我是搞電路板芯片級(jí)維修的,我一直想搞清楚一個(gè)問(wèn)題,那就是萬(wàn)用表的二極管擋到底是干啥用的。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的思考,我寫(xiě)了下面的內(nèi)容,請(qǐng)大家看看,給個(gè)意見(jiàn)。
我們首先回想一下二極管擋最常用的功能是什么。在跑線時(shí),我們是不是利用二極管擋的蜂鳴功能來(lái)明確兩個(gè)可能直通的測(cè)試點(diǎn)之間是否真的直通呢?換句話說(shuō),如果兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)直通,那么在二極管擋下使用紅黑表筆接觸這兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí),萬(wàn)用表就會(huì)蜂鳴。問(wèn)題來(lái)了,蜂鳴意味著什么呢?這意味著紅黑表筆之間的壓降較小。
問(wèn)題又來(lái)了,紅黑表筆之間的這個(gè)壓降有什么更為現(xiàn)實(shí)、更為重大的意義呢?如果二極管擋只能被應(yīng)用于直通性的判斷上,那顯然是殺雞用牛刀。二極管擋的功能實(shí)際上要強(qiáng)大的多。
我們先解決一下“對(duì)地阻值”與“對(duì)地壓降”之間的矛盾。眾所周知,只有電阻才有阻值,只有電壓才談得上壓降。那么,如果萬(wàn)用表的二極管擋測(cè)量值的量綱真的為電壓的化,那么其測(cè)量值只應(yīng)被稱(chēng)為“對(duì)地壓降”而非“對(duì)地阻值”。但是,在很多資料中,都是使用“對(duì)地阻值”而非“對(duì)地壓降”這個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)稱(chēng)呼使用萬(wàn)用表的二極管擋測(cè)量得到的測(cè)量值的。這是什么原因呢?
類(lèi)似的情況屢見(jiàn)不鮮。在高中物理中,老師會(huì)告訴你磁場(chǎng)強(qiáng)度不叫磁場(chǎng)強(qiáng)度,叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。當(dāng)前人約定俗稱(chēng)之后,后來(lái)者只能將錯(cuò)就錯(cuò)。
我們遍歷萬(wàn)用表的所有擋,會(huì)發(fā)現(xiàn)二極管擋是唯一一個(gè)明確的可以輸出電壓的擋。此時(shí),從紅黑表筆輸出的電壓甚至可以驅(qū)動(dòng)LED燈珠發(fā)出微弱但肉眼可見(jiàn)的光。對(duì)于萬(wàn)用表的其他擋而言,即使他們也能輸出電壓(否則就無(wú)法正常測(cè)試),但均不明確。這里的明確,是指萬(wàn)用表會(huì)明確顯示一個(gè)具體電壓數(shù)值(實(shí)際上是測(cè)量值而非表筆輸出值)。
在萬(wàn)用表的說(shuō)明書(shū)中,會(huì)明確標(biāo)明其二極管擋的開(kāi)路電壓(UT61E的說(shuō)明書(shū)中標(biāo)明為2.8V)。我們甚至可以用兩塊萬(wàn)用表互相實(shí)測(cè)出其二極管擋的開(kāi)路電壓。如下圖所示。
問(wèn)題來(lái)了,這個(gè)電壓(可以驅(qū)動(dòng)LED燈珠發(fā)出微弱但肉眼可見(jiàn)的光),究竟是什么電源的電壓呢?只有深入的剖析萬(wàn)用表之后,才有可能科學(xué)的回答這個(gè)問(wèn)題。我們并不關(guān)心這個(gè)存在于萬(wàn)用表內(nèi)部的電源,我們關(guān)心的是外圍電路對(duì)這個(gè)電源電壓的影響。
常識(shí)告訴我們,當(dāng)用二極管擋去測(cè)量一個(gè)二極管(如1N4148)的正偏壓降時(shí),約為600mV。我們關(guān)心的是這個(gè)600mV是怎么來(lái)的。我們不妨猜測(cè)一下,如下圖所示。
我們用一個(gè)恒流源對(duì)RC充電,同時(shí)用一個(gè)電壓表測(cè)量電容兩端的電壓,選取恰當(dāng)?shù)腞C參數(shù)以及恒流源的電流,就能夠在電壓表上得到2.8V的穩(wěn)定電壓讀數(shù)。測(cè)試時(shí),將萬(wàn)用表的紅黑表筆接觸被測(cè)物的兩端,則被測(cè)物會(huì)對(duì)恒流源的電流進(jìn)行分流。當(dāng)然,分流的程度與被測(cè)物的導(dǎo)通性能直接相關(guān)。
我們假設(shè)被測(cè)物為銅導(dǎo)線,則恒流源提供的電流將全部被分流到地,電容C無(wú)法被充電,電壓表應(yīng)顯示0V。這就是直接碰觸紅黑表筆時(shí)萬(wàn)用表顯示0V(并蜂鳴)的原因。假設(shè)被測(cè)物的導(dǎo)通性一般,則恒流源提供的電流只會(huì)部分的被分流到底,則C上的電壓就應(yīng)該下降,此時(shí)電壓表會(huì)顯示出一個(gè)小于2.8V的電壓。換句話說(shuō),在我們測(cè)量1N4148的正偏壓降時(shí),2.8V-0.6V=2.2V的電壓缺失是二極管導(dǎo)通后的分流作用造成的。
總之,二極管擋測(cè)量得到的測(cè)量值在本質(zhì)上衡量的是被測(cè)物對(duì)萬(wàn)用表內(nèi)部的恒流源的電流的分流能力的大?。簻y(cè)量值越大,則分流作用越弱;測(cè)量值越小,則分流作用越強(qiáng)。我們甚至可以盡我們的最大能力去盡可能地測(cè)量一下這個(gè)恒流源的電流的大小。筆者使用電子負(fù)載(IT8512+,電流最大分辨率為1mA)實(shí)測(cè)了一下UT61E,發(fā)現(xiàn)這個(gè)恒流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1mA。有經(jīng)驗(yàn)的讀者應(yīng)該知道,恒流源的電流一般為微安級(jí)別。
在經(jīng)過(guò)了如此多的前期準(zhǔn)備之后,我們終于可以開(kāi)始明確“對(duì)地阻值”的內(nèi)涵了。
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