Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

[ВикторС]

Андрей, спасибо за отзыв.
Я, к утру, примерно то же и надумал, с той разницей, что высокоомный резистор не заземлять, а подключить его "холодный" конец к движку переменного резистора, определяющего положение луча на экране. Размах напряжения на затворе ограничить так, чтобы следующая LM733 не выходила из режима по пост току.

[Andrew Martin]

Только должен предупредить - источник напряжения смещения должен быть ОТДЕЛЬНЫМ и хорошо стабилизированным как "по плюсу", так и "по минусу", т.к. даже "плавание" в милливольты будет приводить к "плаванию" линии луча по вертикали. Предусмотрите этот источник сразу, чтобы не пришлось как мне - лепить диодную сборку (схему выкладывал).

[S.W.P.]

Привет!
Вы, конечно, энтузиасты этой темы, а я - "мимо проходил", но такое впечатление, что Вы "боитесь" сформулировать параметры осциллографа, которые хотели бы получить. При том, что достаточно грамотные, опытные и, будь это другая тема/задача - давно так бы и сделали.
Вот мнение со стороны (на основе ваших дебатов и некоторых размышлений). Если полагать, что важнейший параметр осциллографа - "эффективная" полоса частот (или то же самое, сформулированное в терминах его переходной характеристики), главным ограничителем является используемая труба. Соответственно, она определяет требования к напряжению выходного каскада, далее тянет его элементную базу и достижимую полосу (грубо говоря, достижимая полоса ухудшается обратно КВАДРАТИЧНО при росте потребного размаха сигнала на пластинах). Я клоню к тому, что проблемы, стоящие при проектировании входного тракта, существенно проще (относительно возможностей современной элементной базы). И если бы определиться с трубкой и ее обвязкой (в части реально достижимой полосы), то очень вероятно, что на такую частоту реально сделать входной каскад "просто" на ОУ (с ПТ-входом): тогда проблема дрейфа входного каскада самоустранится. (Или посмотрите свежие публикации у АналогДивайсес: там описывался гибридный широкополосный усилитель, но не параллельный, а последовательный - что гораздо проще реализовать: повторитель на JFET-сборке + широкополосный интегральный ОУ. Но скорее всего, если "осмелиться" озвучить полосу по выходу, подобное даже не понадобится).

[ВикторС]

Всем привет.

Проверил идею с равными сопротивлениями в цепях затворов.
Работает.
Дрейф уменьшился, примерно, на порядок.
Очень важно зашунтировать затвор "холодного" ПТ, на землю, конденсатором, хотя бы, 0,01 мкф.
Регулировка уровня по вертикали тоже получилась. Сделал так. Два источника опорного напряжения +/- 0,6 В из диодов КД521 и резисторов 10 КОм, питаются от +/- 12В (диоды на массе). От точек +/- 0,6 В два резистора по 82КОм, и между ними переменник на 4,7КОм. На практике, потребуется каждый из резисторов 82КОм заменить парой из постоянного и подстроечного по 47 КОм, чтобы точно подстраивать диапазон отклонения. Поочерёдный нагрев диодов паяльником приводит к встречному дрейфул уча. Можно предположить, что общий прогрев вызовет взаимную компенсацию ухода. Диоды в ИОН, наверное, следует зашунтировать конденсаторами.

Задача формулировки единого ТЗ для самодельного, радиолюбительского осциллографа, дело мутное. У радиолюбителей, желающих сделать и использовать по назначению, осциллограф на ЭЛТ, совершенно разная квалификация и разные ресурсы по элементной базе и измерительным приборам. Кроме того, нужно соизмерять затраты личного времени и средств со стоимостью и характеристиками ЭЛТ, доступными в продаже. Может оказаться выгоднее продать двадцать самодельных ЗУ для АКБ и купить один осциллограф, чем положить на самоделку тройную цену с сомнительным результатом.

Для себя, ТЗ на самодельный осциллограф, ставлю «по нисходящей», чтобы не переживать, если возникнут сложности – что получится, то получится.
Интересно попробовать, взяв низкочуствительную, круглую трубу (чтобы не связываться с намоткой катушки ориентации луча), не более 8ЛО29И, получить время нарастания ПХ УВО не менее 35нС (как в С1-94), при линейной, калиброванной развёртке до 0,05мкС/дел (как в С1-73), но без ручки «Стабильность». То есть, переключение авт-ждущ должно происходить автоматически, если ждущий режим не включён вручную. При этом цена используемых ИС ОУ не должна превышать 100 руб/шт, а цена цифровых ИС, не более 20 руб/шт. Все детали должны быть в продаже, как минимум в двух разных магазинах в Санкт Петербурге (живу я тут, вдалеке от посылторга).
Для опытов по осциллографостроению использую INSTEK GOS-3060. Есть возможность ориентироваться на условного (в моём случае) лидера.

[S.W.P.]

Кроме того, нужно соизмерять затраты личного времени и средств со стоимостью и характеристиками ЭЛТ, доступными в продаже. Может оказаться выгоднее продать двадцать самодельных ЗУ для АКБ и купить один осциллограф, чем положить на самоделку тройную цену с сомнительным результатом.

Вот этого посыла совершенно не понял. Мне то со стороны казалось, что активные участники темы - "чистые" энтузиасты, фанаты. А так-то, если переходить к материальным соображениям, однозначно, за то время, что уже потрачено на обсуждение, каждый из участников (по своей основной деятельности) мог заработать достаточно, чтобы приобрести хороший (или даже очень-очень хороший) осциллограф.

[ВикторС]

Уважаемый S.W.P, Вот о чём я говорю.

Сдеать осциллограф для, себя, для, собственного удовольствия, можно даже на суперэксклюзивных, уникальных деталях, потратив пол жизни и бюджета, и радоваться успеху. В одиночку. Потому что никто не сможет повторить этот уникальный прибор.

Другое дело, сделать простой и надёжный, доступный для повторения, радиолюбительскй, осциллограф из распространённых деталей, с параметрами, хоть на 25% лучшими чем у любимых, "советских" моделей и современных китайских осциллографов на ЭЛТ, нижней ценовой катгории.

Мне кажется важным, чтобы моя радиолюбительская практика приносила пользу кому то ещё, развлекающемуся сходным образом.

[S.W.P.]

Я совершенно не знаю РЕАЛЬНЫХ характеристик так называемых "современных китайских осциллографов на ЭЛТ, нижней ценовой категории". Возможно они "никакие". Тогда еще как-то можно рассуждать, что в любительских условиях (не имея 1)опыта; 2)достаточных знаний; 3)сколько-нибудь приличного измерительного оборудования (ведь Вы ведете речь о "массовом" повторении, т.е. рядовыми радиолюбителями); 4)при достаточно жестко ограниченном бюджете) будет сделан сложный ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР лучше, чем какой-никакой заводской. Кажется в этой теме кто-то писал, что для изготовления осциллографа с заданными параметрами надо иметь под рукой осциллограф втрое лучше. Но если последний уже есть, то зачем делать первый (если не для чистого искусства)?!

ПМСМ: Если речь идет все же о применении осциллографа и с бюджетом напряженка, для "простого любителя" лучше купить б/у "советский" осциллограф в более-менее приличном состоянии. Ну и Хантеки никто не отменял.

Прошу прощения, если разбиваю мечту.

[ВикторС]

Я часто думаю, а где взяли, для настройки, осциллограф те инженеры, которые сделали ПЕРВЫЙ осциллограф?
Или по другому - у кого инженеры Тектроникса покупали поверочные осциллографы, для настройки лучших своих образцов?

Наверное, последовательное соблюдение продуманных правил приводит к положительному результату, а не соблюдение - к провалу. Это как "Мойте руки перед едой". Чтобы начать серию опытов с входным каскадом, мне потребовалось сделать кварцевый калибратор с частотнокомпенсированным делителем. Это полезный прибор и для других применений тоже, тк что, опыт и материальная база всё равно приростают.

Вот в этой папке, подборка схем и мануал на китайские осциллографы ОСУ-10 итп. Можно просто клонировать китайца, но это будет ещё хуже.

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_CQ5010/

[S.W.P.]

Я часто думаю, а где взяли, для настройки, осциллограф те инженеры, которые сделали ПЕРВЫЙ осциллограф?
Или по другому - у кого инженеры Тектроникса покупали поверочные осциллографы, для настройки лучших своих образцов?

Это-хороший вопрос. Точного ответа я, как и Вы, не знаю, могу только рассуждать.
Наиболее выпукло проблема, очевидно, проявляется при выполнении исследований "на переднем фронте" науки. Там не только нет готовых эталонов, но м.б. даже нет представления, чтобы могло выступить в его качестве.
Более приземленно, "в технике", наверное можно работать и без запаса по метрологическим характеристикам (применяемых средств измерения в сравнении с разрабатываемой или/и изготавливаемой продукцией). Но это ЗНАЧИТЕЛЬНО ЗАТРУДНИТ работы, (много)кратно увеличит их стоимость, требования к квалификации исполнителей и т.д. Поэтому, это-крайне не выгодно и выстроена стройная (и сравнительно не дорогая в эксплуатации!) система поверок от мер высшей точности к менее точным и более массовым приборам. (собственно моя претензия к "Хантеку" - как имя нарицательному - что они, будучи "заводом" и т.о. имея возможность сравнительно не дорого встроиться в метрологическую систему и нести точность "в широкие массы", из ложно понимаемой экономии (на спичках) не делают этого)

[Andrew Martin]

Очень важно зашунтировать затвор "холодного" ПТ, на землю, конденсатором, хотя бы, 0,01 мкф.
Регулировка уровня по вертикали тоже получилась. Сделал так. Два источника опорного напряжения +/- 0,6 В из диодов КД521 и резисторов 10 КОм, питаются от +/- 12В (диоды на массе). От точек +/- 0,6 В два резистора по 82КОм, и между ними переменник на 4,7КОм. На практике, потребуется каждый из резисторов 82КОм заменить парой из постоянного и подстроечного по 47 КОм, чтобы точно подстраивать диапазон отклонения. Поочерёдный нагрев диодов паяльником приводит к встречному дрейфул уча. Можно предположить, что общий прогрев вызовет взаимную компенсацию ухода. Диоды в ИОН, наверное, следует зашунтировать конденсаторами.

Ну вот, получилось практически то, что я выкладывал ранее Только диоды у меня из сборки BAV99, соответственно греются одновременно. Конденсаторами их шунтировать не нужно - дифференциальное сопротивление прямосмещённых диодов очень мало.
Кстати, у вышеприведенного способа регулировки положения луча по вертикали есть один ньюанс: если изменять усиление УВО, то диапазон регулировки будет изменяться во столько же раз.

[ВикторС]

Андрей,
спасибо за комментарий и указание на сопротивление диодов.
По выходу LM733, у меня планируется усилительный каскад на паре n-p-n транзисторов. Его можно сделать на сборке КР159НТ1 (два трандистора) или на КР198НТ3 - 4 транзистора, так у двух оставшихся, подпереть резисторами переходы Б-Э и считать эти переходы диодами ИОН для регулировки положения луча по "холодному" затвору.

Плаванье положения луча при регулировке оного по затвору, при изменении усиления КВО, меня не смущает.
Сейчас я не могу придумать задачи, для которой требовалось бы делать ручную регулировку усиления в КВО, на отдельной ручке. В С1-73 такая рекулировка есть. За двадцать лет не пользовался ни разу - делитель 1-2-5 полностью удволетворяет даже при рабочей высоте экрана 4 см.

Вот ещё интересный вопрос, связанный с входным каскадом на ПТ.

Какую выбрать схему защиты входного ПТ от случайных перенапряжений?
Схем таких более десятка разных, с использованием диодов, стабилитронов и транзисторов в разных сочетаниях, с закорачиванием перегрузки на шины питания, на корпус, на специальные опорные потенциалы - глаза разбегаются.

Каков опыт участников беседы в части лучшей защиты входного ПТ?

Заранее благодарю.

[Andrew Martin]

Уважаемый S.W.P

Я потратил на создание своего осциллографа больше года, и он ещё не окончен
За это время я понял, что ни в интернете, ни в журналах за последние 20 лет не появилось ни одной достойной внимания публикации по обсуждаемой теме, только разрозненные описания тех или иных узлов, часто откровенно неработоспособных, и при этом "устраивающих многих", а также чрезмерно примитивных пробников, которые удовлетворят только человека, никогда не работавшего с нормальным осциллографом.
После неудачных попыток повторения чужих схем стало понятно, что нужно заново изобретать велосипед. Так появилась схема развёртки, которую я считаю простой, доступной и современной, и при этом довольно удачной. А главное она работает с дубовой 6ЛО1И, а значит легко раскачает и другие популярные у радиолюбителей трубки.

О каком ТЗ после всего этого можно говорить?

Я ставил перед собой задачу сделать современный и доступный осциллограф, при этом не впадая в крайности наподобие триггеров на туннельных диодах или заоблачно дорогих микросхем от AD. Что-то получилось хорошо, что-то - не очень. Но зато теперь могу поделиться печальным опытом с другими желающими, дабы не повторяли моих ошибок.

Конечно, создание осциллографа - это занятие не для начинающих, и даже не для любителей тупого повторения. И выписать панацею от всех бед здесь практически невозможно - этому свидетельство разнообразие смехотехнических и конструктивных решений промышленных приборов.

[Andrew Martin]

Какую выбрать схему защиты входного ПТ от случайных перенапряжений?
Схем таких более десятка разных, с использованием диодов, стабилитронов и транзисторов в разных сочетаниях, с закорачиванием перегрузки на шины питания, на корпус, на специальные опорные потенциалы - глаза разбегаются.

На самом деле схема защиты одна - это диодный ограничитель. Куда и как он подключается - это зависит от перегрузочной способности входного каскада. В С1-81 ограничитель диодный, диоды (по 3шт последовательно на плюсовую шину и на минусовую) холодными концами сидят на шинах питания входного каскада, который получает двуполярное питание от простейших стабилизаторов на КС168. Получается что при перегрузке ток течет через открытые диоды, далее через стабилитроны замыкается на землю.
В вольтметрах видел интересную модификацию ограничителя - там в качестве диодов используются управляющие переходы ПТ КП303. Они, якобы, имеют намного меньший ток утечки в закрытом состоянии, нежели обычные кремниевые диоды. Но это важно при терраомных входных сопротивлениях, а на 1МОм ПТ в ограничителе никакого выигрыша не дадут.

[ВикторС]

Андрей,

Спасибо за пояснения.

Как я понимаю, диоды, включённые последовательно, имеют меньшую ёмкость и меньший обратный ток, но большее напряжение пробоя, которое нужно прибавить к напряжению опорного источника, куда "сливается" перегрузка.

Вот пара диодов для сравнения:
1N3595 Iобр-1нА Твосст-3мкС Сд-8пФ
КД503Б Iобр-10мкА Твосст-0,01мкС Сд-2,5пФ

Выбор, похоже, не однозначный. Как распределятся голоса уважаемых участников?

[Andrew Martin]

Я за КД503!
А лучше КД522 или: BAV99: 4нс, 1,5пФ, 30нА, 2 диода в корпусе.

[ВикторС]

Спасибо,

А какие есть аналоги BAV99 в корпусе с выводами, хоть и поштучно? - Хочется попробовать обойтись без SMD.

Заранее благодарю.

[SM898]

Ув.S.W.P. У подавляющего большинства окружающих,особенно в наше время,наше увлечение
вызывает,мягко говоря,недоумение. Зачем что то делать,когда можно "продать что нибудь
ненужное",как говорил кот Матроскин,и купить тот же осциллограф.Ведь всего навалом,только
плати,и будет тебе щастье.Но некоторым отдельным индивидуумам это не интересно.Поэтому
и конструируют и изготавливают самодельные осциллографы,усилители,трансиверы и т. п.,
не заморачиваясь мыслями о конечной стоимости.Как то встречал изречение,что "дорогая
конструкция,это та,что сделана своими руками".В этом есть доля истины.Я сам,несмотря на
наличие двух достаточно высококлассных осциллографов (С1-117 и С1-104),не спеша делаю
ещё и третий,маленький на трубе 8ЛО6И,и надеюсь,что его параметры будут достаточно высо-
кими.При этом я абсолютно не задумываюсь о его конечной стоимости.ИМХО,чисто радиолю-
бительская деятельность по определению не может быть прибыльной,я не говорю о примене-
нии радиолюбительского опыта и навыков на основной работе.
ЗЫ.Виктор С,самые лучшие,на мой взгляд,диоды для ограничения (если не брать какую-либо
экзотику) -это КД514. Менее 1 пф, 1 нс и вроде не дефицит (у нас).Если же экзотика -
то 2А522А,специальные ограничительные диоды,работают до гигагерц.Но практически
недоступны.

[S.W.P.]

Ув.S.W.P. У подавляющего большинства окружающих,особенно в наше время,наше увлечение
вызывает,мягко говоря,недоумение. Зачем что то делать,когда можно "продать что нибудь
ненужное",как говорил кот Матроскин,и купить тот же осциллограф.Ведь всего навалом,только
плати,и будет тебе щастье.Но некоторым отдельным индивидуумам это не интересно.Поэтому
и конструируют и изготавливают самодельные осциллографы,усилители,трансиверы и т. п.,
не заморачиваясь мыслями о конечной стоимости.Как то встречал изречение,что "дорогая
конструкция,это та,что сделана своими руками".В этом есть доля истины.Я сам,несмотря на
наличие двух достаточно высококлассных осциллографов (С1-117 и С1-104),не спеша делаю
ещё и третий,маленький на трубе 8ЛО6И,и надеюсь,что его параметры будут достаточно высо-
кими.При этом я абсолютно не задумываюсь о его конечной стоимости.ИМХО,чисто радиолю-
бительская деятельность по определению не может быть прибыльной,я не говорю о примене-
нии радиолюбительского опыта и навыков на основной работе.

Вы просто не вполне уловили логику моего обсуждения с уважаемым Виктором. Я как раз исходил, что тему развивают энтузиасты, не отягощенные меркантильными соображениями (что вызывает у меня огромное к ним уважение). Но наблюдая за многочисленными возвратами к обсуждению входных каскадов УВО, при нерешенности проблемы получения адекватно высоких характеристик у связки (выходной каскад УВО+трубка), предположил наличие методических (или психологических?) проблем. И предложил все же определиться, хотя бы ориентировочно, что же за параметры осциллографа каждый из уважаемых форумчан хотел бы получить. И уже на этой базе обсуждать схемотехнику, конструкцию, технологию отдельных блоков. В-принципе, в ответах все назвали "свои" типы трубок, что вообщем то характеризует их аппетиты, т.е. какая примерно полоса будет (хотя бы в проектах, в мечтах).
Просто Виктор (по моему не удачно) присовокупил, что хотел бы сделать референсную модель для повторения радиолюбителями и, следовательно, важным критерием его работ является приемлемая (не высокая) себестоимость, чтобы получить прибор, конкурентоспособный с "массовыми китайцами". Вот в отношении этого утверждения я и высказал возражения.

[Andrew Martin]

Не знаю, почему-то в выводных корпусах у всех диодов ёмкость в среднем больше, чем в смд.
КД514 это вроде бы диоды Шоттки...
1N5711 - диоды Шоттки, 2пф/100пс, но прямой ток всего 15мА - хилые они...

[ВикторС]

SM898,

Спасибо за наводку на КД514. Помню встречал их в своих закромах. Нужно проверить - остались или нет.

В качестве относительного ОФФТОПА ещё раз вернусь к мысли о строительстве сложного устройства (осциллографа, в нашем случае), из простых/ дешёвых/ досступных деталей приемлемого качества. Это, может быть отдельной, интересной задачей.

Так же, есть, так называемое, незнание первого рода" - это когда не знаешь, какие вопросы задавать, или когда не знаешь, что уже пять лет выпускается какая то изящая импортная деталь, заменяющая два десятка тех, что есть в наличии. Так что выбрать - разрабатывать схему на известных деталях или штудировать даташиты со всего мира, в поисках самой лучшей детали? И найдя её, как можно быть уверенным, что её будут производить ещё хотя бы год, и продавать поштучно?

Потому я и стараюсь использовать ширпотребовские детали в своих проектах - повторяемость и ремонтопригодность более вероятна.

Решаемая нами задача - разработка годной к повторению, схемы осциллографа на ЭЛТ, может быть интересна, так же, обладателям старых советских осциллографов с посредственными параметрами. Полученные нами наработки можно использовать для модернизации тех же С1-68 итп.