Розробка для гуртка «Радіоконструкторів» - Простий осцилограф
У технічній літературі описано багато варіантів простих осцилографів із використанням радіоламп. (1) описано простий осцилограф на трьох германієвих транзисторах, що працюють в лавинному режимі. Ця схема має низьку чутливість, погану лінійність пилкоподібного сигналу, не прибрано зворотний хід променя, низька надійність; транзистори часто виходять із ладу. Автори пропонують свій варіант простого осцилографа, на поширеній електронно-променевій трубці 5ЛО38І, який має досить високу чутливість (2 мм/мВ) та стійку синхронізацію від досліджуваного сигналу.За основу взято схему осцилографа, описаного (2), поліпшивши його технічні характеристики. Діапазон частот, який можна досліджувати - від 30 Гц до 300 кГц. Замість ОЕПТ типу 5ЛО38 можна застосувати ОЕПТ типу ЛО247 або 3ЛО1І. Осцилограф не містить дефіцитних деталей і настільки простий, що виготовити його може і радіоаматор-початківець. Схема осцилографа наведена на рис. 1, розділена на чотири частини-це зручніше при виготовленні. Спочатку слід виготовити схему живлення ОЕПТ (рис.1), потім доцільно виготовити блок живлення (БЖ) (рис.2) і підключивши блок живлення до ланцюгів ОЕПТ зробити пробне включення; на екрані ОЕПТ має бути світлова пляма. За допомогою регулювання потенціометрами R6 і R7 світлову пляму необхідно вивести в центр екрана і потім за допомогою потенціометрів R5 («яскравість») і R12 («фокус») зробити точку діаметром 0,5 мм. Слід зауважити, що при великій яскравості довго утримувати крапку на одному місці не можна, оскільки можливе вигоряння люмінофора. Особливість даної схеми в паралельному включенні ланцюгів статичного зсуву променя, що унеможливлює вплив регулювань один на одного. Принципова електрична схема БЖ наведено на рис. 2. Як видно зі схеми це перетворювач напруги з використанням мультивібратора як генератор. Для вихідного трансформатора використано трансформатор ТВС-110ЛА від чорно-білого телевізора з невеликою доробкою. У трансформаторі знімається алюмінієва кріпильна пластина і замість цієї пластини встановлюється смужка склотекстоліту, в якій необхідно просвердлити два отвори під шпильки; розбирати ТВС не потрібно. Потім феритовий стрижень, разом із встановленою смужкою необхідно обгорнути щільним папером і намотати 11 витків у два дроти ПЕВ-2 діаметром 0,8 мм; це і буде I і II обмотки, які необхідно з'єднати послідовно, згідно з кінець першої обмотки з початком другої. Інші обмотки використовуються без змін. Кількість витків, згідно (3) така: Wн-к = 1200 витків ПЕВ-2 0,1 мм, W4-9 = 960 віт.ПЕВ-2 0,23 мм (обмотка 4-5 на 80 віт., Провід 0,41 мм), W1-3 = 96 віт. ПЕВ-2 ø 0,23 мм. Для живлення ОЕПТ застосовано випрямляч за схемою подвоєння напруги та отримано +400 В -400 В по відношенню до загального проводу. ОЕПТ типу 5ЛО38І добре працює, як показує практика, і при напругах +370 і -370 В. Напруга -12 отримано з використанням стабілітрона VD8. Якщо виникне необхідність перевірити роботу БЖ без підключення до решти схеми, випрямляч на +400 В і випрямляч на -400 В необхідно навантажувати опорами на 680 кОм (2 Вт), випрямляч на +240 В необхідно навантажити опором на 18 кОм (2 Вт) . Генератор працює на частотах вище 20 кГц, тому діоди необхідно застосовувати високочастотні, що працюють на частотах до 100 кГц. Перед використанням ТВС бажано перевірити цілість підвищувальної обмотки, опір якої, згідно (3) має бути 380 Ом. Транзистори VT1, VT2 встановлюються на радіаторах S=50 см2. «Хомут» дротяного резистора R7 виставляємо на середину і проводимо замір напруги розжарення на штифтах 1,2 БП, при підключеному ланцюгу розжарення ОЕПТ; і робимо переміщення «хомута» на R7, для отримання 6,3 В. Замість транзисторів КТ808А можна застосувати транзистори КТ805Б. БЖ необхідно екранувати. Без підключення розжарювання ОЕПТ (струм розжарення 0,6 А) перетворювач, з навантаженням споживає струм порядку 0,75 А. Загалом осцилограф споживає струм, порядку 1,35 А. Живити осцилограф можливо від акумулятора типу ТР7-12 (12V, 7AH) , або від випрямляча на 12, який забезпечує заданий струм. Замість наведеного БЖ можна виготовити випрямляч з силовим трансформатором, як це описано в (2), проте на виготовлення БЖ з перетворювачем витрачається менше часу і він має менші розміри, меншу вартість. Осцилограф не підключається до електромережі, і безпечніший для початківців радіоаматорів. Наступним етапом необхідно виготовити генератор горизонтального відхилення (ГГВ).Принципова електрична схема ГГВ наведено на рис. 3. Схема така ж, як у (2), однак діапазон частот, що генеруються, розбитий на більше піддіапазонів, що дозволило більш плавно змінювати частоту горизонтальної розгортки. Частоту пилкоподібного сигналу можна ступінчасто змінювати за допомогою перемикача SA1, а також плавно, за допомогою резистора R12 («частота»). З вказаними номіналами конденсаторів піддіапазони розгортки трохи перекривають один одного і немає необхідності в точному налаштуванні. Генератор - це мультивібратор зібраний на транзисторах VT1, VT2.На вхід транзистора VT1 подається сигнал синхронізації, причому рівень сигналу можна змінювати потенціометром R1 («синхр.»). На транзисторі VT3 зібраний стабілізатор розрядного струму конденсаторів. Розрядний струм змінюється за допомогою резистора R12 (частота). Для зменшення шунтуючого дії навантаження в схему введений емітерний повторювач на транзисторі VT4, ланцюга емітера, якого включений потенціометр R14 (посилення по «Х»), що дозволяє змінювати напругу пилкоподібного сигналу для горизонтального відхилення. Підключивши живлення на схему ГГВ та подавши пилкоподібний сигнал горизонтального відхилення на пластину ОЕПТ отримаємо на екрані горизонтальну лінію. Розмах горизонтальної розгортки можна змінювати потенціометром R14 (посилення по «Х»). Потенціометром R1 («синхр.») можна підібрати оптимальний режим стійкої синхронізації; від сигналу з виходу підсилювача вертикального відхилення (ПВВ). На модулятор ОЕПТ через конденсатор С11 під час зворотного ходу променя розгортки подається напруга, що замикає. Транзистори VT1 ... VT4 необхідно встановити на радіаторах S = 10 см2. ГГВ споживає струм, близько 12 мА. Принципова електрична схема ПВВ наведена на рис. 4. Як видно зі схеми, це трикаскадний підсилювач на вході якого включений емітерний повторювач на транзисторі VT1. На транзисторах VT2, VT3 зібрана каскодна схема, яка має велике посилення та в результаті отримана чутливість 2 мм/мВ. Особливістю каскодної схеми є виставлення режиму транзистора VT3 за допомогою резистора підлаштування R10 на вході емітерного повторювача (VT2). На колекторі транзистора VT3 необхідно виставити напругу рівну половині живлення, тобто при живленні напругою +240 В, має бути +120 В по відношенню до загального дроту. Якщо при налаштуванні R10 буде в крайньому положенні, необхідно змінити величину резистора R8.Якщо підстроювальний резистор виведений на опір, то величину резистора R8 необхідно збільшити, взявши найближчі за номіналом 160 кОм, 180 кОм. Якщо підстроювальний резистор виведений на мінімальний опір, величину резистора R8 необхідно зменшити, взявши найближчі за номіналом 130 кОм, 120 кОм. Плавна зміна рівня сигналу здійснюється потенціометром R6 (посилення «Y»). На вході УВО встановлений перемикач SA1, за допомогою якого можна подавати на осцилограф сигнал з великою напругою, скориставшись вхідним дільником на 10, або на 100. Транзистор VT3 необхідно встановити на радіаторі S = 10 см2. На передній панелі осцилографа встановлено: ОЕПТ, вхідне гніздо X1, перемикач вхідного дільника, потенціометр R6,ПВВ (посилення по Y), потенціометри R5 яскравість, R12 фокус, R6 (зміщення променя по Х), R7 (зміщення променя по Y), R1 (синхр.), R12 (частота), R14 (посилення по Х), а також перемикач ступінчастої зміни частоти розгортки. Конструктивно ГГВ та ПВВ виконані на окремих друкованих платах.Блок живлення змонтовано окремим вузлом. Увага! При налагодженні осцилографа необхідно дотримуватися обережності та вимог техніки безпеки при роботах на електроустановках, оскільки напруга на деталях може досягати 400 В. При справних радіодеталях та правильно зібраній схемі налагодження осцилографа не викликає труднощів. Осцилограф змонтований у металевому корпусі розміром 115×150×240 мм.
