Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

[ВикторС]

Всем привет.

Размышляя над генератором развёртки аналогового осциллографа, мне всё больше кажется, что большинство известных любительских схем, не предусматривают защиту развёртки от запуска, синхроимпульсом, который пришёл во время формирования обратного хода луча, особенно, в ждущем режиме. Другими словами, если СИ приходит, когда разрядный транзистор открыт, а конденсатор ГЛИН ещё не полностью разряжен, может начаться новый такт заряда, с отрисовкой трека, например, с середины экрана, а не из за его левого края, как принято.

В связи с этим вопрос.
Насколько это важно - обеспечение нечуствительности развёртки осциллографа к импульсам запуска, пришедшим во время обратного хода луча?

Или этой фичей можно пренебречь?

Или она желательна в приборах, начиная с некоторой технической сложности (уровня характеристик).

Какие могут быть варианты реализации, кроме случая, когда одновибратор держит лог. 0 на входе RESET у триггера, управляющего разрядным транзистором с выхода "НЕ Q", в течение времени, много большего, чем длительность ОХ?

Буду благодарен за Ваши мнения.

[SM898]

Привет, Виктор! Давно не виделись!
Мне кажется,озвученная тобой проблема совсем не проблема.Думаю,что синхроимпульс
просто не успевает запустить развёртку во время действия обратного хода.Оно ведь
обычно совсем короткое,и задержки распространения в схеме сброса триггера блокировки
способствуют этому.Я не сильно большой специалист в конструировании развёрток,одну я
делал в далёком детстве (почти),по схеме Н313 для своего первого осциллографа на трубке
6ЛО1И.Вторую я только помогал делать товарищу,по схеме какого то промышленного,как бы
не С1-112,только на более быстрых компонентах.Обе работали достойно,особенно последняя,
которая держала сигнал до 45-50 Мгц и довольно небольшой по амплитуде.
Несколько месяцев назад,для конструируемого мной малогабаритного осциллографа,собрал
на макетке схему развёртки Дорофеева (которая 2 вариант,задержанная).Сначала сделал
всё по схеме,правда логику поставил 74АС00 и 74НС123 (хотел и 123 быструю - АС-,но их
нет в природе )В формирователь пилы поставил 2П341 и 2Т363,в разрядный ключ 2Т316,
как по схеме там скорость не сильно требуется.Прежде всего,была задача - проверить мини-
мальную длительность пилы,которую способна сгенерить эта схема.Нормально по форме
получается 40-50 наносекунд (4-5 нс/дел),если быстрее - всё резко кривеет.К тому же,
проблема усилить эту быстроту.Синхронизируется нормально мегагерц до 70,формирователя,
правда не было,подавал синус большой амплитуды -около 4 вольт р-р.К осциллографу не
подключал,поэтому,как выглядит картинка в реале - не знаю.Форму сигналов в схеме смотрел
быстрым осциллографом С1-104.
Есть планы заменить оба входных триггера,которые на ЛА3 на имеющийся быстрый сдвоенный
компаратор МАХ912,в этой микросхеме у каждого компаратора есть вход блокировки,
которым их можно затыкать в нужное время цикла.Если получится,тогда вся развёртка будет
на 2-х дип-корпусах и 3-х транзисторах с небольшим обвесом.
Но все как то не получается заняться,то времени нет,то вдохновения.

Сергей.

[ВикторС]

Сергей,

Спасибо за Ваши пояснения.
Очень интересный эксперимент - определение минимального времени наростания пилы в развёртке Дорофеева. Что Вы думаете, на счёт более мощного (с меньшим сопротивлением к - э) разрядного транзистора - КТ603 итп - rvr? должен глубже разряжать задающий конденсатор.
Вы проверяли постоянство амплитуды ЛНН на разных частотах? - Мне это кажется важным - чтобы длина хода развёртки, оставалась одинаковой на любой частоте.
И ещё, Вы пробовали греть феном для сушки волос, собранны ГЛИН? Как сильно уплывают параметры? Дорофеев отмечал, что основная схема не термостабилизирована. На сколько это серьёзный дрейф, в процентах?

По поводу сверхскоростной развёртки, ИМХО, нужно трубку высокочувствительную искать, чтобы каскадов усиления было поменьше, а полоса шире. 1 мкС наростания ЛИН, это 0,1 мкС/дел на горизонтальной разыёртке. Это может быть достаточным для радиолюбительских целей, тем более на тупой трубке.

[YUFAN62]

ВРЛ 102. Как Вам такие вых. каскады?

[ВикторС]

Это называется динамическая нагрузка. Хорошо использовать, когда требуется большое усиление каскада, например, для широкоэкранных трубок.
"Радиолюбительские" трубки, типа 8ЛО29И можно и более простыми схемами раскачать. напр. А.С. Кузнецов "Трёхканальный осциллограф" МРБ1042

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%D0%A2%D1%80%D1%91%D1%85%D0%BA%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%9C%D0%A0%D0%911042.djvu

[Andrew Martin]

Всем привет.

Размышляя над генератором развёртки аналогового осциллографа, мне всё больше кажется, что большинство известных любительских схем, не предусматривают защиту развёртки от запуска, синхроимпульсом, который пришёл во время формирования обратного хода луча, особенно, в ждущем режиме. Другими словами, если СИ приходит, когда разрядный транзистор открыт, а конденсатор ГЛИН ещё не полностью разряжен, может начаться новый такт заряда, с отрисовкой трека, например, с середины экрана, а не из за его левого края, как принято.

В связи с этим вопрос.
Насколько это важно - обеспечение нечуствительности развёртки осциллографа к импульсам запуска, пришедшим во время обратного хода луча?

Или этой фичей можно пренебречь?

Одновибратор восстановления обратного хода развёртки - это золотой стандарт осциллографостроения.
Дело в том, что если разрядный ключ на ПТ, то конденсатор разряжается по экспоненциальному закону, и по мере разряда скорость спада напряжения уменьшается, формируется характерная "шпора". Если разрядный ключ на БТ, то в этом случае "шпора" также присутствует из-за нелинейности выходных характеристик БТ при Uкэ близких к Uкэ насыщения. Кроме того, при помощи БТ-ключа конденсатор никогда не разрядится до нуля, а только до Uкэ насыщения.
Эта "шпора" по длительности больше, чем "крутой" участок разряда, и блокировать запуск до ПОЛНОГО разряда конденсатора мы просто обязаны, иначе получим неприятности в виде размытия линии развёртки по горизонтали, двоений, троений осциллограммы, особенно на ВЧ.
Вот такая ерунда.
В качестве альтернативы ОВ можно попробовать ОЧЕНЬ быстрый компаратор и им отслеживать разряд конденсатора. Можно даже приспособить для этой цели компаратор, переключающий развёртку с прямого хода на обратный, понижая ему опорное напряжение на время обратного хода. НО зачем такие изыски, когда можно использовать простейший и дешевый ОВ???

[ВикторС]

Андрей здравствуйте,

Спасибо за Ваш комментарий.

Упомянутая "шпора" заинтересовала изрядно.
По моему, я такое видел, когда опыты с блоком развёртки делал.
Выглядит так, и проявляется на быстрых развёртках.. Пила начинает линейно расти от нуля до, например, 3В.
Потом начинается разряд конденсатора, очень быстрый, почти вертикально вниз.
Разряд прекращается на уровне МИНУС 0,2В, дальше уровень так же быстро поднимается до нуля
И далее "защитный интервал", на уровне 0 В и далее начинается новый этап ЛНН.
Длина защитного интервала, больше чем длина импульса ЛНН в 2 - 3 раза.
Защитный интервал формируется зарядом через ЭП, во время ЛНН, дополнительного конденсатора,
напряжение на котором, не даёт развёртке повторно запуститься.
Фактически, это схема развёртки С1-68, только вместо интегратора Миллера,
использован источник тока на PNP транзисторе.

Ту ли "шпору" я описал, или Вы говорите о чём то другом?
Если так, можно какой то рисунок привести или фото осциллограммы, этой, загадочной, шпоры?

Заранее благодарю.

[Andrew Martin]

Нет, я имел в виду не выброс, а просто ярко выраженный экспоненциальный участок в конце разряда конденсатора ЛИН. Если ключ на ПТ (например, элемент с открытым стоком наподобие 74НС07), то разряд конденсатора описывается экспонентой с постоянной времени Rк*С, где Rк - сопротивление канала открытого транзистора. Ясно, что скорость спада напряжения уменьшается по мере разряда конденсатора, против природы не попрёшь. Да и разного рода выбросы и "звон" опосля заднего фронта пилы тоже могут иметь место, особенно при "раскидистом" монтаже, когда велики паразитные индуктивности. Поэтому трудно сказать точно, когда напряжение на конденсаторе стабилизируется на нулевом уровне. Отсюда и потребность в ОВ восстановления развёртки.
В Вашем же случае я предполагаю только такие ситуации - либо экзотический разрядный ключ , либо "раскидистый" монтаж (в идеале разрядный ключ должен подвешиваться НЕПОСРЕДСТВЕННО к времязадающему конденсатору отдельными очень короткими проводами, а не через общую землю или как-то иначе), либо проблемы с контрольным осциллографом (нескомпенсированная переходная характеристика тракта вертикального отклонения, некачественный щуп и т.д.)

[ВикторС]

Я уже поборол описанный ранее выброс напряжения разряда в отрицательную область. Сейчас, разрядным ключём работает КТ3102. Для наименьшей длительности ЛНН 1мкС - вполне достаточно. Если ускорять ЛНН до 0,1 мкС, нужно использовать КТ 339 или какой то другой транзистор с малой ёмкостью.
Разрядный транзистор запаян на выводы времязадающего конденсатора. Выводы не обрезал. Звона нет.

[Andrew Martin]

Я уже поборол описанный ранее выброс напряжения разряда в отрицательную область.

Каким образом? И в чем на самом деле была причина?

[ВикторС]

Я так и не понял, из за чего этот эффект возникал - потому и спрашивал.
Я использовал, сначала, КТ315, как разрядный конденсатор, а сигнал подавал через форсирующую RCD цепь как в ОР-1 или С1-131.
У КТ3102 коэффициент передачи больше. Предполагаю, что этот транзистор раньше открывается и дольше остаётся в открытом состоянии.

[Andrew Martin]

У КТ3102 граничная частота меньше, чем у КТ315, поэтому последние лучше для ключевых схем. Можно предположить, что КТ315 давал более крутой задний фронт пилы, с которым Ваш контрольный осциллограф показывал выброс. Попробуйте на ключ КТ306/КТ316.
Кстати, а какой контрольный осциллограф?

[ВикторС]

Контрольный осциллогаф С1-73 с внешним делителем.

Про Граничную частоту КТ315 (что она выше), даже не думал. В справочнике оба транзистора прописаны на 150 Мгц. И ёмкость коллектор - база у КТ315 - 7пФ, а у КТ3102 - 4 пФ. Измерял сам, у многих транзисторов. Показания повторяются.

Интересно вот что. Во многих схемах ГЛИН осциллографов, в качестве разрядного транзистора, ставят высокочастотный, средней мошности, типа КТ603 - это большая разница, по сравнению с КТ316. Интересн, что хотят получить, ставя мощный разрядный транзистор?

[Andrew Martin]

С1-73 слишком низкочастотный для таких наблюдений. Может быть у него перекомпенсация на ВЧ, может быть и у делителя тоже.
В С1-81 (20МГц) компенсацию ПХ делителя производят подстроечным конденсатором, подав меандр 1кГц от встроенного калибратора. Меандр этот имеет весьма пологие фронты (несколько десятков наносекунд), т.е. проводится компенсация ПХ в области больших времён (на НЧ). А что при этом творится в области малых времён? Там щуп с делителем запросто может давать перекомпенсацию и соответственно выброс на ПХ. ПХ осциллографа хорошо настраивать калибратором И1-9, или самодельным генератором прямоугольников с выходным каскадом на чём-то вроде 531ЛА16, с хорошим кабелем и нагрузкой 50Ом на выходе.
Насчет КТ603 только одна догадка - для большей "живучести" ключа при разряде больших ёмкостей.

[YUFAN62]

Осмелюсь предложить заменить КТ603 на КТ645. Его даже ставили УВО С1-94 в 90,91 годах. Примерно в те же годы пытался повторить "Сага"(это младший брат С1-112) на 8ЛО6И. Платы спаял, все работало на столе, но в корпус так и не собрал.

[ВикторС]

Я, как раз, пробовал с КТ645 - у имеющихся КТ603 - ножки длинные, жалко резать было. Никакой разницы между КТ645, КТ315 не заметил.
Прогоны, непрерывные, на медленной развёртке, делал до часа (перерыв на обед и, в добавок, активно грел бытовым феном,
с функцией подачи холодного воздуха, для проверки температурной стабильности - всё одинаково.

Вот какое есть подозрение. У мощных транзисторов, сопротивление открытого перехода К-Э - единицы Ом, и менее.
Это может влиять на скорость разряда НК и на величину разряда.
Так как защитный интервал больше интервала ЛНН (на быстрых развёртках), раза в два, скорость разряда НК значения не имеет.
Нужно будет внимательно посмотреть, как глубоко разряжается НК, на медленных развёртках, с КТ645 и КТ315 (КТ3102)

[Andrew Martin]

Нужно будет внимательно посмотреть, как глубоко разряжается НК, на медленных развёртках, с КТ645 и КТ315 (КТ3102)

А какое остаточное напряжение на НК в Вашей схеме? Неужто "0"?

У меня на время разряда источник тока ЛИН не отключался, поэтому весь ток от него (+ ток разряда НК) тёк через разрядный транзистор. Поэтому напряжение на НК никогда не опускалось до нуля, а было равно напряжению насыщения БТ при заданном постоянном токе коллектора. Это остаточное напряжение с неизвестной зависимостью от температуры вроде бы небольшая проблема, но от БТ в разрядном ключе я отказался.
К сожалению БТ в открытом состоянии - это далеко не резистор
Ещё отказался потому, что БТ весьма медленно закрывается (по сравнению с КМОП ПТ из состава серии 74НС) даже при использовании ускоряющей цепочки.
В моей схеме прямой ход начинается именно с момента закрытия разрядного ключа.
Чем выше быстродействие ключа, тем меньше время от прихода синхроимпульса до начала прямого хода развёртки.

По-моему скромному мнению, было бы всё так гладко у БТ с ключевым режимом, не использовали бы в быстрых развёртках туннельные диоды, да и ЭСЛ технология как последняя возможность использовать БТ в скоростной "цифре" не имела бы смысла.

Поэтому всем советую сегодня по мере возможностей переходить от золочёных транзисторов на быструю КМОП логику хотя бы серии 74НС.

[ВикторС]

На НК у меня 0В. Этого добивался при настройке.
Для надёжности в целос, и применения более быстрого БТ как разрядного транзистора,
можно ист. тока ГЛНН блокировать тем же сигналом, что включает разрядный транзистор.
Защитный мультивибратор будет держать РТ открытым на много дольше, чем время разряда.
При этом, остаточное напряжение на НК должно быть, в общем случае одинаковым.

[Andrew Martin]

При блокировании источника тока интересенее момент начала прямого хода и то, насколько быстро ИТ войдёт в линейный режим и на его выходе установится заданный ток.
У меня ИТ простейший - на одном р-п-р транзисторе, и блокировать его означает вводить в отсечку транзистор. Интереснее было бы сделать не запираемый ИТ, а с переключателем тока, чтобы ИТ всегда оставался в линейном режиме, но пожалуй оставлю всё как есть - переделывать эту часть нет ни желания, ни смысла, тем более что более серьёзных недостатков в осциллографе много

[ВикторС]

Я заложился на генератор ЛНН, с длительностью нарастающего участка 1мкс, полагая,
что при укладке оного по горизонтали, одна десятая хода луча будет соответствовать
0,1 мкс - одному периоду частоты 10 МГц. ЛНН, в 1 мкс, возможно, не очень быстрый.
Потому, можно собрать так, и посмотреть, в сборе, как будет себя вести,
коммутатор ИТ можно навесным монтажом собрать уже поверх платы - деталей не много.