Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

[ВикторС]

Валентин,

У Вас два конденсатора параллельно стоят, и один - последовательно с резистором - Верно?

Лучше делать таблицу в MS Word? просто копируя туда рисунки входного делителя и связанные параметры делителя и УВО, в целом - получится наглядное пособие по схемотехнике делителей.
Схемы отечественных осциллографов в этом каталоге

http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... %84%D1%8B/

[Valentin Gvozdev]

[uquote="ВикторС",url="/forum/viewtopic.php?p=3959716#p3959716"]Валентин,

У Вас два конденсатора параллельно стоят, и один - последовательно с резистором - Верно?[/uquote]
Именно так.

Добавлено after 31 second:
https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php ... 8#p3804648 - оригинальное сообщение по этой теме. За давностью дел в предыдущем посте немного попутал факты (с простейшей схемой был не подъем АЧХ, а спад), но не суть важно.

[tofik71]

Всем здравствуйте! Последнее время на форуме минимум дважды подымался вопрос о замене трубки 8ЛО7И на 8ЛО6И в осциллографе с1-94, но в обоих случаях этот вопрос забалтывался. Поэтому хочу сегодня предложить вашему вниманию законченный проект по переделке с1-94 на трубку 8ЛО6И. За основу была взята схема с1-112, так эти осциллографы дети одних родителей.

[Valentin Gvozdev]

Всем здравствуйте! Последнее время на форуме минимум дважды подымался вопрос о замене трубки 8ЛО7И на 8ЛО6И в осциллографе с1-94, но в обоих случаях этот вопрос забалтывался. Поэтому хочу сегодня предложить вашему вниманию законченный проект по переделке с1-94 на трубку 8ЛО6И.

Замечательно, что все так получилось.. Когда кто-то что-то делает и что-то получается - это прекрасно.
Интересны следующие моменты:
1) Что служило источником меандра проверки прибора и каким образом сигнал подавался на вход? Просто судя по полжению переключателя чувствительности, полноценный щуп-делитель не использовался, а длительность фронтов на сигнале в 1 Мгц указывает на то, что либо полоса прибора сильно хуже 10 Мгц, либо (что скорее всего) из-за емкости кабеля фронты на входе существенно длиннее времени нарастания ПХ КВО.
2) Насколько сильно пришлось корректировать Ку усилителей отклонения (как вертикального, так и горизонтального) при переходе от 8Ло7И к 8Ло6И? И сложно ли было обеспечить требуемую АЧХ при такой коррекции?
3) Достаточна ли яркость 8Ло6И после переделки? Нет ли эффекта увеличения размеров картинки при увеличении ярокости?

[tofik71]

Уважаемый Валентин!

У вас вопросов ко мне больше,чем у меня к вам, но попытаюсь, как смогу, ответить.
1) источник меандра -генератор на 4Мгц кварце с делителем частоты на МК. Щуп 1:1 оставляет желать лучшего.Полоса возможно и уже,спорить не буду,да и это на данном этапе не было целью.Цель была избавиться от убогой шкалы и уменьшить нагрев транзисторов видеоусилителя, что и получилось, а расширение полосы по возможности в будущем.Картинка сравнивалась с таким же с1-94.
2)Корректировать Ку практически не пришлось, только подстроечниками.
3)Яркости достаточно,увеличения картинки нет.


С уважением Анатолий

С другим щупом 1Мгц
И с китайским щупом 1 Мгц

[Valentin Gvozdev]

Ну что , вполне приличные картинки, на мой взгляд. Судя по вершинам импульсов, АЧХ в ВЧ-области несколько неоптимальна, но при елании это скорее всего легко поправимо. В целом - отличная работа.

А у меня после долгих раздумий и некоторых других дел что-то опять зачесались руки насчет очередной версии старого осциллографа. Трубки 8ЛО6И есть, кожух с катущками - тоже, так что тое буду менять 8ЛО7И на 8ЛО6И. Разумеется, этим дело явно не ограничится - хочется сделать что-то как можно более широкополосное. Долго колебался между схемами С1-166 и С1-157, и в итоге решил попробовать именно вторую. Во-первых, она изначально на 100 Мгц (а раз делать - так уж по полной программе). Во-вторых, тамошний УВО несколько проще, ибо нет переключения Ку во входном каскаде (в 166-ом там наворочено изрядно). К сожалению, имеющиеся схемы С1-157 без указаний типов транзисторов и микросхем, но это не беда - в целом и так понятно, что куда надо ставить.

Пока только нарисовал схему входной части одного канала (думаю, одним каналом и ограничусь). Вышло более 50 резисторов и 30 конденсаторов. Не считая 11 реле и прочего.. Скоро будет разводка платы, а далее - самое интересное.

[ВикторС]

Валентин,

Лиха беда - начало!

[Valentin Gvozdev]

Виктор, спасибо.

Думаю, к выходным входная часть начнет воплощаться в металле (вернее - в стеклотекстолите). А пока все в процессе разводки.

[tofik71]

Валентин,

спасибо за отзыв,думаю за счет замены некоторых транзисторов улучшить немного работу и стабильность и на этом остановиться.И вообще этот проект был спонтанным и доведен до конца скорее из за принципа.чем необходимости. Посмотрел вашу схему и хотя по большому счету мне она ни о чем не говорит,все таки пару замечаний,не в обиду вам,попытаюсь сделать.
1) немного не корректно выглядит линейный стабилизатор -7в
2)на мой взгляд не лишней была бы керамика по питанию у ног ОУ,хотя ее и нет в оригинале,но это экономия разработчиков на спичках .
3) не понятно,по крайней мере для меня,применение в схеме кт361 ,ведь это не самый лучший в своем классе транзистор.
Ну а в общем удачи.
С уважением Анатолий.

[Valentin Gvozdev]

Анатолий, спасибо за вгимание и замечания.
Да, действительно, полярность электролитичского конденсатора в отрицательном стабилизаторе указана неверно - просто из-за того, что этот фрагмент схемы копировался с аналогичного фрагмента для полоительного напряжения.

По моим понятиям КТ361 в этом месте вполне достаточен, ибо он входит в состав НЧ-канала комвертора импеданса (термин не совсем правильный), и никакие ВЧ-сигналы именно через него не проходят. В С1-166 в аналогчином месте применен КТ315 (там другая полярность, но суть одна). С С1-116 (а это монстр с полосой в 250 Мгц) - КТ313.

Керамику на землю в цепях питания ОУ, наверное, поставлю - лишней она никогда не будет.
А между тем плата уже разведена. Есть вопросы по поводу заливки верхнего слоя сплошной фольгой - с точки зрения земли это хорошо, а с точки реняи емкости на землю - плохо. Так что пока ограничился запретом заливки в мбольшинстве мест мест пролегания цепей, непосредственно связанных со входом.

[ВикторС]

Валентин,

Комплект схем на осциллограф С1-157 есть по этой ссылке:
http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... 0%A11-157/

Руководство по эксплуатации на С1-157-1 здесь:
http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... -157-1.pdf

Может окажется полезным.

[Valentin Gvozdev]

Виктор, именно эти схемы я и скачал - других в сети, похоже нет. По каким-то причинам там не указаны типы транзисторов. Наверное, где-то должна быть табличка с ними, но ее нет. Так что будет делать по интуиции...

[Valentin Gvozdev]

Итак, не далее как вчера после полуночи получены первые практические результаты по новому проекту.

Плату входного аттенюатора-конвертора импедансов спаял на 80%, за исключением некоторых элементов секций высокоомного аттенюатора, а также аттенюатора низкоомного. Запустил. Ничего не сгорело, не задымилось, ток потребления в норме.
Пока полностью говорить рано, но если коротко - то все работает, но с огрехами. Сигнал проходит с входа на выход, частотка, судя по ВЧ-импульсам, не сильно плохая (хотя тут надо измерять чем-то более высокочастотным, чем мой осциллограф-самоделка. Ноль на выходе устанавливается штатным подстроечником и в первом приближении вполне стабилен. Регулировка усиления в НЧ-канале позволяет установить нормальную форму нч-импульсов, при этом это положение совпадает с минимумом сигнала на выходе операционника (судя по всему, так должно и быть).
Только вот при подключении щупа 10:1 опять начинаются чудеса. Он не компенсируется, причем очевидно, что дело не в недостатке диапазона компенсации. Причем картинка в таком режиме очень зависит от номинала высокоомного резистора в цепи затвора входного полевика, но никогда не становится нормальной. По схеме там аж 100 мегаом (!) - я ставил даже 200, не помогает от слова совсем.
Так что буду думать и экспериментировать. Не исключено, что в исходной схеме какая-то ошибка, которую предстоит найти.
Исходная схема - http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... -157/6.pdf

[ВикторС]

Валентин,

В выбранной Вами схеме, PNP транзистор является, для полевика, не источником тока, а источником напряжения, шунтирующим резистор, включённый на -7В. При этом, полевик и первый npn, образуют составной эмиттерный повторитель. С эмиттера на базу (затвор) обычно передают сигнал (он синфазный), чтобы увеличить входное сопротивление. И используют, для эт ого, конденсатор. Может быть, доя высокоомной цепи затвора, хотели и импеданс повысить и напряжение на затворе зафиксировать. Тогда, более логично включить левый вывод резистора 100МОм на эмиттер первого NPN транзистора. Посмотрите на резистор R114 (10M) во входном каскаде GOS 620:



Так же отмечу, что С-157 - единственная виданная мной схема конвертера импеданса, в которой, для задания режима полевика, используется транзистор (PNP), присоединённый к истоку эмиттером.

[Valentin Gvozdev]

Виктор, спасибо за профессиональные комментарии. Честно говоря, я и сам до конца пока не понимаю, как все это работает. Мыслю примерно так - у нас есть два канала. Первый - НЧ с операционником, второй - ВЧ с полевиком и другими деталями. Понятное дело, что на высоких частотах первый канал ничего не пропускает и работает только второй. А вот на средних - работают оба. Причем коэффицент передачи с ростом частоты у одного падает, у другого растет. И совершенно не обязательно, что одно другое компенсирует. Но за счет обратных связей как-то эта компенсация все же происходит. Более того - АЧХ операционника тут нарочно "зарезана" установкой конденсатора в 15 нанофарад на ногу 8, как и в С1-166.

Надо будет поиграться со схемой еще, помоделировать ее в симуляторе - думаю, тогда полное понимание придет.

Добавлено after 1 minute 29 seconds:
Может быть, там вообще перепутали полярность транзистора - вместо pnp нужен npn c перестановкой коллектора и эмиттера - кто ж знает.

[ВикторС]

Валентин, на "перепутку транзистора" не похоже. КТ361 шунтирует резистор 2,2Ком, а резистор 510 Ом, в эмиттере КТ361 - его местная оос и защита по максимальному току коллектора - 27мА - максимум, когда 361й полностью открыт.

[Valentin Gvozdev]

Вчера немного повозился с платой входного устройства. Допаял низкоимпеданскный делитель, смонтировал все недостающие компоненты, за исключением смд-резисторов в высокоимпедансном делителе (у меня банально не оказалось таких больших номиналов), поэкспериментировал в разных режимах.

Во-первых, чудеса продолжились, и за сутки эффект кривизны импульсов в 1 Кгц при использовании щупа 10:1 уменьшился раз в 5. И теперь сигнал стал почти нормальным, по форме до боли напоминая то, что было в предыдущем осциллографе. А так как там это практически вылечилось простой промывкой платы от остатков флюса, то и тут, скорее всего, та же история. Тем более что уменьшение эффекта за ночь как бы намекает на то, что дело в паразитных утечках. В общем, в ближайшее время отнесу плату на работу и тщательно ее промою в горячем спирте.

Далее - проверил низкоимпедансный делитель на АЧХ. Без заземления корпусов реле, без дополнительной экранировке до 100 Мгц все довольно прилично. Примерно +-1dB во всем диапазоне частот с небольшой волнистостью в некоторых положениях. Не идеально, но для платы, просто лежащей на столе - ИМХО вполне хорошо.
Также поэкспериментировал с высокоимпедансным делителем (на ВЧ он работает на емкостях, так что отсутствующие резисторы роли не играют). 10 : 1 дает вполне ровную АЧХ до 100 Мгц. 100:1 имеет приличный завал выше 50 Мгц. Так что тут, скорее вего, придется подбирать резисторы на входе-выходе, а таке мудрить с конденсатором в нижнем плече - благо опыт есть. Порадовало то, что при отключении всех секций делителя пролаз сигнала на выход платы меньше -50 dB.

Самое главное - более-менее разобрался с цепью затвора входного полевика. Похоже, резистор в 100 мегаом (R29) или больше, указанный на схеме, там все же необходим и ошибки тут нет. Если его подключить параллельно С15, как в схеме С1-166 и гальванически связать затвор со входом блока, то схема не работает - ноль не устанавливается, НЧ-канал не функционирует итд. Если сделать как в оригинальной схеме, то все нормально. Пробовал ставить 10 мегаом - все тоже как бы работает, но со входным делителем 10:1 сигнал занижается процентов на 10, при том, что входное сопротивление по постоянке, замеренное со входа, составляет ровно 1 мегаом... Судя по всему, на переменке эти 10 Мегаом шунтируют вход, из-за чего общий коэффициент деления становится не 10, а около 11. Так что 100Мом тут необходимы. Только где взять малогабаритный резистор такого номинала?

Далее - промерил общую АЧХ блока. Выше 50 Мгц с моими приборами сказать что-то точно сложно, ибо входная емокость сильно просаивает сигнал, но косвенно все очень и очень хорошо. Если завал есть, то очень маленький.

Неприятным моментом оказалось то, что входная емкость полсе монтажа всех деталей вышла а 38 пФ, которые имеющиеся щупы компенсируют только на самой границе диапазона. И это пока без заземления корпусов реле высокоимпедансного делителя. Так что придется поколдовать со срезанием части заливки платы.. Вероятно, часть проводников придется сделать просто проволокой в 1-2 мм от текстолита.

Вот такие вот успехи. Процесс идет, интерес есть. И это самое важное в нашем непростом деле.

[ВикторС]

Валентин, спасибо за отчёт о проделанной работе.
Как Вы измеряете ёмкость входа - добавочным конденсатором на входе, по падению выходного сигнала или прибором - измерителем ёмкости?

[Valentin Gvozdev]

Виктор, емкость измеряется все тем же замечательным прибором Оса103.

Итак, полседние находки следующие. После установки на свое место штатного конденсатора C6 удалось добиться хорошей работы низкоомного делителя. Причем это не предел - эксперимент показывает, что введение этого конденсатора несколько уменьшает коэффициент передачи на предельных частотах (80-100 Мгц) в положении 1:1. А так как сейчас на всех остальных пределах именно на этих частотах наблюдается завал АЧХ на 0.5-1 dB по отношению к пределу 1:1, то, подставив туда подстроечник, вполне моно будет свести разбег АЧХ практически к нулю. Но делать это надо будет не сейчас, а вместе с УВО - ибо там нагрузка будет другая, чем при нынешних измерениях.
А пока вот такие результаты. Прибор откалиброван так, что АЧХ в полоении 1:1 принята за условный ноль.

Вот что видно в положении 2:1 (-6dB) в диапазоне до 100 Мгц:

Как видно, неравномерность около 0.3-0.4dB, что очень хорошо
В положении 4:1 (-12dB):


Несколько похуже, но и тут разница всего 0.7-0.8 dB. Учитывая, что характер неравномерности на всех пределах очень похож, скомпенсировать это будет несложно.

И, наконец, 10:1 (-20dB):

Тоже завал на Вч в пределах децибелла. Результат оидаемо чуть более плохой, чем в остальных случаях, но это положение будет использоваться только на пределе 5V/дел, где нюансы АЧХ на предельных частотах не столь важны.


А вот что показывает АЧХометр при промере сквозной АЧХ блока:


Верить этой картинке в деталях, особенно выше 50 Мгц можно с некоторой натяжкой, но ИМХО очень хорошо. Справедливости ради, эта АЧХ была снята при закорачивании резистора R27. C ним завал на 100 Мгц достигает -5dB.
Также заметил, что АЧХ в ВЧ-области в режимах 100:1 и 10:1 весьма хорошо оптимизируется подбором резисторов до и после аттенюатора и этим методом довольно легко добиться малого разбега АЧХ при разных коэффициентах деления.

Схема:

[Valentin Gvozdev]

Итак, поборолся немного с входной емкостью. Срезал дремелем некоторые участки фольги в верхнем слое, находящиеся над проводниками высокоомного делителя, в результате чего получено значение в 35 pF (итого минус 2.5-3 pF от изначального).
Путем выпаивания резисторов до и после секций высокоомного аттеюатора установил, что кадое реле добавляет около 3.5-4 пФ. А так как реле там 7 штук, то сильно уменьшить входную емкость шансов нет. Для этого нужны другие реле.
Также есть шанс сбросить еще около пикофарады-другой за счет замены входного разъема. Сейчас у меня стоит такой вот - https://www.chipdip.ru/product/gb-142a c монтаем на плату. Он имеет емкость порядка 2.5 пФ, а обычный - примерно в 2 раза меньше. С учетом того, что логично и технически правильно будет оформить входной блок в виде экранированной коробки из стеклотекстолита (для минимизации наводок и завязок), применение обычного разъема под панель будет вполне нормальным решением.

Также на скорую руку заменил R27 с 82 на 27 Ом, чтобы минимизировать завал на предельный частотах. В этом случае аттенюатор 10:1 настроился на оптимальную АЧХ (+- 0.5 dB) простым подбором R31.

Введение дополнительного резистора последовательно с C10 удалось также настроить и аттенюатор 100:1. Пока неравномерность АЧХ там побольше, чем в первом случае, но дело очевидно поправимое..


В общем, вердикт такой - надо делать экранирующую коробку для этого модуля, уже в ней все окончательно настраивать регулировать (иначе смысла нет, так как ВЧ - штука капризная) и переходить к плате предварительного УВО.
Как вариант - попробовать достать реле РЭС-79 (это более современные и малогабаритные аналоги РЭС-49, которые, если верить справочным данным, имеют несколько меньшую емкость, в том числе и между контактами и корпусом) и с их помощь постараться довести Cвх до 30пФ.

Добавлено after 8 hours 14 minutes 30 seconds:
В общем, вроде бы удалось найти эти самые РЭС-79 по приемлемой цене, но придут они в лучшем случае дней через 10. Так что пока есть время поэкспериментировать, а заодно сделать плату предварительного УВО, благо она не слишком сложная.
Кстати, с высокомегаомными резисторами облом вышел. В том месте, где я все обычно покупаю, есть богатый выбор таких резисторов типа КИМ, но продают их только коробками. Купить 5-10 штук нельзя. Так что будем искать дальше.