Как сделать часы из старой трубки осциллографа
Что можно сделать с помощью осциллографа
В мастерской электронщика и электрика если не обязательно, то, по крайней мере, крайне желательно наличие осциллографа. Его используют на ряду с простыми измерительными приборами: амперметром, вольтметром, омметром, в конце концов мультиметром. Из этой статьи вы узнаете об осциллографе — что это такое и для чего он нужен.
Осциллограф — что это?
Все, кто работает с электричеством, знают, что напряжение измеряют вольтметром, а ток амперметром. Но эти приборы показывают только то значение тока, которое есть в момент измерений. Даже при измерении переменных по значению и знаку величин вы получаете какое-то усредненное по определенным алгоритмам или законам значение.
Но с помощью вольтметра можно следить за тем, как измеряется величина, правда, с погрешностями. У стрелочных приборов они обусловлены конструктивными особенностями, а у цифровых также, но добавляются еще и частота дискретизации и другие программные проблемы.
Но как проследить за быстроизменяющимся сигналом, у которого величины изменяются за тысячные и миллионные доли секунды?
Такие измерения крайне важны во многих сферах:
Во всех областях электронике;
При изучении параметров электрооборудования;
В диагностике и настройки систем автомобиля и прочих.
Для этого используют осциллографы и осциллографические пробники. Осциллограф — это тот же вольтметр, только на экране которого показывается не значение напряжения сигнала, а его форма и поведение. Форма сигнала отображается с привязкой к шкале проградуированной в Вольтах (вертикально) и секундах (горизонтально) — для подробного их изучения.
На картинке ниже вы видите примеры изображений на экране осциллографа, красным выделено сколько микросекунд в одном квадратике по горизонтали, а зеленым – сколько вольт по вертикали. Иными словами цена деления на изображении – 1В/дел и 10 мкс/дел.
Сразу стоит отметить, что, в основном, с помощью осциллографов изучают сигнал, который периодически повторяется. Сигналы изменяющиеся произвольным образом изучают с помощью осциллографа с функцией самописца.
Такой функцией обладают преимущественно цифровые осциллографы, но не все цифровые осциллографы умеют записывать осциллограммы в память. На фото ниже изображен аналоговый с электроннолучевой трубкой – он для таких задач не подходит.
Чтобы разобраться каким образом сигнал, который измеряется с периодом в доли секунды замирает на экране можно привести простой пример — стробоскоп. Если любой подвижный предмет периодически освещать коротковременными вспышками света, то в результате вы будете видеть конкретные его положения, как на фотографиях.
При этом, если освещать таким образом вращающийся с определенной скоростью предмет, то при условии, что частота вспышек совпадет со скоростью его вращения — вы будете видеть неподвижный предмет или определенную часть вращающегося предмета обращенного к вам одной и той же стороной в момент вспышки. Если частота вспышек не будет совпадать со скоростью вращения предмета, то вы будете видеть последовательность отдельных его участков в произвольном порядке.
Я встречал и сравнение на примере поезда с бесконечным числом одинаковых вагонов:
Если вспышки буду идти с частотой, совпадающей с частотой смены вагонов перед вами, то вам будет казаться, что каждый раз вы видите один и тот же неподвижный вагон перед собой.
Таким же образом работает и осциллограф — он отображает один и тот же участок периодического сигнала, в результате вы можете изучить особенности его изменения.
В пределах этой статьи мы не будем вдаваться в блоки, из которых он состоит, режимы работы, синхронизации и прочего, давайте рассмотрим что можно сделать с помощью осциллографа.
Осциллограф в электронике
Первое что приходит в голову — это электроника. Вы не можете наглядно увидеть, открылся ли транзистор, и как часто он это делает. Кроме того, при проектировании современных быстродействующих устройств, важно знать не только о самом факте срабатывания полупроводниковых ключей, но и о формах фронтов нарастания и затухания тока и напряжения.
Благодаря этому вы можете узнать насколько правильно подобран режим работы транзистора или другого компонента и о корректности работы радиоэлектронного устройства в целом.
Итак, при проектировании электроники нужно использовать осциллограф для наладки готового изделия и подбора конечных номиналов компонентов, что повышает его надежность.
Осциллограф в ремонте
Ремонт электроники это процесс поиска вышедшей из строя детали, который без необходимого набора инструментов сводится к поочередной замене элементов и узлов до доведения прибора до работоспособности. Иначе говоря — ремонт методом тыка.
Отдельные элементы, например транзисторы, резисторы, индуктивности и конденсаторы зачастую вы можете проверить с помощью мультиметра или универсального транзистор-тестера. С микросхемами дело обстоит иначе.
При ремонте блоков питания вы можете наглядно проконтролировать работу ШИМ-контролера — сердца импульсных преобразователей. Больше нет способов с помощью которых вы можете достоверно убедится в его исправности. Хотя в этом можно убедиться по косвенным признакам.
При ремонте устройств с микроконтроллерами можно проверить работу тактового генератора, наличие сигналов на всех пинах микроконтроллера.
При диагностике усилителей звука, можно увидеть в каком месте исчезает или искажается сигнал.
Ремонт автомобилей
Большинство неисправностей современных автомобилей типа: «не заводится», «провалы при разгоне», «плохо едет и глохнет», — связаны с проблемами в электрической части. Так как все двигателя, которые сейчас устанавливаются, инжекторные, если речь вести о газе или бензине, а если в двигатель работает на дизельном топливе, то у него наверняка стоят форсунки с электронным управлением. То же самое касается и системы зажигания.
Для функционирования систем впрыска и зажигания топлива, расчета моментов срабатывания форсунок и искрообразования, необходимо знать о положении коленчатого и распределительного валов двигателя. Поэтому автомобили оборудованы множеством датчиков.
Для диагностики всех этих систем используют как встроенные протоколы связи, считывают ошибки, так и мотортестеры — приборы которые могут и связываться с системой управления двигателя и работать в роли осциллографа.
Таким образом вы можете узнать о работе датчиков положения, проследить соответствие положения распределительного и коленчатого вала (фазы ГРМ).
С помощью специальных щупов — исправность работы системы зажигания, а по форме осциллограммы определить неисправность катушки, свечей, высоковольтных проводов и наличие импульса на катушки вообще.
Систему зарядки автомобиля можно проверить с помощью осциллографа. Так вы можете диагностировать неисправности диодного моста генератора, не снимая его с автомобиля.
Заключение
Осциллограф помогает увидеть форму сигнала и есть ли он вообще. Это важно и при разработке устройств и при их ремонте. Следует отметить, что можно обойтись и без него, но тогда вы потратите намного больше времени на диагностику прибора, а ремонт превратится в гадание на кофейной гуще.
Простой самодельный любительский осциллограф
Осциллограф, в полном смысле слова, можно назвать глазами радиолюбителя. Он позволяет именно посмотреть и оценить зрительно все процессы, происходящие в электронном устройстве.
Но, так сложилось, что из доступных приборов промышленность (как отечественная, так и зарубежная) может предложить радиолюбителю (или самодеятельному радиомастеру) только широкий выбор цифровых мультиметров. В то время, как доступных осциллографов в продаже практически не бывает.
Это при том, что, даже в годы «развитого социализма”, когда любое электронное устройство было в «черном списке”диффицита, в продаже периодически появлялись относительно доступные осциллографы, такие как ОМЛ-2, Н-313, ЛО-70, «Школьник». Вот и приходится радиолюбителям приобретать либо очень старую списанную технику, либо «жить на ощупь». Но можно сделать осциллограф и самостоятельно. Однако, прежде всего нужно «достать» самый главный его элемент — электронно-лучевую трубку со статическим отклонением лучей.
В описываемом в данной статье осциллографе применяется трубка 5Л038И, эта трубка круглая, диаметр её экрана 50 мм. Но, в принципе, в данном приборе можно использовать и многие другие трубки, такие как 16ЛОЗИ, 7Л055И, 6Л014И, 7Л01М, 8Л029И.
Разница только в режимах работы трубки, — некоторым требуется подача дополнительного ускоряющего напряжения около +1500V на конус (как высоковольтное напряжение на конус кинескопа телевизора), другие требуют более высокого отрицательного напряжения на модуляторе (до -2000V). В принципе, все это разрешимо, -нужно по справочникам найти данные имеющейся трубки, сравнить их с 5Л038И и сделать необходимые доработки в схеме прибора.
Принципиальная схема
Принципиальная схема осциллографа показана на рисунке. Это низкочастотный импульсный осциллограф, который позволяет исследовать сигналы частотой от постоянного тока до 100 кГц. Его удобно использовать при налаживании цифровых схем и низкочастотных усилителей, генераторов, других устройств.
Усилители вертикального и горизонтального отклонения выполнены по дифференциальным схемам на высоковольтных транзисторах VT8-VT11. При помощи переменного резистора R22 можно регулировать балансировку каскада вертикального отклонения и, таким образом, перемещать нулевую линию по вертикали (например, при исследовании цифровых схем удобнее если нулевая линия внизу экрана, а на переменном токе — посредине, при исследовании отрицательных напряжений -вверху экрана).
Резистор R28 выполняет аналогичную функцию, но для каскада горизонтального отклонения. С его помощью можно пододвинуть осциллограмму по горизонтали так, чтобы она удобнее расположилась на масштабной сетке. К стати, о масштабной сетке — она имеет шесть клеток по вертикали и шесть по горизонтали.
Исследуемый сигнал подается на разъем Х1. При разомкнутом S1 прибор показывает только переменное напряжение, — без постоянных составляющих (сигнал поступает на вход усилителя А1 через разделительный конденсатор С1).
Если S1 замкнуть -прибор переходит в импульсный режим, -значит он может показывать постоянное напряжение и цифровые импульсы, а переменное напряжение будет видно с постоянной составляющей. Входной сигнал поступает на нормирующий каскад на ОУ А1. На его прямой вход сигнал поступает через не калиброванный делитель R1-R5, а необходимый коэффициент передачи точно устанавливается в процессе налаживания прибора при помощи подстроечных резисторов R8-R11 работающих в цепи ООС А1 и определяющих его коэффициент усиления. Резистором R16 можно плавно регулировать уровень сигнала, поступающий на усилитель вертикального отклонения.
Положения переключателя S2 переключающего чувствительность осциллографа, обозначены в величинах напряжения на одно деление сетки экрана («V / дел.»). Число положений S2 можно увеличить, введя более чувствительные положения или более высоковольтные.
Генератор горизонтальной развертки вырабатывает линейно нарастающее напряжение. Он выполнен на транзисторах VT1-VT7 и цифровой микросхеме К155ЛАЗ Период развертки может быть установлен фиксировано десятью положениями от 10цS/дел. до 10 mS/дел.
Рис. 1. Принципиальная схема самодельного любительского осциллографа.
Всего делений по горизонтали, как уже отмечалось, шесть. Возможна плавная подстройка периода развертки при помощи переменных резисторов R13 и R15.
Период развертки (при максимальном положении сопротивлений R13 и R15) устанавливается пятью позициями при помощи переключателя S4. Переключателем S3 можно период увеличить в 10 раз (х10). Линейно нарастающее напряжение (ЛНН) формируется RС-цепью состоящей из сопротивления R12-R15 и емкости С6-С10. Высокая линейность обеспечивается тем, что конденсаторы заряжаются от генератора тока на транзисторе VT1.
Величина этого тока определяется резисторами R12-R15. Полученное ЛНН через буферный каскад на транзисторах VT2 и VTЗ поступает на усилитель горизонтального отклонения на VT10 и VT11. Амплитуда ЛНН примерно равна 4V, при необходимости (если горизонтальная линия не разворачивается на всю ширину экрана) его можно увеличить подбором сопротивлений резисторов R32, R31, R36, R38.
ЛНН поступает, так же, на одновибратор, выполненный на транзисторе VT5 и RS-триггере на элементах D1.1 и D1.2. Порог срабатывания одновибратора (величина амплитуды ЛНН) зависит от соотношения сопротивлений резисторов R36 и R38, а также, от R32 и R31. Как только ЛНН достигает этого порога одновибратор вырабатывает импульс, поступающий на базы транзисторных ключей на VT4 и VT12.
Открывание транзистора VT4 приводит к разрядке конденсатора (С6-С10), что приводит к началу новой зарядки и формирования нового периода ЛНН. Открывание VT12 приводит к формированию цепью R54-С20 импульса гашения обратного хода луча.
Синхронизация развертки осуществляется входным сигналом, для этого служит каскад на транзисторе VT6, на базу которого поступает сигнал с выхода нормирующего усилителя А1. Триггер Шмитта на элементах D1.3 и D1.4 создает четкий прямоугольный импульс из входного сигнала произвольной формы. Эти импульсы поступают на выпрямитель на VD2 и VDЗ и на С18 возникает напряжение, открывающее транзистор VT7. На вывод 4 D1.2 поступает уровень логической единицы.
При работе в автоколебательном режиме (когда нет переменного входного сигнала) продолжительность импульса, формируемого одновибратором на VT5 и D1.1-D1.2 определяется емкостью конденсатора С11-С15 (и сопротивлением R35). В режиме синхронизации запуск каждого периода развертки происходит по спаду импульса на выходе триггера Шмитта D1.3-D1.4, при помощи короткого отрицательного импульса, сформированного цепью С17-R44, сбрасывающего RS-триггер D1.1-D1.2 и запускающего развертку.
Такая схема синхронизации отличается повышенной стабильностью, поэтому в данном осциллографе нет привычной ручки “уровень синхронизации», при помощи которой на многих других осциллографах нужно “ловить» эпюру. Если необходимо, можно внутреннюю синхронизацию отключить выключателем S6. Тогда эпюру нужно будет «ловить» одним из переменных резисторов (415 или R13 (в зависимости от положения S3).
Переменный резистор R48 служит для фокусировки изображения (так чтобы линия была наиболее тонкой), а R49 для регулировки яркости изображения.
Для обеспечения нормальной яркости свечения трубки 5ЛО38И необходимо чтобы напряжение между её первой сеткой (вывод 7) и катодом было около 400-450 V. Для получения этого напряжения служит делитель на резисторах R46-R47. В процессе налаживания осциллографа нужно выбрать сопротивление R47, при котором будет хорошая яркость и фокусировка. Можно R47, с этой целью, заменить последовательно включенными постоянным резистором на 1 М и переменным на 3 М.
Питается осциллограф от сети 220У через самодельный трансформатор Т1. Обмотка 4 вырабатывает переменное напряжение 6,3V для питания нити накала электроннолучевой трубки.
Обмотка 5 выполнена с отводом, — она служит для формирования двуполярного напряжения ±15V, которое стабилизировано параметрическими стабилизаторами на VT13 и VT4 и однополярного напряжения +5/, стабилизированного интегральным стабилизатором А2. Обмотки 2 и 3 служит для получения нестабилизированных напряжений +200V и -300V необходимых для питания электронно-лучевой трубки.
Детали осциллографа
Функционально схема осциллографа выложена на четыре печатные платы, — входной нормирующий усилитель, усилители отклонения, схема горизонтальной развертки, выпрямители и стабилизаторы питания. Очень много деталей сделано навесным способом на выводах деталей, установленных в корпусе прибора. Все конденсаторы С6-С15, резисторы R1-R4, R8-R11 смонтированы непосредственно на контактных лепестках галетных переключателей S2 и S4.
На схеме указаны емкости С6-С15, которые должны быть теоретически, и их нужно набирать из нескольких конденсаторов, включенных параллельно. Например, емкость 0,025 мкФ получена параллельным включением 0,022 мкФ и 3000 пФ, а емкость 5000 пФ — параллельным включением 4700пф и 300 пф. Более того, в процессе налаживания, — установки требуемого периода развертки, может потребоваться подгонка этих емкостей (особенно, если используете конденсаторы с большим разбросом емкости).
В схеме много подстроечных резисторов, их тип может быть любым, например, СПЗ, СП4, РП-1 и т.д. Для получения хорошей точности прибора резисторы R8-R11 желательно использовать многооборотные.
Устаревшие диоды Д223 можно заменить другими импульсными, например, КД522. Транзисторы КТ315 и КТ342 можно заменить на КТ3102. Операционный усилитель КР140УД608 заменим любым другим ОУ широкого применения. Диоды КД209 можно заменить любыми другими выпрямительными диодами, рассчитанными на напряжение согласно схеме, и ток не ниже 0,ЗА. Стабилитроны КС515 можно заменить другими на напряжение 15V или набрать из двух-трех стабилитронов на более низкое напряжение стабилизации.
Для транзисторов VT13 и VT14, а так же, для А2 требуются небольшие радиаторы в виде металлических пластин размерами, примерно, 3×5 см. Стабилизатор А2 можно просто привинтить к металлическому шасси прибора, соединенному с общим минусом питания.
Трансформатор питания выполнен на основе трансформатора с сердечником типоразмера Ш14Х30. Можно использовать и другой сердечник близких размеров, например, ШЛ20х25. Обмотка 1 содержит 1100 витков провода ПЭВ 0,12, обмотка 3 -1400 витков провода ПЭВ 0,06, обмотка 2 -850 витков провода ПЭВ 0,09, обмотка 4 -33 витка провода ПЭВ 0,47, обмотка 5 — 60+ 60 витков провода ПЭВ 0,31.
Можно использовать готовый трансформатор, его мощность должна быть не менее 25 Вт. Он должен, при включении в сеть 220/ выдавать вторичные переменные напряжения 6,3V (обмотка 4) при токе до 0,5 А, 18-25 V и 8-15V при токе до 0,3 А (обмотка 5), 160 V (обмотка 2), 260V (обмотка 3).
Накальная обмотка должна быть изолирована от других и не связана с другими цепями прибора кроме нити накала электронно-лучевой трубки. Можно использовать систему питания из нескольких маломощных трансформаторов. Что касается выбора электронно-лучевой трубке, — об этом сказано в начале статьи.
Корпус должен быть металлическим. Авторский вариант прибора не отличается миниатюрностью, в основном из-за выполнения печатных плат с расположением деталей близким к их взаимному расположению на схеме, а также, из-за использования крупных старых галетных переключателей S2 и S4, больших старых тумблеров и переменных резисторов.
Но, используя малогабаритные детали и плотный монтаж можно получить очень компактное устройство. Еще более компактным получится осциллограф, если вместо источника питания на низкочастотном силовом трансформаторе применить импульсную схему питания. В этом случае, даже можно сделать так, чтобы прибор можно было питать и от источника постоянного тока, например, аккумулятора напряжением 12V.
Налаживание
Перед налаживанием усилителей отклонения нужно резисторы Г423 и 1429 установить в такое положение, в котором на движках этих резисторов будет по (-11-13V). Затем, установив R22 и R28 в средние положения добиваются подстрочными резисторами R20-R21 и R26-R27 необходимого положения линии (в середине экрана) и чувствительности усилителей (на весь экран при входном постоянном напряжении около 3,5V). При необходимости немного подстраивают R23 и R29. Резисторы R8-R11 подстраивают при крайне верхнем (по схеме) положении R16.
Резисторы R13 и R15 устанавливают в крайне нижнее (по схеме) положение и в таком состоянии подбирают емкости конденсаторов С6-С10. Но сначала попробуйте подобрать R14 и R12 (можно заменить их подстроечными) так, чтобы период развертки на большинстве положений S4 был как можно ближе требуемому , а затем уже можно переходить к подбору конденсаторов. Конденсаторы С11-С15 должны быть такими же как, соответственно, С6-С10.
Как сделать часы из старой трубки осциллографа
Купил осциллограф С1-94 как-то для проведения ремонтов (уже давно задумывался о покупке такого прибора), он не новый и достался дешево, правда щуп там оказался самодельный, потом его переделаю, но все же так как прибор использовался редко – решил его немного перебрать и заменить то, что не работало и давало косяки. Итак, нашел схему, изучил кучу форумных информаций, руководств и несколько статей. Все это заняло несколько дней по 3-4 часа на день! Информации много пришлось изучить — это все же не кофеварка, а сложный измерительный прибор – некоторые новички также пробуют ремонтировать, но кидаются на него сразу с паяльником и за пару часов проблему не решить тут, надо подход, знания, опыт.
Схема принципиальная С1-94
В общем для начала расскажу кратко о осциллографе и его особенностях, плюсах и минусах, и вообще свое мнение в целом. Быть может буковок тут получится и много, но прибор такой категории думаю стоит.
Итак, главный плюс этого измерительного прибора в том, что в нем нету вообще микросхем и сборок. Ремонтировать ища редкую замену тут практически нечего, ремонт транзисторной схемы с какой-то из сторон даже лучше.
Конечно есть несколько редких элементов – типа как в генераторе германиевые транзисторы и прочая мелочь-рассыпуха, но она, как правило, качественная и ломаться может редко.
Осциллограф закрыт кожухом – снять который можно открутив 4 винта и сняв ножки с подставками, снимаем кожух, на раме основная плата где смонтирована почти вся часть блока питания и другие регулирующие элементы.
Есть также откидная плата которая сделана такой для удобства монтажа и ремонта, и плата закрытая пластиковым кожухом сзади, которая крепится винтом – и откручивать который просто запарился!
Трубку для удобства ремонта снял – открутить надо хомут чуть сместив его, а также фиксатор направляющий, который утапливаясь фиксировал для регулировки положения трубки.
Панельку лучше пометить маркером так как ключа на ней нет и потом можно долго вымерять накал, чтобы поставить в нужное, правильном положение. Провода гибкие, прочные, у меня в процессе ремонта ничего не оторвалось, сделано все на совесть – это не современные нежные китайские приборы, где при первом же демонтаже может отвалится половина проводки и часть их креплений. В частности была плохая балансировка напряжений 12-0-12 вольт (двухполярка), там разбаланс должен быть мизерным, а у меня как не регулировал получалось порядка 1 вольт.
Проверять начал электролиты, просто выпаивая по очереди и замеряя емкость у тех что смог дотянуться – парочка оказалась подсохшая, один новый взорвал сам, перепутав полярность обратной впайки – на плате совсем скудная маркировка на текстолите, и если выпаивать несколько элементов то можно потеряться при монтаже обратно.
Когда напряжение удалось выставить в порядок нормы – баланс был тот что нужен, настроил регуляторами развертки, отрегулировал все параметры, выполнил калибровку как полагается, подал сигнал с собранного генератора на популярной микросхеме NE555, посмотрел — все в порядке, прибор теперь то что надо.
Кстати, пыль так же у осциллографа протереть нужно – причем салфетку лучше смачивать не в воде, а брать что-то готовое, пропитанное спиртом или другими подобными средствами, дабы не допустить окисления частей и элементов схем.
Переключатели можно почистить, а их контакты ацетоном протереть, чтоб блестели, а не были черными. Тогда при переключениях ими режимов работы прибора не будет скачков и серьезных искажений.
Видео работы осциллографа С1-94
При обратной сборке после ремонта проверяем положение трубки и ставим ее ровно. К статье прилагаю все схемы и материалы которые мне помогали в ремонте этого чудного сервисного осциллографа. Ремонт выполнил redmoon.
Тема: самодельный осциллограф
Опции темы
Поиск по теме
Несмотря на простоту схемы и юмористическое название это полноценный импульсный низкочастотный осциллограф, позволяющий «увидеть» процессы в аналоговых и цифровых схемах, работающих на частотах до 200 МГц. Осциллограф выполнен на основе импортной электроннолучевой трубки 7QR20. Преимущество которой в том, что она очень короткая (100 мм) и имеет прямоугольный экран размерами примерно 30×40 мм. По электрическим характеристикам она близка трубкам 5ЛО38, 6ЛО1. Это значит, что эти трубки, а так же и многие другие, наверняка будут работать в этой схеме, но могут потребовать корректировки некоторых режимов по напряжениям и чувствительности, создания источника для 3-го анода (если есть 3-й анод) и д.р. В распоряжении автора была только 7QR20, поэтому с другими трубками эксперименты не проводились.
Принципиальная схема приводится на рисунке. В схеме шесть высоковольтных транзисторов КТ940А (применяются в выходных видеоусилителях отечественных телевизоров) и один операционный усилитель. Рассмотрим схему вертикального отклонения луча. Выходной каскад выполнен по дифференциальной схеме на транзисторах VT1 и VT2. Пластины вертикального отклонения включены между коллекторами этих транзисторов. Усилитель питания от коллекторного источника напряжением +270V (с выпрямителя на VD2) и эмиттер-ного источника -11V (с выпрямителя на VD3). Применение источника отрицательного напряжения позволяет подстройкой сопротивлений R12 и R13 вывести усилительный каскад на режим нулевого потенциала входа. Именно это дает возможность исследовать не только переменные но и постоянные напряжения, и пользоваться осциллографом при наладке цифровых схем. Регулировка положения горизонтальной линии по вертикали выполняется резистором R14, которым можно изменять балансировку выходного каскада.
Чувствительность выходного каскада с данной трубкой получается около 6V и зависит как от сопротивлений R12 и R13, так и от сопротивления R11.
Для повышения чувствительности и входного сопротивления прибора используется операционный усилитель А1, включенный усилителем постоянного напряжения. Коэффициент усиления устанавливается при налаживании подстроечным резистором R15. Масштабирование вертикального отклонения — при помощи входного делителя R17-R22, переключаемого переключателем S2.
Схема развертки выполнена на транзисторах VT3-VT5, по хорошо опробованной и неоднократно опубликованной в литературе схеме. Схема состоит из мультивибратора на транзисторах VT3 и VT4 и генератора пилообразного напряжения на VT6 и конденсаторах С16-С20. Мультивибратор периодически заряжает выбранный переключателем S4 конденсатор, который потом плавно разряжается через источник тока на VT6. Частота развертки зависит от емкости конденсатора (выбирается S4) и тока разрядки (устанавливается резистором R34. Резистор R34 служит для плавной установки частоты, a S4 — для ступенчатой.
Напряжение синхронизации поступает на вход мультивибратора с выхода ОУ через цепь C9-R23-C10-R24. Резистор R23 — регулятор уровня синхронизации.
Обычно, в схемах импульсных осциллографов выходной каскад канала горизонтального отклонения выполнен по схеме, аналогичной вертикальному каналу, то есть, по схеме усилителя с нулевым потенциалом на входе. На мой взгляд, это имеет смысл только в том случае, если канал горизонтального отклонения имеет выход (выход «X»). В данной схеме такой выход не предусмотрен, поэтому пилообразное напряжение подается прямо с выхода генератора развертки на горизонтально отклоняющие пластины трубки.
В простейшем случае, — можно горизонтальные пластины просто включить между эмиттером VT4 и общим минусом питания. Размах пилообразного напряжения составит около 200V, чего будет более чем достаточно для отклонения луча на всю ширину экрана. Но, здесь возникает трудность с тем как сделать регулировку положения осциллограммы по горизонтали и с тем, что в таком режиме возникает размытость горизонтальной линии. Поэтому, на горизонтальные пластины поданы исходные потенциалы при помощи резистора_^1 (который служит регулятором положения по горизонтали) и с второго анода трубки (через R3). В результате нулевые потенциалы на всех пластинах отклонения стали близки к величине напряжения на втором аноде, относительно катода, (устанавле-ваемом резистором R4), что позволило получить хорошую фокусировку линии и отсутствие размытостей на краях экрана, а так же, искажений. Но, эти меры привели к тому, что горизонтальные пластины оказались под постоянным напряжением, отличным от постоянной составляющей пилообразного напряжения. Поэтому, пилообразное напряжение на трубку подается через разделительный конденсатор С15, а эмиттерный повторитель VT5 исключает воздействие параметров нагрузки на линейность пилообразного напряжения. Кроме того, появилась возможность ввести подстроечный резистор R32, при помощи которого можно установить длину горизонтальной линии так, чтобы она была точно по ширине экрана (или с небольшим запасом по краям).
Система питания. Источник питания выполнен на двух низкочастотных силовых трансформаторов. Дело в том, что используются готовые трансформаторы. Т1 — это трансформатор от старого лампового радиоприемника, он имеет первичную обмотку на 220V (с отводом на 127V, который здесь не используется). И две вторичные обмотки на 250V и на 6,3V. Этого недостаточно, потому что требуется еще источник двуполярного напряжения ±11V.
Чтобы не переделывать уже имеющийся трансформатор Т1, низковольтное двуполярное напряжение получают от отдельного трансформатора 12.
Резистор JR5 регулирует фокусировку, a R8 -‘ яркость свечения. Для гашения обратного хода лучей на модулятор поступают импульсы со схемы развертки (с выхода мультивибратора через С4).
Теперь о деталях. Все транзисторы КТ940А можно заменить на КТ604 или КТ969, но лучшие результаты по надежности будут все же именно с КТ940А. Операционный усилитель -любой общего применения. Переключатели S2 и S4 — импортные, по форме напоминают крупные переменные резисторы. Каждый на одно направление и пять положений. Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже указанного на схеме. Конденсаторы, напряжение которых не указано, — на напряжение не менее 100 V.
Переменные резисторы, работающие в высоковольтных цепеях желательно использовать типа СП-1 мощностью 1 Вт или 2 Вт.
Схема источника питания необычна и, может быть, не очень экономична, но она сделана «из того что было». В принципе, если делать трансформатор, то можно обойтись и одним, на котором разместить все вторичные обмотки (-250V,
6,3V, -9V). Мощность трансформатора далжна быть не менее 30 Вт.
Прибор собран в самодельном металлическом корпусе размерами 110х160х220мм. Корпус состоит из двух «П»-образных пластин, которые собираются «крест на крест» и соединяются при помощи винтов и уголков. Размер корпуса, прежде всего, зависит от длины электронно-лучевой трубки и размеров трансформатора Т1 (Т2 — маленький, от сетевого адаптера). Материал корпуса — кровельное железо и уголки из металлического профиля. Все собирается на одной части корпуса размерами 110x160x220, представляющую собой «П»-образно изогнутую пластину, образующую основание размерами 220×160 мм и заднюю и переднюю панели размерами 220×110 и 220×110 мм На передней панели в просверленных отверстиях закреплены все регуляторы и переключатели. Для экрана электроннолучевой трубки в левом углу передней панели сделано прямоугольное отверстие размерами 50×40 мм. Для крепления трубки сделана металлическая «П» -образная пластина размерами 50x30x90 мм с отгибами под крепление винтами к основанию корпуса, сделанными от сторон размерами 30×90 мм. Сторона размерами 50×30 мм предварительно обернута тонким поролоном и туго обмотана полихлорвиниловой изолентой. Затем на неё помещена трубка и прикреплена примоткой изолентой (как схематически показано на рисунке).
Детали вертикального и горизонтального отклонения собраны на двух малогабаритных печатных платах. Все остальные детали — объемным способом. Резисторы R18-R22 и конденсаторы С16-С20 распаяны прямо на выводах S2 и S4.
Транзисторы снабжены «импровизированн ыми» радиаторами, — винтами МЗ с гайками и большими шайбами.
В общем, конструкция и компоновка аналогична Л. 1.
Перед налаживанием установите все переменные и подстроенные резисторы в средние положения. Авторский экземпляр заработал сразу после первого включения. При отсутствии входного напряжения и в среднем положении R14, напряжения на коллекторах VT1 и VT2 должны быть одинаковы (около 120-150V). Режим выходного каскада на VT1 и VT2 устанавливают подстроечными резисторами R12 и R13.
Коэффициент усиления операционного усилителя А1 устанавливается подстроенным резистором R15 и, если необходимо, подбором сопротивлений R18-R22.
Небольшой подстройкой R4 нужно добиться отсутствия размытости линий на краях экрана. Напряжение на R4 должно быть примерно таким, как напряжения на коллекторах VT1 и VT2, когда на из базах присутствуют нулевые напряжения (нуль на базе VT1 будет при отсутствии входного сигнала, а на базе VT2 — предварительно установить резистором R14).
Налаживания генератора развертки не требуется, за исключением подстройки длины горизонтальной развертки резистором R32 и, если необходимо, подбора емкостей С16-С20.
Точность и достоверность показаний прибора можно существенно повысить, если использовать стабилизаторы в схеме источника питания и точно установить параметры входного делителя (R17-R22) и частоты развертки (С16-С20).
Литература:
1. И. Семакин. Осциллографический пробник. ж.Радио №1, 1992.
2. Лыжин Р. Простой импульсный осциллограф, ж. Радиоконструктор 02-2005.
3. С.Нощ, В. Мартынов. Любительский осциллограф. ж.Радио №9, 1980.
4. В. Семенов. Осциллограф радиолюбителя. ж.Радио №4, 1978.
5. В. Хлудеев, В. Миронов. Транзисторный осциллограф. ж.Радио №6, 1976.
