|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Осцилограф. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка Осцилограф - один із найнеобхідніших у практиці радіоаматора приладів після мультиметра. Ні, нестачі у промислових конструкціях не відчувається. Однак чи багато читачів мають такий прилад? Напевно, ні - це дороге задоволення. А ми пропонуємо всім охочим звернути увагу на опис пристрою у цій статті. Нескладний у виготовленні та налагодженні прилад надасть велику допомогу у налагодженні виробів низькочастотної радіоелектронної техніки - підсилювачів, пристроїв магнітного запису звуку, різноманітних автоматичних побутових пристроїв. У журналі "Радіо", 2000 № 9, с. 56 була опублікована стаття А. ПілтакянаВимірювальна міні-лабораторіяУ цьому приладі, поряд з іншими пристроями, до уваги читачів був представлений осцилограф. Відмінність пропонованого в цій статті осцилографа у більш високих частотних властивостях генератора розгортки та можливість дослідження процесів не тільки в ланцюгах змінного, але й постійного струму. Мінімальна частота генератора розгортки - 25 Гц, максимальна - 25 кГц Вхідний опір - не менше 100 кОм Прилад придатний для спостереження з відносною точністю епюр сигналів у трактах звукової частоти різної радіоапаратури, кадрової та малої розгорток телевізорів, а також для спостереження перехідних процесів у різних перемикальних ланцюгах. Принципова схема осцилографа наведено на рис. 1. Дослідження постійної напруги стало можливим через використання як підсилювач вертикального відхилення (Вхід "V") радіолампи. Як видно зі схеми, на сітці правого тріода лампи по відношенню до корпусу приладу відсутня напруга Це дозволяє підключити підсилювач безпосередньо до досліджуваного пристрою, не використовуючи розділовий конденсатор. Напруга зміщення робочої точки -1,5 В, необхідне для роботи каскаду, все ж таки існує. Їм служить падіння напруги на світлодіоді HL3 включеним у послідовний ланцюг із тріодом та його навантаженням. На керуючу сітку лампи ця напруга подається через резистори в ланцюзі сітки - R37 і R18, опір яких істотно мало в порівнянні з вхідним опором лампи Напруга зміщення на сітці по відношенню до катода буде негативним, що необхідно для роботи радіолампи. У цьому випадку світлодіод виконує ще роль стабілізатора напруги.
Такий варіант побудови каскаду обрано не випадково. Класичний спосіб формування автозсуву застосуванням резистора в катодному ланцюгу лампи викликає появу негативного зворотного зв'язку (ООС). ООС сама по собі корисна, тому що покращує частотні характеристики каскаду, але в даному випадку її доведеться позбутися. Це спричинено необхідністю побудови каскаду за схемою підсилювача постійного струму (УПТ). Увімкнення тріодів лампи підсилювачів горизонтального (лівого за схемою) і вертикального відхилень однаково. Відмінність лише в тому, що підсилювач горизонтальної розгортки має напругу на катоді дещо більше, що дорівнює приблизно 2,8 В. Світлодіоди HL1 і HL2 і в цьому каскаді виконують роль стабілізації автозміщення, яке дорівнює сумі значень напруги на світлодіодах та діоді VD1. Роль сіткового резистора у разі виконують діод VD1 і опір між емітером і колектором вихідного транзистора логічного елемента DD1.4. Тому режим роботи ламп постійного струму в даному приладі встановлюють підбором світлодіодів з необхідною напругою стабілізації. Генератор пилкоподібної напруги горизонтальної розгортки складається із трьох вузлів. Перший - генератор імпульсів, що задає, на транзисторах VT1 і VT2 за схемою неінвертуючого підсилювача з позитивним зворотним зв'язком через конденсатори С5-С15 (в залежності від тривалості розгортки), що підключаються секцією перемикача SA1.1. Один із названих конденсаторів спільно з резисторами R15 і R8.2 виконують функцію ланцюга, що задає тривалість вихідних імпульсів генератора. Змінний резистор R8 дозволяє плавно підлаштовувати тривалість розгортки. Другий вузол пристрою – ланцюг логічних елементів мікросхеми DD1. На елементах DD1.1 та DD1.2 виконано тригер Шмітта. Він дозволяє зменшити час перехідних процесів, надаючи імпульсам форму, схожу на прямокутну. Власне кажучи, на роботі самого генератора пилкоподібної напруги відсутність тригера негативно не позначиться, тому що сам генератор видає імпульси досить строгої форми. Тут застосування елементів логічної мікросхеми зумовлено іншими причинами. Підключене до генератора пристрій гасіння зворотного ходу трубки променя вимагає подачі на вхід імпульсів з протилежною фазою. Імпульси на виході елемента DD1.3 забезпечують нормальну роботу гасіння пристрою. Зі збільшенням частоти генератора, що задає, амплітуда імпульсів на його виході зменшується. Тригер Шмітта робить їх однаковими у всьому частотному спектрі. Тригер Шмітта у пристрої виконує ще й роль буфера між генератором, що задає, і ланцюгом виходу синхроімпульсів. Третій вузол генератора - формувач пилкоподібної напруги. Він складається з діода VD1, резисторів R7, R8.1 та обраного перемикачем SA1.2 одного з конденсаторів С16-С26. Діод VD1 запобігає зарядженню конденсаторів вихідним струмом елемента DD1.4. Струм, що протікає через резистори R7 та R8.1, плавно заряджає конденсатор Розрядка конденсатора відбувається через елемент DD1. Таким чином, на виході генератора сформовано пилкоподібну напругу розгортки з високою лінійністю. Пристрій синхронізації генератора розгортки виконано як одно-каскадного підсилювача на польовому транзисторі VT3. На вхід транзистора надходить сигнал з виходу сигнального дільника вертикальної розгортки через розділовий конденсатор C36. Посилений сигнал з ланцюга стоку транзистора подається через ланцюг узгодження VD2, R23, R14, С27 на вхід каскаду, що задає генератора імпульсів. При появі позитивного імпульсу на вході транзистора VT1 конденсатор ланцюга зворотного зв'язку генератора набуває додаткового заряду. При цьому прискорюється процес перемикання генератора і він починає працювати синхронно з досліджуваним пристроєм. Розглянемо схему включення осцилографічної трубки VL1. Вона є ланцюгами дільників, з яких подано напруги, необхідні для роботи трубки. У її живленні беруть участь два джерела високої напруги: -290 В +220 В. Катод трубки підключений до джерела -290 В через ланцюга регулювання яскравості резистором R16. Фокусування променя проводиться по першому аноду трубки подачею напруги зі змінного резистора R10. Другий анод трубки запитаний від джерела +220 через дільник на резисторах R3 і R6, який забезпечує напругу близько +115 по відношенню до корпусу приладу. В результаті різниця потенціалів між другим анодом і катодом досягає 400 В, що цілком достатньо для нормальної роботи трубки 5Л038І. Підключення другого анода до дільника викликано необхідністю звести до мінімуму різницю напруг між цим анодом і пластинами, що відхиляють. Невиконання цієї умови призведе до сильного розфокусування променя біля меж екрана трубки та відповідно до "розмивання зображення". Змінні резистори R2 і R5 забезпечують регулювання місця розташування зображення на екрані трубки по вертикалі та по горизонталі, змінюючи різницю потенціалів між протилежними пластинами кінескопа, що відхиляють. Основну функцію пристрою гасіння зворотного ходу променя трубки виконує вимикач, виконаний на транзисторі VT4. Його колектор через розділовий конденсатор С29 з'єднаний із модулятором кінескопа. З виходу елемента DD1.3 імпульси надходять через дільник напруги на резисторах R29 і R30 на вхід транзистора VT4 При відкритті транзистора на модуляторі кінескопа виникає додаткова напруга, що надійно перекриває потік електронів, і на екрані зникає зворотний хід променя. Резистори R29, R30 зводять до мінімуму напругу з урахуванням транзистора VT4 в останній момент, як у виході елемента DD1 .3 буде логічний нуль. Це необхідно для надійнішого закривання транзистора. Вхідний атенюатор складається з дільника на резисторах R32, R33, R37 та підсилювача постійного струму на мікросхемі DA1.1. Зміну меж вимірювання напруги проводять перемикачем SA3. На схемі конденсатори C3З і C35 позначені як підбірні. Їх можна взагалі не встановлювати. Але якщо ви хочете підвищити точність вимірювань змінної напруги, встановити їх слід, підібравши досвідченим шляхом. Це можна зробити, подавши на вхід осцилографа змінний сигнал із явно відомою амплітудою. Перемикач SA2 дозволяє підключати прилад до досліджуваного пристрою безпосередньо (відкритий вхід) або через конденсатор C32. Таким чином, можна вибрати режим вимірювання "постійна та змінна напруга" (контакти замкнуті) або тільки "змінна напруга". Другий режим зручний для спостереження зображень змінної напруги, накладеної на досить високу постійну (пульсації джерел живлення тощо). Режим "постійне та змінне" дуже зручно використовувати для спостереження перехідних процесів у ключових пристроях. При виготовленні цього вузла зверніть увагу на екранування вхідних ланцюгів. Якщо статичний захист входу операційного підсилювача буде недостатнім при включенні межі вимірювання 50 мВ/діл на екрані, може з'явитися зображення перехідних процесів, що відбуваються у вузлах самого осцилографа. Блок живлення формує кілька значень напруги, необхідні роботи осцилографа. Мережева напруга перетворена трансформатором Т2, потім випрямний міст на діодах VD8-VD11 формує постійну напругу +8, а з нього мікросхемний стабілізатор DA2 доводить його до +5 В, конденсатори С40 і С43 - що згладжують. Обмотка з напругою -6,3 В живить нитки напруження трубки та радіолампи. Отримання високої напруги здійснено додатковим імпульсним перетворювачем. Він є простим однотактним транзисторним генератором з частотою близько 16 кГц. Напруга з мікросхемного стабілізатора на DA2 через фільтр L1C42C44, необхідний для запобігання проникненню пульсацій від генератора ланцюга живлення інших вузлів, надходить на пристрій, виконаний на транзисторі VT5 і трансформаторі Т1. Навантаження транзистора є обмотка I трансформатора, обмотка II виконує функцію зворотного зв'язку. Однією з обов'язкових умов роботи такого генератора є наявність з урахуванням транзистора VT5 напруги усунення. Стабілізатор перетворювача складається з компаратора на мікросхемі DA1.2 та керованого навантаження на транзисторі VT6. Цей пристрій за принципом роботи нагадує звичайний стабілітрон. Важливі відмінності від стабілітрона - можливість регулювання напруги і струму стабілізації. Напругу стабілізації слід встановити підстроювальним резисторм R47. Максимальний стабілізаційний струм можна регулювати підбором резистора R40. Напруга -5 використано тільки для живлення мікросхеми DA1. Трансформатор живлення Т2. В якості магнітопроводу та первинної обмотки можна використовувати вже готовий трансформатор ТВК-110ЛМ від лампового телевізора. Вторинні обмотки доведеться намотати самостійно, вони однакові - виконані дротом ПЕВ-2 діаметром близько 0,6 мм і мають по 110 витків. Трансформатор Т1 виконаний на кільцевому магнітопроводі К28х16х9 з фериту М2000НМ, обмотки I та II виконані проводом ПЕВ-2 0,5 і мають відповідно 14 і 4 витки, обмотки III та IV - проводом ПЕВ-2 0,25, число витків 200 обмотка V має 300 витків, намотаних проводом ПЕВ-16 2. При виготовленні цього трансформатора слід приділити увагу ізолюванню "високовольтних" обмоток між собою та від інших. Як ізолюючий матеріал можна використовувати конденсаторний папір. Обмотки III-V виконані способом "виток до витка", а I і II рівномірно розподілені по мнітопроводу. Спочатку слід намотати обмотки III та IV, потім V. В останню чергу укладають обмотки I та II. При такому порядку намотування буде легше, якщо необхідно, змінити число витків обмоток I або II. Перед намотуванням трансформатора оберніть феритове кільце шаром ізолюючого матеріалу. Для того, щоб перетворювач не впливав на роботу інших пристроїв, його елементи бажано розмістити компактно та по можливості повністю помістити в металевий екран, який з'єднати із загальною шиною живлення. Котушка фільтра, що згладжує L0,35, намотана проводом ПЕВ-1 2 до заповнення магнітопроводу К0,6*20х12 з фериту М5НМ.
У "високовольтних" ланцюгах пристрою краще використовувати полістиролові конденсатори. Конденсатори генератора розгортки повинні мати якнайменший ТКЕ. Парні конденсатори для однієї тривалості розгортки (С5 та С16, ... С15 та С26) обов'язково повинні бути одного типу. Значення їх номіналів наведено у таблиці. Застосовані деталі в приладі можна замінити на відповідні аналоги. Мікросхему К157УД2 можна замінити будь-яким здвоєним операційним підсилювачем. Головна вимога – нормальна робота від джерела 5 В (двополярного). Застосування високочастотного ОУ сприятливо позначиться на роботі приладу. Мікросхему КР142ЕН5В можна замінити на К142ЕН5А чи закордонний аналог. Діоди 1 N4004 замінні будь-якими з прямим струмом не менше 0,5 А і зворотним напругою не менше 20 В - підійдуть Д226, КД105, КД102 або діодні зборки КЦ404, КЦ405 Транзистор МП39А замінимо на МП 13, МП. Замість транзистора МП15А підійде МП40 чи МП42. Для регулювання приладу потрібно мати мультиметр та частотомір з межею виміру вище 25 кГц. Якщо ви захочете калібрувати свій прилад, знадобиться ще й промисловий осцилограф. Регулювання слід розпочати з перевірки працездатності джерела живлення. Спочатку треба виміряти напругу на конденсаторі С43 і після мікросхемного стабілізатора на мікросхемі DA2 Потім перевіряють роботу високовольтного перетворювача. При налагодженні перетворювача слід пам'ятати, що його не можна вмикати без навантаження! Сам блок живлення у зборі, встановлений у номінальний режим, не боїться відсутності навантаження. Від виходу з ладу його врятує стабілізатор. Але доки стабілізатор не відрегульований, підключіть до виходу джерела +220 В резистор опором 200 кОм (0,5 Вт) та відключіть усі споживачі струму від перетворювача. Налагодження перетворювача починайте із перевірки роботи генератора. Його працездатність можна визначити за наявності напруги на виході одного з випрямлячів. Якщо генератор не запустився, поміняйте місцями висновки обмотки I. Якщо генератор збуджується з перебоями, зменшіть кількість витків обмотки I або підібрати резистор R38. Забезпечивши надійний запуск перетворювача, відрегулюйте вихідну напругу джерел. На робочу частоту та вихідну напругу перетворювача більшою мірою впливає кількість витків обмотки II. Виміряйте напругу на навантаженні. Воно має бути близько +240 або трохи більше. При невідповідності напруги збільште число витків обмотки II. Потім підключіть та відрегулюйте стабілізатор. Єдина вимога при цьому перед першим включенням встановіть двигун підстроювального резистора R47 в середнє положення. Після включення необхідно обертанням движка цього резистора встановити +220 на виході перетворювача. Потім слід перевірити напругу на колекторі транзистора VT6. Воно не повинно бути менше +160 В. Якщо напруга нижче цього значення, замініть резистор R40 іншим, меншим опором. Потім виміряйте напругу на виході джерела +220 В (вона не повинна змінитись) і на колекторі VT6 (вона збільшиться). Після регулювання стабілізатора вимкніть резистор навантаження. Тепер блок живлення готовий до роботи. Деяка особливість стабілізатора полягає в тому, що він утримує стабільним напруга не тільки на джерелі +220 В, а й на джерелі -290 В. Це відбувається тому, що аналог стабілітрону підключений безпосередньо до виходу діодного моста і утримує напругу безпосередньо на обмотці III трансформатора Т1 . Налагодження генератора розгортки полягає у підборі парних конденсаторів. Тривалість розгортки у таблиці вказана для нанесення написів на передню панель осцилографа. Вона виміряна при положенні двигунів резисторів R8.1 та R8.2 у верхньому за схемою положенні. Для контролю настроювання частоти генератора підключіть до виходу синхроімпульсів (виведення 6 мікросхеми DD1.2) частотомір. Потім підберіть конденсатори С5-С15 так, щоб генератор повністю перекрив діапазон 25 Гц ... 25 кГц, тобто перемиканням діапазонів перемикачем SA1 і обертанням двигуна резисторів R8 можна буде вибрати будь-яку частоту у вказаному спектрі. Підбором конденсаторів С16-С26 регулюють амплітуду пилкоподібної напруги горизонтального генератора розгортки. Амплітуду пили слід регулювати в останню чергу. Від її значення залежатиме розмір зображення горизонталлю. Не варто змінювати ємність у дуже великих межах – це може призвести до перекручування форми пили. Спотворена пилка викличе появу на краях смуги яскравої плями, що світиться (рис. 2, а), а при подачі на вхід осцилографа змінної напруги - поява вертикальної смуги на краю зображення (рис. 2,6). Про правильну роботу генератора розгортки буде свідчити горизонтальна смуга, що рівномірно світиться, на екрані трубки. Лінійність розгортки можна легко перевірити, подавши на вхід осцилографа синусоїдальний сигнал із частотою, що у кілька разів перевищує частоту генератора розгортки. Якщо напруга розгортки є досить лінійною, на екрані з'явиться синусоїда (рис. 2, в). Якщо пила сильно спотворена, синусоїда біля краю екрана буде розтягнута, а в іншого стиснута (рис. 2,г).
При регулюванні вузла вертикального відхилення слід виміряти напругу на аноді правою за схемою половини лампи. Воно повинно бути приблизно дорівнює половині напруги живлення. Застосована лампа 6Н2П забезпечує відхилення променя від центру майже межі екрана трубки при подачі на сітку напруги приблизно 1 В. Налагодження вузла синхронізації полягає в регулюванні режиму транзистора VT3 постійного струму. Виміряйте напругу на стоку. Воно повинно бути приблизно дорівнює половині напруги живлення. Якщо напруга сильно відрізняється від необхідної, змініть у невеликих межах опір резистора R27. Проконтролювати роботу пристрою гасіння дуже просто. Для цього встановіть максимальну частоту генератора розгортки, перемикач SA3 у положення "0,5 В/поділ.", Замкніть контакти вимикача SA2 і з'єднайте вхід осцилографа з базою транзистора VT4. При нормальній роботі пристрою гасіння на екрані кінескопа не відбудеться жодних змін. Потім вимкніть конденсатор С29 від модулятора. Після цього на екрані над смужкою, що світиться, повинно з'явитися зображення імпульсу амплітудою близько 0,7 В (рис. 2, д). Останній штрих регулювання - нанесення шкали на екран трубки. Для цього знадобляться лінійка, звичайна авторучка (бажано з чорною пастою) та листок тонкого поліетилену. Намалюйте на поліетилені сітку із квадратними осередками. Щоб визначити довжину сторони комірки, подайте на виведення 7 лампи 6Н2П постійну напругу 0,5 В і виміряйте відстань, на яку відхилиться промінь. Воно приблизно дорівнює 1 см. Прикладіть виготовлену поліетиленову плівку з сіткою до екрану кінескопа так, щоб в центрі виявилося перехрестя ліній. Після цього притисніть плівку капроновим кільцем. Нанесена сітка розіб'є екран на 16 квадратів (рис. 2,е) Закінчивши виготовлення шкали, підберіть ємності конденсаторів С16 - С26 так, щоб горизонтальна смуга, що світиться, на екрані приладу займала чотири поділки. Корпус приладу найкраще виготовити із металу. Я розмістив пристрій у корпусі від заводського зарядного пристрою для автомобільних батарей акумуляторів. При підключенні осцилографа до пристроїв, гальванічно не розв'язаних з мережею живлення 220 В, будьте обережні, так як на корпусі приладу може з'явитися висока напруга! Автор: П.Вендеревський, м. Новосибірськ
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Охолоджувальна фарба для фасадів ▪ Металеві бульбашки для захисної упаковки
▪ розділ сайту Технології радіоаматора. Добірка статей ▪ стаття Гарпагон. Крилатий вислів ▪ стаття Як далеко розповсюджуються і як довго зберігаються запахи феромонів? Детальна відповідь ▪ стаття Кухар школи. Посадова інструкція ▪ стаття Прилад для визначення ступеня стомлення очей. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Підвищення чутливості телевізорів ЗУСЦТ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page