Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

[ВикторС]

Валентин,
отлично! большое спасибо!

Я смотрю надлительность фронта сигнала с частотой 10МГц. Похоже, во всех трёх пределах по амплитуде (1-2-5), длительность фронта не меняется - пол клетки - около 10нС. Это очень хороший результат, подтверждающий предположение, что основной вклад в спад АЧХ на ВЧ, вносит выходной каскад.

Товарищ Мусор предлагал недавно обратит внимание на выходной каскад в виде составного эмиттерного повторителя на транзисторах NPN - PNP, если я верно его понял, так уот какую замечательную пару я нашёл на Али. Их так и продают, парами по 5 штук. 2SA1360 и 2SC3423 - 150V 50mA 200MHz 1,8pF
Они же пойдут и в схему динамической нагрузки, когда коллектор выходного NPN транзистора, питается с коллектора PNP транзистора, включённого источником тока.

https://ru.aliexpress.com/item/10-5-A13 ... 2e0etnyYmk

[musor]

кандеры падстрончные походу это совецкие из заначки..
а пара транзюлей годная гдеб такую дернуть с донора для проверки ...хотяб на макете поигратся с али долго

[Valentin Gvozdev]

Это очень хороший результат, подтверждающий предположение, что основной вклад в спад АЧХ на ВЧ, вносит выходной каскад.
Скажу более. Там с АЧХ довольно интересная ситуация. Дело в том, что у предварительного усилителя в положении 0.05 В/дел, когда его усиление минимально, АЧХ имеет неустранимый подъем где-то на 6 dB относительно НЧ где-то в районе 7-10 Мгц. И дальше она почти плоская вплоть до 50 Мгц (разумеется, речь идет от малом сигнале). Это происходит из-за паразитных емкостей в первом каскаде, где производится переключение усиления. Вероятно, виновата топология платы и использованные реле не совсем годятся для такой цели. Соотвественно на других пределах мы вынуждены подбором окрректирующих цепей создавать точно такую же АЧХ, которая далека от оптимума.

Соответственно, выходной УВО должен иметь обратную АЧХ - т.е. монотонный спад от 0 и до этих самых 7-10 МГц, что достигается естественным путем из-за емкости пластин, но - ТОЛЬКО при определенной величине коллекторного тока (!). При попытке форсированного разгона его АЧХ выравнивается и тот самый подъем уже просто нечем компенсировать (все корректирующие цепочки рассчитаны только на создание подъема АЧХ на ВЧ, а не на ее спад). В результате имеем неустранимый звон на фронтах.

Не знаю, понятно ли я объясняю.

[ВикторС]

Понятно объясняете.
Я эти трюки, с прямой и обратной коррекцией АЧХ делал на... высокодобротных широкополосных динамиках. Там подъём на 6дБ на частоте резонанса, уже в корпусе АС возникает. Эта частота отличается от частоты резонанса динамика в воздухе и зависит от параметров ящика. Надёжно удаляется Т-фильтром, настроенным на эту частоту, и стоящим перед УМЗЧ. Так можно убрать горб на НЧ для любого высокодобротного динамика. Этот же принцип можно использовать и в УВО осциллографа, поставив Т-фильтр перед выходным усилителем. Частота настройки фильтра примерно рассчитывается, а "по месту" подбирается сдвоенным переменным резистором.

[Cosinus]

Подскажите пожалуйста, как правильно проверить\подстроить входную емкость ослика С1-77?

[Andrew Martin]

ВикторС писал(а):

Посмотрел СП3-19А (3329Н у буржуев) - наши - по 20 руб/ шт. Не все номиналы доступны.
На Али, буржуйские, примерно по 100 руб/ штбез доставки. Ассортимент номиналов ещё меньше.

Давайте посмотрим на модели попроще, на порядок дешевле, тоже закрытые от пыли.

Не надо на них смотреть, они ужасны и не годятся даже для любительского приборостроения. Это источник шумов, нестабильности характеристик и ненадёжности в целом.
Первые - откровенный ширпотреб и китайщина, при повороте слышен хруст токосъёмника о резистивный слой (предположительно углеродистый). Устанавливаются в самые бюджетные поделки. В нашем гондурасе они по 5 руб. за штуку безо всяких али.
Вторые - вроде бы получше первых, но это только на первый взгляд. Те же самые хрустяшки. Недавно приходил аппарат, там таких три десятка было, при попытке покрутить ротор рассыпался в труху. Те немногие, что вращались, давали шумы и флуктуации. Выгреб их всех в мусорное ведро, поставил 3329Н (30 руб/шт у наших барыг).

[ВикторС]

Cosinus писал(а):

Подскажите пожалуйста, как правильно проверить\подстроить входную емкость ослика С1-77?

Я бы включил, последовательно со входом, подстроечник до 100ПФ, встал бы высокоомным щупом между подстроечником и входом осциллографа, подал ВЧ сигнал известной амплитуды, и крутил подстроечник, пока на выходе не встанет половина входного сигнала.
Выставленная ёмкость подстроечника равна ёмкости входа в осциллографа, на конкретном пределе.

[Valentin Gvozdev]

Подскажите пожалуйста, как правильно проверить\подстроить входную емкость ослика С1-77?
Если нет измерителя емкости, то, наверное, можно примерно так:

Берем ВЧ-генератор (любой), подаем с его выхода сигнал на вход прибора. Засекаем амплитуду. Далее между генератором и осциллографом (причем НЕПОСРЕДСТВЕННО перед входом последнего, без всяких кабелей итд) включаем различные постоянные конденсаторы, добиваясь того, чтобы амплитуда на экране упала в два раза. Полученная емкость и будет равна входной емкости прибора.

Впрочем, измерять и подстраивать входную емкость обычно не нужно. Нужно другое - выравнивать ее в разных положениях входного аттенюатора, чтобы параметры входа не зависели от того, сколько вольт/клетку установлено. Для этого в схеме аттенюатора есть соответствующие подстроечники, которыми добиваются того, чтобы входная емкость на всех пределах равнялась входной емкости на самом чувствительном пределе (т.е. когда аттенюатор не задействован). В принципе, сделать это можно, имея щуп 1:10 и генератор прямоугольных импульсов хотя бы на килогерц, но достаточной амплитуды. Идея такая - проводим НЧ-компенсацию щупа на самом чувствительном пределе, а далее проверяем, сохраняется ли она на остальных. Если нет - то подстраиваем входную емкость до получения правильного меандра. Если в итоге окажется, что с одним и тех же щупом прибор рисует правильную картинку на всех пределах, то можно считать, что все настроено корректно.

[Cosinus]

Все понял.Спасибо! Это проще, чем я полагал.

[Valentin Gvozdev]

Единственное, что надо помнить - при измерении входной емкости ВЫХОДНОЕ сопротивление ВЧ-генератора должно быть много меньше реактивного сопротивления входной емкости (20-40 pF) на выбранной частоте. Иначе из-за шунтирования будет большая ошибка. Соответственно нужно использовать генератор с относительно мощным выходом (самое простое - с ЭП, имеющим приличный коллекторый ток, на выходе) и относительно низкую частоту.

[ВикторС]

Сейчас эксперементирую с ГЛИН на интеграторе по мотивам С1-68.
Длительность фронта импульса (рабочая часть пилы), получается 0,2мкС, но есть неравномерность по амплитуде, ок 15% в диапазоне 20мС - 0,2мкС.
В связи с этим вопрос - а надо ли на выходе ГЛИН, иметь столь короткие - 0,2мкС - импульсы, если далее, будет стоять усилитель, увеличивающий размах импульса по амплитуде (а длительность при этом не изменяется)?
Предполагается, что снижение максимальной длительности импульса пилы, при дальнейшей растяжке этого импульса по амплитуде в УГО, позволдит значительно стабилизировать амплитудные характеристики ГЛИН и АЧХ УГО, за счёт понижения рабочих частот на самых быстрых развёртках.

Кто измерял длительность импульсов развёртки, на самых быстрых диапазонах, расскажите, какая длина импульса развёртки на выходе генератора в Вашем приборе, и какой коэфициент усиления УГО? То есть, интересно понять, какая длительность рабочей части пилы генератора развёртки нужна, чтобы развернуть, на экране, измеряемый сигнал, с шагом, например, 0,02мкС или 0,1 мкС на клетку шкалы.

Заранее благодарю.

[Maxiputra]

ВикторС писал(а):

Кто измерял длительность импульсов развёртки, на самых быстрых диапазонах, расскажите, какая длина импульса развёртки на выходе генератора в Вашем приборе, и какой коэфициент усиления УГО? То есть, интересно понять, какая длительность рабочей части пилы генератора развёртки нужна, чтобы развернуть, на экране, измеряемый сигнал, с шагом, например, 0,02мкС или 0,1 мкС на клетку шкалы.

У меня под рукой есть только С1-94. Самая быстрая развертка - 0,1 мкс/дел, видимая часть экрана имеет 10 делений, но реально сигнал разворачивается на 18 делений, все, что сверх 10 делений, можно посмотреть двигая картинку влево-вправо. Соответственно, рабочая часть ГЛИН должна быть 18 дел * 0,1 мкс/дел = 1,8 мкс, поскольку в самой правой части картинки на большой яркости видно начало обратного хода луча.
На разъеме на задней стенке осциллографа именно такую длительность и вижу, только с весьма большой неравномерностью в правой части.

При этом можно было бы ожидать горизонтального "сжатия" сигнала в правой части изображения, но этого не наблюдается. В чем дело - пока не знаю, сейчас уже поздно разбираться.
Если, конечно, я изначально правильно понял ваш вопрос.

Последний раз редактировалось Maxiputra Пн дек 10, 2018 22:43:38, всего редактировалось 1 раз.

[Valentin Gvozdev]

Предполагается, что снижение максимальной длительности импульса пилы,

Наверное, имелось в виду все-таки увеличение минимальной длительности импульса пилы -:)

По поводу соотношения длительности импульса и Ку УГО - вопрос, конечно интересный. В любом случае нам нужно, чтобы луч "пролетал" из конца в конец экрана за время, положим, 0.2 мкс (при развертке 0.02 мкс/деление), что соответствует некоей (и весьма немалой) скорости нарастания выходного напряжения УГО, возможность реализации которой напрямую связана с АЧХ. Также в общем-то понятно, что при неизменной конструкции УГО (как и любого другого усилителя) наиболее широкополосная АЧХ получается при наименьшем Ку. Т.е. как бы выходит, что при прочих равных условиях оптимально подавать на вход УГО пилу, продолжительность наклонной части которой равна или чуть больше длительности развертки. Ибо иные варианты, когда используется медленная пила и большой Ку УГО, потребуют более продвинутого усилителя, обладающего большим произведением Ку*полоса. Кстати, это оптимально также с точки зрения использования яркости трубки. Ибо вариант, когда для формирования видимой части картинки используется лишь небольшая часть рабочего хода развертки, приводит к уменьшению яркости.

В моем случае длительность ЛИН примерно в 1.5- 2 раза превышает время пролета луча через экран. т.е. для самой быстрой развертки это примерно 400 нс. Частота развертки в синхронизированном режиме на пределе 0.02 мкс/дел - 1 Мгц (при входном сигнале 20 Мгц). При 0.05 мкс - в районе 500 КГц.

[ВикторС]

Коллеги, спасибо за ваши ответы.
Получается, по аналогии с функцией кнопки "х10", приводящей к десятикратной растяжке развёртки (с 0,2мкс/Дел до 0,02мкС/Дел)? за счёт увеличения Усиления в УГО, изменение коэффициента усиления УГО с 1 до 10, приведёт, для фронта пилы генератора развёртки, такое же, десятикратное приращение амплитуды, и следовательно, разрешения по оси Х.
Если генератор развёртки выдаёт импульсы с фронтом 1мкС, и амплитудой 10В, то усиление этого импульса в 10 раз, до 100В, развернёт его на весь экран некоторой, условной, ЭЛТ, содержащей 10 клеток по горизонтали. Луч будет проходить по экрану за ту же 1мкС, что, при десяти клетках на горизонтальной шкале, даст разрешение 0,1мкС на клетку.
При этом, совсем не обязательно добиваться длительности фронта пилы, на выходе генератора развёртки, строго кратного 1,2, 5мкС итп. Достаточно лишь соблюсти кратность длительности импульсов, заданному шагу переключателя диапазонов - 1 - 2- -5 - 10 - 20 - 50 итд. Точная калибровка, привязка, импульсов контрольной частоты к сетке горизонтальной разметки, делается подстройкой усиления УГО. При этом, достаточно сделать сопряжение в одной точке, остальные ступени измерения "встанут" автоматически.

Вот такой полёт мысли по подбору параметров длительности импульсов развёртки и связки ГР - УВО. Похоже на правду? Как вы думаете?

[Valentin Gvozdev]

Достаточно лишь соблюсти кратность длительности импульсов, заданному шагу переключателя диапазонов - 1 - 2- -5 - 10 - 20 - 50 итд. Точная калибровка, привязка, импульсов контрольной частоты к сетке горизонтальной разметки, делается подстройкой усиления УГО. При этом, достаточно сделать сопряжение в одной точке, остальные ступени измерения "встанут" автоматически. Виктор, очевидно, что все это именно так. Только вот насчет "встанут автоматически" небольшая ремарка - так будет, если УГО имеет запас по скоростным параметрам и не будет существенно "замедлять" быстрые развертки. А также при условии, что в генераторе развертки никакие напряжения не "плавают" при увеличении разрядного (или зарядного - в зависисмотси от реализации) тока времязадающего конденсатора. Кстати, в оригинальной схеме С1-94 последнее условие не выполняется, так как напряжение на выходе ЭП, через который происходит разряд уменьшается процентов на 4-5 при переходе к самой быстрой развертке. Похоже, разработчики знали это и компенсировали этот эффект некратностью разрядных резисторов на самых быстрых пределах.

У себя я поступил несколько по другому и, на мой взгляд, более красиво - поставил в этот ЭП составной транзистор, ведя ему дополнительную нагрузку в цепи эмиттера. В результате напряжение на его выходе меняется макимум на полпроцента при переключениии пределов, причем в ЛЮБОМ положении ручки планой регулировки длительности развертки.

[ВикторС]

Валентин, по поводу требования быстродействия от УГО, с вами согласен. Нужно правильные схемы выбирать. В любом случае, требования к быстродействию УВО, на порядок выше, чем для УГО, и если удалось сделать хороший УВО, обеспечивающий крутые фрониы (35нС, например), то 350 нС фронта пилы, УГО, собранный по такой схеме, отработает безупречно.


Мне удалось, получить стабильные параметры ГЛИН для быстрых развёрток, применив источник тока, собранный по каскодной схеме, на транзисторах КТ3107. На зарядный конденсатор идёт ток с коллектора транзистора, включёного по схеме с ОБ. Базовое смещение задавал светодиодами. Получил и высокое быстродействие и термостабильность.

Немного не понял Ваши слова про разрядный ЭП в С1-94 и про составной транзистор, применённый Вами. Про какие детали, по Вашей, финальной, схеме, вы говорите?
Пожалуйста поясните.

[Valentin Gvozdev]

Виктор, насчет "на порядок" - это ИМХО некоторое преувеличение. Не стоит забывать, что чувствительность трубки по горизонтали обычно в пару раз хуже, а размах изображения - больше. Соответственно размах напряжения на выходе УГО должен быть как минимум в три раза больше, чем в УВО.
А вообще - хотелось бы узнать теоретическое соотношение между АЧХ тракта и его способностью обеспечить на выходе линейно нарастающее напряжение определенной длительности. Т.е. сколько МГц полносигнальной полосы по уровню X dB требуется, чтобы обеспечить линейную развертку длительность N мкс c нелинейностью в пределах M%.

Насчет ЭП в схеме развертки - сегодня вечером выложу.

[ВикторС]

Валентин, про пониженную чувствительность горизонтальных пластин Вы верно заметили.
Меня смушает только заметное упрощение схем УГО, которое я вижу во многих осциллографах. Другое дело, что питание этим схемам задают повышенное, по сравнению с УВО, инимум, на ту самую треть. И ещё нюанс. Тот самый рабочий фронт пилф. Он нарастает или спадает достаточно медленно и монотонно, по сравнению с измеряемым сигналом. Это позволяет задирать усиление УВО, увеличивать его питание и, всё равно, оставаться в пределах допусков параметров развёртки и по амплитуде и по линейности.

[musor]

насчет чуйки ГП она ниже по той причине что во первыхнет такихтребований к частоте и скорости нарастания ка у ВП поэтому уго имет боле высокое питание и боле простую схему первоначално все обсуждаемые трубы 5ло 6ло 8ло29 разработаны для ламповых ослоф там нередкго уго совмещался с глин интегрирующий кондер вклюсался в цепть оос или даже проше разряжался через рампу а потом медлено заряжался чере высокомную цепь от волтодобавки +600-900в при ээтом размаха хватало на прямое отклонения а сжемка была проста сигна в несколко десяткоф -сотни волт можно было прямо подаить на ВПтрубы -все ламповики имели тумблер и вход прямой подачи на пластины при этом параметры посредственых усилкоф УВО не влияли на ачх и фчх осла...
кроме того появлялся открытый вход в старых ламповиках открытого входа не было кроме позних моделей
кстати если ум когото сохранился с1-1 не спешите его ломать!!! добавив к нему современый УВО получим осла с огромной 13см трубой с красивым голубым свечением экрана среднего!!! послесвечения -10гц на нем не мерцающие призрачные
контуры ка на 94 а вполне непрерывная четкая картинка жал я сам выкинул такого осла в свое время когда их списывали ...

[Valentin Gvozdev]

Немного не понял Ваши слова про разрядный ЭП в С1-94 и про составной транзистор, применённый Вами. Про какие детали, по Вашей, финальной, схеме, вы говорите?
Пожалуйста поясните.

Поясняю. В аттачменте - последний вариант схемы тракта горизонтального отклонения. Интересующий нас кусок выделен синим прямоугольником. Длительность развертки плавно регулируется посредством изменения напряжения на базе Q17, включенного по схеме ЭП. Однако с учетом разрядного резистора в 1.2 кОм на пределах 0.02 мкс/дел и 0.02 мс/дел, напряжение на его эмиттере имеет существенную просадку, поскольку делитель напряжения R40-R42 довольно высокоомен, а Ку транзистора не превышает 100. Причем самое неприятное - величина этой просадки зависит от положения R40.
Этот эффект, в принципе можно скомпенсировать подбором разрядных резисторов R55, R54, R53 итд, поставив номиналы несколько меньше расчетных. Но такой подход трудоемок, некрасив и обеспечивает точное сопряжение времен развертки только в одном положении R40. Гораздо проще "умощнить" источник напряжения на Q17, поставив вместо одиночного транзистора пару Дарлингтона, и заодно ввести "балластную нагрузку" в виде R65, не позволяющую повышаться напряжению на эмиттере при работе на медленных пределах, когда разрядный ток очень мал.

Вложения

sweep-s1-73m.pdf

(52.25 KiB) Скачиваний: 300