Traceur courbes transistors fonds de tiroirs (de luxe)

Quelques précisions au sujet de l’obtention de la valeur absolue de la tension Vbe et du courant Ic :

  • Cette étape n’est pas indispensable mais elle est bien pratique car elle permet d’éviter l’inversion des courbes entre transistors NPN et PNP à l’affichage sans nécessiter une commutation à action manuelle.
  • Bien que vous ne souhaitiez pas recopier bêtement le schéma d’une revue, il peut être avisé de s’inspirer des meilleures solutions employées et l’article d’Elektor précité à l’origine de cette amélioration de présentation des courbes est riche d’enseignements sur la manière de procéder.[list][*]La tension Vce est appliquée directement en entrée du redresseur sans seuil (à gain unitaire) puis atténuée en sortie de 50% pour que l’amplitude du signal redressé reste compatible avec une entrée analogique de µC (Arduino…). Une diode zener est même insérée en // sur la sortie de l’'atténuateur pour limiter l’amplitude maximale à ? 5 volts et par la même occasion court-circuiter toute inversion de tension accidentelle à -0,6 volt.
  • Le courant Ic est prélevé pareillement sous forme de tension aux bornes d’une résistance de 1 ? entre émetteur du transistor en test et masse, on obtient donc 1mV/mA sur le point chaud de cette résistance. Cette tension relativement faible est ensuite redressée par le second redresseur sans seuil (toujours à gain unitaire), puis amplifiée par 10 pour obtenir 10 mV/mA. L’amplitude maximale en sortie est aussi contrôlée par une autre zener.
    [/:m][]Pour simplifier et surtout singer le moins possible la méthode utilisée par Elektor pour formater les valeurs absolues des signaux observés, l’atténuateur peut être éliminé si l’on fixe le gain du premier redresseur à 0,5 et l’amplificateur suiveur de gain 10 n’est plus nécessaire si cette amplification est assurée par le second redresseur lui même, c’est juste une simple question de rapport de valeurs de résistances.[/*:m][/list:u]

Concernant le redressement double alternance sans seuil, ici l’article original d’Electronique Pratique dont la page du site de Kudelsko se prévalait (page 126 d’Electronique Pratique n° 100).

Ci-dessous, l’essentiel de cet article avec retouches : (numérotation des résistances de la figure 3 et correction de la coquille sur la figure 4).* Pour un gain unitaire du redresseur valeur absolue de la figure 3 : R2/R1 = R5/R4 = 1

  • Pour un gain quelconque du redresseur de cette même figure : G = (R2 × R5) ÷ (R1 × R4)

EP100.GIF

J’ai pas résisté à la tentation!

V3.GIF

:smiley: :smiley: :smiley: :smiley:
J’en demandais pas tant, mais je suis RAVI:stuck_out_tongue:

Bonjour à tous,
Revoilà encore le « casse c…es » avec son traceur de courbes à 2 balles… :mrgreen:

J’ai simulé les dernières modifications de l’ami raffou et ça fonctionne du feu de Dieu :smiley:

Comme d’habitude, je vous mets le schéma de la simulation et les courbes générées en images.

J’ai encore une petite :bulb: que je n’arrive pas à concrétiser et d’ailleurs, - est-ce possible - :
Je voudrais virer le 555 et me servir de la 4ème bascule JK CD4027 non utilisée en astable.

Qui aurait une petite idée pour ça mais malgré tout, je continue à chercher

testeur trans npn pnp 02_03_2017.jpg
2N2222 et BC327.jpg

Pourquoi D3 et D4 alors que le 4516 dispose d’un Carry In ?

Yves.

Exact! bien vu.
C’est dû à un copié collé d’une version antérieure avec d’autres compteurs sans C.In et il me fallait une porte logique « OU » pour propager le signal d’horloge. :mrgreen:

La modif est faite…

Merci pour la remarque.

C’est ce qui fait toute la différence entre le « parallel clocking » et le « ripple clocking », ce dernier mode permet d’éviter les transitoires (glitches) dues aux temps de propagation à l’intérieur des boîtiers, ces transitoires se retrouvant finalement sur les marches d’escalier!
D’ailleurs, il est préférable d’utiliser des compteurs synchrones comme le CD4516 (les bascules sont toutes censées changer d’état sur le même front d’horloge) plutôt que des asynchrones comme les CD4020, CD4024, CD4040… (les bascules changent d’état en cascade, un peu comme une rangée dont les dominos se couchent successivement les uns sur les autres) sous peine de retrouver tout un tas de niveaux transitoires parasites sur les marches d’escalier en sortie du réseau R2R.


Source : datasheet Texas Instruments.

Donc, dois-je conclure que ma première solution était préférable?
Merci Raffou pour l’explication entre les 2 modes de fonctionnement.
L’électronique n’est qu’un passe-temps pour moi qui était syndic d’immeubles lorsque j’étais en activité, et je ne suis pas au même niveau que la plupart d’entre-vous sur le forum.
Mais j’aime en apprendre tous les jours :wink:

¥€$, Il vaut mieux revenir en arrière pour bénéficier de l’amélioration due au mode « ripple clocking »!

Je crains que cela soit impossible, par contre vous pouvez simplifier en remplaçant le 555 par un trigger de Schmitt (CD4093, HC132…), les 3 portes inemployées du boitier pourront être récupérées pour remplacer le OU câblé à diodes (D3, D4, R29).

Osc4093.GIFoscillateur_cd4093_graph_01[1].gif

Maintenant il reste cette 4ème bascule JK inemployée qui semble vous chagriner ! A noter aussi qu’il y a aussi un switch de CD4053 en rab puisqu’il n’y en a que 11 d’utilisés sur les 12 possibles (4 boitiers de 3).
Alors pourquoi ne pas en profiter pour augmenter le nombre de marches d’escalier pour le courant Ib, cela permettrait un progression des courbes sur toute une décade. Un compteur par 10 ou 11 serait alors nécessaire, mais c’est apparemment plus simple de diviser par 12 avec des bascules JK selon le diagramme du 7492 :

74ls92_diagram[1].png
La sortie Q0 du compteur ÷2 doit être connecté sur l’entrée CP1/ du compteur ÷6 pour obtenir un compteur ÷12, le signal d’horloge étant appliqué sur l’entrée CP0/.
Quand aux entrées JK non connectées sur le diagramme, elles ne pourront le rester sur les bascules bien réelles du CD4027, elle devront être reliées à VCC comme c’est déjà le cas.

Oui, j’avais pensé à utiliser la 4ème bascule JK en complément des marches d’escaliers.
Je vais voir pour l’oscillateur mais je pense garder le 555 et la porte « OU » ainsi que la « NAND » supplémentaire seront câblées en logique DTL.
Il me semblait bien que ce n’était pas possible de faire osciller une bascule JK. :mrgreen:
Dommage, ça aurait été une approche originale…

J’ai pensé que 15/16 marches d’escaliers pour Ib auraient trop surchargé l’affichage, aussi en afficher qu’une décade semblait plus raisonnable, donc 11/12 avec une modification minimale du compteur.
J’ai pas pu résister à la tentation de retoucher le schéma V4…

V4+.PNG.jpg

C’est marrant, j’ai fait la même modif que vous :laughing: :laughing:
Question : Avec quel soft vous modifiez mon jpg car le résultat est bluffant :exclamation:

J’ai retouché le schéma avec Paint (mspaint) et encore avec la version pour XP que j’ai rapatriée sous Windows 10, les nouvelles moutures me paraissant pas aussi pratique que celle-ci.
Suivant ce que je veux faire, j’utilise Paint, The Gimp, Paint.NET ou parfois FastStone Image Viewer. En fait j’utilise le plus approprié pour une manip donnée et je n’hésite pas à faire des copier/coller de l’un à l’autre pour obtenir le but recherché.

Version modifiée avec décade courant de base.
Ça commence à être l’usine à gaz :laughing:
Traceur courbe décade I_base V4.jpg

Bonjour.

Tout d’abord prendre le 7492 comme modèle de compteur par 12 était une erreur. S’il divise bien par 12, il a une manière de compter bien spécifique due au diviseur par 3 formé par les deux bascules centrales : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10 ,11, 12, 13, 0, 1, 2…
Ce schéma de compteur est donc inapproprié pour piloter un réseau R2R car les marches d’escalier ne seraient pas d’une hauteur égale.

Le remplacement des deux boitiers CD4027 par un boitier compteur BCD comme le CD4510 permettrait une certaine simplification… et éviterait les niveaux transitoires en sortie du réseau R2R car le compteur à base de CD4027 est asynchrone.

Employer un compteur par 10 pour générer la gamme de courant Ib ne couvre pas une décade entière de courbes car la valeur zéro ne produit aucun courant Ib, le tracé correspondant du Vce est plat puisque confondu avec l’axe des abscisses. En définitive il n’y a que 9 courbes qui sont significatives, celles qui correspondent aux valeurs de compteur 1…9.
Il faudrait alors un compteur par 11 pour pouvoir afficher la décade complète de courbes correspondant aux valeurs 1…10.

1ère solution : Utilisation d’un compteur binaire synchrone à prépositionnement synchrone comme le CD40163 ou 74HC163* En fait pour une simplification maximum, le compteur ne va pas compter de 0 à 10 mais décompter de 10 à 0. Les marches d’escaliers seront descendantes au lieu d’être montantes et les courbes seront tracées en commençant par les courants Ib de plus grande intensité.

  • La valeur 10 (0AH ou 1010B) doit être câblée sur les entrées de prépositionnement.
  • L’entrée « Load/ » doit être rebouclé sur la sortie « Carry Out » à l’aide d’un inverseur pour que le compteur soit rechargé avec la valeur prépositionnée (10 en l’occurrence) pile poil au moment où il aurait dû logiquement déborder de 0 à -1 (0FH ou 1111B).
  • Le rechargement du compteur synchronisé avec le front montant de l’horloge devrait éviter l’apparition de valeurs transitoires sur ses sorties.

2ème solution : Utilisation d’un compteur synchrone comme le CD4522 (BCD) ou le CD4526 (binaire) :* Ce type de décompteur va aussi décompter mais de 10 à 1, le passage à zéro n’étant que très fugitif à cause du rechargement asynchrone quasi immédiat. Les marches d’escalier seront aussi descendantes et restreintes à 10 puisque la marche zéro est quasi inexistante vue sa fugacité.

  • Idem pour le prépositionnement à 10 des entrées.
  • Même principe, l’entrée PE (Preset Enable) doit être directement rebouclée sur la sortie « 0 » (Terminal Count) pour que le compteur soit rechargé avec la valeur prépositionnée immédiatement après avoir atteint zéro et ce indépendamment de l’horloge.
  • Bien que le rechargement soit asynchrone, le fait de surcharger une valeur paire (10) sur une valeur nulle ne devrait pas produire de transistoire, ce qui ne serait pas le cas avec une valeur impaire comme 11. Démonstration : 1 (0001B) → 0 (0000B) → 11 (1011B), Le bit de poids le plus faible change deux fois d’état en passant fugitivement à zéro avant de reprendre l’état antérieur, chacun des trois autres n’étant pas impacté soit par ce qu’il reste à 0 (bit 2²) ou ne change d’état qu’une seule fois (bits 2¹ et 2³).

Bonjour,

Le schéma précédent publié ne fonctionne pas, j’y ai cru mais c’est la fin du temps de simulation qui a arrêté les courbes :mrgreen:

J’ai refait une autre variante en virant les CD4027 pour mettre un CD4029 (pas simple à apprivoiser au niveau des présélections).
J’ai du faire une pulse positive de quelques µs sur l’entrée P.E générée par la sortie C.OUT.
Au départ, j’avais fait une pulse à partir de VCC, mais a la fin du 1er cycle de comptage, on perdait la préselection et on repartait à zéro.
Ma foi, ça à l’air de fonctionner et ça permettra facilement de choisir le nombre de courbes à afficher.
Il me restera à inverser la sortie C.OUT pour l’envoyer en même temps sur le RST du 555 afin d’avoir un « one shoot » pour la sortie Arduino éventuelle.
Pour l’oscilloscope, je ne bloquerai pas l’horloge.

Ci-joint, nouveau schéma (version 5) ainsi que la courbe paliers base. Je viens de me rendre compte d’une pulse négative qu’il me restera à supprimer

Je pense que j’arrive au bout. Encore merci de vos lumières sans quoi, je serais encore en train de patauger… :mrgreen:

Traceur PNP NPN V5.jpg
paliers base.jpg

EDité 13h50

Suppression pulse négative ci-dessous
suprimme pulse négative.jpg

Pour terminer, 2 captures d’écran : 2décades complètes ainsi que la même chose en visu Ic=f(Vce).
décade complète.jpg

décade 2N2222.jpg

Bonjour,
Felicitations pour cette aventure passionnante
Bien sur je suis tout cela et quelques remarques me viennent à l’esprit
-pour inverser la rampe PNP/NPN ne serait il pas possible d’utiliser un simple inverseur analogique on eviterait ainsi la serie d’inverseurs numeriques 0->+V devient 0-> -V
-utiliser un compteur a chargement asynchrone produit toujours des glitchs ce qui serait bien, me semble t il,
serai donc de prendre un compteur binaire 4 bits a chargement synchrone et pour realiser un compteur qui va de 1 à 11 on decode « 11 » sur les sorties qui charge « 1 » sur les entrees de preselection. je pense au 74161 ou 163
-je ne comprends pas les diodes 1n5481 qui alimente les ampli OP
A aucun moment je critique mais c’est je suis pris au jeu
Continuez
Sylvain

Merci pour les encouragements :slight_smile:

  • Pour l’inversion NPN PNP, je ne comprends pas bien votre démarche. Qu’entendez-vous par inverseur analogique?

  • A mon avis, les glitchs ne sont pas problématiques pour cette utilisation, je ne fais pas un convertisseur de fréquence haute précision.

  • D’autre part, vu la fréquence du signal d’horloge (quelques dizaines de kHZ), le temps de propagation de quelques nano secondes sera peanuts et puis, j’ai suffisamment fait de modifications et j’aimerais passer au concret… :laughing:

Pour les diodes dans le circuit d’alimentation des aop, j’ai bêtement pompé une partie d’un schéma Elektor sans me poser de questions.
Je présume qu’elle sont là en protection (l’ami Raffou pourra certainement disserter sur le sujet pour notre plus grand bien) :wink:

Bientôt, câblage en réel, mais ça ce n’est pas ma tasse de thé :mrgreen: