¿Qué componentes se pueden medir mientras están soldados en una placa PCB?

Estoy ensamblando osciladores no lineales en placas de circuito impreso para investigación matemática aplicada [Colpitts (100 kHz, 3 V_pp), FitzHugh-Nagumo (100 kHz, 15 V_pp)]. Estoy trabajando con otras personas que quieren hacer simulaciones ODE, por lo que estoy presionando para proporcionar algunos resultados cualitativos rápidamente. Esto significa que a veces sueldo componentes antes de medirlos rigurosamente, porque una medida aproximada (~100 ohm frente a 99,24 ohm) es suficiente para los datos que necesito transferir.

¿Puedo medir estos componentes (resistencia, inductancia, capacitancia) una vez que están soldados, o las conexiones niegan esta posibilidad? Lo siento si esta puede ser una pregunta básica, pero mi experiencia no es en electrónica. Entiendo que puedo quitarlos, medirlos y luego volver a soldarlos, y este es probablemente el enfoque obvio; preferiría evitar hacer esto porque los pequeños cambios cualitativos en los comportamientos son importantes para mí, y volver a soldar probablemente causaría eso. ¿Debería simplemente tomar el golpe de tiempo/repetibilidad y siempre medir componentes aislados?

Además, ¿alguno de ustedes tiene una intuición sobre qué magnitud de capacitancia parásita ocurre en una placa PCB? Sé que los diseños de software como PSpice evitan estos problemas, pero aún no sé cómo usar esa funcionalidad; si soy pesimista, ¿vería 10 pF? 100pF?

Editar: incluyo una imagen de uno de los circuitos soldados para que pueda tener una idea del espacio y la complejidad del circuito (no se muestra: los cables para las fuentes de alimentación V +/- para el amplificador operacional).Oscilador de relajación FitzHugh-Nagumo

Edición 2: incluyo un esquema del circuito en la imagen, por lo que puedo preguntar dónde podría considerar ese condensador sugerido.

diagrama FHN

Debe tener una tapa de suministro cerca del IC para reducir cualquier posible ruido inducido por picos de corriente. Voltaje.
Tengo que tener cuidado con la adición de componentes que suman ecuaciones diferenciales: la gente de la teoría está de mal humor con eso. Pero si agrego un capacitor por el amplificador operacional, ¿estaría en la salida? El suministro de voltaje? Una vez más, mi familiaridad con la terminología es incompleta.
Este amplificador operacional tiene una velocidad de respuesta de 2 V/ns o 80 MHz, por lo que agregar un límite entre los pines 7 y 4 reduce un poco el ruido de suministro si hay algún ruido de carga de picos o no hace nada. esta es una práctica común y depende del circuito para elegir las tapas. Sin límite, existe el riesgo de agregar ruido espurio> 10MHz
Con valores incorrectos para R1, R2 y sus proporciones, es posible que no funcione. debido al exceso de histéresis (relación de retroalimentación positiva) y la corriente de salida no puede impulsar una carga R demasiado baja. Pero seguro que parece mucho más grande que una neurona.
Si levanta las resistencias, su diseño podría ser el 10% del área que generalmente es mejor para la corriente LC y los bucles de retroalimentación.
Aquí, R_1 es de aproximadamente 110 ohmios y R_3 es de aproximadamente 100 ohmios; la diferencia entre estos dos, junto con los valores de LC, es lo que uso para sintonizar las frecuencias. No sé cómo medir bien la resistencia sintonizable una vez que está soldada. Puedo hacer el circuito más pequeño si esto es útil: el inductor grande debe permanecer mientras lo usamos para el acoplamiento.
En el Pot, puede medir desde el pin no utilizado 1 = debajo del tornillo = hasta 2 y 3 y restar. 3=CW,1=CCW para rotación pin2.

Respuestas (3)

Tendría que ver su circuito para averiguar si puede medir en el circuito sin que las conexiones perturben la medición. Sin embargo, si su aplicación requiere, según su ejemplo, una precisión de 4 dígitos en la resistencia, no hay forma de que pueda asumir que sus conexiones no alterarán la medición. Asumo que estás haciendo este apagado.

La capacitancia de rastreo es de orden 10pF. Hay calculadoras en línea que lo resolverán por ti. Los detalles, por supuesto, dependen de la longitud del rastro, el ancho y la acumulación de su PWB. Por ejemplo https://technick.net/tools/impedance-calculator/

Si solo tiene un medidor ordinario, no puede realizar mediciones precisas en el circuito porque las otras conexiones distorsionarán el resultado, pero tales mediciones son posibles con equipos especializados.

La mayoría de los técnicos desoldarán un extremo de un componente con plomo si es necesario medirlo, ya que esta suele ser la forma más difícil de estropear la medición.

Con equipo especializado Cualquier componente de 2 terminales que no esté en paralelo con otro puede medirse en el circuito anulando los otros nodos y midiendo su impedancia.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Aquí la lata Z1 desconocida se compara con la R1 conocida. Si ambas son resistencias, la comparación será la relación de los voltajes.

Za y Zb no afectan la lectura porque V1 es una fuente de voltaje y la corriente en esas partes no afecta el problema de voltaje A. Zc y Zd no afectan la sonda de lectura B es una tierra virtual y, por lo tanto, Zc y Zd no tienen diferencia de potencial y por lo tanto no pasa corriente. las bases en Za Zb Zc Zd se pueden aplicar con sondas adicionales (generalmente sondas de clip).

Tengo un multímetro estándar y mi experiencia es superficial, por lo que probablemente sea mejor que no me vuelva demasiado sofisticado. Pero, ¿solo necesito desoldar un extremo de un componente? Esto ayudará, porque entonces no tendré que destruir tanto el circuito.

A menos que tenga un plano de tierra o pares trenzados o una proximidad cercana, la capacitancia parásita puede ser < 1pF. Todo depende de las relaciones de longitud/separación de o entre los conductores.

  • El par trenzado es de 0,5~1 pF/cm, las huellas individuales son mucho menores
  • La inductancia de un solo rastro puede ser de 10 nH/cm,
  • la inductancia mutua emparejada nuevamente depende de la relación longitud/brecha.

Para el rango de 100kHz esto es casi insignificante.

Para los osciladores de relajación, la tolerancia R & C contribuye a los errores. Para los osciladores LC, la tolerancia L y C contribuye a los errores.

Simplemente hágalo limpio con las piezas correctas en las ubicaciones correctas. Una verificación final de la resistencia de la fuente de alimentación ayuda a evitar lo obvio con un multímetro digital.

Compare sus uniones de soldadura con las mejores y aprenda a hacerlo rápido en < 2 segundos con una punta limpia y una placa de cobre limpia.

Podría soldar el cable de resistencia cortado para los puntos de prueba de la sonda para la señal y la conexión a tierra en las salidas.

¿Podría dar más detalles sobre lo que quiere decir con relajación versus osciladores LC? En matemáticas, tienen un cierto significado, por lo que me gustaría saber cómo se usan estos términos en un sentido más estrictamente electrónico. En matemáticas, la relajación tiende a referirse a osciladores armónicos altos, como trazas de electrocardiogramas o disparos de neuronas. Es opuesto, un oscilador "suave" es sinusoidal. ¿Existe una guía para intuir este comportamiento con solo mirar un circuito, en términos generales? Si esto es demasiado complicado para explicarlo rápidamente, ¿podría sugerir enlaces para leer? Muchas gracias.
Pero el FitzHugh-Nagumo usa un modelo RLC con una activación de resistencia negativa para la histéresis que también actúa como silenciador con energía insuficiente o excesiva. .
Los tipos de relajación usan retroalimentación negativa con histéresis A diferencia de FitzHugh-Nagumo y sinapsis con un potencial de activación. Los tipos de LC resuenan con una entrada sinusoidal y se amplifican a una salida cuadrada con un cambio de fase de 180 grados y una inversión de 180 grados, por lo tanto, retroalimentación positiva y ancho de banda estrecho, por lo que son más estables, pero como sabemos, la química del cuerpo usa el tipo de relajación, así que fácilmente más frecuencia variable para adaptarse como un voltaje. frecuencia controlada. Pero el modelo FHN es como disparar neuronas de acuerdo con un rango de energía potencial limitado aplicado pero sin un umbral fijo.
¡Gracias, esta es una demostración muy ordenada! ¿Alguna idea de por qué tres transistores y por qué la arquitectura general? Es muy diferente al mío. El oscilador que estoy usando está adaptado de este documento; hace un muy buen trabajo al describir el propósito de todos los componentes: ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6313098
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