Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

[bor1]

Подскажите какой тип сердечника вы использовали в трансформаторе и про обмотки если можно пару слов...

[El-Eng]

Сердечник - кольцо из феррита 2000НМ с внешним диаметром 38 мм, внутренним - 24 мм и высотой 7 мм. Трансформатор рассчитывался при помощи программы ExcellentIT 8.0. Вот скриншот расчетов.

Спойлер

TransCalc.png

(55.59 KiB) Скачиваний: 444

Несколько слов о конструкции трансформатора. Первой наматывалась высоковольтная обмотка. Намотка велась с таким расчетом, чтобы начало и конец обмотки не наложились друг на друга. Для этого сердечник, обмотанный слоем сантехнической фум-ленты, был размечен маркером на 12 сегментов и далее намотка велась внавал так, чтобы в каждом сегменте умещалось по 50 витков. Таким образом обмотка должна была занять 10 сегментов, оставив два в качестве зазора. В реале зазор получился чуть уже. После высоковольтной обмотки наматывалась накальная обмотка и далее все вторичные обмотки. Последней наматывалась первичная обмотка. Обмотки наматывались в несколько секций (минимум две), так, чтобы витки одной обмотки не концентрировались в одной части сердечника. В качестве межслойной изоляции использовалась фум-лента, высоковольтная и накальная обмотки были дополнительно изолированы при помощи ленты, вырезанной из "рукава для запекания" фирмы Paclan. Каждый слой после намотки пропитывался лаком Plastik-71 фирмы Solins.

[Valentin Gvozdev]

Итак, получены первые результаты с усилителем X. Если коротко - то все работает отлично, хотя я сам до конца не понимаю, КАК оно работает. Ибо в большинстве промежуточных каскадов сигнал гораздо слабее, чем на входе и виден лишь в режиме закрытого входа на большой чувствительности. Зато на выходе с полпинка, почти без настроек-регулировок удалось получить правильную пилу амплитудой аж в 50 Вольт на каждом плече, что более чем достаточно для 8ЛО6И. По поводу самых быстрых разверток - и тут все неплохо. Конечно, пила на выходе не столь остра, как на входе, но амплитуда сохраняется. Тем более, надо учитывать, что:
1) Емкость щупа, через который производились измерения, явно больше, чем емкость ЭЛТ.
2) Еще не была задействована заложенная в схему корректирующая RC-цепочка
3) Толком никакой регулировки-настройки не проводилось.

В общем, осталось немного помудрить и пооптимизировать и можно будет все имеющиеся уже платы (генератор развертки, усилитель X, питальники, включая высоковольтный) монтировать на свои штатные места в корпусе вместе с ЭЛТ и запускать не на столе, а в режиме, приближенному к рабочему. А там до УВО недалеко..


А пока все выглядит вот так:


Плата УГО крупным планом. Посередине планируется небольшой теплоотвод


Самая быстрая развертка, сигнал на входе. Частота около 2.7 Мгц, размах около 2.5 В:



А вот что на выходе. Масштаб 20 В/клетка, открытый вход, нуль - на предпоследней снизу линии. Как видно, сигнал пока упирается в +80V, что явно не оптимально.


И то же самое крупным планом в режиме закрытого входа с чутьем 10 Вольт/клетка:


На мой взгляд, совсем неплохо, особенно для первого раза.

На более медленных развертках пила на выходе УГО практически идеальна и повторяет то, что видно на входе.

Добавлено after 1 hour 55 minutes:
Кстати, несколько вопросов насчет УВО.
1) Как можно объяснить, что схема входной части в каналах 1 и 2 С1-137 разная? В одном канале защитная цепочка из выпрямительного столба и диода, а в другом вместо них - полевик КП307? Какой в этом смысл?
2) Насколько необходимо реализовывать режим инверсии сигнала в канале 2 и часто ли он может пригодиться? Просто без него схема становится существенно проще. И есть ли смысл заменить хитроумный коммутатор на 4 транзисторах и сопутствующей обвязке, реализующий эту инверсию, на 1 реле типа РЭС-60, подключающее выход соответствующего предусилителя либо напрямую, либо крест-на-крест?

[ВикторС]

По первому вопросу - предположу что в каналах 1 и 2 нарисованы два, возможных, варианта исполнения схемы защиты. ИМХО - КП307, ставить в цепь защиты, слишком жирно.
2) Совершенно точно - инверсия сигнала - нужная функция в двухканальном осциллографе, и, совершенно точно, коммутацию можно сделать на реле, просто перехлёстом сигнальных линий крест накрест. При том, что каскады до и после такого коммутатора симметричны, сигнал "не поймёт", что идёт по другому пути.

[BAZILLIO]

Добрый вечер уважаемые коты
достался мне осциллограф с1-118 , после замены всех электролитов появился луч (ослик начал что-то вразумительное показывать)
первый канал работает прекрасно на втором все хорошо пока стоит от 10 до 1 вольта / деление при установке от 0,5 вольта до 5 милливольт начинается это

1.jpg

(126.04 KiB) Скачиваний: 248

( 5 милливольт /деление)

2.jpg

(128.63 KiB) Скачиваний: 215

( 0,5 вольт / деление)

крокозябра крупным планом на линии задержки

3.jpg

(172.25 KiB) Скачиваний: 217

входы вертикальных усилителей замкнуты на корпус.

подскажите кто чем может , уже 3 день воюю с ним

[otest]

Посказываю.
Ты не туда написал.
Здесь делают Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

[BAZILLIO]

так случилось что все грамотные люди собрались в этой теме .
надеюсь admin не удалит.

[El-Eng]

Помехи (наводки или звон по земле/питанию) от преобразователя напряжения. Проверьте экранирование входного усилителя/аттенюатора, надежность соединения экрана с корпусом/землей, надежность соединения земли плат между собой и с корпусом или, наоборот, наличие лишнего соединения с корпусом. Здесь нет исчерпывающих рецептов, можно только пожелать удачи.

[BAZILLIO]

у с1-118 корпус пластиковый без экрана
все соединения хорошие (пропайка всех эл-ов ) удалил все разьемы (спаял платы намертво)
насчет наводки по земле не понял ведь первый канал работает

[El-Eng]

Не наводка, а звон. Влияние оказывает паразитный импеданс соединительных проводов. Все может зависеть от места подключения проводов питания/земли входных усилителей и преобразователя напряжения. Несколько сантиметров разницы уже могут быть существенны. То, что один канал работает, облегчает задачу. Вы можете сравнить сигналы и напряжения на линиях питания/земли работающего и не работающего каналов, найти разницу и попытаться найти причину этой разницы, например, поменяв местами провода питания/земли в каналах.

[BAZILLIO]

спасибо , завтра попробую

[ВикторС]

Коллеги привет,
Интересно ваше мнение по поводу переноса низкоимпедансного делителя ЗА первый усилительный каскад УВО.
Посмотрите на схему транзисторы сборки А4.3 и А4.4 - это эмиттерные повторители, за которыми включена низкоомная цепь R43-R47, где переменный резистор R46 - корректировка усиления. Вот всю эту линейку резисторов R43 - R47 и предлагается заменить на низкоимпедансный делитель, как в С1-124 или С1-131. Такое построение входного каскада УВО представляется интересным в части уменьшения количества полупроводников в тракте УВО, упрощения схемы и повышения термостабильности за счёт симметрии схем горячего и холодного плеча первого каскада. Можно оставить высокоимпедансный делитель - один, 1:100 и шесть ступеней низкоимпедансного делителя, для диапазона входных напряжений 0,01 - 0,5В. Какие подводные камни и ограничения могут быть в таком решении? Мне представляется, что пред транзисторами А5.1 А5.2 потребуется установка эмиттерных повторителей, для минимизации выходного сопротивления источника сигнала второго каскада и, как следствие, расширения его полосы усиления А5.1 А5.2. Каковы ваши мнения?

[El-Eng]

На мой взгляд, идея перенести основной делитель за первый каскад, оставив на входе лишь делитель на 100, очень здравая, я у себя так и сделал. Только вот мне не понятно, зачем делать нормирующий усилитель после делителя на транзисторах, когда есть подходящие ОУ. Я не говорю про входной повторитель, там применение транзисторов оправданно (хотя и его можно на ОУ сделать).
Да, и для того, чтобы сделать весь ряд от 5 мВ/дел до 20 В/дел достаточно высокоомного делителя на 100 и трех последовательных низкоомных звеньев-делителей на 2, на 4 и на 5.

[ВикторС]

El-Eng,
Спасибо за внимание к моему вопросу.
Транзисторый УВО представляется мне менее зависимым от производителей настоящих микросхем и производителей подделок. Транзисторы можно и отечественные и китайские и какие то другие поставить, и с большой вероятностью всё будет работать, а вот на поддельные ОУ нарваться можно запросто. И чем лучше ОУ тем выше шанс получить подделку. Кроме того, в УВО более подходят токовые ОУ, которые пока дефицитны и дороги.
Пожалуйста, уточните, какие ОУ в УВО использовали Вы.

[El-Eng]

В УВО вовсе необязательно использовать токовый ОУ. Все, ведь, зависит от выбранного коэффициента усиления. Если Ку одного звена сделать небольшим и поставить несколько звеньев, то вполне можно добиться нужной полосы и без очень широкополосных ОУ. Такой подход хорош еще и тем, что при нем легче бороться с самовозбуждением, вызванным паразитной обратной связью с выхода на вход. У себя в нормирующем усилителе я поставил три идентичных каскада с усилением 2.8 каждый на OPA690, купленных пару лет назад на Али (500 руб за десяток ).

[ВикторС]

Мне представляется, что чувствительной ЭЛТ, с плоским экраном и антипараллаксной сеткой на внутренней стороне, типа 8ЛО6И итп, 5 каскадов на ОУ, с усилением по 3 - 5 единиц - красивое оправданное решение, в то время как для массовво доступных, для начинающих радиолюбителей, тупых ЭЛТ, типа 5ЛО38И, 8ло29и ИТП, требуется усиление вертикального такта, порялка 2 - 3 ТЫСЯЧ. Это, например, три каскада с усилением по 14 единиц - для ОУ, уже критическое значение в части потери усиления, а для транзисторных каскадов - типовая схема включения. Потому, с тупой ЭЛТ, мне, в УВО, ОУ представляются мало эффективными.
В блоке развертки, хорошо себя показали компараторы К554СА2 (формирователь СИ) и КР544УД2 (интегратор)

[El-Eng]

Я не уверен, что начинающим радиолюбителям, да и вообще, всем остальным, стоит строить осциллограф на "тупых" ЭЛТ с полосой 30-50 МГц, боюсь, разочарование неизбежно. Здесь нужно учесть и такой нюанс, что в оконечном каскаде, как ни крути, придется делать достаточно большое усиление (иначе вам придется питать предварительный усилитель несуразным напряжением). Например, если взять ЭЛТ 5ЛО38И с коэффициентом отклонения по вертикали 0.15 мм/В и диаметром экрана 51 мм, то получается, что размах напряжения на пластинах должен быть не менее 340 В. При питании предварительного усилителя напряжением ±10 В (как это, обычно, принято), вы вряд ли получите дифференциальный размах более 34 В, т.е. оконечный усилитель должен иметь усиление минимум 10 при способности обеспечить требуемую скорость нарастания для получения нужной полосы большого сигнала. Идем далее. 50 мм экрана это 5 клеток по 10 мм, т.е. на входе оконечного усилителя мы имеем чувствительность примерно 7 В/дел, а нам желательно иметь, скажем, 5 мв/дел, т.е. общее усиление предварительного усилителя должно быть 1400. Учитывая, что у преобразователя однофазного сигнала в дифференциальный удобно делать Ку=2 (это, кстати, даст возможность питать входные цепи напряжением ±5 В), оставшееся усиление должно быть 700. Это, например, три каскада по 9. Для OPA690 полоса каждого каскада будет порядка 20 МГц, что с небольшой частотной коррекцией даст общую полосу не менее 10 МГц. Неплохо, учитывая, что основная проблема - построение оконечного усилителя с Ку=10, размахом выходного напряжения 340 В и скоростью нарастания 2*Pi*f*Ua=2*3.14*10M*170=11000 В/мкс, если, конечно, вы хотите видеть 10 МГц синусоиду во весь экран.

Еще добавлю, что ОУ гарантирует эту полосу в том числе и для большого сигнала. С транзисторными усилителями еще придется попотеть, чтобы обеспечить требуемый размах выходного сигнала на ВЧ.

P.S. Любопытно еще посчитать, во что выливается для усилителя полоса в 10 МГц при размахе в 340 В. Чтобы получить 340 В размаха, усилитель должен иметь напряжение питания порядка 180 В, при напряжении покоя каждого плеча 90 В. Пусть суммарная емкость нагрузки будет 10 пф. Тогда величина резистора в коллекторе должна быть 1/(2*Pi*f*C)=1/(2*3.14*10М*10п)=1600 Ом. Рассеиваемая мощность на этом резисторе будет 90*90/1600=5 Вт. Такая же мощность будет рассеиваться и на транзисторе.
Неслабо.

[Valentin Gvozdev]

El-Eng, в целом полностью согласен с вашими рассуждениями. Увы, при малой чувствительности трубы почти нереально получить более-менее широкую полосу и при такой попытке очень быстро все упирается в многоваттные резисторы, ограничения используемых транзисторов (выбор которых, кстати, с повышением питающего напряжения становится все уже, а частотные характеристики - все хуже), в суммарную мощность и тепло. И каждый лишний мегагерц дается с большой кровью. Говорю не просто так - сам год назад занимался этим в том самом осциллографе, который фигурирует на всех моих фотках. Там стоит 8ЛО7И, и мне стоило очень немало усилий, чтобы получить на ней полосу в 35-40 Мгц. Да и то, несколько условно- уже на 25 Мгц сигнал линейно разворачивается где-то на 80% экрана, не больше. Причем применены хорошие японские выходные транзисторы, LR-коррекция между усилителем и пластинами, а суммарная потребляемая выходными УВО и УГО мощность составляет, если я не ошибаюсь, что-то порядка 15-17 Ватт. Дальнейшие попытки улучшить быстродействие приводили к непропорциональному росту тепловыделения и выход за предельные режимы как транзисторов, так и питающего трансформатора.

Впрочем, полноценный осциллограф (хоть на 6ЛО1И, хоть на супернавороченной трубке) - это, ИМХО, поделка далеко не для начинающих. А скорее для гурманов от радиоконструирования.


Насчет моих успехов. Помоделировал я тут несколько вариантов схемы бланкирования, пытаясь добить одновременно хорошего быстродействия с разумной потребляемой мощностью (а эти вещи, увы, противоречат друг другу). И пока остановился вот примерно на такой варианте. Это симбиоз схемы из С1-73 и того, что тут предлагал уважаемый ВикторС



Это модельная схема, в реальности будут и типичные фильтры по птанию, и блокировочные емкости итд. К точке, где расположен красный маркер, планируется присоединение второго анода. Зеленый маркер - бланкировочные пластины. Цепочка стабилитронов D1-D2 в модели имеет Uстаб = 30 В.

Лог. элемент U1A введен для моделирования запитки схемы от триггера 1531ТМ2, находящегося в генераторе развертки. Резистор R6 находится там же, только его будет необходимо зашунтировать конденсатором (без него все гораздо хуже). Или просто поставит на той плате перемычку и перенести эти элементы на плату узла бланкирования. В качестве тестового сигнала используется меандр с периодом 0.3 мкс, что очень близко к тому, что мы имеем на самой быстрой развертке. Емкость C2 имитирует емкость ЭЛТ. Вот что показывает симулятор:


Как видно, длительность фронта составляет около 20 нс, что, наверное, не так уж и плохо. Потребляемый ток в режиме бланкирования - около 35 мА. Немало, конечно, но не критично (мощность порядка 3 Ватт, причем вся она рассеивается в основном на R2).

Не исключаю, что в реальной схеме стоит ввести на входе какую-нибудь 1531ЛА3. Ради буферизации, чтобы не нагружать триггер в генераторе развертки, а также для создания контролируемой задержки бланкирования и с целью согласовать ее с задержкой в УГО.

[ВикторС]

El-Eng, Валентин,

Спасибо за Ваши замечания по тракту УВО для тупой трубы. Как я уже говорил, мне нравится идея выравнивания стоимости компонентов и сложности решений в конструкциях. Это значит, что если ЭЛТ тупая - нет смысла усложнять схему, выжимая из неё лишние мегагерцы. Меня, в достаточной степени, воодушевляет осциллограф Н3015 на 6ЛО1И, как это не покажется странным. Как прибор для радиолюбителей, он разрабатывался "на отвали", мягко говоря, и в то же время, его схемные решения настолько хороши, что располагают к доработке, вместо переделки. Посмотрите на схетмы - в УВО - два каскада усиления с токовой ООС, выходной каскад ОК-ОБ с индуктивной коррекцией. В УГО - выходные каскады с форсированными эмиттерными повторителями и источником тока, болк развёртки на тунельном диоде итд. То, что сделано всё по упрощённым схемам, по нынешним временам, не проблема а путь к улучшению. Даже микросхемы поставить можно, включая широкодоступные (кроме УВО и УГО - он и так хороши, особенно, если из УВО убрать коммутацию ООС для изменения чувствительности.). И ещё, обратите внимание на резисторы R34 R35, навыходе первого каскада УВО - вот вместо них просится тот самый низкоимпедансный аттенюатор, о котором говорили выше.



Мануал на осциллограф Н3015, целиком:
http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... instr.djvu

Валентин, спасибо про новости о моделировании схемы управления бланкирующими пластинами. Получилось очень похоже на схему, которую я приводил ранее:

Пожалуйста, обратите внимание, что база нижнего транзистора сидит не на земле, а на шине -12В, через резистор, всего, 6,2КОм. Это существенно ускоряет закрывание этого транзистора. При таком включении, желательно, поставить встречный диод, с выхода ТТЛ на землю, чтобы этот вход не спалить. И второе - обратная связь - с эмиттера верхнего транзистора на базу нижнего - уменьшит усиление, что не существенно при работе ТТЛ сигналами, а вот выходное сопротивление каскада уменьшится, что полезно при работе на ёмкостную нагрузку.

[Valentin Gvozdev]

Валентин, спасибо про новости о моделировании схемы управления бланкирующими пластинами. Получилось очень похоже на схему, которую я приводил ранее:

Собственно ее я и взял за основу. И добавил фрагмент из С1-73, обеспечивающий ограничение напряжение на бланк. пластинах на уровне потенциала второго анода. Моделировал и оригинальную схему С1-73 - точно не помню, но там не выходило добиться такого же быстродействия при таком же потреблении. Причем лимитировал скорость именно первый каскад, а не выходной эммитерный повторитль, из-за чего ток его (первого каскада) приходилось задирать до безобразия, чтобы получить приемлемый результат. Тут мы имеем еще неочевидный бонус - стабилизатор потенциала второго анода не нужно делать мощным (!), все вполне работает и с балластным резистором в 20-30 Ком. Если бы мы подключили анод D3 на выход, то для сохранения стабилизации через стабилитроны пришлось бы пропускать сквозной ток, соизмеримый с коллекторным током Q2. А это бы почти вдвое увеличило бы потребляемую мощность и напрасно грело бы R5.

По поводу запитки базы Q1 от минуса - попробую промоделировать. Если будут плюсы от такого решения - воплощу в жизнь. То же самое насчет обратной связи (я вообще-то слабо понимаю в этих делах...). Хотя, помнится, варьировал этот резистор и особогго улучшения вроде бы не видел.


Кстати, вопрос - а как ВИЗУАЛЬНО на экране выглядит процесс бланкирования, и что мы будем видеть, если импульс бланкирования имеет длительность фронта, соизмеримую с 1-2 клетками развертки? Вроде бы бланкирующие пластины - это своего рода еще одна отклоняющая система, которая уводит луч в сторону и не дает ему попасть в узкое отверстие за ней. Стало быть, в процессе увода, пока луч еще не вышел за границу этого отверстия, будет иметь место смещение картинки? Или я не прав?