Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

[ВикторС]

Подробнее напишу вечером.

Пока посмотрите, как слелан входной аттеннюатор
здесь http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0%98%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80%D1%8B/%D0%9E%D1%81%D1%86%D0%B8%D0%BB%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84_EO-213.pdf на стр.6

и здесь - http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0%98%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80%D1%8B/%D0%9E%D1%81%D1%86%D0%B8%D0%BB%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84_EO-203.pdf на стр 29 - использованы резисторы стандартного ряда. Наливай да пей.

И у аттеннюатора на галетниках, при аккуратной ручной сборке, получается наименьшая паразитная ёмкость. Нужно всего 4 галеты на 11 - 12 положений.

[Andrew Martin]

Подробнее напишу вечером.
на стр 29 - использованы резисторы стандартного ряда. Наливай да пей.

И у аттеннюатора на галетниках, при аккуратной ручной сборке, получается наименьшая паразитная ёмкость. Нужно всего 4 галеты на 11 - 12 положений.

Да уж, эт точно Это хороший вариант и по параметрам, и по простоте.
Но не тогда, когда размеры передней панели 100х105мм, и нужно поместить на ней экран, входной разъём СР-50, 2 крутки по У, переключатель ~/=, 4 крутки по Х, регулятор яркости, фокусировки, индикатор диапазона развёртки... Вобщем ну оооочень плотная компоновка, и галетник с "всего 4мя галетами" и кучей резисторов и конденсаторов в обвязке туда явно не вписывается. Да и 21й век на дворе, галетник с 4мя галетами можно купить разве что где-то на барахолке, а в магазине такого не продают Нужно делать хотя бы релейное переключение. Говорят, есть герконы длиной по 10мм, если на них намотать обмотки, может быть удастся вписать это всё хозяйство в габариты моего корпуса.
Спасибо за файлы, может быть если соберусь делать второй осциллограф, сделаю входной аттенюатор по второй ссылке. А пока подумываю о низкоомном аттенюаторе после входного повторителя...

[Andrew Martin]

Касаемо усиления с малым числом деталей - чем плоха LM733? Дифференциальный усилитель
по входу и выходу,усиление 400 раз,полоса при этом не менее 30 Мгц ровная.Малое число де-
талей....Что ещё нужно для щастья.

Плоха тем, что на входе обычный дифкаскад, и при большом усилении (малом сопротивлении между эмиттерами) входное сопротивление тоже мало, и чтобы не было проблем на вход нужно ставить повторитель. То же и с выходом - относительно высокое выходное сопротивление. А ещё тем, что малы напряжения питания (+/-6В если правильно помню), и маленький размах выходного напряжения. Я сам собирался использовать эту микросхему и даже достал пару, но потом после внимательного чтения даташитов отказался от этой идеи.

[ВикторС]

Андрей,

Вот Вам две притчи, имеющие прямое отношение к современной радиолюбительской практике и осциллографостроению, как достаточно тяжелому, частному случаю. Просто пропёрло, как классика.
«Не могу молчать!»

За одним человеком гнались десять волков, и загнали его на поляну, где стояли два ларька. В одном продавали новые электрошокеры, а в другом старые, ржавые и позубленные мясницкие палаши. И тот человек, ещё на бегу смекнул, что по физическим данным, ему до Джеки Чана далеко, потому высокотехнологичным электрошокером ему от волков не отбиться, и он сразу побежал к ларьку, где продавали старые и ржавые палаши….

Прокруст, маленький, злой и хитрый разбойник, приглашал путников к себе на ночлег. И, когда расслабившихся путников начинал морить сон, предлагал им своё ложе. И те, кто был выше ростом, настолько, что ноги не помещались в кровати, лишались сначала ног, потом ценностей, которые были с собой, потом жизни…

Можно делать макет любого устройства (кроме тех что выше 150 МГц), объёмным монтажом, более или менее плотным, зависит от квалификации и деталей. Настраивать и проверять в работе. Если всё устраивает, делать печатную плату. На первом экземпляре тщательно спроектированной ПП, текстолит брать НЕ фольгированный, а дорожки класть лужонкой, нужной толщины, и выводы деталей загибать куда дорожка идёт. Где надо, одевать трубки и ставить перемычки. И, окажется (у меня всегда так бывает), что некоторые детали надо чуть подвинуть, а некоторые дорожки переложить. Если дорожки на плате сделаны лужонкой, а не вытравлены в намертво приклеенной фольге, можно и отдельные участки схемы менять безболезненно, и детали, при точной настройке «по месту» перепаивать много раз. Если это устройство делается во втором экземпляре, его тоже можно сделать на НЕ фольгированном текстолите, лужёнкой, но за один приём, без переделок и переразводки. И если это устройство, после выпуска в двух экземплярах, потребуется для серийного производства – делать плату с травлением фольгированного текстолита, метализацией отверстий и прочими украшательствами, облегчающими МАССОВОЕ производство.

Если удаётся вкрячить в маленький корпус, вернее в корпус с маленькой лицевой панелью, сложную схему, обладающую множеством регулировок, то это всё равно что спастись от Прокруста, оставив ему свои ноги, но сохранив ценности – пользоваться этими ценностями будет удовольствия мало – тесно на передней панели и пальцы, крутя одни настройки, сбивают другие.

Ножны для палаша больше по размеру, чем чехол для электрошокера, что выбрать – зависит от задач, с которыми предстоит столкнуться.

Посмотрите, как инженеры решили вопрос маленткой прередней панели в осциллографе Tektronix 212 http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0%98%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80%D1%8B/Oscilloscope_Tektronix212-2Ch_500KHz_sm.pdf

[Andrew Martin]

Можно долго рассуждать о целесообразности конструкторских решений НО это когда у тебя в загашнике куча материалов и можешь сделать корпус нужной конфигурации. А если нет - вынужден вписываться в то,что есть!!

Всё началось с того, что мне досталась 6ЛО1И и отличный красивый пермаллоевый корпус,который когда-то служил экраном в чём-то. Внутри по бокам в корпусе имеются 2 съёмные вставки-плиты из анодированного алюминия, примерно посередине горизонтальная перегородка, которая тоже из пермаллоя и держится в пазах, профрезерованных в боковых плитах. Остаётся только вырезать переднюю и заднюю панели - и корпус готов. Вот такой полуфабрикат
А теперь о конструкции.
В верхней правой четверти размещена трубка в своём экране, в нижней правой - УВО и плата управления им + калибратор. Всё это хозяйство крепится к правой плите.
На левой плите: импульсный преобразователь питания основной схемы + плата линейных постстабилизаторов, преобразователь питания ЭЛТ, формирователь синхроимпульсов, плата усилителя Х, генератор развёртки, плата с матрицей времязадающих конденсаторов.
К задней панели крепится плата управления развёрткой на PIC16F628А. МК измеряет частоту синхроимпульсов, и в зависимости от этого устанавливает удобный для наблюдения коэффициент развёртки. Также данные о измеренной частоте выводятся на DB9 в RS-232. Можно переключать коэффициенты и вручную, кнопками.

Наворотов, как видите, полным полно На ржавый палаш это всё никак не тянет, скорее на электрошокер с блэк-джеком и шлюхами

Макеты на соплях не делал, не делаю и делать не буду.
Во-первых,потому что современная элементная база неуклонно уходит на планар, и многих новых транзисторов и микросхем просто нет в выводных корпусах. Например,есть замечательная серия 74LVC1G/2G, которую хорошо бы применить в генераторе развёртки вместо 74НС, которая используется сейчас.
Во-вторых, нужно учитывать специфику схемы и компонентов. Если я собираюсь использовать в третьей версии УВО BFR93A с граничной частотой 6ГГц в SOT-23, то никаких "сопливых" макетов не должно быть и в помине - иначе возбуд на СВЧ гарантирован. Нужно сразу разводить ПП по всем канонам ВЧ конструирования. Каждый милиметр проводника имеет индуктивность
В-третьих, внести коррективы и сделать новую плату не такой большой труд.
Вот два варианта платы УВО. Первый - по схеме из журнала Радио за 1977г. Авось кому-нибудь пригодится, всё-таки второй вариант работает, хоть и на твёрдую тройку

[Andrew Martin]

Вот архивчик для тех,у кого есть протеус. Там лежат модели генератора развёртки и триггера гашения обратного хода луча в 2х вариациях: одна - моя, на 74LS07, а другая - оригинал из Радио за 1977г. Сравните формы выходных импульсов, и поймёте,почему нельзя бездумно повторять конструкции даже из такого авторитета, как журнал Радио

[ВикторС]

Андрей,

Спасибо за вразумление по поводу серии 74LVC1G - раньше о таком чуде ни разу не слышал. Посмотрел параметры триггера Шмитта 74LVC1G14GW - быстродействие на порядок меньше, чем в 555й серии, и всего один элемент в корпусе - можно поставить именно туда, куда надо, с минимальной длиной проводов.

Протеуса у меня нет, потому буду благодарен за рисунки развёрток в каком нибудь массовом формате.

[Andrew Martin]

Вот несколько кусочков.
На схеме генератора развертки в разрядном ключе реально запараллелены все 6 элементов 74НС05. Времязадающие ёмкости для прямого и обратного хода переключаются мультиплексорами 74НС4051. Плавная регулировка длительности - изменением сопротивления в эмиттере транзистора источника тока.

[SM898]

Andrew Martin, Вы наверно не очень внимательно читали даташит на 733ю (кстати,лучше UA от TI)
По выходу у неё всё замечательно, Rвых-200 ом,и Uвых-4 вольта,этого всего хватит,чтобы раска-
чать ЛЮБОЙ выходной каскад.Что касается входа,так я и писАл,что на входе нужен повторитель,
как и в любом осциллографе.Я встречал в сети,правда уже не помню,где,схему серийного буржу-
инского осциллографа,именно так и построенного - 2 полевика+733+оконечный УВО на 5 транзи-
сторах(ОЭ-ОБ и источник тока в эмитерах).Я эту МС пробовал,правда для других задач,но имел
ввиду и эту,когда проверял.Все параметры она отрабатывает,даже малость получше,чем в дата-
шите.Ну ладно,если Вам не нравитсся,не буду настаивать.
Несмотря на наличие двух осциллографов,я сейчас делаю себе ещё один,для души.Маленький,
60 на 150 мм,глубина 230 мм,на трубке 8ЛО6И с экраном от С1-73.Работа застопорилась на стадии
полностью готового корпуса с укреплённой в нем трубой и установленного в нём блока питания
на все напряжения из ноутбуковского адаптера 50 вт с перемотанным трасформатором.Прямо к
вторичке транса подключен ещё один,высоковольтный со своими выпрямителями 700 в и 2 Кв.
Так что трубка уже светится.Планирую делать 2 канала и применять именно UA733C.
Ну,может и не получится,не буду загадывать.

[ВикторС]

SM898,

Посмотрите на приложенный рисунок. Это входной каскад КВО осц. BK-Precision-2120 -
ровно то, что Вы говорили - два полевика на входе и uA733 за ними.

Весь мануал лежит здесь: http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0%98%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80%D1%8B/Oscilloscope_BK-Precision_2120_mn.pdf

Трубка от 8ЛО6И изрядно хороша, но требует катушки для поворота луча.
Вы эту катушку делали сами или достали откудато?

Жалко С1-73 ломать, чтобы достать трубку и катушку.

[Andrew Martin]

SM898, ну что ж, буду учиться у опытных Если тем более буржуи применили её - значит она того стоит. Нужно найти и опробовать свои NE592...

[SM898]

Экран у меня от С1-73 вместе с двумя катушками,одна в середине цилиндрической части,а другая,
состоящая из двух катушек- в месте расширения с двух сторон.Одной из них регулируется поворот
луча относительно шкалы,другой геометрические искажения.
Схема,да,похоже,только та,что я видел раньше,была нарисована вместе с оконечным усилителем.

[ВикторС]

Вот несколько кусочков.
На схеме генератора развертки в разрядном ключе реально запараллелены все 6 элементов 74НС05. Времязадающие ёмкости для прямого и обратного хода переключаются мультиплексорами 74НС4051. Плавная регулировка длительности - изменением сопротивления в эмиттере транзистора источника тока.

Андрей,

Спасибо за схемы генератора развёртки и комментарии. В схеме на триггерах (приложена), мне интересно следующе.

- Есть ли влияние неодновременности срабатывания запараллеленных инверторов 74НС05, на разряд времязадающего конденсатора?
- Есть ли зависимость от температуры напряжения стабатывания по входу C в триггере 74HC74?
- Как реализован автоколебательный режим развёртки (линия на экране, когда нет сигнала)?

Так же интересно посмотреть использованную Вами схему формирования импульса запускающего развёртку (выбор полярности и уровня запускающего сигнала)

Заранее благодарю.

[Andrew Martin]

- Есть ли влияние неодновременности срабатывания запараллеленных инверторов 74НС05, на разряд времязадающего конденсатора?
- Есть ли зависимость от температуры напряжения стабатывания по входу C в триггере 74HC74?
- Как реализован автоколебательный режим развёртки (линия на экране, когда нет сигнала)?

Так же интересно посмотреть использованную Вами схему формирования импульса запускающего развёртку (выбор полярности и уровня запускающего сигнала)

Заранее благодарю.

Влияния неодновременности срабатывания запаралеленных инверторов на практике нет, вероятно потому что они из одного корпуса и на одном кристалле. В предыдущем варианте использовались 4шт. аналоговых ключа в параллель (1 корпус 74НС4066). Работает тоже очень стабильно, но у 6ти инверторов с открытым стоком общее сопротивление оказалось меньше, чем у четырёх вышеуказанных ключей, и разряд конденсатора происходит быстрее, поэтому на них и остановился.
Температурный дрейф напряжения срабатывания не исследовался - всё испытывалось при комнатной температуре. В предыдущей версии пороговое устройство было реализовано на КР597СА2. Это довольно быстрый, но очень прожорливый компаратор, который к тому же вносил свою задержку. И схема работала в этом варианте тоже довольно прилично, поэтому плату оставил на резерв (вдруг у нового варианта с термостабильностью будут проблемы)
Формирователь синхроимпульсов в нынешнем варианте содержит входной истоковый повторитель и далее компаратор с небольшим гистерезисом на КР597СА2. Уровень срабатывания регулируется опорным напряжением на прямом входе, выбор полярности реализован, но не используется (не хватило места на передней панели для соответствующего тумблера ). У 597СА2 два выхода - прямой и инверсный, ставим переключатель - и вуаля
А дальше идёт не очень красивая приблуда,от которой я увы никак не смог избавиться
Автоколебательный режим реализуется просто - в отсутствии синхроимпульсов на запускающий вход подаётся меандр 10МГц от кварцевого генератора. Синхроимпульсы с выхода 597СА2 через буферный элемент (1/6 74НС14) подаются на обычный диодный детектор с удвоением. Выход детектора подключен к триггеру Шмитта (1/6 74НС14), который управляет переключателем 74НС4053. Постоянная времени детектора - около 0,2с. После срыва синхронизации луча нет в течение этого времени, и это единственное неудобство этой схемы, с которым я уже смирился.

[SM898]

А не пробовали применить генератор развёртки Дорофеева из "Радио" 97-98 какого то года.В этой
теме он уже упоминался,правда давно,и схема была.Там вопрос автоколебательности решен очень
просто.Я планировал применить эту схему с небольшой модернизацией - вместо триггера шмидта на
логике,который включает обратный ход при максимальной амплитуде пилы,поставить довольно
экзотический сдвоенный быстрый компаратор МАХ912,вторую половину использовать в формирова-
теле синхроимпульсов.Логику применить 74НС,АС,и транзисторы пошустрее.По прикидкам,должно
работать до 50- 60 Мгц.Но,не уверен,что будет так просто,надо пробовать.

[ВикторС]

Первое описание ГПН Дорофеева, на туннельном диоде, с подробным изложением идеи доработки составного ИП, описана в ВРЛ №115 Второй вариант, на ИС, в Радио №11 1996 Третий вариант, с функцией задержки развёртки, в Радио №8 1998.
Статья Дорофеева об измерении нелинейности развёртки в Радио №7 1998. Дорофеев обращал внимание, что уровень переключения элементов ТТЛШ плывёт от температуры. Потому интересно сделать ТШ на компараторе, подпёртом термостабильным стабилитроном типа TL431.

Компаратор МАХ912 стоит в Чиплипе 300 руб, с поставкой через 2 недели, в двух других почётных магазинах такого нет.
Наверное не совсем верно использовать в радиолюбительской конструкции малораспространённую деталь импортного производства.

В связи с этим вопрос:
Есть ли менее дефицитные или менее дорогие компараторы с быстродействием, порядка 5 - 10 нС, (соответствующие скорости работы серии К1533). Один компаратор на корпус даже лучше - проще разводку делать.

[Chettuser]

А что мешает использовать источник тока на полевике например и им заряжать кондёр? Получится вполне приемлемая "пила". Я так делал, но на биполярном со стабилитроном.

[Andrew Martin]

А что мешает использовать источник тока на полевике например и им заряжать кондёр? Получится вполне приемлемая "пила". Я так делал, но на биполярном со стабилитроном.

Я тоже так сделал, скачайте мои схемы выше. Линейность хорошая, кого не устроит термостабильность - можно включить последовательно со стабилитроном эмиттерный переход такого же транзистора. Кстати, у меня источник тока запитан от +10В, а не от +5В, поэтому транзистор работает далеко от области насыщения, и это способствует хорошей линейности.

А в прошлом варианте моего генератора развёртки, как я писал уже, использовался в пороговом устройстве КР597СА2, подпёртый TL431. Сегодня я бы использовал TLV3502 как менее дефицитный и более дешевый по сравнению со всякими там Максимами

Второй вариант схемы Дорофеева можно упростить, если использовать 74НС123, у которой по входам уже имеются триггеры Шмитта. Да разрядный ключ сделать на той же 74НС05 или 74НС4066. Надо будет промоделировать...

Меня волнует один вопрос (по второму варианту схемы Дорофеева): а если синхроимпульс прийдёт в самом начале обратного хода, когда времязадающий конденсатор ещё не успел полностью разрядиться, а чувствительность по входу R уже есть?? Что будет тогда? А тогда одновибратор сбросится,и начнется прямой ход развёртки. Или не так?

[SM898]

3502 - хорошая МС,быстрая.Но на этом её достоинства заканчиваются.Однополярное питание 5 в,
небалансный выход,а корпус....SOT23-8,это ж надо...Да и в нашей деревне её,похоже,не найдётся.
А что касается МАХа - да просто есть в наличии,забрела когда то парочка ко мне,уже и не помню,
откуда.А доступность - это у кого как,у всех по разному,у нас,например,доступны большинство
микросхем от AD,в том числе компараторы,правда,цены кусаются.А вот LT практически нет,
и c TI тоже не густо.

ЗЫ. 74НС132 - большие сомнения по термостабильности ейного порога срабатывания.

[ВикторС]

Я тоже так сделал, скачайте мои схемы выше. Линейность хорошая, кого не устроит термостабильность - можно включить последовательно со стабилитроном эмиттерный переход такого же транзистора. Кстати, у меня источник тока запитан от +10В, а не от +5В, поэтому транзистор работает далеко от области насыщения, и это способствует хорошей линейности.

Андрей, правильно ли я понимаю, что для повышения термостабильности источника тока на транзисторе, последовательно со стабилитроном, задающим базовое напряжение, нужно включить Б-Э переход транзистора, аналогичного токозадающему?

И ещё, какие должны быть отношения напряжений на выводах токозадающего транзистора, чтобы от оставался не насыщенным при больших и маленьких токов через него?
Я видел схемы, где источник тока питался рапряжением более 100 Вольт. Не знаю, на сколько это оправдано при размахе пилы от нуля, до напряжения срабатывария элемента ТТЛ.
Есть ли какая то литература, поясняющая принципы построения транзисторного источника тока для ГПН?

Заранее благодарю.