大多数电子产品都处理跟踪曲线，无论是反馈回路的特性转移曲线，电阻器的直线VI线还是晶体管的集电极电压-电流曲线。
这些曲线使我们可以直观地了解设备在电路中的行为。一种分析方法可能涉及将离散的电压和电流值插入数学公式并绘制结果图，通常x轴表示电压，y轴表示电流。
这种方法有效，但有时很乏味。而且，正如每个电子爱好者都知道的那样，现实生活中组件的行为可能与描述其操作的公式有所不同（通常在很大程度上）。
在这里，我们将使用电路（锯齿波形）向要绘制其VI曲线的组件施加离散的递增电压，然后使用示波器查看结果。
简单曲线追踪器
要实时绘制曲线，我们需要向被测设备施加连续的离散电压值，那么该如何做呢？
解决我们问题的方法是锯齿波形。
锯齿波形线性上升，然后周期性地回零。这样可以在被测设备上施加不断增加的电压，并在图形（在这种情况下是示波器）上产生连续的迹线。
XY模式下的示波器用于“读取”电路。的X轴连接到测试中的装置和Y轴被连接到锯齿波形。
这里使用的电路是曲线追踪器的简单变体，使用了555定时器和LM358运算放大器等通用部件。
所需组件
1.对于计时器
- 555计时器-任何变体
- 10uF电解电容器（去耦）
- 100nF陶瓷电容器（去耦）
- 1K电阻器（电流源）
- 10K电阻器（电流源）
- BC557 PNP晶体管或等效晶体管
- 10uF电解电容器（定时）
2.对于运算放大器
- LM358或类似的运算放大器
- 10uF电解电容器（去耦）
- 10nF陶瓷电容器（交流耦合）
- 10M电阻器（交流耦合）
- 测试电阻器（取决于被测设备，通常在50欧姆至几百欧姆之间。）
电路原理图
工作说明
1. 555计时器
这里使用的电路是经典555稳态电路的简单变体，它将用作锯齿波形发生器。
通常，定时电阻器通过连接到电源的电阻器馈电，但此处它连接到（粗）恒流源。
恒定电流源通过提供固定的基极-发射极偏置电压来工作，从而产生（某种程度上）恒定的集电极电流。使用恒定电流对电容器充电会产生线性斜坡波形。
这种配置直接从电容器输出（我们正在寻找的锯齿形斜坡）获得输出，而不是从引脚3获得输出，引脚3在此处提供窄的负脉冲。
该电路在使用555的内部机制来控制恒流源-电容器斜坡发生器方面很聪明。
2.放大器
由于输出直接来自电容器（由电流源充电），因此可为被测设备（DUT）供电的电流实质上为零。
为了解决这个问题，我们使用经典的LM358运算放大器作为电压（因此也就是电流）缓冲器。这在某种程度上增加了DUT可用的电流。
电容器的锯齿波在1/3和2/3 Vcc之间振荡（555作用），这在曲线跟踪器中无法使用，因为电压不会从零开始倾斜，从而给出了“不完整”的跟踪。为了解决这个问题，将555的输入交流耦合到缓冲器输入。
10M电阻器有点不可思议–在测试过程中发现，如果不添加电阻器，则输出仅浮动到Vcc并停留在该位置！这是因为存在寄生输入电容–加上高输入阻抗，因此形成了积分器！10M电阻足以释放该寄生电容，但不足以显着给恒流电路负载。
如何改善曲线追踪结果
由于该电路涉及高频和高阻抗，因此需要仔细构造以防止产生不希望的噪声和振荡。
建议充分的去耦。尽可能避免在该电路板上添面包，而应使用PCB或穿孔板。
该回路非常粗糙，因此具有气质。建议从可变电压源为该电路供电。即使是LM317也能正常工作。该电路在7.5V左右最稳定。
要考虑的另一重要事项是示波器的水平刻度设置–如果太高，则所有低频噪声会使轨迹模糊，如果太低，则没有足够的数据来获得“完整”的轨迹。同样，这取决于电源设置。
获得可用的迹线需要仔细调整示波器的时基设置和输入电压。
如果要进行有用的测量，则需要一个测试电阻器和运算放大器输出特性的知识。只需一点数学就可以获得良好的价值。
如何使用曲线追踪器电路
有两点需要牢记：X轴代表电压，Y轴代表电流。
在示波器上，探测X轴非常简单–电压“保持原样”，即对应于示波器上设置的每格伏特。
的Y或当前轴略微棘手是。我们这里不是直接测量电流，而是测量由于流过电路的电流而导致测试电阻两端的电压下降。
如果我们在Y轴上测量峰值电压值就足够了。在这种情况下，它是2V，如上图所示。
因此通过测试电路的峰值电流为
我扫描= V peak / R test。
这表示从0-I扫描开始的“扫描”电流范围。
根据设置，图形可以在屏幕上扩展为尽可能多的划分。因此，每格电流仅是峰值电流除以图形延伸到的格数，换句话说，就是平行于X轴的线，图形的顶部“触碰”到该线。
二极管的曲线追踪
在这里可以看到上面描述的所有噪音和绒毛。
但是，可以清楚地看到二极管曲线，其“拐点”为0.7V（注意，每格X刻度为500mV）。
请注意，X轴与预期的0.7V完全对应，这证明了X轴读数的“原样”性质。
这里使用的测试电阻为1K，因此电流范围为0mA – 2mA。这里的图形（不超过大约两个分度），因此粗略比例为1mA /分度。
电阻曲线追踪
电阻器是电气上最简单的器件，具有线性VI曲线，又称欧姆定律，R = V / I。显然，低值电阻具有陡峭的斜率（对于给定的V，I较高），而高值电阻具有更平缓的斜率（对于给定的V，I较小）。
这里的测试电阻为100欧姆，因此电流范围为0mA – 20mA。由于图形扩展到2.5格，因此每格电流为8mA。
每伏特的电流上升16mA，因此电阻为1V / 16mA = 62欧姆，这是适当的，因为100欧姆的电位计是DUT。
晶体管的曲线追踪
由于晶体管是三端设备，因此可以进行大量测量，但是，只有少数测量得到了普遍使用，其中之一是集电极电压对基极电流的依赖性（均以地为参考） （当然）在恒定的集电极电流下。
使用我们的曲线追踪器，这应该很容易。将底座连接到恒定的偏压，并将X轴连接到收集器。测试电阻提供“恒定”电流。
结果跟踪应如下所示：
I B Vs V CE
请注意，上面显示的图形是对数刻度，请记住，默认情况下示波器是线性的。
因此，Curve tracers是为简单组件生成VI跟踪并有助于直观了解组件特性的设备。