Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

[Cosinus]

Уважаемый ВикторС
По поводу архива:
Открывается в программе просмотра (Win7) и помимо основных кнопок "вперед - назад" появляются чуть выше еще две маленькие кнопочки "вперед-назад". Вот ими и надо листать сей документ!
А на домашнем компе (ХР) эти кнопочки в одном ряду с основными, но квадратненькие!

[ВикторС]

Ацццкий сатана!!!

Пользуюсь программой XnView - там тоже есть кнопки для пролистывания многостраничных рисунков. Но это надо было догадаться, сто файл *.TIF велик не саам по себе, а по тому что в нём много страниц!

Косинус, спасибо за пояснения.
Завтра читать буду, на свежую голову.

Где же рассол?

[Andrew Martin]

Выход ЛЗ нагружен на входное сопротивление следующего за ним дифусилителя, Rвх которого
зависит не только от его входных резисторов,но и от режима работы транзисторов ДУ.Кстати,в
этом двухкаскадном дифусилителе ещё к тому же осуществляется частотная коррекция неравно-
мерности АЧХ ЛЗ,поэтому его входное сопротивление является частотнозависимым.А в выходное
сопротивление предыдущего каскада входит,кроме нагрузочных сопротивлений,ещё и выходное
сопротивление самих транзисторов,которое тоже зависит от их рабочего режима.На мой взгляд,
определять входное и выходное сопротивление ЛЗ в любительских условиях проще всего прак-
тически,например,по методике,которую использовал ув.Cosinus, т.е. подбором резисторов на
входе и выходе по наилучшей форме прямоугольных импульсов достаточно высокой частоты.

ЗЫ.Время задержки ЛЗ зависит от высокочастотности развёртки.Если развертка достаточно
быстро срабатывает, то и "длинная" ЛЗ не нужна,ведь она предназначена только для того,что бы
увидеть фронт сигнала,в остальном она только мешает.

Входное сопротивление первого ДУ НЕ ЯВЛЯЕТСЯ частотнозависимым в рабочей полосе осциллографа, т.к. эмиттеры транзисторов соединены вместе. Вообще, оно конечно частотнозависимо, но в рабочей полосе частот импеданс в основном будет активным.
Если бы использовалась эмиттерная коррекция АЧХ в первом каскаде, тогда да, зависило бы. А так входное сопротивление определяется дифференциальным сопротивлением эмиттерного перехода транзисторов.
От режима транзисторов оно конечно зависит, но в режиме класса А рабочая точка выбирается в пределах практически линейного участка входной характеристики транзистора, поэтому и диф. входное сопротивление относительно постоянно и мало, но, увы, неизвестно заранее, о чём я уже писАл выше.

Вход ЛЗ подключен к коллекторам транзисторов ДУ, а импеданс со стороны коллекторов в таком включении очень большой (в рабочей полосе частот) по сравнению с нагрузочными резисторами (R133, R134 по 2,4к) и тем более намного больше, чем волновое сопротивление ЛЗ. Поэтому выходное сопротивление каскада, нагруженного на вход ЛЗ, тоже по большому счёту активное за счет шунтирования R131+R180 и зависит только от сопротивления этих резисторов, и может подстраиваться в диапазоне 68...136 Ом.

А у Вас, Косинус, существенного улучшения формы импульсов при уменьшении резисторов нагрузки не наблюдается вероятнее всего из-за недостаточной нагрузочной способности 74АС74. Нужен хороший шинный драйвер, который рассчитан на 75 - 50 омную линию передачи.

Вообще я бы сделал возможность подстройки сопротивления и на входе ЛЗ (как в обсуждаемом С1-117), и на выходе.

Нашел в интернете ТО на С1-85. Там у ПЛЗ волновое сопротивление 100 Ом и время задержки 90 нс, и это при том, что полоса 100МГц.

P.S. У меня TIFF нормально открывается в Microsoft Office Document Imaging.

[Cosinus]

Я таки попробовал согласование по заводской схеме. Но выяснилась одна неприятность - очень сильно звенит щуп (китайский) осциллографа. На фотке выходной сигнал и сигнал при закороченном входе ЛЗ. В целом все работает нормально, задержка так и осталась 122 нс. На вход подавал 4 МГц (нашел кварц на 8 МГц). Фронт затягивается примерно с 8 нс на входе до 9 нс на выходе, что по-моему не криминально.
Будут ли еще какие пожелания (предложения) ?
Уже планирую впихнуть эту ЛЗ в свое устройство.

И моя благодарность за помощь в настройке участникам форума.

[Andrew Martin]

И какие номиналы резисторов получились? Волновое сопротивление 100 Ом как я и предполагал?

[Cosinus]

Да, 110 ом - самое то на входе и два по 56 ом на выходе.

[Andrew Martin]

А пока проанализирую скорость запуска моего генератора развёртки на 74НС74. Запускающий фронт приходит на тактовый вход, на инверсном выходе устанавливается лог. 0. К этому выходу подключен разрядный ключ - инвертор с открытым стоком. Ключ размыкается, начинается прямой ход развёртки.

Итак, время задержки запуска определяется следующими слагаемыми:

1)временем задержки компаратора в формирователе синхроимпульсов
2)временем задержки в автомате переключения режимов "автоколебательный-ждущий"
3)временем задержки триггера 74НС74 от входа СР до Q
4)временем размыкания разрядного ключа

В автомате сигнал проходит последовательно 2 ключа 74НС4053, у каждого задержка около 12нс.

У меня формирователь на КР597СА2 (около 12нс), триггер на 74HC74 (около 17нс), ключ на 74НС05 (около 11нс).
Итого 12+17+11+12*2 = 64нс. Естественно,это приближенная оценка

Если взять формирователь на TLV3501 (около 7,5нс), триггер на 74LVC1G74 (2.5нс) ключ на 74LVC1G07 (1.6нс), переключатели в автомате 74LVC1G66 (по 0.6нс) то получим 7,5+2,5+1,6+2*0,6= 12,8 нс! Даже если учесть время реакции УГО, то нужна будет ЛЗ на 20...25нс. Во каких мелкосхем буржуины наделали!

[Andrew Martin]

Да, 110 ом - самое то на входе и два по 56 ом на выходе.

Это хорошая новость!

Особенно хорошо то, что результат эксперимента хорошо совпадает с результатами моделирования в FEMM. Теперь можно попробовать рассчитать ЛЗ на стеклотекстолите другой толщины.

[Cosinus]

Уважаемый Andrew, Мне кажется Вы не учли время включения подсвета луча. У меня на макетке получалось не лучше 50 нс после начала прямого хода луча
И любопытно, что получится на стеклотекстолите 0.5 по расчетам с дорожками 0.5 и расстоянием 0.5?
И какая длина дорожек для задержки скажем 80 нс?

[Andrew Martin]

Уважаемый Andrew, Мне кажется Вы не учли время включения подсвета луча. У меня на макетке получалось не лучше 50 нс после начала прямого хода луча
И любопытно, что получится на стеклотекстолите 0.5 по расчетам с дорожками 0.5 и расстоянием 0.5?
И какая длина дорожек для задержки скажем 80 нс?

Да, Вы абсолютно правы, напрочь забыл о схеме гашения!

А какую схему гашения луча Вы собирали?

ЛЗ на текстолите 0,5мм промоделирую, но чуть позже...

[Cosinus]

Лучше всего у меня работала схемка подсвета от С1-137, но с выходными транзисторами 2N5551 & 2N5401

[Andrew Martin]

У меня триггер подсвета сейчас на 2х транзисторах (триггер Шмитта, схема из журнала Радио за 1977г), буду пробовать триггер Шмитта на 7407.
Управляющие импульсы подсвета снимаются с инверсного выхода 74НС74, именно с той точки, куда подключен разрядный ключ. Поэтому отпирание начинается синхронно с началом разряда времязадающей ёмкости, точнее задержка закрытия разрядного ключа как бы вычитается из задержки срабатывания устройства подсвета луча.

Где-то выше в теме выкладывал схему и модель (в Протеусе) триггера на 7407, он обеспечивает задержку отпирания порядка 20нс при ёмкости нагрузки 50пФ. Задержка запирания при этом получилась ещё меньше. Управление по катоду, как и в схеме из Радио, развязка от остальной схемы через высоковольтный конденсатор 10пФ.
Точно задержку измерить нечем - триггер находится под потенциалом катода (-600В). Но "на глаз" даже на транзисторном триггере начало прямого хода заметно не смазывается.

Думаю, к лучшему стремиться в этом плане мне уже не нужно

Вот Вам модели для FEMM. Стеклотекстолит толщиной 0,5мм с ДП=4,7, ширина дорожек 0,5мм, расстояния до алюминиевых крышек по 1,5мм.
Результаты:

- погонная индуктивность для одной полосы 0,865 мкГн/м
- погонная ёмкость 68,8 пФ/м

Как видите, индуктивность изменилась незначительно, а вот ёмкость - почти в 2 раза.

Соответственно, волновое сопротивление 158,6 Ом, а погонная задержка 10,9 нс/м.

Как-то так

P.S. У родной линии из С1-117 погонная задержка по рассчетам была 14,6 нс/м. Поэтому я думаю что нет смысла пытаться уменьшить габариты ЛЗ уменьшением ширины дорожек - падает погонная ёмкость и погонная задержка, возрастает волновое и омическое сопротивление.

[Andrew Martin]

Кстати, ещё одно замечание - ЛЗ образуют в основном "длинные" участки змейки ПЛЗ,которые перекрываются с аналогичными на второй стороне платы, а "короткие" неперекрывающиеся участки только добавляют небольшую индуктивность, поэтому при рассчете длины ЛЗ их учитывать не нужно.

[Cosinus]

Нарисовал от праздной скуки "упрощенно-укороченную" ЛЗ. Интересно Ваше мнение.
Кстати скачал программу FEMM, запустил и ....... . Моя понималка сдохла...

[Andrew Martin]

На самом деле ничего там особо страшного нет, но и на лету её тоже не поймешь - это не примитивный калькулятор, а система моделирования методом конечных элементов
Это очень гибкий инструмент - когда-то приходилось в нём моделировать вихретоковый преобразователь для толщиномера, потом электромагниты (с вычислением подъёмной силы). А теперь вот решил его опробовать на ПЛЗ.
Основная трудность - нарисовать модель, потом нужно задать свойства границ и материалов, потом нажать 3 кнопки - и всё
Как работать - описано в мануале к FEMM, есть даже примеры задач.
Единственное неудобство - это тамошняя рисовалка. Сначала нужно ставить точки, а уж потом соединять их линиями
Но FEMM - это некоммерческий продукт, поэтому автору и на том спасибо, что находит время и силы им заниматься.
Если уж очень хочется поковыряться c МКЭ, а FEMM слишком тяжел для понимания - есть российский ELCUT.

[Andrew Martin]

Аккуратненько
Как я понял, ширина дорожки выбрана такая же, как в ПЛЗ от С1-117.
А какова будет толщина стеклотекстолита?

[Chettuser]

Если уж очень хочется поковыряться c МКЭ, а FEMM слишком тяжел для понимания - есть российский ELCUT.

Есть еще ANSIS - это наоборот, тяжелый продукт, на случай если человек втянется

[Cosinus]

Стеклотекстолит с медью 0.56 мм. Я так понимаю медь - 0.03 мм. Ширину дорожки\просвет выбрал для простоты 0.75 мм. В выходные полазию по радиобазару, может найду тоньше...

[ВикторС]

Всем привет,

Попробовал пособирать входной каскад УВО на КПС104 по схеме дифференциального усилителя (подобно С1-76) и как пару истоковых повторителей. Работают обе, но есть нюанс. Так как затвор одного ПТ соеденён с землёй через резистор 100 Ом, а другой, тот, что к входному делителю, через связку из резисторов 1МОм и 200КОм (в точку соединения подаётся сигнал), при нагреве входного каскада обычным, бытовым феном, малой мощности, дифференциальное напряжение между истоками или стоками ( в зависимости от того, какая схема использована), уплывает на десятки милливольт, в одну и ту же сторону.

Есть ли способ такой уход скомпенсировать в указаных вариантах включения?
Или придётся делать двухканальный ВК с ОУ и ПТ?

Заранее благодарю.

[Andrew Martin]

А почему бы не уравнять сопротивления по затворам в "холостом" и "сигнальном" плечах? В С1-81 так и сделано: в холостом плече по затвору 1МОм || 2мкф (2х керамических конденсаторов по 1мкф) на землю. Входной каскад на КП303 в режиме истокового повторителя, транзисторы помещены в простейший пассивный термостат (пластмассовый кожух).