспечивая T3 предварительное смещение, так что он ударит первым, когда Vx вернется к 95 В (точка C).После срабатывания T3 напряжение снова падает до поддерживающего значения 65 В (точка D).

Рисунок 39. Щелкните здесь или на картинке, чтобы просмотреть видеоролик YouTube о счетчике звонков.

Если вы внимательно посмотрите демо-ролик счетчика обратных звонков на YouTube, вы увидите, что у схемы есть один недостаток: во время фактического счетного импульса, когда T0 проводит, все цифры загораются. Очевидно, это вызвано тем фактом, что, когда Vx подтягивается к земле, чтобы вывести T1 T3 из лавины, также заземляются катоды газовой трубки.Лично я думаю, что это довольно очаровательный артефакт, но мне он не нравится, это легко исправить, добавив дополнительный транзистор параллельно T0, но с коллектором, подключенным к аноду газовой трубки. Обратите внимание, что в этом случае это должен быть транзистор с напряжением BVcbo не менее 185 В!

Рисунок 40. Трехкаскадная схема кольцевого счетчика на транзисторных транзисторах со схемой переноса для каскадных счетных каскадов.

Очень просто добавить к кольцевому счетчику схему переноса для каскадирования счетных каскадов (рис.40). Когда происходит переход с цифры 2 на цифру 0 (перенос в этом трехступенчатом примере), ток начинает течь через T1. Это приведет к падению напряжения на резисторе R9 примерно на 2В. Это падение напряжения настолько мало, что не повлияет на работу счетчика звонков. После дифференцирования этого импульса на C5 и R11 этот импульс на короткое время приведет к насыщению T4, который является частью следующей секции счета, тем самым продвинув следующую секцию счета.

Лично я считаю, что счетчик с защелкивающимся кольцом — это очень элегантное решение для счетчика / драйвера nixie.Он не требует устаревших энергоемких схем TTL, а также не требует специальных высоковольтных транзисторов. Диапазон счета можно легко изменить, просто уменьшив (или увеличив) количество этапов счета. Я сам не пытался построить часы на основе этих схем, но уверен, что однажды сделаю это.

Управление nixie непосредственно из ворот HEF CMOS

Удивительнее и любопытнее! воскликнула Алиса

Для меня это своего рода хобби — находить неортодоксальные способы вождения никси-ламп.С помощью своих часов Tube-in-Tube я попытался продемонстрировать, что в некоторых случаях низковольтные транзисторы могут использоваться для управления лампой-никси, и на этой странице также были обсуждены несколько замечательных схем счетчика-драйвера-никси. Схема драйвера, обсуждаемая в этом разделе, без сомнения, также может считаться замечательной. Идея пришла ко мне, когда я работал над схемой с лампой ZM1050. Мне пришло в голову, что тот же основной принцип, что лежит в основе лампы ZM1050, также может быть использован для безопасного и надежного управления nixie от затвора HEF4xxx или CD4xxx, при условии, что они работают от напряжения питания 15 В.Хотя схема не имеет большого практического значения, она служит хорошим введением в разделы, посвященные ZM1050. В оставшейся части этой страницы, когда я пишу ZM1050, это также означает ZM550, а когда я пишу HEF4xxx, вы также можете заменить CD4xxx.

Рис. 41. Самый простой, но не самый элегантный способ подключения HEF IC к газовой лампе.

Самый простой способ привязать импульсную лампу к затвору HEF4xxx показан на рис. 41. Принцип работы схемы основан на том факте, что напряжение зажигания и поддерживающее напряжение большинства никси-ламп практически совпадают.Кажется, что размах выходного напряжения 15 В затвора HEF достаточно велик, чтобы включать и выключать цифру. Когда, например, на выходе инвертора N1 низкий уровень, а на выходе других вентилей высокий уровень, загорается только нулевая цифра. Многие люди не решатся связать выход затвора HEF напрямую с устройством, подключенным к источнику высокого напряжения. На самом деле вреда в этом нет. Основная причина в том, что ток ограничен максимум 2 мА. Если на выходе затвора низкий уровень, транзистор NMOS на выходе затвора просто отводит этот ток на землю.Когда выход высокий, диод защиты выхода будет пропускать ток на шину положительного напряжения питания HEF IC. Даже если бы в ИС не было защитного диода на выходе, диод сток-колодец выходного PMOS стал бы смещенным в прямом направлении, снова передавая ток на шину Vdd.

Рисунок 42. Управляющие неоновые лампы с приводом от затвора HEF4xxx.

Если бы мы попытались сделать это с неоновыми трубками, которые использовались в предыдущих разделах, это не сработало бы.Неоновые трубки имеют гистерезис около 40 В (рис. 26), что делает невозможным их включение и выключение. Однако есть очень умный способ заставить его работать. Хитрость заключается в использовании в качестве источника питания полуволнового или двухполупериодного выпрямленного переменного тока. Рисунок 42 иллюстрирует эту идею, и работа на самом деле очень проста. Запускаем в момент, когда напряжение в сети пересекает ноль вольт (точка A). Неоновые лампы теперь явно выключены. Далее напряжение питания начинает расти. Обратите внимание, что, поскольку неоновые лампы не зажигаются, ток равен нулю и, следовательно, нет падения напряжения на R3, так что напряжение на общем анодном узле (верхняя кривая) равно напряжению питания (нижняя кривая).Теперь предположим, что на выходе инвертора N1 низкий уровень, а на выходе других инверторов высокий уровень. В том случае, когда напряжение питания увеличивается, очевидно, что первой ударит неоновая трубка V1 (точка B). Напряжение на V1 сразу же падает до поддерживающего потенциала 65 В, так что ни одна из других неоновых трубок не может ударить, даже если напряжение питания возрастет еще больше. Таким образом, V1 остается включенным в течение всей этой половины фазы частоты сети (C), даже если один из других инверторов становится низким.При следующем переходе через ноль V1 сбрасывается (точка D), и весь цикл начинается заново.

Рис. 43. Трубка Никси, управляемая затвором HEF4xxx и пульсирующим источником высокого напряжения.

Тот же трюк можно использовать и в сочетании с газовой трубкой. Как упоминалось ранее, большинство газовых трубок не показывают какой-либо значительной разницы между напряжением зажигания и поддержанием напряжения. Однако можно добавить требуемую величину гистерезиса, разместив один из наших возвратных транзисторов последовательно с анодом нейтрализатора (рис.43). В точке перехода через нуль (точка A) импульсная лампа и возвратный транзистор гаснут. Таким образом, когда напряжение питания начинает расти, напряжение на нейтрализаторе будет равно напряжению питания. Из предыдущего раздела мы знаем, что возвратный транзистор срабатывает при Vs = 125 В и что Vnixie = 120 В. Таким образом, примерно при Vs + Vnixie = 125 + 120 = 245V разрядник воспламеняется (точка B). Напряжение на nixie теперь падает на ΔV = Vs-Vm, примерно на 65 В.

Рис. 44. Щелкните здесь или на изображении, чтобы просмотреть на YouTube фильм о Nixie, который приводится в действие HEF4049 с пульсирующим постоянным напряжением.


Схема имеет небольшую практическую ценность, так как требует декодера HEF4xxx с активными низкими выходами. К сожалению, большинство декодеров 4-> 10 HEF4xxxx имеют выходы с активным высоким уровнем, и нет смысла добавлять инвертор к каждому выходу, как в тестовых схемах на рис. 42 и 43. Однако схемы хорошо демонстрируют принцип работы лампы ZM1050, который будет обсуждаться в следующем разделе.

Z550M / ZM1050, Десятилетняя индикаторная трубка для транзисторных скалеров

В этом разделе мы обсудим технические аспекты Z550M, в следующих разделах мы рассмотрим людей, которые изобрели его и превратили в продукт.Z550M лучше всего представить, процитировав вводный абзац раздела 10.3 из «Индикатора Z550M» Дж. Б. Дэнса [2]:

Mullard / Philips Z550M — это уникальная трубка, которая была разработана для удовлетворения потребности в декадной индикаторной трубке, которая может работать непосредственно от электрического считывающего устройства низкого напряжения, обеспечиваемого транзисторными скейлерами (счетчиками). Требуется входной сигнал около 5 В при токе около 50 мкА. Форма дисплея отличается от других индикаторных трубок.В аноде вырезаны десять фигур в виде цифр, которые будут обозначены; они расположены по кругу, высота каждой цифры 3 мм. Разряд газа происходит за одной из цифр, так что красный свет разряда светит через вырезанную часть анода в виде цифры, которую необходимо указать. Дисплей может быть довольно ярким, так как схема управления не подает питание на основной разряд.

Рисунок 45. ZM1050 / Z550M с этикетками Philips и VALVO.
Фактически, все ZM1050 были произведены на заводе Philips
на заводе Emmasingel в Эйндховене, Нидерланды (см. Epiloque).

Работа ZM1050 напоминает работу схемы, описанной на моей странице счетчика звонков. Основная идея состоит в том, что десять трубок тлеющего разряда с очень согласованными характеристиками объединены в одну оболочку. На лампу подается полусинусоидальное напряжение таким образом, что небольшое дополнительное напряжение от транзистора предпочтительно зажигает один из десяти тлеющих разрядов.Затем общее анодное напряжение падает так, что ни один из других тлеющих разрядов не возникает. Специально предусмотрено, что зажигание каждого разряда инициируется отдельным стартерным анодом, который приводится в действие транзистором и требует очень небольшого тока. Этот вспомогательный разряд затем передается в основной разряд с гораздо более высоким уровнем тока. Более точное и полное объяснение работы можно найти в статье одного из изобретателей, Тео Ботдена, в Electronic Applications [3]:

На рисунке 6 показано расположение электродов индикаторной трубки типа Z550M (ZM1050).Десять приблизительно трапециевидных пластин k действуют как эмиссионные катоды. Они установлены на кольцевой проводящей опоре r, заштрихованные участки которой покрыты материалом, имеющим более высокую работу выхода по сравнению с катодами k, чтобы уменьшить их электронную эмиссию. На небольшом расстоянии выше и ниже катодов устанавливаются кольцевые аноды a. Десять проволочных электродов st, стартеров, проходят через отверстия в нижнем анодном кольце и в каждой из катодных секций. В верхнем анодном кольце вырезаны цифры от 0 до 9, так что при инициировании тлеющего разряда с помощью одного из стартеров четко выделяется цифра, обращенная к соответствующему катоду.На рис. 7 изображена электродная система в разобранном виде. Секции излучающего катода были распылены во время производственного процесса для получения чистой поверхности катода, в то время как распыленный материал, оседающий на стеклянной оболочке, предотвращает загрязнение газа и, таким образом, обеспечивает стабильную работу. Трубка заполнена неоном, к которому добавлен небольшой процент аргона.
Рис. 46. Схематическое изображение расположения электродов в индикаторной трубке типа ZM550. Рисунок 47. Покомпонентное изображение индикаторной трубки.

На лампу подается несглаженное выпрямленное напряжение (см. Рис. 8), так что при полуволновом выпрямлении напряжение питания возрастает до максимума и снова падает до нуля один раз в каждом сетевом цикле. Когда напряжение питания достигает определенного значения, инициируется тлеющий разряд, который снова гаснет, как только это напряжение падает ниже поддерживаемого значения. Таким образом, очевидно, что тлеющий разряд зажигается и гаснет дважды за цикл при использовании двухполупериодного выпрямления.Как видно из рис. 8, пускатели находятся под анодным потенциалом до тех пор, пока отсутствует разряд. Однако, поскольку расстояние между каждым катодом и связанным с ним стартером намного меньше, чем расстояние между катодом и анодами, разряд между катодом и стартером будет инициирован до того, как напряжение питания повысится до значения, при котором разряд между катодом и анод установлен. Следовательно, когда напряжение питания постепенно увеличивается от нуля, первым эффектом будет инициирование вспомогательного разряда между катодами и его пускателем.

Работа индикаторной трубки типа Z550M (ZM1050) основана на том факте, что вспомогательный разряд между одним из катодов и его пускателями снижает необходимое напряжение зажигания анода Vaign между этим катодом и анодом до такой степени, что основной разряд также установлен на этом катоде. Таким образом, достаточно предусмотреть установку вспомогательного разряда на желаемом катоде, чтобы гарантировать, что основной разряд произойдет на соответствующей фигуре.Этот основной разряд вызывает внезапное падение потенциала анода до поддерживающего напряжения Vm, которое ниже самого низкого напряжения зажигания на любом другом катоде, так что разряд не может быть инициирован где-либо еще. Другими словами, применяется принцип «первым пришел — первым обслужен»; во всяком случае, что касается этого конкретного цикла напряжения питания.

Зависимость Vaign от пускового тока Ist показана на рис. 9 для одного из положений пускового катода. Видно, что когда стартер отключен (Ist = 0), напряжение, необходимое для инициирования основного разряда, составляет примерно 135 В, но при пусковом токе, скажем, Ist = 10 & microA, это напряжение снижается примерно до 105 В, что в основном составляет за счет диффузии положительных и отрицательных носителей заряда из вспомогательного разряда в пространство между этим катодом и анодом.Поэтому, если на конкретном катоде протекает пусковой ток этого значения, основной разряд с этого катода инициируется раньше, чем с других катодов, на величину, примерно соответствующую времени, которое требуется напряжению питания для повышения от От 105 до 135 В.

Рисунок 48. Принципиальная схема индикаторной трубки, а- аноды (заземленные), к- катоды, ст- пускатели, Vc- управляющее напряжение. Ток основного разряда ограничивается резистором Rk, ток вспомогательного разряда — резисторами Rc и Rst, причем последний имеет гораздо большее значение. Рис. 49. Зависимость напряжения зажигания Vaign основного разряда от тока Ist вспомогательного разряда для одной из комбинаций катод-пускатель.

Катод, на котором инициируется вспомогательный разряд, можно выбрать, увеличив напряжение на желаемом пускателе немного выше, чем на других. Это можно сделать, приложив небольшое положительное управляющее напряжение Ve к резистору Rc. Затем соответствующий стартер достигает напряжения зажигания раньше других, так что разряд происходит в нужном месте.Если управляющее напряжение Vc передается на другой стартер, повторное зажигание произойдет в новой комбинации стартер-катод в следующем (половинном) цикле и так далее. Причина использования несглаженного напряжения питания теперь будет ясна, а именно то, что для передачи разряда с одного катода на другой разряд должен быть сначала погашен снижением напряжения питания ниже поддерживаемого значения, после чего он должен быть погашен. снова поднимитесь постепенно, чтобы нужный стартер мог инициировать следующую разрядку.

Управляющее напряжение, то есть дополнительный импульс, необходимый для инициирования вспомогательного разряда на конкретном катоде, может быть намного меньше поддерживающего напряжения, поскольку общее напряжение стартера должно быть лишь немного выше, чем напряжения на других пускателях. Управляющее напряжение всего 5 В — это все, что требуется для ZM550 при условии, что напряжение питания соответствует определенным требованиям. Сигнал всего 5В может быть подан через транзисторную схему.Если эта схема спроектирована так, что сигнал подается на стартер st1 на счет 1, на соседний стартер st2 на счет 2 и т. Д., Трубка покажет результат подсчета. Следует признать, что не имеет значения, может ли трубка следить за операцией счета или нет. При условии, что после завершения счета управляющий сигнал подан на соответствующий пускатель, место разряда, инициированного при следующем повторном зажигании трубки, будет соответствовать окончательному результату счета.Поскольку питание для основного разряда не подается схемой управления, легко гарантировать, что этот разряд будет достаточно ярким, чтобы обеспечить четкую визуальную индикацию. Подключив анод к земле, как показано на рис. 8, можно также заземлить один из выводов транзисторной схемы управления, что значительно облегчает проектирование схемы.

Создание Z550M / ZM1050

Я планировал написать здесь раздел об изобретении и разработке индикаторной трубки Z550M / ZM1050.Однако при исследовании трубки я наткнулся на столько интересного материала, что решил написать о нем отдельную страницу. Нажмите на картинку ниже, чтобы узнать больше об этой очаровательной трубке и людях, которые ее изобрели и разработали!

Щелкните здесь или на изображении, чтобы перейти по прямой ссылке на страницу
«Создание Z550M / ZM1050».

В ближайшее время

ZM550 используется как счетчик звонков.
Часы с кольцевыми счетчиками ZM550.

Так что следите за обновлениями!

Я заметил, что довольно много людей регулярно посещают эту страницу.
Так почему бы не оставить отзыв? Это интересно? слишком долго? слишком много деталей? Более детально?
Все отзывы приветствуются по адресу:

Благодарности

Я хотел бы поблагодарить следующих людей за их вклад: Мистер.Филип Ленц, г-жа C.A.M.Th. ван Влодроп-Гоедмакерс, Вил Граат, Энгель Хёфгест и Корри Панкен, а также Ад Гаст из Philips Research,

Справочная информация и веб-ссылки


[1] http://wwwhome.cs.utwente.nl/~ptdeboer/ham/neonclock/
[2] JB Dance, Electronic Counting Circuits, London ILIFFE Books
LTD., New York American Elsevier Publishing Compagny Inc., 1967
[3 ] GF Вестон, Трубки тлеющего разряда с холодным катодом, Лондон. ILIFFE Books
Ltd., 42 Russel Square, London, 1968,
[4] Моррис Гроссман, Build This ELECTRONIC COMPUTER.При быстром вращении циферблата он складывает, вычитает, умножает и делит,
Electronics Illustrated, no. 504, ноябрь 1966 г., стр. 39–49 + стр. 115
[5] http://www.radiotwenthe.nl./
[6] http://www.denhaag.com/
[7] http://www.stuutenbruin.com/
[8] http://www.iisg.nl/hpw/calculate.php
[9] Philips, Halfgeleiders, Electronenbuizen; zakboekje, 1966
[10] F.M. Пеннинг, Дж. Х.А. Мубис, Явление сжатия в неоновом тлеющем разряде с молибденовым катодом, Philips Research Reports, 1, 1946, стр.119
[11] T. Jurriaanse, F.M. Пеннинг, Дж. Х.А. Мубис, Нормальное катодное падение молибдена и циркония в инертных газах, Philips Research Reports, 1, 1946, стр. 225
[12] Майкл Риордан и Лилиан Ходдесон, Crystal Fire: изобретение транзистора и рождение информации age, Sloan Technology Series, ISBN 0843932856
[13] Википедия о Шокли.
[14] Википедия о компании Shockley Semiconductor.
[15] Музей транзисторов на четырехслойном диоде Шокли.
[16] Ранняя разработка полупроводников в компании Shockley Transistor Corporation Джином Веклером.
[17] У. Шокли, Путь к концепции переходного транзистора, IEEE Transactions on Electron Devices, vol. ED-23, № 7, июль 1976 г., стр. 597-620
[18] Джон Мэнли и Элли Бакли, Neon Ring Counter, Electronics, январь 1950 г., стр. 84-87
[19] CE Hendrix and RB Purcell, Neon Lamp Logic Gates Play Tick-Tack-Toe, Электронное инженерное издание, 1958, 20 июня, стр. 68-69
[20] Дж.Б. Танец, электронные схемы подсчета, лондонская ILIFFE Books LTD., New York American Elsevier Publishing Compagny Inc., 1967, стр 302-306.
[21] Th.P.J. Ботден, С. Фроус, Десятилетняя индикаторная трубка для транзисторных скейлеров, электронные приложения, Vol. 21, No. 3, pp. 114-123
[22] Dieters Nixie World page
[23] Википедия про электрон.
[24] Пол К. Левитт, 50 лет на пути к живым технологиям, Биография Системной лаборатории Эйндховена, Юбилейная книга 1952-2002 гг., Напечатанная ограниченным тиражом издательством Koninklijke Philips Electronics N.V., сентябрь 2002 г.
[25] Dr. Th.P.J. Ботден и Дж.Ф. Ленц, Новая декада (тлеющий разряд) индикаторная трубка, которая может работать от низкого напряжения и малой энергии, Philips Research Nat.Lab. Verslag Nr. 3541, подписано 10 июля 1959 г.
[26] История лабораторий Philips в Эйндховене, 1914-1946 гг., Частное издание.
[27] Сайт Радиомузея на 4662.
[28] http://www.agder.net/la8ak/m11.htm
[29] http://www.pa3esy.nl/Philips/meetinstrumenten/html/gm3121/html/gm3121_body.html

http: // www.electricstuff.co.uk/oldbooks.html

Светодиодный индикатор постоянного тока

, стр. 3

(продолжение статьи на предыдущей странице)

В большинстве моих схем по-прежнему используется регулируемое напряжение 5 В для микросхем, потому что 8-битные микроконтроллеры работают быстрее, а некоторым датчикам требуется 5 В. Поскольку 5 В более чем достаточно даже для белого светодиода, меня не волнует напряжение, необходимое для конкретного используемого светодиода.

Однако, поскольку мои роботы питаются от батареи, меня беспокоит текущее использование, поскольку от этого зависит, насколько быстро разряжается батарея.Кроме того, светодиод может быть поврежден слишком большим током (обычно превышающим 30 мА). Поэтому я решил сделать тестер светодиодов по току, а не по напряжению.

Как описано ранее, тестер светодиодов можно настроить на подачу определенного тока от 2 мА до 26 мА. Схема автоматически изменяет напряжение от примерно 0 В до примерно 7,5 вольт для подачи тока. Мне не нужно регулировать напряжение, и мне не нужно заботиться о токе после того, как я его установил.

Многие привыкли к регуляторам напряжения, вроде стандартного 7805. Но, что удивительно, большинство регуляторов напряжения можно настроить на регулирование тока.

Для этой схемы я выбрал National Semiconductor LM317L, который я купил у DigiKey или Mouser Electronics (или LM317LZ у Electronic Goldmine). LM317L дешевый, маленький и включает в себя инструкции в техническом описании по его использованию в качестве регулятора тока.В полупроводниковой схеме внутри LM317L используется простой контур обратной связи для автоматического изменения выходного напряжения в соответствии с требуемым током.

Схема испытательной цепи светодиодов, обеспечивающих постоянный ток.

SW1: (опционально) Выключатель питания не является обязательным в этой схеме, поскольку ток может проходить только через тестовый светодиод и конденсатор (C1). Керамические конденсаторы низкой стоимости при низком напряжении пропускают очень небольшой ток (менее 1/10 наноампера, насколько я мог измерить).И нет смысла подключать тестовый светодиод при выключенном питании. Поскольку в режиме ожидания питание не используется, выключатель питания не нужен.

D1: Диод Шоттки 1N5817 предотвращает протекание тока в обратном направлении, если батарея подключена в обратном направлении. Это защищает LM317L от повреждений.

C1: (дополнительно) Большинство регуляторов и интегральных схем достигают стабильности за счет добавления конденсаторов.В этой цепи не происходит ничего критического (нет вычислений, большие токи, скачки тока или высокое напряжение). Так что этот конденсатор, вероятно, не нужен.

VR1: Стабилизатор напряжения LM317L является стержнем этой схемы.

Тестовый светодиод (или любая другая нагрузка) потребляет питание от выходного контакта через R1 + R2. Регулировочный штифт измеряет напряжение сразу после R1 + R2. Вычитая регулируемое напряжение из выходного напряжения, LM317L может точно измерить, сколько напряжения падает на R1 + R2.

Поскольку весь ток, который проходит через светодиод, должен сначала пройти через R1 + R2, ток должен быть одинаковым для светодиода и R1 + R2. Согласно закону Ома, ток, проходящий через фиксированный резистор, вызывает пропорциональное падение напряжения. Следовательно, чем больше тока потребляет светодиод, тем больше тока проходит через R1 + R2, тем больше падение напряжения на R1 + R2. Чем меньше ток потребляет светодиод, тем меньше тока проходит через R1 + R2, тем меньше падение напряжения на R1 + R2.

Таким образом, LM317L может регулировать общий ток, подаваемый на светодиод, путем постоянного измерения напряжения, падающего на измерительном резисторе (R1 + R2). а затем соответственно понижать или повышать напряжение на выходном контакте.

Кстати, фиксированный резистор, сконфигурированный для измерения тока путем измерения падения напряжения, называется «чувствительным» резистором. Например, небольшой резистор (менее 1 Ом) часто подключается последовательно со схемой драйвера двигателя, чтобы определить, какой ток потребляет двигатель.

R1: Потенциометр может изменять сопротивление от 0 Ом до 500 Ом. Как обсуждалось ранее, это изменяет выходное напряжение LM317L, чтобы вы могли регулировать подаваемый ток.

R2: Этот фиксированный резистор обеспечивает максимальный предел тока 26 мА на основании формулы таблицы LM317L. Если бы этот резистор не был включен в схему и потенциометр был установлен на 0 Ом, тестовый светодиод получил бы значительно больший ток от LM317L (возможно, до 300 мА), что привело бы к повреждению светодиода.Итак, этот резистор существует для защиты светодиода.

Формула для вычисления силы тока, подаваемого LM317L, следующая:

(1,2 В / (R1 + R2)) * 1000 = ток в миллиамперах
Максимум: (1,2 В / (0 Ом + 47 Ом)) * 1000 = 25,5 мА
Минимум: (1,2 В / (500 Ом + 47 Ом)) * 1000 = 2,2 мА


Печатная плата тестера светодиодов с маркировкой идентификаторов компонентов.

Вы действительно можете использовать эту схему в зарядной станции для роботов.Это ограничило бы максимальный ток, подаваемый на батареи робота. Также, если робот (или что-то из окружающей среды) случайно закоротит контакты зарядной станции, максимальный ток будет ограничен.

Обновление!

Теперь существует версия этого прибора для тестирования светодиодов с ЖК-дисплеем для отображения силы тока, падения напряжения и рекомендуемого резистора. А еще видео!


Тестер целостности цепи, диодов и светодиодов

Много раз мне требовался небольшой и удобный тестер целостности цепи для труднодоступных мест, особенно при работе в машине или в дороге.Мультиметры большие и тяжелые, поэтому их нельзя положить в карман брюк. Дешевые тестеры непрерывности на ebay можно купить за несколько долларов, но где в этом веселье! Я просматривал hackaday.io в поисках похожих проектов и наткнулся на тестера непрерывности Хосе Игнасио Ромеро. Мне сразу понравилась его сборка, но у меня нет контроллера PIC, который он использовал.

Я хотел построить этот проект полностью из компонентов, имеющихся в моем хранилище запчастей. У меня есть несколько PIC10LF322, они маленькие (6-контактный SOT23), работают на частоте 16 МГц, 512 байт флэш-памяти, упакованы с АЦП, ШИМ и идеально подходят для таких небольших приложений с батарейным питанием.У меня также есть хороший футляр для этого проекта, собранный из инвертора EL из предыдущего проекта. Корпус небольшой и прочный, с вырезами для светодиода, кнопки и проводов. У меня был распаянный тактовый переключатель и контакты батареи с печатной платы инвертора проводов EL, которые пригодились для этого проекта.

PIC 10LF322 имеет 4 порта ввода-вывода, один из которых является только цифровым входом. Это оставляет мне только три порта для игры. Порт только ввода (RA3) предназначен для кнопки чтения.

схема (см. pdf в разделе файлов)

Я написал несколько экспериментальных примеров кодов для 10LF322 много месяцев назад, используя MPLAB v8.92 с компилятором HiTech C. Я использовал ту же настройку IDE для этого проекта и повторно использовал многие старые фрагменты. Одной из основных проблем при работе с контроллером с малым количеством выводов является возможность отладки. О подключении дисплея не может быть и речи. Я временно использовал один из выводов, чтобы передать побитовые последовательные данные на свой компьютер, в первую очередь, чтобы узнать, что читают АЦП.Выполнить проверку целостности цепи и диодов было несложно.

Мне нужен был удобный способ проверить светодиоды в том же устройстве. Большинство белых и синих светодиодов не загораются при напряжении ниже 3 В. Конструкция включает повышающий преобразователь PWM 10 кГц с обратной связью для регулирования выходного напряжения 4 В при тестировании светодиодов. С добавлением повышающего преобразователя я использовал немного больше компонентов, чем планировал для этого проекта. Все компоненты общие, не критичные и могут быть легко заменены любой другой эквивалентной деталью.(кроме R3, R5 и R7, изменение их значения напрямую влияет на показания АЦП).

Работа контура:

Кнопка переключает между двумя обычно используемыми режимами Проверка целостности и проверка диодов. Остальные режимы активируются долгим нажатием.

Режим проверки целостности цепи и диодов

RA0 (PWM) отключен, RA1 — вход АЦП, RA2 — выход зуммера и светодиода.АЦП считывает значение делителя напряжения, созданного между R5 и наконечниками пробников. Если сопротивление между датчиками достаточно низкое, звучит светодиод и зуммер. Образец АЦП не следует брать, пока включен светодиод / зуммер, так как на наконечник зонда поступает дополнительное напряжение через резистор обратной связи повышающего преобразователя R7. При определении того, что АЦП считывает в соответствующих режимах, соответствующий выходной сигнал генерируется с помощью светодиода и зуммера.

* см. Таблицу ADC readings.xlsx в разделе файлов.

LED Test Mode
RA0 (PWM) включен.Светодиод RA2 / зуммер является входом АЦП, а RA1 является выходом и заземлен для создания делителя напряжения обратной связи между R7 и R3. Стабилитрон на 3,3 В используется в цепи с schokkty, чтобы ограничить утечку VDD в Probe + через L1 и D3 в режиме проверки целостности цепи и диода. ШИМ на базе Q1 (NPN) создает более высокое напряжение на выходном конденсаторе C5, и то же самое возвращается в АЦП с помощью R7 для регулирования ширины импульса, чтобы поддерживать выходное напряжение ниже 4 В.

Микроконтроллер переходит в спящий режим, если в течение 3 минут нет активности.

Потребляемая мощность (VBat = 2,9 В)

Спящий режим = 170 мкА
Проверка целостности цепи и диода в режиме ожидания = 1 мА
Светодиод проверки целостности и диода и зуммер ВКЛ = 13 мА
Проверка светодиода в режиме ожидания (светодиод не подключен) = 7 мА
Проверка светодиода при подключенном светодиоде = 15-18 мА …

Прочитайте больше »

22 основные сильные стороны, чтобы быть хорошим тестировщиком

В этом руководстве представлен список характерных черт, которыми должен обладать любой тестировщик, чтобы стать хорошим тестировщиком.А эти функции, в свою очередь, очень помогают в определении коэффициента качества тестировщика.

Почему я говорю ТОЛЬКО о тестере? И почему не разработчик или какая-либо другая роль?

Мне просто кажется, что вся работа, связанная с SDLC по доставке программного обеспечения, довольно проста по сравнению с обязанностью тестировщика.

Объем работы разработчика очень четко определен в рамках структуры, в то время как нет границ между затраченными усилиями, добавленной стоимостью для клиента и объемом работы, выполняемой тестировщиком.

Возможности, эффективность и целеустремленность тестировщика напрямую отражаются на поведении продукта во время производства.

Итак, что нужно каждому, чтобы стать «Хорошим тестировщиком программного обеспечения»?

Обратите внимание, , что я не намерен считать работу Разработчика или кого-либо еще как низкую или менее важную в проекте. Но я просто беру это как ссылку.

Коэффициент качества тестера

Заявление об ограничении ответственности : Это подробный отчет , охватывающий все аспекты темы.Так что сядьте, расслабьтесь и выпейте чашку кофе , чтобы прочитать это 🙂

Все роли, кроме роли тестировщика, связаны с внешними навыками, доступными на рынке, и им нужно изучить и использовать их в выполняя свою часть работы по разработке программного обеспечения. Но для тестировщика необходимо обладать индивидуальными характеристиками способностей и внимательности.

Я имею в виду, что разработчиком можно стать, просто изучив язык программирования. Но тестировщик просто не может изучить одну технологию или инструмент или получить знания в предметной области и сказать: «Эй, я изучил Python, Selenium или тестирование безопасности в финансовой или FMCG-сфере, и теперь я хороший тестировщик».Следовательно, для тестировщика обучение никогда не заканчивается.

Как разработчик, можно просто начать кодирование, имея те знания, которые у него есть, но тестировщик не может просто начать свое тестирование, если он не обладает определенными навыками. Следовательно, пока он не овладеет этими навыками, он не сможет эффективно выполнять свои тесты.

Тестировщик должен работать в определенной технической области или области вместе с инструментом, который используется для этого конкретного проекта в его / ее предыдущем задании. Но в следующем задании все будет иначе.Было бы что-нибудь другое. Это будет совершенно новая технология, новый инструмент и совершенно новая методология.

С течением времени было доказано, что тестировщики всегда могли получить необходимые знания предметной области, специфичные для проекта, инструментов и технологий, которые используются в проекте, а также в рамках оговоренных время и смогли эффективно провести тестирование, а также предоставить программное обеспечение.

Хороший тестировщик:

Обычно люди спрашивают: « Каковы качества хорошего тестировщика?» Как я могу стать хорошим тестером? Как я могу продемонстрировать, что я хороший тестировщик?

Это основано не только на методологии тестирования, процессе разработки тестов, выполнении тестов, автоматизации или тестировании производительности, но и тестировщику необходимо знать все, чтобы стать хорошим тестировщиком.

Это основная культура или качества, которыми человек должен обладать, которые, в свою очередь, будут усилены этим внешним обучением и тем самым сделают человека сильным и хорошим тестером.

Людям также интересно узнать: «Что заставляет вас чувствовать себя лучше, тестировщик?» , Что вы получаете от профессии тестировщика? Что ж, это не что иное, как удовлетворение от достижения качества, совершенства, аккуратности и т. Д., Гарантирующего, что вы сделали что-то хорошее для своего клиента.

Я не собираюсь просто говорить об этих технических навыках, связанных с конкретным проектом, которыми нужно обладать, чтобы быть хорошим тестировщиком. Обладание этими навыками и знаниями является обязательным, и это само по себе не делает человека опытным тестировщиком, но только делает его / ее одним из группы тестировщиков, которые могут понять основы проекта и проводить тестирование.

Следовательно, чтобы стать хорошим тестировщиком, в человеке должны быть заложены определенные качества или характеристики, а не просто обучение.И, конечно, это то, чему нельзя научиться или получить свидетельство об этих качествах в имеющихся институтах, но нужно обладать этим естественным образом. И позже эти качества будут усилены большим опытом.

Итак, как вы думаете, о чем я сейчас пытаюсь написать?

Я собираюсь упомянуть об определенных чертах личности, которые я называю «сильной стороной» хорошего тестировщика.

По моему мнению, какие бы навыки вы ни добавили себе, такие как технологии тестирования, процессы, инструменты и любые сертификаты, такие как ISTQB, CSM, Agile Tester и т. Д., Которые вы прикрепляете к своему имени, никогда не сможете превратить вас в лучшего тестировщика, если только у вас есть все основные ценности, которые описаны ниже.

«Основные сильные стороны», чтобы быть хорошим тестировщиком

# 1) Быть Страстным в отношении работы, которую мы делаем:

Первая и самая важная характеристика, которой нужно обладать, чтобы быть отличным тестером, — это быть Страстным о работе, которую мы делаем. Интересно, сколько из них среди Тестировщиков выбрали свою роль, карьеру, профессию Тестировщика по собственному желанию ??

Если у человека нет страсти к тестированию, он / она не сможет найти мотивацию на повседневной основе для выполнения повторяющейся работы снова и снова, независимо от проекта, технологии, сложности и вовлеченных людей.Страсть — это характеристика, которая заставит тестировщика все больше и больше исследовать при выявлении проблем программного обеспечения.

Страсть — единственное, что заставит его / ее никогда не довольствоваться знаниями, которые у них есть, и объемом проделанной работы, и, следовательно, заставляет их делать или учиться все больше и больше каждый раз.

Думаю, это лучшее сравнение, которое я могу дать. Это как профессия врача. Дело не в том, что каждый, кто получил высокие баллы по предметам и получил высокий рейтинг, может попасть в сферу медицины.Именно страсть заставит попасть в эту профессию.

Представьте, насколько критичным было бы для пациентов, если бы кто-то, у кого нет страсти или желания работать врачом, попал в эту профессию? Точно так же до тех пор, пока человек не страстно любит тестирование, он не может быть хорошим тестером.

Я приведу вам пример, демонстрирующий их страсть к своей работе. Что еще может быть лучше личного опыта?

Пример может показаться странным, но о нем стоит упомянуть.И, безусловно, мы должны учиться тому, что происходит в наши дни, происходящему в нашем окружении. Наблюдение и извлечение уроков из каждой мелочи, происходящей в нашей жизни, также является качеством Тестировщика.

Как только я просыпаюсь рано утром, я выхожу на балкон заниматься йогой. Каждый день я вижу старую женщину, которая рано утром спешит в спешке, идя на дальние шаги (я имею в виду быструю ходьбу), с ее завязанным сари высоко, тянущей вниз. Каждый день я вижу ее в той же спешке и в той же позе связанной Сари.

Позже я узнал, что это горничная, которая стирает одежду и чистит посуду в 3-4 домах в этом переулке. Что я заметил в ней, так это ее страсть к своей работе. Она никогда не пропускает работу ни на один день, никогда не упускает время. Представьте себе ее страсть и готовность к работе, которую она собирается выполнять.

Идя по улице, еще не дойдя до места работы, она настраивается на стирку и уборку со связанным сари.Мне очень нравится ее страсть к своей работе. Вам не кажется, что страсть будит ее каждый день рано утром, чтобы пойти на работу?

У меня есть еще один Пример , который объяснит отсутствие увлечения работой. Это когда человека заставляют взяться за профессию без всякого желания и страсти к ней.

Один из моих друзей стал врачом из-за давления со стороны семьи. Чтобы сохранить свой семейный статус, он занялся медицинской профессией и, с трудом завершив свою работу, также получил медицинскую степень.

Когда он начал свою врачебную практику, у него никогда не было особого энтузиазма выполнять эту работу каждый день, и через некоторое время это стало очень скучным. Но он был очень заинтересован в ведении бизнеса. Хотя он (а также пациенты) какое-то время боролся с этой профессией, он не мог продолжать ее в течение более длительного периода, позже он оставил ее и переключился на бизнес, что было его страстью.

Сейчас у него все хорошо, и он тоже вполне доволен. Так что, если у человека нет страсти к своей работе, он не сможет выкладываться на полную.

Я бы сказал, что для проведения тестирования, особенно проверки качества, нужно обязательно иметь страсть к профессии и работе, которую они делают ежедневно.

Насколько вы увлечены тестированием?

Страсть к тестированию и отношение к качеству должны затронуть нервы тестировщиков, их кровь, а также их ДНК. Страсть к совершенству — это то, что делает человека сильным тестером.

Passion всегда не дает уснуть и внимательно следит за деталями.Страсть делает их активными и вовлеченными. Страсть к тестированию заставляет тестировщика переходить в режим тестирования, куда бы они ни пошли и что бы они ни увидели, что, в свою очередь, очень важно для их роли.

# 2) Креативность и новаторство :

Творчество и новаторство , что обычно называют «нестандартное мышление» — еще одна важная черта личности, которой должен обладать тестировщик.

Какова цель тестирования, если тестировать просто то, что закодировано? Как получить качественный дефект, если он просто проверяет то, о чем уже позаботились?

Итак, именно этот характер творчества и новаторского мышления заставляет тестировщика мыслить нестандартно и собирать идеи для разработки ярких тестов и сценариев, которые обычно не учитывались при кодировании.

Это творческий подход, который помогает тестировщику предоставить обратную связь об улучшении продукта и помогает продукту занять более выгодные позиции на рынке, выделяясь среди других подобных продуктов.

Тестировщик должен уметь мыслить и визуализировать продукт только с учетом деталей, представленных в требованиях, и, следовательно, он должен быть довольно креативным, а также уметь разорвать продукт, выявляя пробелы в продукте и демонстрируя, насколько эффективно его продукт может использоваться и даже доказать это, определив способы неправильного использования.

Инновационная идея тестера заключается в том, чтобы наилучшим образом использовать комбинацию различных инструментов и технологий, доступных на рынке, для настройки их требований, чтобы достичь целей тестирования за счет снижения стоимости и, таким образом, увеличения скорости выхода на рынок вместе с аспекты качества.

С изменением объема роли тестировщика ответственность тестировщика заключается не только в том, чтобы найти дефект, но и в добавлении ценности продукту, увеличению ценности для клиента и его бизнеса.Так что для этого нужно быть достаточно инновационным, творческим, всегда мыслить нестандартно и думать уникально.

Тестировщик должен уметь думать что-то за пределами уровня мышления обычного человека. Должен выходить за рамки обычного мышления, представлять различные возможные сценарии, которые могут произойти в реальности, и задавать себе вопросы, например, а что, если это так? а что если это так? и т.д., в зависимости от ситуации.

# 3) Способность поставить себя на место клиента:

Следующим важным аспектом роли тестировщика является способность «поставить себя на место клиента».

Я знаю, что это очень легко сказать, но на самом деле довольно сложно испытать чувства и события, находясь в чьей-то ситуации, особенно в роли конечного пользователя или покупателя.

Стоять на месте клиента, размышлять о том, как клиент будет использовать разработанный нами продукт в своей реальной жизни, и понять свои ожидания как конечного потребителя — довольно сложная задача.

Невозможно просто понять, что у них в голове.Всегда принято считать, что наш продукт, наше творение, наш вклад и наша работа полезны для самого себя и в них трудно найти недостатки. Следовательно, чтобы наглядно представить, соответствует ли наше программное обеспечение ожиданиям клиента, для тестировщика очень важно продумать их ход мыслей и отыграть роль клиента.

Всегда думать о клиенте, думать, действительно ли я могу протестировать его так же, как клиенты используют его в реальной жизни, — самая большая задача для тестировщиков, а моделирование подобных сценариев — лучшая задача для хорошего тестировщика.

Могут быть разные типы пользователей из разных географических регионов и разных профилей, которые будут участвовать в использовании нашего продукта, и в таких случаях использование метода «личностного тестирования» является лучшим вариантом для имитации поведения клиента и, следовательно, целью будет чтобы убедиться, что точка зрения конечного пользователя проверена.

Всегда важно думать о различных сценариях в реальном времени и связывать наше тестирование в лаборатории с повседневными событиями и возможностями, основанными на географии и различных личностях, и мы называем это «тестированием на основе сценария» и «Тестирование на основе сценариев использования».

Следовательно, для тестировщика важно взаимодействовать с конечным пользователем и собирать как можно больше сценариев и вариантов использования для включения в свое тестирование.

# 4) V навык визуализации :

Тестер всегда должен иметь очень хороший навык визуализации .

Тестировщику необходимо визуализировать конечное состояние продукта, который не был создан, во время самой разработки. Ему / ей необходимо визуализировать функции и начать думать о его поведении в процессе производства и о том, как он будет использоваться конечным пользователем, и создать сценарии на основе этого.

Ему / ей необходимо собрать в уме всю информацию, собранную от различных заинтересованных сторон и из разных источников, и создать визуализацию продукта. Следовательно, тестировщику необходимо получить полную картину продукта и его дорожной карты, просто обладая навыками визуализации.

# 5) Навыки анализа:

Важно не только иметь полное представление о продукте, но также важно вникать в мелкие детали продукта и внимательно наблюдать, усваивать контент и правильно формулировать эту информацию. использовать при тестировании.

Следовательно, тестеру нужно наблюдать, думать и анализировать глубоко.

# 6) Вид с высоты птичьего полета:

Внимание к деталям — еще одна важная характеристика тестера.

Я считаю, что, если кто-то не углубится в тему и не исследует все больше и больше деталей о продукте, невозможно полностью понять продукт и провести тщательное тестирование и, следовательно, « внимание к деталям » очень важно для Тестер, чтобы раскопать все пробелы в продукте и выявить скрытые дефекты.

Я также должен добавить «Ухо для деталей» и сказать «Глаз и Ухо для деталей».

Внимание к деталям также внесет большую ясность в объект. Каждую минуту детали продукта имеют большое значение для покупателя. Если кто-то думает, что это не важно и не нужно уделять много внимания, то тут мы ошибаемся. Таким образом, очень важно уделять внимание и придавать значение каждой детали продукта.

# 7) B eing suspicious :

Когда дело доходит до выявления недостатков, дефектов или пробелов в продукте, «подозрительно» (ha..ha..ha ..), буквально помогает любому тестировщику в достижении своей цели тестирования. У меня очень много случаев, когда, передавая сборку тестировщику, разработчик говорил : «Да, дефект исправлен, и он работает нормально».

Но когда тестировщик попадает в непосредственное тестирование, мы можем заметить, что временами либо сам дефект не исправлен, либо исправлен частично, либо иногда он мог вызвать какой-либо другой дефект из-за своих побочных эффектов. Здесь я не говорю, что разработчики лгут или жульничают, но как-то так во многих ситуациях.

Следовательно, как уже упоминалось, тестеры должны быть подозрительными и не верить ничему, пока они не проверит и не докажут, что все работает нормально. Так что будьте подозрительны. Никогда не соглашайтесь и не соглашайтесь на сказанное. Подозрительность и любопытство всегда повышают ценность тестирования продукта и, таким образом, отражают лучший характер тестировщика.

# 8) Рассуждения и вопросы :

Рассуждения и вопросы — еще один важный характер, которым должен обладать Тестировщик, чтобы доказать, что он эффективный Тестировщик.

Только тот, кто действительно разбирается в теме, может задавать вопросы, и тот, кто задает лучшие вопросы, тоже считается умным. Независимо от этого, рассуждения и вопросы в этом случае позволяют тестировщику понять, является ли реализованная им реализация наилучшим вариантом или есть какие-либо другие доступные варианты.

Мало того, что, как упоминалось ранее, вопросы помогают получить больше ясности о продукте, а также понять, почему было реализовано именно это решение из множества других доступных вариантов.

В таком случае тестировщик может расширить себя, чтобы мыслить не только каждый, но и предложить лучшую и дешевую идею, о которой до сих пор никто не думал. Мы также знаем «пять причин» для анализа первопричин. Это определенно поможет тестеру найти корень проблемы, а затем определить, существует ли аналогичная проблема в какой-либо другой области продукта.

Тестировщикам следует всегда рассуждать обо всем, что они слышат, чтобы понять лучше, и это тоже в деталях.Иногда даже сам вопрос очень помогает. Почему один дизайн должен быть таким, а почему нет? Какой критический путь? Какое оптимизированное решение?

Фактически, задавая вопросы, тестировщик становится более осведомленным. Но также очень важно проявлять осторожность, чтобы на правильных форумах задавались только правильные вопросы, иначе это приведет к поражению всей цели.

Тестировщик должен обладать энтузиазмом, чтобы понимать, что происходит в продукте, и выходить из него, выходя за рамки тестирования, чтобы выявить реальные проблемы в продукте.

Несколько раз я замечал, что разработчики или менеджер по развитию диктуют группе тестирования, когда есть нехватка времени, и команда исправляла критический дефект, говоря, «просто запустите эти тестовые примеры, этого достаточно».

Спросите их, почему? Понять, почему возник именно этот дефект, и что они сделали для его устранения. Честно говоря, хороший Тестер не уснет спокойно, если все сомнения не будут устранены до корня.

Когда я говорю это, я также хотел бы сказать тестировщикам, что они никогда не должны подвергаться давлению со стороны разработчиков и менеджеров по развитию или кого-либо еще в команде.В их обязанности входит тщательный анализ и принятие решения о том, что необходимо протестировать, вместо того, чтобы оставлять это на усмотрение тестировщиков.

# 9) G , обеспечивающий качество :

Очевидно, , «охраняющий качество» , является лучшим и наиболее востребованным качеством Тестера.

Мы знаем, что существует множество ситуаций, в которых тестировщик может столкнуться с необходимостью пойти на компромисс во время тестирования, либо из-за того, что не предоставит достаточно подробностей, когда задаются вопросы, либо из-за сокращения объема тестирования, компрометации в случае инструментов и т. Д.

В таких случаях всегда лучше расслабиться, позволить себе все возможное и просто отдать должное качеству без каких-либо компромиссов.

Я наблюдал в нескольких организациях, где каждый пренебрегает словами руководителя тестирования или группы тестирования и принимает собственные решения о тестировании. Но если это решение каким-либо образом ведет к снижению качества, как хороший тестировщик, никогда не следует с этим соглашаться.

Таким образом, обеспечение качества продукта в конечном итоге становится обязанностью тестировщика, даже если оно задумано и создано всей командой.Выглядит очень просто, но без ущерба для качества на самом деле очень сложная задача.

Иногда бывает так, что когда все завершено, команда хочет внести некоторые изменения в последнюю минуту, что обычно влияет на общее качество. Таким образом, обеспечение качества принятия таких срочных решений о внесении изменений в код становится обязанностью тестировщика.

Когда мы используем слово «охрана», оно означает очень многое. Это не просто тестирование программного обеспечения и поиск дефектов, но и обеспечение общего качества программного обеспечения на всех этапах разработки продукта, а также пристальное наблюдение за тем, способствуют ли какие-либо инциденты / события или решения любых других заинтересованных сторон снижению качества, и борьба с такими решениями на всем протяжении.

Делать все возможное для поддержания качества известно как «защита качества».

# 10) Быть A ggressive :

Быть « агрессивным» в принятии решений — еще одна характеристика Тестировщика.

Объяснив вышеупомянутые ситуации, когда тестировщики оказываются под давлением компрометации тестирования и не могут провести достаточное количество тестов. Я бы сказал, что тестировщикам необходимо проявлять агрессию в изложении своей точки зрения, решений, в выражении своих мыслей, в противном случае этим обязательно пренебрегают, что в конечном итоге приведет к низкому качеству программного обеспечения.

Когда Тестировщик пытается установить, что дефект является критическим, тогда никто не захочет принять его в первую очередь. Они всегда хотят подавить это или вызвать сортировку, чтобы решить, критично это или нет. В такой момент тестировщику необходимо быть агрессивным в высказывании своих мыслей.

Тестировщик не должен подчиняться решениям других, если он не оценивает святость решения.

Часто, стремясь предоставить или уложиться в сроки, заинтересованные стороны рекомендуют сократить объем тестирования и рекомендуют заявить, что было бы хорошо протестировать только определенную область программного обеспечения в случае исправления ошибки, или этого достаточно, только если эти тестовые примеры запущены.Всегда полезно вносить свой вклад, но на это не должно влиять решение других.

Следовательно, тестировщик должен быть очень агрессивным при принятии таких решений.

Каждый раз, когда группа контроля качества представляет свой план и график тестирования и пытается сообщить, что имеющегося у них времени недостаточно для проведения тестирования, тогда, как бы подробны ни были их план и оценка, каждый пытается оттолкнуть его. Таким образом, в таких случаях Тестировщику приходится терпеть неудачу, чтобы комфортно выполнять действия по тестированию.

В таком сценарии, если команда QA может агрессивно представлять свои точки зрения, тогда будет возможность изменения решений всей команды.

# 11) Отличная коммуникация:

Эффективная передача необходимой информации является основным важным качеством тестера.

Тестировщик необходим для работы с различными заинтересованными сторонами по всему миру на различных этапах SDLC, поэтому важно точно, ясно и без путаницы выражать и представлять информацию.

Мы все время слышим, что когда дефект из жизни возвращается и попадает в команду QA, все начинают обвинять команду QA, заявляя «почему этот простой дефект не был обнаружен во время тестирования»? Довольно часто о том же дефекте уже сообщалось ранее, и команда не уделяла достаточного внимания тому, чтобы отнестись к нему серьезно и исправить.

Чья это проблема? QA не в состоянии критически сформулировать или интерпретировать и должным образом спроецировать влияние дефекта на заинтересованные стороны? и не можете эффективно сообщить о серьезности проблемы и убедить команду?

Итак, наряду с общением, это способность формулировать вещи и влиять на команду, чтобы они согласились с их точкой зрения, что является важной вещью, которая необходима для тестировщика.

Когда я говорю, что тестировщик должен хорошо общаться, он не обязательно должен быть лауреатом по английскому языку, но должен, по крайней мере, уметь четко и эффективно выражать свои чувства в устной или письменной форме.

Если невозможно объяснить ясное значение содержания понятным образом, то вся цель тестирования или выявления критического дефекта и возможности сообщить, что он весьма критична, будет проиграна.

Коммуникация может быть такой же простой, как объяснение описания дефекта, запись последовательности его возникновения или объяснение группе препятствий, которые команда тестирования застряла, будучи не в состоянии продолжить.В то же время тестировщик должен хорошо осознавать, что плохое и неэффективное общение приведет к множеству недоразумений и приведет к низкому качеству.

Как правило, разработчики не любят демонстрировать критические ошибки в своем коде, поэтому здесь важна способность тестировщика тактическим способом сообщить и убедить, что в вашем коде есть ошибка. Сообщая о дефектах команде разработчиков, не должно быть демонстрации чувства, что « Я обнаружил дефект в вашей работе или вы сделали ошибку», , что, в свою очередь, приведет к проблемам с эго. в команде.Все это требуется как хороший коммуникатор.

Итак, очень важно передать любые негативы объективным образом, чтобы ни один человек не перешел в наступательный режим, четко объясняя влияние ситуации. Тестировщик всегда должен помнить об интересе проекта, передавая что-либо, не подчеркивая ошибку отдельного человека.

В этом случае мы можем немного расширить определение коммуникативного навыка для тестировщика с точки зрения навыков письма, когда тестировщику в проекте необходимо документировать определенные вещи с большей ясностью, например, Readme, руководства пользователя, создание содержательных сводных отчетов об испытаниях и т. д.

# 12) Выражение мыслей / взглядов:

Говорить в группе и сделать так, чтобы ваш голос был услышан — еще одна важная характеристика тестировщика.

Это может быть обзорная встреча или техническая презентация, или такая же простая встреча, как собрание для передачи решения тестировщикам, вызова их на работу в выходные дни или для представления графика проекта.

На этих собраниях тестировщик должен уметь встать в группе, ясно излагать свои точки зрения и быть в состоянии сделать так, чтобы их голос был услышан, гарантируя, что они действительно понимают, что на самом деле требуется для тестирования, каковы их проблемы и какие последствия, если они не будут тщательно проверены и должны иметь возможность повлиять на изменение решений.

# 13) Тяжелая работа:

Чтобы быть Тестером, нужно быть настоящим «трудолюбивым» .

Человеку требуется много времени и усилий, чтобы глубоко разобраться в предмете, и, если он не трудолюбив, трудно стать хорошим тестером. Аспект тяжелой работы тестировщика не требует особых объяснений.

# 14) Отличные навыки решения проблем:

Тестировщикам не следует просто выявлять дефекты и отбрасывать все другие проблемы проекта со стены на разработчиков.Для тестировщиков очень важно помочь всей команде « решить проблему» или, по крайней мере, предложить возможные решения проблем.

Когда у QA есть навыки решения проблем, заинтересованные стороны и все остальные в команде хотели бы относиться к ним с достоинством и важностью и обращаться к ним, чтобы принять их предложения в случае каких-либо проблем или проблем.

Итак, если QA начинает анализировать проблемы и работает с командой над их решением, роль QA в проекте становится не только важной, но и весьма интересной.

# 15) C непрерывно Ученик :

Тестировщик должен быть « непрерывно обучающимся» и должен быть в курсе, постоянно изучая новые технологии и события по всему миру, что в свою очередь поможет чтобы они лучше выполняли роль тестировщика и помогли им выделиться в команде.

Независимо от того, какой путь вы выберете, основное внимание следует уделять продолжению обучения.

Пусть это будет функциональное, нефункциональное тестирование, автоматизация, изучение языка программирования, машинное обучение, тестирование автоматизации на основе ИИ, тестирование микросервисов и т. Д., и узнавать все, что встречается на их пути, — это путь тестеров.

Это обучение помогает им быть более творческими, новаторскими и помогает в решении проблем и реализации новых идей и решений. Чем больше знаний у человека есть, тем больше он помогает им в принятии правильных решений.

Это не просто изучение новой техники, технологии или нового процесса, но также обучение на прошлых ошибках, не только на собственных, но и на чужих.Постоянно учиться у других, учиться на всем, что они видят, — лучшее качество Тестировщика.

Тот, кто находится в режиме обучения, всегда думает и задается вопросом, чему он сегодня научился из происходящего. И, наконец, помогает не просто обучение, но и практическое применение обучения — вот что важно в реальной жизни.

# 16) Быть открытым для изменений и гибким :

Быть « открытым для изменений и быть гибким» — еще одна важная характеристика тестировщика.

Мы знаем, что изменение неизбежно и всегда только во благо. Тестировщик должен быть открытым и терпимым к изменениям объема, изменениям в дизайне (несколько раз), изменениям в архитектуре, изменениям в инструментах, технологиях или чему-либо еще.

Независимо от того, что может измениться, тестировщик должен принять эти изменения, быстро адаптироваться к изменениям и выполнить работу по тестированию честно, без каких-либо жалоб.

Тестировщик должен быть достаточно гибким, чтобы принимать комментарии от заинтересованных сторон в своей области работы, может быть, предложение по улучшению, охват автоматизации, метрики дефектов, отчеты о результатах тестирования, сортировка хостинга или что-то еще.Они должны быть открытыми, чтобы приветствовать любые изменения или предложения, и постоянно учиться и совершенствоваться.

Тестировщик должен быть открыт для терпеливой работы с командой разработчиков, помогая им моделировать дефекты, в дополнение к предоставлению подробных описаний дефектов, журналов и снимков экрана во время отчетов об ошибках.

# 17) Хороший командный игрок:

Тестировщик должен быть «хорошим командным игроком» .

Он должен уметь постоянно работать в тесном контакте с командой, учиться у них, а также помогать другим учиться у себя.Тестировщикам необходимо работать вместе с командой, чтобы выявить проблемы в продукте, лучше продемонстрировать их команде и помочь им быстро их решить.

Тестировщик должен защищать всю команду при выявлении дефекта или ошибки и поддерживать всех остальных тестировщиков на всех этапах совместной работы в команде. Как тестировщик, любая проблема или проблема должна принадлежать всей команде, а не одному человеку. Как мы знаем, человек может добиться большего в командной работе, чем в одиночестве.

Следовательно, роль командного игрока помогает тестировщику достичь лучшего качества работы в команде.

# 18) Поддержание точности:

Поддержание «скрупулезности, точности и точности» во всем, что они делают, является важной характеристикой тестировщика.

Если они не обладают этим характером, общее качество продукта не может быть гарантировано, и никакая шикарная работа никогда не завершит тестирование и не может гарантировать полное качество.Очень важно уделять внимание мельчайшим деталям и ничем не пренебрегать. Это как школьный экзамен, и мы не знаем, какой вопрос и откуда придет.

Точно так же мы не знаем, в какой части программного обеспечения возникнут ошибки, если мы оставим его непроверенным.

# 19) Культура сотрудничества:

« Культура сотрудничества » — ключевое модное слово DevOps.

С появлением DevOps, которое становится повсеместным использованием, сотрудничество со всеми заинтересованными сторонами, особенно для тестировщика, становится чрезвычайно важным, чтобы быть в курсе информации и обновлений.Сотрудничество помогает тестировщикам оставаться на одной волне с другими участниками программы.

Совместная работа также помогает приоритизировать действия по тестированию и сценарии тестирования на основе взаимодействий, обсуждений, которые тестировщик будет вести с другими заинтересованными сторонами, и помогает снизить стоимость тестирования и тем самым повысить качество.

# 20) Активный слушатель:

Еще одним важным критерием для любого хорошего тестировщика является « хороший слушатель» .

Тестировщику нужно внимательно слушать и правильно интерпретировать, слушая других. Им нужно собрать много идей и знаний о продукте и о том, как он будет использоваться в реальном времени, просто слушая других.

Тестировщику необходимо понимать реальную проблему клиента, которая подразумевается, и заказчику может быть сложно преобразовать ее в требования проекта и задокументировать их. Итак, тестировщик должен уметь читать мысли клиента и досконально понимать их, слушая их.

# 21) Четкое понимание обязанностей:

Когда будет критический выпуск, и если команду тестирования попросили приехать в выходные для проведения финального раунда тестирования, и все согласились приехать. Затем соответственно производится распределение работы между ними.

Представьте себе вдруг, если кто-то из согласившихся приехать либо задерживает начало работы, либо не приходит и даже не сообщает, что они не могут прийти ?? Подумайте о влиянии ситуации.График вместе с качеством — под большим вопросом.

Итак, тестировщик должен четко понимать « ответственность за свою работу и своевременность » и понимать свою зависимость от них. Им нужно помнить, что их работа находится в конце выпуска, и ее растягивание повлияет на весь график проекта.

# 22) Ориентация на клиента:

Последним, но в первую очередь с точки зрения приоритета, является «обязательство , которое тестер должен иметь по отношению к клиенту » и его интересам.

Для тестировщика всегда очень важно помнить о клиенте и сосредотачиваться на нем на протяжении всего пути доставки программного обеспечения. «Клиентский опыт» и «удовлетворенность клиентов» должны быть ключевыми мыслями, которые всегда должны звучать в сознании тестировщиков.

Только такое мышление и бескомпромиссность этого мышления сделают продукт успешным.

В ситуациях, когда необходимо пойти на компромисс из-за каких-либо неизбежных обстоятельств, Тестер должен связаться с заказчиком, четко проинформировать его и получить его согласие на компромисс.

Тестировщику необходимо знать, что делает клиента счастливым, а что раздражает. Они должны четко понимать, каковы их бизнес-цели и на чем следует сосредоточиться при их достижении.

Заключение

Это характеристики, которые становятся критерием для тестировщика как хорошего тестировщика и, в свою очередь, очень помогают в определении «коэффициента качества » тестировщика.

С введением Agile и DevOps в мейнстрим, а также с изменением ролей и обязанностей тестировщика, как «тестировщики», так и вся задача тестирования оказались под пристальным вниманием.

Тестировщик, помимо ответственности за тестирование, выполняет различные другие обязанности, носит несколько голов и выполняет несколько ролей в проекте в качестве переговорщика, лица, решающего проблемы, советника, лица, принимающего решения, как конечного пользователя, а также как заказчика.

Таким образом, теперь совершенно очевидно, что тестирование программного обеспечения — это не просто обнаружение дефектов, но и умение выходить за рамки требований, и, следовательно, какими бы качествами ни обладал, чтобы быть хорошим тестировщиком, «основные ценности» тестировщиков даже за пределами технических навыков, которыми они обладают.

Если у кого-то нет этих основных навыков / ключевых сильных сторон или « Коэффициент качества », то какое бы внешнее обучение или сертификаты они ни добавили к своему котенку, они никуда не приведут.

Об авторе:

Это руководство является отличным вкладом члена нашей команды STH Гаятри С. Она является основным «тестировщиком программного обеспечения» по своей профессии с периода введения отдельной роли тестирования программного обеспечения в IT индустрия.Она очень увлечена тестированием, и, по ее словам, «когда я начинала свою профессию тестировщика, я никогда не знала, что тестировщик должен обладать всеми этими« ключевыми навыками », чтобы стать хорошим тестировщиком, и, к счастью, в течение определенного периода времени с установкой на постоянное обучение , эта профессия превратила меня в «сильного тестера», повысив мой коэффициент качества.

Являетесь ли вы выдающимся тестером с вышеупомянутыми характеристиками? Вы думаете, что мы упустили какие-то уникальные характеристики, которыми вы обладаете в приведенном выше списке?

Не стесняйтесь выражать свои мысли и делиться своим опытом в комментариях ниже!

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *