Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Electricman

На деле много картинок выйдет - схемы тектрониксов, куски схем отсюда, схемы БР Валентина.

Вообще, надо осознанно подойти и рассортировать схемы, поприкидывать. Главных задач всего две - это скоростные развёртки и уход от туннельных диодов. И если с самим ГЛИНом проблем нет, то вот с грамотным управлением уже есть - и схема триггера запуска, и согласование по уровням, и скоростной компаратор с одновибратором для останова пилы, всё надо думать. Причём, ещё нужен отдельный триггер подсвета, который с ростом скорости развёртки должен включаться и выключаться раньше начала и конца развёртки соответственно, так как цепи подсвета несколько тормознуты.
Самое простое, что мне пока удалось толком обдумать - это управление , но там банальная логика, счётчики и триггеры (вместо переключателей - кнопки), но это мелочь.

Реклама

ВикторС

Возьмите схему БР ОСУ-10, разделите её на 4 части Формирователь СИ, схему логики и детектор СИ, ГЛИН, схему сброса и паузы между импульсами (Hold). Подумайте - какие недостатки у каждого блока и как его можно сделать более быстрым и термостабильным, технически доступными средствами. Сразу скажу, что триггер Шмитта на транзисторе, с ПОС через выход сброса ЛНН - УГ и его нужно менять на ТШ ИС, как в С1-118 или ОР-1 - (эти два БР плохи по своему), потому рекомендовать не могу). Сделайте четыре макетных платки, запустите, и посмотрите как работает - длительность и амплитуда ЛНН, длительность и диапазон регулировки Hold, термостабильность (греть феном), предельная частота и длина импульса, детектируемого схемой определения СИ (в ОСУ она очень хороша - если импульс может запустить БР, то БР будет оставаться в ждущем режиме - вход запуска и детектор СИ - синхронные входы Д-триггеров одной ИС). Собрав макет, разделяемый на части, Вы сможете менять части по отдельности, шлифуя схему, в целом.
Интегратор Миллера, по мотивам С1-68 (с выходным ЭП), показал, в этой схеме, фронт ЛНН 100нС, это 10нс/ дел на десятиклеточной сетке.

Добавлено after 1 hour 29 minutes 35 seconds:
О типовом решении Генератора Миллера, с эмиттерным повторителем на выходе, говорится во втором издании книги "Портативные осциллографы". В то же время, Тектроникс получал ЛНН 10нС (схема ниже) на интеграторе БЕЗ выходного ЭП. Указывалось, что зарядка Синт от высокоомного источника (источника тока), благотворно сказывается на линейности зарядного тока. Я, схемы интегратора Миллера, БЕЗ выходного ЭП, не тестил, а вот один из наших коллег, Cosinus, если не ошибаюсь, макетировал интегратор Миллера, без ЭП, от осциллографа HP-1740 и отмечал ухудшение формы ЛНН, при введении ЭП, заряжающего Синт.
Интересно отметит, что интегратор Миллера, применённый в ОСУ-10 - тот же, по архитектуде, что и в быстрых Тектрониксах и HP_, упомянутых выше - Истоковый повторитель + инвертирующий усилитель ОЭ, с нагрузкой в виде источника тока на PNP транзисторе. И всё. То есть, допиливая БР ОСУ-10, можно выйти на желаемые наносекунды ЛНН, без принципиальных изменений в архитектуре БР.

Глин Тектроникса (1нС)
https://img.radiokot.ru/files/92893/thu ... 4bl83k.jpg

Сервис мануал HP-1740
http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... 40a_sm.pdf

Реклама

ВикторС

Коллеги привет,

В последнее время я тестирую макеты входных буферов - повторителей для модернизации УВО С1-94.
Те, что на полевиках и биполярниках, перепробовал штук пять схем, разных и теперь добрался до буферов с ОУ в цепи обратной связи по постоянному току.
Повторитель, по мотивам С1-166, показал себя, на отдельнм макете, хорошо. (В С1-94, пока, не ставил). А задержало меня вот что. В буфере С1-166 нет супервысокоомного резистора, с затвора на исток, и потенциал затвора поддерживается через резисторы R113 R114 R117 (схема ниже). А в буфере С1-157, затвор входного ПТ отсечён по постоянке, от входного сигнала, конденсатором С14. По постоянному току, затвор соединён с эмиттером VT8 через резистор 100 (сто) Мегаом, что, ИМХО, крайне много и сопоставимо с сопротивлением Сухой изоляции или даже больше. И вот мне интересно - какие плюсы и минусы у буферов УВО С1-157 и С1-166 в сравнении друг с другом и на каком сосредоточится для дальнейших опытов на макете и в приборе? Супервысокоомный резистор в цепи затвора - на пользу или во вред?

Заранее благодарю за ваши мнения.

Входной буфер С1-166

Входной буфер С1-157

Electricman

ВикторС писал(а):Сервис мануал HP-1740

Вот схему 1740 я даже моделировал, и вроде вытягивал в симуляторе искомые 12 вольт за 10нс.

Правда, на макетке не заработало, но там проблема запуска была. Не всё легко настраивается отдельными блоками.

ВикторС писал(а):Возьмите схему БР ОСУ-10

Глянул его схему, отчасти похожа на схему 1740, только более примитивную. И вообще, что-то мне тяжело читаются схемы, выполненные не по советским стандартам.

Найду свободное время - гляну ещё схемы развёрток от теков 7000-ой серии, но там, если мне не изменяет память, меньше 50нс/дел не было, дальше была кнопочка "х10".

Думаю, попробовать собрать связку из триггера запуска, ГЛИНа и выходного согласующего усилителя, добиться от него стабильной работы в однократном режиме, а там уже думать за цепи синхронизации и тому подобное. Цепи синхронизации, конечно, желательно сделать с большим запасом по частоте (350-500МГц). Зря что ли УВО на 350МГц

Хотя, неизвестно, что делать с самым слабым местом системы - корзиной от С1-122, всё упирается в её частотные свойства. Гибридки там заменены на заменители из СВЧ-транзисторов, но проблем это не меняет.

Реклама

ВикторС

[uquote="Electricman",url="/forum/viewtopic.php?p=4271292#p4271292"]

ВикторС писал(а):Возьмите схему БР ОСУ-10

Глянул его схему, отчасти похожа на схему 1740, только более примитивную.

Думаю, попробовать собрать связку из триггера запуска, ГЛИНа и выходного согласующего усилителя, добиться от него стабильной работы в однократном режиме, а там уже думать за цепи синхронизации и тому подобное.[/uquote]

Схема ОСУ-10, в целом, хороша тем, что это упрощённая, в угоду дешевизне и массовости, схема по которй собирались брендовые осциллографы.
Варианты схем ОСУ-10 и аналогов здесь:
http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... pe_CQ5010/

По БР, советую начать макетирование с автоколебательного режима. Возьмите самую быструю ИС с триггерами Шмитта, что у Вас есть, и соберите следующую схему ГЛИН:

Это упрощённая схема БР в автоколебательном режиме. На этой схеме Вы сможете отработать источник тока, разрядный ключ, буферный каскад, схему HOLD (вместо R3), схему установки амплитуды ЛНН (вместо R2). ТШ DD1.1 это тот самый транзистор, коллектор которого идёт на вход D-триггера в ОСУ-10 - этот ТШ будет Вам нужен в любом случае (см БР САГА, С1-118 С1-131)ю DD1.2 заменяется всей хитрой логикой синхронного запуска с ждущим режимом, уже после того, как получите требуемую длительность фронта ЛНН, от самых низких до самых высоких частот, в автоколебательном режиме. И помните про замедление работы транзисторных ключей, когда они попадают в режим насыщения. В быстром БР, такого быть не должно.

Реклама

Electricman

ВикторС писал(а):Это упрощённая схема БР в автоколебательном режиме.

Хм, я так и не додумался зациклить генератор.

ВикторС писал(а):И помните про замедление работы транзисторных ключей, когда они попадают в режим насыщения.

Это понятно, поэтому только линейный режим.

Нашёл две схемы блоков развёртки, интересных для частичного повторения - 7B10 и 7B92. Последняя всё-таки наталкивает на мысли о сдвоенной развёртке. Ну, как и схема Я4С-91. Сложность только с самой логикой управления каналами сигнала. Но это возникнет и при ординарной развёртке. А так - компаратор пилы развёртки А и напряжения от потенциометра выбора задержки, а сигнал сравнения на запуск примитивного ГЛИНа развёртки Б. То есть получатся режимы "развёртка А" и "Б подсвечивает А".

Реклама

ВикторС

Electricman, пожалуйста укажите ссылки для скачивания на схемы БР 7B10 и 7B92, чтобы было яснее, о чём Вы говорите. Заранее благодарю.

От себя добавлю пару схем осциллографов с задержанной развёрткой:

Heathkit IO-4360
http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... t_IO-4360/

Heathkit IO-4235
http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... ce_sch.pdf

Electricman

7В10 https://w140.com/tekwiki/images/8/8b/070-2316-00.pdf

7В92 https://w140.com/tekwiki/images/b/b4/070-1192-00.pdf

ВикторС

ИМХО - излишне сложно, ещё и на заказных микросхемах. Для радиолюбительской практики, только как источник идей подходит.

Можно подумать вот о чём. Два компаратора, с отдельными ручками установки опорного уровня, следят за амплитудой пилы. У первого компаратора, выход подключен к выводу SET RS-триггера у второго к выходу RESET.
Первый компаратор настраиваем на взвод триггера, при напряжении пилы основной и единственной БР, например, 23%, а второй сбрасывает триггер, когда напряжение пилы достигнет, например, 47%. По сигналу с триггера на ГСТ, ток заряда времязадающего конденсатора, увеличивается в десять раз - на ГСТ подаётся не 12В, а 120В. Или, электронный ключ, поднимает усиление УГО в десять раз. Вот вам и "временнАя лупа", с регулировкой начальной и конечной точки увеличения. Без второй развёртки и сложной логики коммутации. Потребуется два компаратора К554СА2 и К555ЛЕ1 (4 х 2ИЛИ-НЕ), чтобы сделать RS триггер и получить пару инверторов на вспомогательные цели.

Добавлено after 24 minutes 32 seconds:
Для проверки предложенной временной лупы, на малых скоростях развёртки, можно взять сдвоенный ОУ с однополярным питанием, хоть LM358 и К555ТМ2, и нам не обязательно увеличивать питающее напряжение ровно в десять раз. Можно взять то напряжение выходного каскада УВО, которое есть на борту. Если результат будет подходящим, можно заниматься шлифовкой схемы.

Electricman

ВикторС писал(а):ИМХО - излишне сложно, ещё и на заказных микросхемах.

Я и не говорю повторять до мелочей.

А взять только ГЛИН с обвязкой, ну и просто подсмотреть решения.

ВикторС писал(а):Можно подумать вот о чём.

Проблема в том, что мы получим простую растянутую развёртку с регулируемым сдвигом относительно н, и не слишком удобную в использовании. Такой метод лучше подходит к измерению времени, как в том же С1-117, если не убыстрять развёртку.

ВикторС писал(а):поднимает усиление УГО в десять раз.

В такой схеме это не сработает. Если просто ускорять развёртку - то посреди нормального сигнала будет кусок растянутого. Тут же при Х10 начало растянутой развёртки улетит куда повезёт, конец тоже.

А так электронная лупа делается гораздо проще. Тот же компаратор, та же пила развёртки А, и триггер, переключающий развёртки во время обратного хода развёртки А
Сначала работает первый канал УВО, развёртка А, рисуется сигнал и срабатывающий компаратор запускает развёртку Б, на время пилы которой только дополнительно подсвечивается сигнал. На экране получается сигнал с куском увеличенной яркости. Во время обратного хода развёртки А триггер переключается и переключает каналы УВО, на второй канал подаётся тот же сигнал. Снова срабатывает развёртка А, компаратор запускает развёртку Б - и рисуется второй сигнал, уже растянутый. Потом триггер переключается обратно и всё повторяется.

ВикторС

Хорошо, усиление УГО менять не будем. Оставляем только изменение тока заряда (времени роста ЛНН), с какого то уровня ЛНН. таким образом, на однолучевом осциллографе, мы можем растянуть нужный участок осциллограммы, запущенной по синхросигналу, пришедшему ранее.
Не так наглядно, как в случае с двумя лучами, когда верхний (например) показывает какой то участок с увеличенной яркостью, а нижний луч, показывает подсвеченный участок на более быстрой развёртке. На рынке, в борьбе за конкурента, это хорошо, а в самодельном осциллографе может показаться избыточным.
Так же интересно понять - один компаратор, реагирующий только на начало исследуемого сигнала, по уровню ЛНН, и остающийся включённым до сброса ЛНН, ниже порога включения компаратора - это упрощение или нормальная практика фирмачей, и второй, настраиваемый, компаратор, выключающий режим подсветки (и растяжки) - не нужен? (Растягиваем от какого то уровня на ЛНН до сброса ЛНН)?

Electricman

ВикторС писал(а):а в самодельном осциллографе может показаться избыточным.

Всё же у меня не до конца самодельный осциллограф, тем более, четырёхканальный.

Так что игра стоит свеч.

ВикторС писал(а):Так же интересно понять - один компаратор, реагирующий только на начало исследуемого сигнала, по уровню ЛНН, и остающийся включённым до сброса ЛНН, ниже порога включения компаратора - это упрощение или нормальная практика фирмачей, и второй, настраиваемый, компаратор, выключающий режим подсветки (и растяжки) - не нужен? (Растягиваем от какого то уровня на ЛНН до сброса ЛНН)?

Ну, в Я4С-91 именно один компаратор. Думаю, блок развёртки от таких монстров, как С1-91, С1-115 и С1-122 - всё же какая-то фирма, тем более, в предках всё те же модули 7В** от тектроникса. К тому же, в отличие от второй ручки, у нас калиброванное значение время/деление.

На братьях-близнецах С1-79 и С1-99 тоже одна ручка и две развёртки. Правда, временную лупу запустить не удалось, траблы с развёрткой Б на обоих осциллографах.

ВикторС

[/quote]

Всё же у меня не до конца самодельный осциллограф, тем более, четырёхканальный.

Так что игра стоит свеч.
[/uquote]

С этим полностью согласен. Четырёхканальный осциллограф достаточно крут, чтобы заморочится с полным фаршем двухканальной развёртки. Сложность составных частей сопоставима.

Можно вот ещё о чём подумать. Если, в радиолюбительском осциллографе без ЛЗ, мы готовы поставить второй БР доя обеспечения задержки запуска развёртки, как сделать перекоммутацию этого доп. БР, для организации временной лупы, и не будет ли это, в одноканальном осциллографе, избыточным, по сравнению с коммутацией скорости ЛИН, по сигналу компаратора, которую мы рассмотрели выше. (когда мы зотем рассмотреть какой то участо осциллограммы, в её середине, нам не важна форма фронта, запустившая основную развертку) полтму, дополнительную развёртку можно использовать как то ещё. Как? - для временной лпы или подсветки выбранного участка на осцилограмме)

add.ocean

попалось... тот самый HP1740A внутри, который упоминался недавно тут
https://www.youtube.com/watch?v=Cmz8bzUsj7E

Но пожалуй самой интересной находкой стало то, что уже 1972 (!) году был вполне себе 350МГц прибор и он был не больше и не тяжелее тех же 2465 (и конечно С1-93)

Tek 485
https://w140.com/tekwiki/wiki/485
https://www.youtube.com/watch?v=7Qg6ory3L8Y

Electricman

ВикторС писал(а):Можно вот ещё о чём подумать.

Для одноканального осциллографа можно и ускорять развёртку, но можно поступить и хитрее, как в С1-126. Тот нажатием кнопки превращается в восьмилучевой - 4 канала нормального сигнала и 4 растянутого. А суть вот в чём:
Можно на одноканальник поставить так же две развёртки, с логикой работы как я выше описывал. И всего лишь один дополнительный ключ и переменный резистор, который подключается к резистору вертикального смещения луча. И мы получаем псевдо-двухканальник, с двумя лучами.

Дополнительный переменник смещает луч относительно основного сигнала на время второй развёртки.

Минусы простого ускорения одной развёртки ещё в том, что возникают сильные ограничения по диапазонам растяжки. Не посмотреть будет, например, кусочек в 10нс при развёртке в 10мкс.
Минусы двух развёрток - две развёртки и их коммутатор. Хотя, сама вторая развёртка - примитив из примитивов, так как никакие регуляторы "стабильность" ей не нужны, всякие задержки - тоже.

add.ocean писал(а):Tek 485

Почему то мне кажется, что этим осциллографом вдохновлялись наши при разработки С1-71/79.

oldbulb

С1-14 (тёплый, большой, ламповый!), 1 ГГц, 1959, С1-75, 250 МГц, 1974, С7-15, 5 ГГц, 1976. С1-97, 350 МГц, 1979. С1-108, 350 МГц, 1979. То есть, для универсальных транзисторных осциллографов время реинжиниринга и ПОЛНОГО перевода на собственный продакшн составляло примерно 3-5 лет. Но после того, как наступила эра твёрдотельных ИМС, разрыв резко увеличился. Плюсом к тому, партия и правительство к концу восьмидесятых окончательно забили болт на высокие технологии, хотя и до этого электроника в СССР развивалась скорее вопреки, чем благодаря.

catBot

Кстати, вопрос:

был ли высокоомный щуп для С1-75?

add.ocean

а здесь чинят оборванный кабель в пробнике HP. Там все разбирается. Есть подозрение что и в Белваровском кабеле можно примерно так же. Странно что я до сих пор не попробовал.
https://www.youtube.com/watch?v=xSJzuXy4pgA

А здесь устраняют замыкание в кабеле на землю с помощью спирта
https://www.youtube.com/watch?v=f2jeixZCZPs

многое "непочиняемое" можно починить, если не бояться попробовать (а терять-то и нечего).

SM898

oldbulb писал(а):С1-14 (тёплый, большой, ламповый!), 1 ГГц, 1959,

Когда-то, примерно в середине, или в конце 70-х прошлого века,
к нам на завод привезли на поверку осциллограф. У нас было очень
серьёзное предприятие, с огромным отделом измерительной аппаратуры,
с собственным ремонтом и службой поверки, с очень серьёзными
и точными(на то время) образцовыми приборами. Поэтому, к нам возили
на поверку приборы от сторонних контор, с которыми даже не справлялся ЦСМ.
Так вот, осциллограф... Не помню его названия, кажись, С1-4х-какой-то.
Размером, примерно, со стандартный "надел", может, малость поуже, но повыше.
Трубка сбоку, слева, круглая, но на морде прямоугольное окошко. Диагональ -
сантиметров 7-8, вряд ли больше. А само поле, где что-то показывает - совсем
маленькое, миллиметров 15-20 в высоту, и в ширину миллиметров 40-45.
Что там ещё было на морде, сейчас уже и не помню. Но помню, что тяжёёёлый...
По внешнему виду, по стилю, чем-то напоминал С1-49.
Нет, конечно, гораздо больше, и горизонтальный, но что-то такое от 49-го
в нём просматривалось. И выглядел он уже тогда, древним,
как говно мамонта. Примерно, середина 60-х.
Так вот, к чему это всё... Полоса частот по вертикали была у него... 5 ГГц!!
В реальном времени, не стробоскоп! Усилителей с такой широкой полосой
тогда делать не умели, и входной сигнал от разъёмов на морде по кабелям
внутри подавался прямо на пластины Y. Поэтому, чувствительность у него
была невысокая, и помнится, возникла проблема - откуда взять СВЧ сигнал
достаточной мощности, что бы поверить его по полосе частот.
Кажется, ограничились компромиссом - прогнали его по частоте до 1,2 ГГц
от достаточно мощного генератора Г4-44 (ЕМНИП).
Вот так - осциллограф 5 ГГц, реального времени, ещё (предположительно)
60-х годов. Я такой видел первый (и последний) раз, и даже топтался рядом
при его поверке. Больше никогда не встречался.

ПС. Вот, счас посмотрел - С7-15, это , кажись, продолжатель его дела, но уже
1976 год. Тоже 5 ГГц,чувствительность 1 мм/в, и размер изображения 15*40 мм.
Время нарастания ПХ - 70 пс. Трубка 10ЛО104А.
Длина (глубина) - более 80 см. Вес - 50 кг.

ВикторС

Коллеги, отклоняемся от темы. ИМХО. Два вопроса остались без ответа - какая разница во входном буфере с ОУ, у которого, затвор, по постоянному току, связан с истоком через супервысокоомный резистор и та же схема, где связь затвора, про пост току, производится через токоограничивающий резистор в цепи затвора и через резистор (или делитель 1МОМ, на общий провод. И второй вопрос - практическая, сделанная хоть в макете схема БР с максимально быстрым ЛНН. Какие будут соображения? Кто что пробовал, кроме моего опыта и опыта Валентина, описанных выше?