Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Что мерить, чем мерить, как мерить. И, естественно - зачем мерить...

При поддержке компании ПРИСТ


Ответить
Опытный кот
Аватара пользователя
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва

Сообщение Valentin Gvozdev »

Итак, нашлось наконец-то время и вдохновение поставить финальную точку в проекте своего осциллографа. Во время эксплуатации выяснилось два основных комчка, который порой сильно действовали на нервы. Первый - не совсем правильные показания на постоянном токе, где наблюдалось систематическое занижение процентов на 5-7, хотя на частотах начиная где-то со звуковых и до границы полосы пропускани все было очень ровно.
И второй, отмеченный ранее - это те самые необъяснимые искажения АЧХ в НЧ области при работе с щупом-делителем, приводящие к тому, что на стандартном меандре в 1 Кгц невозможно было добиться правильной формы сигнала. При этом величина этих скажений была сильно разной в обоих каналах и в канале Б достигала процентов 5 по амплитуде и сильно резала глаз. Помнится, я связал это явление с "отсосом" энергии из сигнальной линии за счет катушек реле (напомню - коммутация входных цепей у меня на РЭС=49 и РЭС-60) и резонансных явлений в них.

В общем, все это удалось победить. С первым кояском оказалось проще - в нем была виновата корректирующая цепочка 6.8k - 1000 pF в эммиттерах VT18-VT19 (см приложеную схему), которая обеспечивала небольшой подъем АЧХ начиная от верхних звуковых частот. Разумеется, тракт, откалиброванный на переменке, из-за этого занижал постоянку. Из-за этого же на меандрах наблюдались не очень заметные специфические искажения, которые никак не компенсировались штатными подстроечниками (что понятно, т.к. они влияют на АЧХ только в ВЧ области). Подбор номиналов этой цепочки по форме меандров разных частот с контролем горизонтальности площадок показал, что оптимальные значения в данном случае 150 pF И 2.2 kOm. И все стало на свои места - меандры стали прямоугольными, а подача 10 B на вход на пределе 2V/div отклоняет луч ровно на 5 делений. Заодно, кстати, и общая АЧХ улучшилась и выброс ПХ при полосе в 50 МГц стал меньше. Причем в обоих каналах.


А вот со вторым пришлось изрядно повозиться. Я долго менял детали во входной части, отпаивал выводы, соедняя их навесным монтажем (чтобы исключить влияние платы) - все это приводило к некоторым улучшениям, но порой неявным. Довольно быстро стало понятно, что катушки реле не при чем - АЧХ нисколько не менялась при изменении емкости конденсаторов, которыми заземлены выводы обмотки реле - а если бы они участвовали в отсосе энергии, то АЧХ обязана была меняться. В какой-то момент заметил, что сильное улучшение наступает, когда из схемы исключаешь некоторые дорожки на плате, заменяя их навесными перемычками. Единственным объяснением этих чудес осталось то, что на плате имеются паразитные утечки, связанные, очевидно, с обильными остатками флюса.... Ибо при тех импедансах, даже 50 мегаом существенно. Так что пришлось нести платы входных делителей на работу и там тщательно промывать их горячим изопропанолом, в результате чего вся грязь была удалена.

Когда тщательно просушил их и поставил обратно - эффект если не пропал, то уменьшился раз в 10. И теперь непрямоугольность менадра можно заметить, только увеличив усиление раз в 5, во столько же раз зашкалив сам сигнал (скорее всего, требуется промывка и плат УВО). На нормального же размера картинке щупы обоих каналов прекрасно компенсируются, и что на 1, что на 10, что на 100 КГц, что на 1 МГц дают прктически безукоризненно ровные меандры. В общем, наука в очередной раз победила.

Добавлено after 8 hours 10 minutes 2 seconds:
Немного картинок для иллюстрации. Прошу прощеняи за качество - разбил стекло камеры в телефоне.

Итак, меандр 1 КГц через скомпенсированный щуп-делитель на обоих каналах:
Изображение
То же самое на медленной развертке:
Изображение

По моему, неплохо.

Меандр 100 Кгц:
Изображение

Теперь 1 Мгц:
Изображение Изображение

2 Мгц:
Изображение


10 Мгц:
Изображение Изображение

Ну и 20 МГц, хотя тут уже не хватает быстродействия выходного усилителя генератора:
Изображение
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
Контактная информация:
Реклама
Собутыльник Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 2879
Зарегистрирован: Ср дек 04, 2013 14:37:35
Откуда: Санкт Петербург

Сообщение ВикторС »

Валентин,
Поздравляю с успешной настройкой самодельного, двухканального, осциллографа! :beer:
В осциллогафе С1-73, детали, присоединяемые к затвору входного ИП, соеденены на клемме, закреплённой над ПП на керамической стойке. Наверняка, тоже, для борьбы с утечками и наводками через проводимость ПП, хоть она и залита лаком.

Для входного коммутатора AC/DC и делителей напряжения, нашёл на Али малоразменые герконовые реле SIP-1A05. Я их увидел в каком то игрушечном, цифровом, осциллографе, столь простом, что измеряет только на переменном токе, и, тем не менее, эти реле поставлены в низкоимпедансный делитель, вместо цифрового коммутатора К561КП2 (CD4051A), меньшего и по цене и по размеру.

Даташит на герконовое реле SIP-1A05
http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... P-1A05.pdf

Протокол тестирования реле SIP-1A05
http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... %D0%B5.pdf
С уважением, ВикторС.
Контактная информация:
Реклама
Вымогатель припоя
Аватара пользователя
Сообщения: 631
Зарегистрирован: Вс июл 21, 2013 16:24:58
Откуда: Юг Руси.

Сообщение SM898 »

Дык, оте реле раньше применялись в старых диал-ап модемах.
Телефонную линию ими подключали. Да, они герконовые.
Потребляют немного при срабатывании. Когда те модемы стали не актуальны,
я наковырял их (реле)чуть ли не десяток. Применял их, когда делал
венгерский LC метр, и еще один LC метр-частотометр на ПИКе.
Работало нормально. Вот только не сподобился замерить паразитную емкость
между контактами, а так же между обмоткой и контактом.
Счас уже,наверное, с разбегу не найду ту коробку с релями.
ПС. У них только замыкающий контакт. Если надо что переключить - не получится.
Собутыльник Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 2879
Зарегистрирован: Ср дек 04, 2013 14:37:35
Откуда: Санкт Петербург

Сообщение ВикторС »

Коллеги,
Я тут поччитал связку из К561КП2 (CD4051A) и последующего эмиттерного повторителя, для низкоомного аттенюатора.
Если принять, округляя вверх, сопротивление открытого канала микросхемы, как 400 Ом (для напряжения питания ИС 10В), а входную ёмкость, следующего за ним, повторителя, как 10пФ, получается ФНЧ на частоту 40 МГц, что, представляется хорошим показателем для осциллографов с низкой чувствительностью ЭЛТ, где основное ограничение полосы произсходит в выходном каскаде. Для управления, можно использовать диодный дешифратор и миниаьюрный галетник 1Н12(11)П, при этом, реле с двумя групами контактов, управляемое этим же дешифратором, будет использоваться в единственном высокоимпедансном делителе с отношением 100:1 :solder:
И вот важный вопрос - нужно ли (вредно ли) ставить между низкоимпедансным делителем и ИС электронного коммутатора, резисторы, выравнивающие выходной импеданс на каждой ступене деления? :dont_know: (При механической коммутации это разумеется само собой)
С уважением, ВикторС.
Контактная информация:
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
Родился
Сообщения: 17
Зарегистрирован: Вт янв 01, 2019 15:54:15

Сообщение Koto_Fey »

Если принять сопротивление открытого канала микросхемы, как 400 Ом ( округляя вверх для напряжения питания ИС 10В), а входную ёмкость следующего за ним повторителя, как 10пФ, получается ФНЧ на частоту 40 МГц, что представляется хорошим показателем
Это обнадеживает !
Для управления, можно использовать диодный дешифратор и миниаьюрный галетник 1Н12(11)П, при этом, реле с двумя групами контактов, управляемое этим же дешифратором, будет использоваться в единственном высокоимпедансном делителе с отношением 100:1
Так предполагал изначально и сделать , но склоняюсь к коммутатору пределов на микросхемах.
Реклама
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 3761
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Сообщение El-Eng »

ВикторС писал(а):Если принять, округляя вверх, сопротивление открытого канала микросхемы, как 400 Ом (для напряжения питания ИС 10В), а входную ёмкость, следующего за ним, повторителя, как 10пФ, получается ФНЧ на частоту 40 МГц...
Вы забыли учесть выходную емкость микросхемы CD4051A, а это 30пф...
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Реклама
Опытный кот
Аватара пользователя
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва

Сообщение Valentin Gvozdev »

В осциллогафе С1-73, детали, присоединяемые к затвору входного ИП, соеденены на клемме, закреплённой над ПП на керамической стойке. Наверняка, тоже, для борьбы с утечками и наводками через проводимость ПП, хоть она и залита лаком.
Виктор, это все явно неспроста. Скорее всего, дело в том, что С1-73 рассчитан в том числе и на полевые или приближенные к ним условия, где высокая влажность вполне может привести к ненужным утечкам в высокоомных цепях. Честно говоря, я долго думал, как могут взяться искажения АЧХ на зуковых частотах в такой простой схеме, какой является входное устройтсво осциллографа, тем более без задействованного делителя 100:1. Даже моделировал на симуляторе всевозможные ситуации. И в итоге пришел к выводу, что это может быть следствием только несанкционированных утечек, когда наряду с основным делителем, составленным из резисторов 9 Мом в щупе и 1 Moм на плате, обраузется еще один - паразитный. И АЧХ такой системы уже нельзя скомпенсировать единственным конденсатором.

В общем, вывод такой - входную часть осциллографа - переключатель DC/АС/GND и высокоомный делитель делать на реле МОЖНО и НУЖНО. Безо всяких компромиссов.
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
Контактная информация:
Собутыльник Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 2879
Зарегистрирован: Ср дек 04, 2013 14:37:35
Откуда: Санкт Петербург

Сообщение ВикторС »

[uquote="El-Eng",url="/forum/viewtopic.php?p=3895718#p3895718"]
ВикторС писал(а):Если принять, округляя вверх, сопротивление открытого канала микросхемы, как 400 Ом (для напряжения питания ИС 10В), а входную ёмкость, следующего за ним, повторителя, как 10пФ, получается ФНЧ на частоту 40 МГц...
Вы забыли учесть выходную емкость микросхемы CD4051A, а это 30пф...[/uquote]

В низкоимпедансном делителе осциллографа С1-131, выходной импеданс - 120 Ом, на любом пределе, при входной ёмкости CD4051A, равной 30 пФ, полоса среза ФНЧ составит 44 Мгц. Полоса та же самая, что формируется сопротивлением открытого ключа и ёмкостью следующего за ним ЭП. :solder:
С уважением, ВикторС.
Контактная информация:
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 3761
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Сообщение El-Eng »

Хм, я говорил о выходной емкости, входная емкость у CD4051 - 5пф.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Опытный кот
Аватара пользователя
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва

Сообщение Valentin Gvozdev »

Виктор, без претензии на правильность могу сказать, что ставить 561КП2 в такой ответственный узел, как аттенюатор осциллографа я бы не стал. У меня был некоторый опыт работы с 561КТ3 - это просто ключи, а не мультиплексор, но параметры коммутационного элемента там, скорее всего, схожи. Использовалась (и продолжает использоваться) эта микросхема с самодельном четырехразрядном ЦАПе, коммутируя резисторы. Никакие сигналы через нее не пропускаются, только постоянный ток.

Так вот - чтобы добиться более-менее равного шага увеличения напряжения на выходе при изменении входного кода мне пришлось перебрать несколько экземпляров микросхемы, так как сказывалась неодинаковость параметров ключей. Но там с силу специфики применения особая точность была не важна. А что будет, если подобное поставить в аттенюатор - вполне можно представить себе. К тому же, боюсь, что на ВЧ начнутся пролазы между соседними каналами, что приведет к неустранимым подъемам ачх на пределах, где затухание аттенюаторов максимально.

А вообще РЭС-49 на напряжение 27 V вполне реально купить по 15-20 рублей. Так что не вижу причины этого не сделать.
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
Контактная информация:
Вымогатель припоя
Сообщения: 583
Зарегистрирован: Вс окт 20, 2019 20:54:30

Сообщение Electricman »

В общем, корпус собрался, так сказать. :)

"Подвальное помещение" занимает блок питания. Регулирующие транзисторы прикручены к задней стенке, выполняющей роль теплораспределителя (и отчасти радиатора). Так же, под ЛЗ примостилась плата стабилизатора накала, изолированного от других цепей.
Изображение Изображение

Задняя стенка проста и лаконична, ничего лишнего. :)
Изображение

На переднюю стенку вывел регуляторы фокуса и яркости, осталось только что-то решить с кнопками выбора режимов, и уже что-то думать за фальшпанель. Ну и родное стекло для трубки прикрутил.
Изображение Изображение

И осталась самая важная проблема - побороть жёсткое переключение питания блока "корзины" - скорее всего, надо делать отдельный, чистый квазирезонансный инвертор, так как экспериментами не удалось заставить работать родной блок в квазирезонансе. Но сейчас есть возможность точно измерить токи потребления, и сделать всё с необходимым запасом, а не с двух-трёхкратным.
Ну, и собственно, помехи, которые чётко видны даже просто на луче в "аналоговом" режиме.
Изображение
Собутыльник Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 2879
Зарегистрирован: Ср дек 04, 2013 14:37:35
Откуда: Санкт Петербург

Сообщение ВикторС »

Я, до входного делителя, включая низкоимпедансный, пока не добрался. Первый опыт будет на двухпалубном галетнике 4Н6Р, второй на 561КП2, если эти, два, покажут неудовлетворительный результат, буду эксперементировать с реле. Мне представляется. что для осциллографа на тупой ЭЛТ, типа 8ЛО29И, можно и без реле коммутатор применить, А ЭЛТ с внутренней антипараллаксной сеткой, уже требут запары по-максимуму, как у Валентина.
С уважением, ВикторС.
Контактная информация:
Опытный кот
Аватара пользователя
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва

Сообщение Valentin Gvozdev »

Виктор, тут надо учитывать, что что если мы хотим сделать более-менее нормальный прибор, то требования к АЧХ аттенюаторов распространяются на полосу как минимум раза в 2.5-3 шире полосы пропускания КВО. И "разбег" АЧХ на разных пределах даже в пару децибелл на частотах в 2 раза выше верхней границы полосы приводит к тому, что форма импульсных сигналов искажается весьма заметно. Т.е. если мы нацеливаемся на полосу, скажем, в 10 МГц (а на тупых ЭЛТ сильно больше и не получится), то аттенюаторы должны точно работать как минимум до 25-30 Мгц.
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
Контактная информация:
Собутыльник Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 2879
Зарегистрирован: Ср дек 04, 2013 14:37:35
Откуда: Санкт Петербург

Сообщение ВикторС »

Валентин, спасибо за Важное замечание.
У меня есть генератор Г4-107, до 400 МГц, и кварцевый калибратор, до 16МГц, способный формировать наносекундные иглы положительной и отрицательной полярности. Думаю, что этих средств хватит, чтобы выловить утечки КМОП коммутатора. Для опытов с реле, у меня есть запас реле OMRON на 1 и 2 группы контактов и медный скотч для экранировки.
С уважением, ВикторС.
Контактная информация:
Опытный кот
Аватара пользователя
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва

Сообщение Valentin Gvozdev »

Виктор, а что за медный скотч?
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
Контактная информация:
Собутыльник Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 2879
Зарегистрирован: Ср дек 04, 2013 14:37:35
Откуда: Санкт Петербург

Сообщение ВикторС »

Валентин, вот такой:
https://aliexpress.ru/item/32959906815. ... web201603_

Хорошо лудится и паяется. Приклеенный, при лужении и пайке, не отстаёт. Тот, что у меня - тонкий - рвётся руками. На момент покупки, более толстого найти не удалось.
С уважением, ВикторС.
Контактная информация:
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 39197
Зарегистрирован: Сб сен 13, 2014 16:27:32
Откуда: СпиртоГонск созвездия Омега

Сообщение musor »

кроме мендного есть подобные из люменя и посеребреной сетки-последние-штатный элемент промэкрагнировки в планшентах и некоторых смартах
ZМудрость(Опыт и выдержка) приходит с годами.
Все Ваши беды и проблемы, от недостатка знаний.
Умный и у дурака научится, а дураку и ..
Алберт Ейнштейн не поможет и ВВП не спасет.и МЧС опаздает
Собутыльник Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 2879
Зарегистрирован: Ср дек 04, 2013 14:37:35
Откуда: Санкт Петербург

Сообщение ВикторС »

Коллеги привет,
Вот, в рамках расширения аппаратной базы, на Али обнаружился набор "Функциональный генератор на MAX038"
https://aliexpress.ru/item/400052903421 ... ce=admitad

Сейчас он присутствует у нескольких продавцов, и судя по трём дополнительным корпусам с ОУ, в комплекте, собран по достаточно продуманной схеме. Несколько лет назад, я покупал на Али, отдельно, микросхемы MAX038. Тогда пришли не работоспособные подделки, деньги вернул. За предложением наборов функциональных генераторов следил. Теперь вижу сабж. Возможно, китайцы смогли наладить собственное производство микрсхем MAX038 или выкупили где то неликвиды, в объёме, достаточно большом, чтобы выпустить набор с дополнительными активными элементами. :dont_know:
С уважением, ВикторС.
Контактная информация:
Опытный кот
Аватара пользователя
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва

Сообщение Valentin Gvozdev »

Господа, интересует ваше мнение. Насколько реально на трубке 8ЛО6И сделать осциллограф с полосой в районе 100 Мгц (пусть не совсем полносигнальной)? Или эта идея заведомо нереализуема из-за свойств этой ЭЛТ? Если ответ все-таки положителен, то на какие схемы из промышленных стоит обратить внимание?
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
Контактная информация:
Опытный кот
Аватара пользователя
Сообщения: 800
Зарегистрирован: Чт окт 08, 2015 05:03:03
Откуда: заМКАДыш

Сообщение вадим1964 »

8ЛО8И может и получится..у нее паспортная 30МГц
(сам видел,выше срыв синхронизации и падение УВО,С1-151)
сейчас мучаю :solder: 8ЛО10И...хорошенькая :)) маленькая)) :chmoked:
электроника-наука о контактах,радиотехника-наука о "земле".
"Копаю" хорошо,лопата импортная)
Ответить

Вернуться в «Измерения»