Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

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

При поддержке компании ПРИСТ


Аватара пользователя
Valentin Gvozdev
Опытный кот
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение Valentin Gvozdev »

Немного иллюстрация практического применения сделанного прибора. Сейчас делаю прибор для фазировки антенн, одной из основных частей которого является регулируемый вч-фазовращатель, который должен обеспечивать регулировку фазового сдвига в пределах 180 оС (это в идеале). Одноканальным прибором такое не псомотришь никак, а когда канала два - то все очень наглядно и просто.

Итак, частота 9 Мгц, один луч на входе, другой - на выходе устройства, синхронизация от канала 1 (того, который на входе). Фазовращатель в положении минимального сдвига, вот что видим:
Изображение

Для интереса то же самое в режиме X-Y (напомню, что частота 9 мгц):
Изображение На самом деле там сильно вытянутый эллипс, как, собственно должно и быть.

А теперь крутим фазу и делаем сдвиг около 90 градудусов. Это можно сделать разной комбинацией управляющих органов, я сделал не самым удачным образом, из-за чего амплитуда на выходе просела:
Изображение

Включаем режим X-Y, увеличивает чутье по X в два раза и вот что видим:
Изображение
Не совсем круг, но большая ось получившегося эллипса вполне горизонтальная, как, собственно, и должно быть.

А теперь выкурчиваем фазовращатеть на максимум и проучаем сдвиг почти 180
Изображение

А в X-Y видим вот что:
Изображение
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
Аватара пользователя
ВикторС
Собутыльник Кота
Сообщения: 2879
Зарегистрирован: Ср дек 04, 2013 14:37:35
Откуда: Санкт Петербург
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение ВикторС »

:beer: :solder:
Валентин, спасибо за наглядный пример двухканального измерения.
Напомните, пожалуйста, у Вас, в режиме Y-X, сигнал канала X, на УГО, подаётся со второго канала Y, не используемого в режиме Y-X, или со входа внешней синхронизации?
С уважением, ВикторС.
Аватара пользователя
Valentin Gvozdev
Опытный кот
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение Valentin Gvozdev »

Виктор, там более-менее полноценный режим X-Y. Т.е. в нем для горизонтального отклонения задействована часть УВО первого канала. Соответственно работает штатный аттенюатор, обеспечивается полная чувствительность и даже коэффициент отклонения в вольтах на деление (в данном случае деления горизонтальные). Единственное, что не обеспечивается - это остановка развертки и бланкирования, что иногда приводит к артефактам, когда и-за синхронизации часть картинки пропадает (бланкируется). Но простой перевод развертки на медленные пределы или срыв синхры путем выкручивания ручки уровень в крайние положения решают проблему.
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
Аватара пользователя
ВикторС
Собутыльник Кота
Сообщения: 2879
Зарегистрирован: Ср дек 04, 2013 14:37:35
Откуда: Санкт Петербург
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение ВикторС »

Валентин, спасибо за пояснения. :-)
С уважением, ВикторС.
Аватара пользователя
Valentin Gvozdev
Опытный кот
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение Valentin Gvozdev »

Полсе интенсивного использования прибора пришлось вновь открыть крышки и провести обширные изыскания в плане оптимальной АЧХ и ПХ. Честно говоря - ох и сложно все это.. Слишком много факторов, влияющих на все и вся, слишком большая чувствительность к малейшим вариациям параметров. Более того - увы, имеющийся генератор импульсов в виде Осы103 уже не совсем подходит ля этого, так как время нарастания на его выходе составляет около 5-6 нс, что соизмеримо со временем нарастания УВО. И то, что кажется хорошим на Осе, оказывается далеко не таким при исследовании сигналов на выходе скоростным микросхем, где фронты имеют наносекундную длительность.

Все сильно усложняет щуп-делитель, АЧХ которого хоть и не сильно отличается от линейной, но этого более чем достаточно для того, чтобы изрядно испортить картину. Плюс - имеется некоторая зависимость АЧХ (и ПХ) от прогрева прибора. Опытным путем выяснилось, что вина тут в изменении характеристик входного повторителя, ибо все остальные каскады даже при прогреве активных элементов паяльником не дают никаких изменений. Зависимость АЧХ от нагрева очень небольшая, не больше 10% на самой верхней частоте (50 Мгц), но на ПХ заметная более чем. К счастью, вентилятор в корпусе сильно ослабил этот эффект.

Особый момент - присоединение земли щупа к измеряемой цепи. На ВЧ АЧХ системы щуп-прибор при использовании штатного проводка с крокодилом и короткой пружинки существенно отличается (с пружинкой просадка на 50 Мгц достигает процентов 15), а при исследовании быстрых сигналов использование проводка дает весьма нехилый звон с частотой порядка 100 Мгц, отчетливо видный на экране. Но самое интересное - что в двухканальном режиме использование двух щупов с этими самыми проводками дает странное взаимовлияние.. Стоит просто подключить второй (помимо используемого) щуп к исследуемому устройству (причем сигнальный провод подключать необязательно (!), и просто коснуться корпусом его разъема корпуса осциллографа, как тут же начинаются небольшие, но видимые искажения... При использовании пружинки - такого эффекта НЕТ, все более чем хорошо и независимо друг от друга. Но - с пружинкой этой работать неудобно. И возникает вопрос - а как настраивать усилитель по АЧХ....

Картинки и пояснения к ним несколько позже, но общее впечатления - чем дальше в лес, тем больше дров.

Добавлено after 9 hours 49 minutes 1 second:
Немного картинок о влиянии земли щупов. Тестируемыя схема - опорный генератор КВ-трансивера. В нем задающий каскад на кварце 11 Мгц, буферный усилитель-повторитель и делитель на 2 на скоростной 74AC74.

Итак, первый канал подключен на выход повторителя, второй никуда не подключен. Мы видим сильно ограниченный снизу (для данной схемы это неважно), но красивый и гладкий сигнал без артефактов.
Изображение

Далее просто присоединяем второй щуп на выход скоростного делителя. Его разъем остается висеть в воздухе. И вот что видим:
Изображение
Если присмотреться, то соседние полуволны имеют несколько разную форму. Разница невелика, но заметна. То же самое на 50 нс/дел:
Изображение

Увы, фотка немного не резкая, но заметно, что наклон вершины импульса чередуется - то направо, то налево.

Очевидно, что звон во втором щупе (неподключенном!) распространяется по всему и вся и в некоторой степени попадает и в точку подключения первого щупа (!).

А теперь просто касаемся корпусом разъема второго щупа корпуса осциллографа. Никакой сигнал пока никуда не подается. И видим вот что:
Изображение
Тут попеременные искажения уже хорошо заметны.

А теперь подаем сигнал со второго щупа на второй канал:
Изображение

Может быть, это плохо видно, но реально при этом форма сигнала в первом канале не изменяется совесршенно. Т.е. взимовлияния внутри прибора практически нет.


А теперь присоединяем землю второго второго щупа не крокодольчиком, а короткой пружинкой. И - звон а фронтах очень сильно уменьшается, а в первом канале сигнал становится почти таким же гладким и ровным, как и должен быть:
Изображение

Добавлено after 5 hours 58 minutes 39 seconds:
Кстати, вопрос знатокам!

Какой относительно современный осциллограф можно порекомендовать к качестве прототипа для переделки моего старого аппарата (того, который на 8ЛО7И)?

Дело в том, что я все-таки достал обмоточный провод диаметром 0.1 мм и намотал новую корректирующую катушку на кожухе от С1-112 взамен родной, которая была с обрывом. В итоге есть полноценный кожух, экран, несколько 8ЛО6И, поэтому не исключено, что тот аппарат будет в итоге переделан. Ибо по сравнению с новым он уже как-то не смотрится.. Как минимум трубку и ВВ часть буду менять почти точно, одно это сильно улучшит его быстродействие.

Требования к схеме:
1) Никаких микросборок и прочей экзотики
2) Родная полоса - как минимум 35 Мгц. Если 50 и выше , то еще лучше.
3) Питание выходных каскадов УВО - 80-100 В (т.е. рассчитано должно быть не на сверхчувствительные трубы и тем более не трубы с распределенной системой отклонения)
4) Желательно один канал, но если два - то тоже неплохо. В конце концов, убрать лишнее несложно.
5) Очень желательно построение по схеме с разделением аттенюатора на высокоимпедансную и низкоимпедансную части. Т.е. как в С1-137, а не как в С1-73.
6) Развертка по возможности честная, без растяжек. Синхронизация на триггерах.
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
Аватара пользователя
ВикторС
Собутыльник Кота
Сообщения: 2879
Зарегистрирован: Ср дек 04, 2013 14:37:35
Откуда: Санкт Петербург
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение ВикторС »

Валентин, есть соображения по Вашим вопросам. Отвечу, со ссылками в течение суток. Сам о том же думаю - есть пара С1-94, исправных, под переделку, и десяток ЭЛТ 8ЛО7И - не пропадать же добру.

Добавлено after 4 hours 52 minutes 55 seconds:
Валентин, по поводу влияния проводов подключения внешнего щупа - делителя на измеряемую схему, и другие нюансы вч измерения и макетирования, можно посмотреть в Апноуте an47fa компании Linear по ссылке:

http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... an47fa.pdf

Добавлено after 3 hours 15 minutes 32 seconds:
Осциллограф на 8ЛО7И
По поводу современного радиолюбительского осциллографа на ЭЛТ 8ЛО7И, у меня накопились следующие соображения.
Как я отмечал ранее, ЭЛТ 8ЛО7И отличается от, например 8ЛО29И, только чувствительностью. Экран, у 8ЛО7И выпуклый и нет антипараллаксной сетки (сравните с 8ЛО6И). Отсюда вывод - очень дорогой (сложный) осциллограф, на этой ЭЛТ, строить не целесообразно - физическая кривизна ЭЛТ убьёт все инженерные изыски схемотехники.
Раз так, то копировать советский осциллограф с более крутой ЭЛТ бессмысленно, а в остатке у нас С1-90, С1-94, САГА С-112, С1-118 (частично) и кое что из импорта.. С1-90 может быть интересен только идеей двух оконечных каскадов УВО - это прототипы "токовых" ОУ, второй из которых высоковольтный.

http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... D0%A11-90/

Но есть нюанс. второй каскад, на паре транзисторов npn-pnp плох тем, что для обеспечения широкой полосы, желательно использовать транзистор pnp с минимальной ёмекостью переходов и максимальным быстродействием, типа КТ363, как это сделано в первом каскаде УВО С1-71 (100МГц). Можно поступить иначе, собрать подобный каскад на паре pnp-npn/ При этом, быстродействие входного каскада на транзисторе pnp можно повысить, поставив перед ним ЭП, а быстродействующие транзисторы NPN доступны гораздо лучше. Именно так сделано во входных каскадах УВО С1-94 и С1-112. Но есть нюанс. там, на входе, "токового ОУ" стоят КТ361, а перед ними - истоковый повторитель на КП303, с выходным сопротивлением ок 500 Ом и, в холодном плече, резисторы балансировки, общим сопротивлением ок 500 Ом, для симметрии коллекторных токов транзисторов первого каскада. Этот высокоомный источник сигнала, широкополосности каскада не соответствует никак. Про хорошему, истоковый повторитель нужно заменить на двухканальный преобразователь импеданса, как в С1-166,

Изображение

за которым поставить низкоимпедансный делитель. Это понизит сопротивление источника сигнала первого каскада до, примерно, 100 Ом (в пять раз). Снова вернёмся к схеме УВО С1-90 выходной каскад - тоже "токовый ОУ", на паре КТ361Е КТ604. И входнй ЭП на КТ 361Е - за широкополосностью, разработчики, не гнались, тем более, что коллекторная нагрузка КТ604 - резистор 7.5КОм. Представляется интересным, заменить его на источник тока, как это сделано в видеоусилителях телевизоров 3УСЦТ и у наших китайских друзей.

Изображение

Так же, в качестве первого каскада УВО, можно использовать два ЭП (сразу за низкоимпедансным делителем) и NE592, у которой, на выходе, ЭП уже стоят - как раз для ослабления эффекта Миллера, следующего каскада на pnp. Обратите внимание - в радиолюбительском осциллографе Н-3015, не поленились сделать УВО трёхкаскадным, и получили полосу в 10 МГц на 6ЛО1И.
Второй вариант УВО (УГО) - по мотивам осциллографа С1-118 - здесь уже и симметричный истоковый повторитель, закрытый симметричным ЭП, к которому подключён низкоимпедансный делитель, (за которым нужен ещё один ЭП в горячее и холодное плечо). Первый каскад УВО С1-118 - это связка каскадов с параллельной и последовательной ООС, как в NE592, но без выходных ЭП, включённых в цепь обратной связи. ЭП стоят как отдельные каскады, что хорошо для следующего но плохо для предыдущего. Коллекторная нагрузка каскодного выходного каскада - 1,5КОм - для полосы в 20 МГц может быть уже на пределе по току коллектора - 66мА для КТ940.

http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... -118A.djvu

Вместо коллекторных резисторов можно поставить динамическую нагрузку и цепь ООС, как это сделано в китайском осциллографе J2459

http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... %D1%86.jpg

(полоса УВО- 2МГц, из за полутора каскадов усиления всего).
Третий вариант - скопировать, почти 1 к 1, УВО от китайского осциллографа CQ5010,

http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... _page2.jpg

с заменой высоко - и низко- импедансных делителей на те, что использованы в осциллографе С1-131, с коммутацией на двухпадубном галетнике 6п4н, одна галета которого управляет одним реле высокоимпедансного делителя 100:1, а вторая коммутирует низкоимпедансный делитель. Можно и реле поставит, но их понадобиться 7 шт. Или взять реле для делителя 100:1 и шесть транзисторных оптронов PC817, как это сделано в осциллографах FNIRSI 5012H (до 100МГц, с оверсэмплингом из за тормознутого АЦП)

http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... %D0%A3.jpg

От CQ5010 можно взять и интегратор с УГО и схему входного селектора и формирователя СИ, и детектора наличия СИ (на одном из триггеров), а вот схему запуска развёртки, на триггере, элементе 2И-НЕ и транзисторе, я бы делать не советовал - нет регулировки "Стаб ВЧ (hold)" и не корректная работа на высоких скоростях - лажает ПОС с не инвертирующего выхода триггера сброса ЛНН D2b на базу VT118 - детектора уровня сброса ЛНН.

Схемы CQ5010 и ОСУ-10 в этом каталоге:
http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... pe_CQ5010/

Простая, понятная и надёжная схема управления интегратором Миллера (2 D-триггера), реализована в осциллографе IWATSU SS-5702

http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... 2_5706.pdf

и, вот сюрприз - интегратор Миллера, в нём, по схеме, аналогичен ИМ от китайского CQ5010 (или наоборот) - см на pnp исистоник тока в коллекторе усилительного транзистора. И вот что важно - я собирал такой интегратор, и с эмиттерным повторителем, включённым за усилительным транзистором, скорость нарастания сигнала можно увеличить на порядок, до 50нС/ дел - см БР С1-68, С1-73. В качестве блока управления ЛНН, интересно рассмотреть таковой от С1-131. Как и у С1-118 - здесь нет регулятора Hold? за то есть переключатель ждущего и автоколебательного режима развёртки, а способ введения режима Hold, для схемы С1-118, мы нашли и успешно реализовали неск. страниц обсуждения назад.
В качестве схемы гашения и питания, можно предложить схему, реализованную в осциллографе САГА, при том, что намоточные данные трансфоматора известны и это самая совершенная схема питания и гашения, придуманная для ЭЛТ 8ЛО7И.

http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... %D1%8B.jpg
С уважением, ВикторС.
Аватара пользователя
Valentin Gvozdev
Опытный кот
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение Valentin Gvozdev »

Виктор, большое спасибо за развернутый ответ. По правде говоря, я не все мысли понял (я не профессионал схемотехники и не настолько разбираюсь в нюансах построения каскадов УВО), но общие идеи более чем понятны. Также спасибо за ссылку на статью про щупы - прочитал с большим интересом и с удовлетворением отметил, что многие из описанных там явлений я наблюдал у себя. Причем вот что интересно и закономерно - на старом осциллографе звон щупа практически незаметен, ибо те частоты, на которых этот звон происходит, он практически не видит. А вот новый с его коэффициентом передачи на 100 Мгц где-то в 30% от того, что наблюдается на НЧ, уже прекрасно видит эти процессы. Остается только догадываться, какую кракозябру нарисует с этими же щупами прибор с полосой, скажем, в 200 Мгц...

Вот только один момент остался неясным. Дело в том, что помимо звона, от длины заземляющего проводника зависит еще и АЧХ в ВЧ-области. Даже только что провел экспермент - специально удлинил этот прводник со штатных 10 см до 30. Разумеется, звон усилился, стал более низкочастотным (а оттого и более явным), выброс ПХ тоже возрос раза в 2.5. Зато коэффицент передачи на 50 Мгц вырос процентов на 20.

И получается противоречие. Если мы откалибруем УВО так, чтобы он обеспечивал спад на 50 Мгц в 2.5-3 dB при работе с щупом со штатным заземляющим проводком, то получаем возможность удобной работы с более-менее гладкими сигналами, обеспечивая должную АЧХ всей системы щуп-прибор. Но при попытке посмотреть что-то импульсное с крутыми фронтами имеем большой выброс и сильный звон. Если же мы откалибруем все это хозяйство при работе с пружинкой в качестве заземления, то получаем лучшее воспроизведение импульсов. Но работать все время с этой пружинкой крайне неудобно и непрактично. А при переходе на штатный заземлитель из-за подъема АЧХ на ВЧ мы неизбежно получим ПХ с сильным выбросом даже на не очень быстрых сигналах. И как тут быть?

Понятно, что по науке можно постараться откалибровать сам прибор без щупа на оптимальную АЧХ и ПХ (хотя тут есть проблемы - как получить должный сигнал с крутыми фронтами именно на входном гнезде с его емокстью). Ну а все остальное не брать в голову и условно считать это проблемами щупа.. Но с практической точки зрения такой подход не совесм оптимален, как мне кажется.


Кстати, насчет С1-166 - а есть ли у вас его полная схема?

Добавлено after 27 minutes 33 seconds:
И еще немного вдогонку. Видимо, я не совсем четкои ясно написал, но первым делом с старом приборе планируется именно замена неудобной и тупой 8ЛО7И на 8ЛО6И. Ибо с 8ЛО7И я наигрался по полной программе и понял, что полносигнальной широкополосной АЧХ (40-50 Мгц и выше) с ней вряд ли можно добиться, равно как и быстрых разверток.
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
Аватара пользователя
ВикторС
Собутыльник Кота
Сообщения: 2879
Зарегистрирован: Ср дек 04, 2013 14:37:35
Откуда: Санкт Петербург
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение ВикторС »

Валентин,

Вот ссылка на схемы С1-166

http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... 0%A11-166/

Если собирать одноканальный осциллограф на 8ЛО6И, можно взять за основу УВО, УГО, селектор СИ от уже упомянутого CQ5010, а БР от С1-118 или С1-137 (тем более, что опыт сборки уже есть),
Или внимательно рассмотреть схему gw-instek_gos-620_gos-630 и повторить её в основной части, как более продуманную. Обратите внимание на выходной каскад УВО с двухтактным управлением пластинами и БР, в котором интегратор Миллера собран тщательнее ранее упомянутых, и применён гибрид компаратора и выбора полярности СИ (2хNPN+ 4х2И-НЕ). Я эту схему макетировал - работает исключительно стабильно и быстро.
http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... os-630.pdf

Добавлено after 4 minutes 12 seconds:
Что до коллизии калибровки широкополосного осциллографа, с оглядкой на погрешности измерений с внешним щупом - делителем, я бы предложил отстроить осциллограф на максимальную полосу и гладкую ПХ БЕЗ входного кабеля, просто на входном гнезде, и, далее, собрать для себя, представления, хоть под запись - какие из имеющихся щупов, как влияют на АЧХ на ВЧ. Тогда мы будем понимать, что осциллограф отстроен лучшим образом, сам по себе, а вся кривизна измерений определяется внешними устройствами (щупы делители и измеряемая схема).
С уважением, ВикторС.
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3747
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение El-Eng »

ВикторС писал(а):... я бы предложил отстроить осциллограф на максимальную полосу и гладкую ПХ БЕЗ входного кабеля, просто на входном гнезде...
Я тоже полностью за такой подход. Он, кроме прочего, позволяет использовать весь набор "средств доставки" сигнала ко входу осциллографа - активные щупы, согласованные линии и т.п.
Valentin Gvozdev писал(а):... как получить должный сигнал с крутыми фронтами именно на входном гнезде с его емкостью...
Взять качественный 50-омный кабель, желательно минимальной длины, и подключить с его помощью генератор к осциллографу, согласовав этот кабель нагрузкой 50 ом с обоих концов. Со стороны осциллографа нагрузка включается между входом и землей, если выходное сопротивление генератора 50 ом, то больше ничего делать не надо, если же выходное сопротивление около нуля, то нужно включить резистор 40-50 ом между выходом генератора и кабелем, подобрав его сопротивление так, чтобы на входе осциллографа была половина напряжения холостого хода генератора (эту операцию можно проделать на НЧ).
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Аватара пользователя
ВикторС
Собутыльник Кота
Сообщения: 2879
Зарегистрирован: Ср дек 04, 2013 14:37:35
Откуда: Санкт Петербург
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение ВикторС »

Вот, вдогонку, схемы того же осциллографа gw-instek_gos-620_gos-630, в лучшем качестве, но без списка деталей.

http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... _630-2.pdf
С уважением, ВикторС.
Аватара пользователя
Valentin Gvozdev
Опытный кот
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение Valentin Gvozdev »

Большое всем спасибо.

Насчет измерений АЧХ и ПХ напрямую. Честно говоря, почему-то думал, что входная емкость осциллографа не даст их провести, но просимулировав простейшую схему из генератора импульсов с длительностью фронта в 1 нс (от 0 до 1), его внутреннего сопротивления в 50 Ом и нагрузки в виде емкости в 32 пФ (что очень близко к реальной входной емоксти моего прибора), неожиданно обнаружил, что фронт на входе будет иметь длительность по уровням 0.1 и 0.9 около 3.5 нс, С учетом реальной фронта у Осы с районе 6 нс, эта дополнительная емкостная нагрузка не сильно испортит дело.


В итоге взял 50-омный кабель, коаксиальный тройник, присоединил через него генератор к осциллографу, вставив в третье гнездо нагрузочный резистор. Честно говоря, результат приятно удивил.
ПХ получилась с очень небольшим выбросом (правда, с впадиной после первого пика процентов на 7 от общей амплитуды) и временем нарастания около 7 нс. В целом меандр в 10 Мгц выглядит очень даже красиво и лучше, чем через щуп-делитель.

Синус в 50 Мгц воспроизводится на обоих каналах с уровнем где-то в 0.75 от НЧ, а -3 dB получается в районе 60 Мгц. Одно только не ражеут - все-таки для испытания таких приборов нужны импульсы с более крутыми фронтами. Так что буду пробовать взять сигнал от тех же 74АС74
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3747
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение El-Eng »

Вот конструкция нестандартного измерительного щупа из книги "Конструирование высокоскоростных цифровых устройств. Начальный курс черной магии." Говарда Джонсона и Мартина Грэхема. Такой щуп с кабелем 6 футов (1.8 м), по расчетам авторов, имеет время нарастания 0.348 нс.

Изображение
Probe.png
(31.01 КБ) 2477 скачиваний
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Аватара пользователя
Valentin Gvozdev
Опытный кот
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение Valentin Gvozdev »

А чем эта конструкция принципиально отличается от пробников для ВЧ-осциллографов, состоящих из 50-омного кабеля и резистора в щупе (обычно номиналом 450 Ом)? Такие пробники обеспечивают очень малую входную емкость (на моем написано <1 pF) ценой относительно малого входного сопротивления по постоянному току, и широко применяются в ВЧ-измерениях. Но только с одним условием - вход прибора тоже должен быть 50-омным без реактивностей.

Кстати, пробовал подцепить такой пробник к тому самому коаксиальному тройнику с нагрузочным резистором. Честно говоря, ерунда получается. Что-то показывает, но искажения и звон очень сильные. И все это из-за входной емкости прибора, вносящей несогласованность в линию.
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3747
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение El-Eng »

Valentin Gvozdev писал(а):А чем эта конструкция принципиально отличается от пробников для ВЧ-осциллографов, состоящих из 50-омного кабеля и резистора в щупе (обычно номиналом 450 Ом)?
Принципиально - ничем. Просто такой щуп можно сделать самому, кроме того, посадочное место для резистора и разъема для кабеля можно предусмотреть на печатной плате в критичной точке.
Valentin Gvozdev писал(а):И все это из-за входной емкости прибора, вносящей несогласованность в линию.
Сама по себе входная емкость вряд ли приводит к звону. Там, наверняка, есть и паразитные индуктивности. Вообще, нагрузку 50 ом лучше сделать прямо в BNC разъеме на кабеле, например, поставив туда в параллель, крестом, четыре 200-омных ЧИП-резистора.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Аватара пользователя
ВикторС
Собутыльник Кота
Сообщения: 2879
Зарегистрирован: Ср дек 04, 2013 14:37:35
Откуда: Санкт Петербург
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение ВикторС »

Как это "крестом" ? Почему нельзя просто в параллель запаять?
С уважением, ВикторС.
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3747
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение El-Eng »

Нужно минимизировать паразитную индуктивность, поэтому лучше запаивать не один (50-омный) резистор, а несколько в параллель, скажем, четыре 200-омных. Но чтобы паразитная индуктивность была минимальной, лучше запаивать их не один над другим, а по кругу. Четыре резистора, запаянные таким образом, образуют крест.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Аватара пользователя
SM898
Вымогатель припоя
Сообщения: 631
Зарегистрирован: Вс июл 21, 2013 16:24:58
Откуда: Юг Руси.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение SM898 »

А ведь есть же осциллографы, у которых вход Y переключается - 50 ом > 1 Мом.
Интересно, как там конструктивно сделано? Мне представляется, что там просто релюшка,
которая подключает ко входу резистор 50 ом. Думаю, отот резистор должен быть
достаточно мощный, что бы не спалить его, если случайно подать на вход
сильный сигнал, когда включён режим 50 ом.
В С1-104 входные аттенюаторы рассчитаны на мощность 1,5 вт (указано в ТО),
и поэтому на его 50-омные входы можно подавать, максимум, до 8 вольт ВЧ.
И ещё, по входам стоят специальные предохранители на 200 ма.
Хитрые такие, в корпусе, как ГТ309.
Аватара пользователя
Valentin Gvozdev
Опытный кот
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение Valentin Gvozdev »

Да, скорее всего именно так оно и есть. Вроде бы в схеме С1-116 видел именно такое - дополнительное реле или геркон, подключающий резистор 50 Ом на вход.
Только вот остаются вопросы - все равно, в итоге входной импеданс будет не 50 Ом. А 50 Ом в сочетании с емкостным сопротивлением входной емкости. Которое на ВЧ (100 Мгц и более) будет по крайней мере соизмеримым с этими 50 Омами. Так что мне кажется, что о точности согласования кабеля и тем более о точности измерений в таком режиме можно говорить лишь очень условно.

Другое дело - специальный ВЧ-осциллографы с изначально 50-омным входом. Но я не очень понимаю, как там это сделано, чтобы во всей полосе не было реактивной составляющей импеданса. Как это сделать на одной частоте или в узком диапазоне, понятно, а в широкой - по моим скудным представлениям чисто активным импдансом может обладать лишь безиндукционный резистор, но никак не вход усилителя. Или там просто развязывающий аттенюатор на входе, снижающий влияние изменения импеданса входного каскада от частоты до приемлемых пределов (сам использовал такой трюк в РЧ-трактах, когда источник сигнала очень чувствителен к рассогласованию со следующим за ним каскадом).
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
oldbulb
Говорящий с текстолитом
Сообщения: 1570
Зарегистрирован: Пн июн 12, 2017 13:29:46

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение oldbulb »

Мне тоже всегда было интересно, что при испытании передатчиков ставят на выход 50 Ом и не особо парятся с соответствием резистора импедансу предполагаемой нагрузки. В некоторых частотомерах согласование 50 Ом вообще реализовано тупо резистором, подключаемым переключателем, хотя частотомер - это не осциллограф, ему все эти выбросы до фени.
Аватара пользователя
Valentin Gvozdev
Опытный кот
Сообщения: 894
Зарегистрирован: Сб фев 24, 2018 10:11:28
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Сообщение Valentin Gvozdev »

В передающей технике принято настраивать тракт так, чтобы именнно на стандартную нагрузку в 50 Ом он обеспечивал требуемые параметры. Т.е мощность, коэффициент интермодуляционных искажений, уровень гармоник и других побочных излучений итд. А чтобы эти же параметры тракт обеспечивал и при работе на реальную нагрузку (антенну), применяют разнообразные согласующие устройства, которые приводят импеданс нагрузки к 50 омам без реактивности.

Добавлено after 15 minutes 5 seconds:
Немного картинок на тему ПХ с разным подключением прибора. Итак, подключаем прибор к генератору Осы напрямую с согласующим резистором на конце кабеля. Чувствительность осциллографа 20 мВ/клетка, подаем меандр размахом 100 мВ частотой 10 Мгц. Вот что видим:
Изображение

То же на 10 нс/дел:
Изображение

А вот так отображается синус 50 Мгц:
Изображение

Амплитуда немного больше 3.5 клеток, что соотвествует спаду примерно 2.5 dB

А теперь увеличиваем амплитуду генератора в 10 руз и подаем сигнал через щуп. Амплитуда на 50 Мгц почти не изменилась, а вот импульсы выглядят вот так:
Изображение Изображение
"Простые" конструкции - обычно лишь источник разочарований. (c) RU3AEP
Ответить

Вернуться в «Измерения»