Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

[Andrew Martin]

Есть ещё 590КН8А (SD5000) - просто сборка МДП транзисторов.
Управление у нее неудобное, это главный минус.

[musor]

590 серия ЕСТЬ НА СКЛАДАХ МНОГИХ КОНТОР

[add.ocean]

доброго вечера.
вопрос связанный со схемами С1-118А и С1-131 (они похожи в аналоговой части)

1. ЭЛТ питается 50Гц от сетевого транса. Насколько полезно сделать питание накала постоянным стабилизированным (размер изображения, долговесность ЭЛТ)

2. Есть в наличии КП959 (во многих местах пишкт что подходят вместо КТ940, емкости в 2-4 раза меньше, заявлено 2пФ). Поможет ли это в улучшении АЧХ выходного каскада (исхожу из того, что как пишут в этой ветке, АЧХ определяется в основном выходнвм каскадом)

3. Связано с предыдущим. Имеет ли смысл разделить питание УВО и УГО (как это сделано например в С1-137): УВО 80В (ток покоя около 28 ма), УГО 107В (ток покоя около 7 ма). Какие токи позволят расширить полосу на сколько?

4. Какая схема синхронизации на практике самая стабильная: на туннельных диодах, на компараторе, на триггере Шмидта? У каких промышленных моделей осциллографов самая удачная синхронизация?

5. Вообще такой конструктив и монтаж, на современных деталях какую полосу позволит достичь (как показометр, без метрологических параметров)

Заранее спасибо отвечающим..

[ВикторС]

1) Я ОООчень много схем осциллографов видел - ни в одной накал постоянным током не питался. Часто накал берут с сетевого транса 50Гц, а высокие напряжения делают генератором Роера или обратноходовым, со стабилизацией анодного. Если от ренератор Роера или полумоста высоковольтную часть питать - можно и накал оттуда же снять, но резко возрастёт нагрузка на преобразователь. Сложнее будет стабилизировать.
2) Ни разу не видел полевики в выходных каскадах УВО и УГО. Важна не ёмкость сток - исток, а ёмкость Сток - Затвор. Она делает паразитную ООС в транзисторе. Обычно ставят NPN транзисторы, подходящие по частоте и напряжению.
3) Лучше питание УВО и УГО разделить тк горизонтальные пластины менее чувствительны. На выходе УГО можно поставить более медленные и более высоковольтные транзисторы. Пилу они всё равно воспроизведут - она медленнее сигнала УГО, минимум, в 2 раза, а то и в десять. Туповатые транзисторы справятся, а высоковольтность даст хороший размах и запас перемещения по горизонтали. Про токи. Посмотрите схему УГО С1-137. Там, два маломощных, парафазных, каскада на КТ325, питают выходные, с ОБ, при напряжении на коллекторе 80В и коллекторных резисторах 1500 ОМ. Хороший подход к модернизации С1-94, итп, например.
4)В блоке синхронизации различаем узел формирования запускающего импульса (УЗИ) и узелуправления ГЛИН (УГЛИН).
Самые быстрые - на туннельных диодах (см развёртку С1-71) Но есть нюанс. В старых схемах, УГЛИН использовался одновибратор, управляемый напряжением заданной амплитуды, формируемым УЗИ и складываемым с напряжением с регулятора "Стабильность". Такой узел запускал развёртку не во время действия фронта стартового импульса, а когда это импульс уже достиг вершины. По нынешним временам, интереснее использовать в УГЛИН триггер с входом "С", срабатывающим именно по фронту. Триггер может быть на быстрых сериях ТТЛ или ЭСЛ (если есть возможность достать) Нак же важно обратить внимание на схеему разряда накопительного конденсатора в ГЛИН. Разрядный ключ не должен находиться в насыщенном состоянии тк это замедляет его переключение Такая, продвинутая, коммутация реализована в БР С1-137 (и он на триггере, в добавок, а вот компаратор К557СА2, лучше заменить на что то современное и не так сильно греющееся, пусть даже ценой переноса переключателя полярности СИ на вход компаратора)
5) На трубе, с хорошей чувствительностью, можно получить до 25МГц по уровню -3дБ. Конструктив и монтаж - это главная загвоздка тк полоса в 25МГц никому не интересна, если 50Гц из эфира, пролезает на экран.
И ещё, при настройке, понадобится кварцевый калибратор, формирующий меандр с крутыми фронтам, хоть до 10МГц и иглы длительностью 5 - 10 - 100 нС, положительной и отрицательной полярности. И ещё генератор импульсов треугольной формы, хоть до 1МГц, для оценки линейности каскадов.

[add.ocean]

ВикторС, спасибо!

Рассказываю. Так получилось, у меня есть С1-131, С1-118А, и С1-137. (а еще С1-93)

С1-131 всегда был, куплен новым в магазине в 90-е. Аппарат весьма самобытный, впрочем как аналоговый работает хорошо. Единственное, после покупки выяснилось, фокус "какой-то не такой", луч около 0,9мм в центре, расплывается к краям экрана. Фокусировками сделать лучше не получалось. Тогда решил что неудачная труба.

И вот, недавно "мимо проходил" недорогой рабочий (но после очумелых рук) С1-118А. Решил взять покрутить для эксперментов, разобраться детально в их схемотехнике, и в крайнем случае, трубу переставить С1-131. Ну а тут, стоило взять его, как нарочно, через некоторое время предложили С1-137 почти за те же деньги. Взял и его тоже, "для коллекции".

Лучше бы я вместо них всех имел один Tektronix мегагерц на 400 (((
Но зато я теперь могу их сравнить...

[ВикторС]

Тектроникс на 400МГц - слон в мешке. И большой, и частоты такие, радиолюбителю не нужны, и фиг починишь - он на заказных микросборках.
Интересно лучшие решения из С1-137 перетащить в С1-118А - он самый перспективный для доработки, и самый маленький.

[add.ocean]

ВикторС,
у меня были планы по переделке С1-118А, даже накидал исправлений на схемах... Придумал переделать все К155 на 74HC/74AC, ввести 2 напряжения для усилителей, компараторы нашел MAX999.

К сож. что у С1-131, что у С1-118, платы такого качества, что перепайка их приводит почти что к негодности. тончайшие дороги и площадки, микроскопические отверстия под выводы, советский текстолит. Сами знаете. Так что пока наверное по минимуму. И кстати, доступ к элементам у них у всех не ахти, у 118 трубу снимать для доступа к плате, а С1-131 эт вообще жесть. И он еще и хорошо греется.

Вообще, я уже сделал С1-118А и С1-137 recap, не только электролиты, но и красные флаги на SMD керамику. Все что по питанию - увеличил в 10 раз. Должно было почистить луч от помех.

Плюс, сделал хороший фокус на С1-131. Впаял подстр. резистор U 4 анода (по паспорту на трубку участвует в фокусировке, в заводских схемах всегда фикс) Вдумчиво крутил 4 регулировки, включая -750В. 4 анод отвечает за кривизну поля. Высокое остановился на -770В.
но картинка стала на отлично.

Беглое сравнение (может где-то и не совсем исправно):

C1-131
не виден фронт импульса (в смысле когда крутишь уровень синхро и видно как начало фронта двигается) То ли ЛЗ короткая, то ли что еще
в документации есть методика настройки после ремонта, прогнал все по ней.

С1-137
из-за растяжки 10х сильное падение яркости
кстати, поразило обилие подстроечных резисторов и конденсаторов. настраивается усиление и АЧХ ВЧ в 1-2 точках чуть ли не для каждого каскада. методики настройки нет.


С1-118А
нелинейность развертки на краях экрана -+3% (в сравнении с С1-131)


Кстати еще, из того что вы говорили про ключ в насыщении, интересно сколько наносекунд он добавляет. Может вместо КТ315 попробовать КТ645, а может 368, 399, или даже BS170 - они без насыщения

Последний раз редактировалось add.ocean Пт окт 04, 2019 21:28:41, всего редактировалось 1 раз.

[ВикторС]

При всей моей любви к КТ315 и их широкому использованию в своих поделках, вынужден признать, что для радиолюбительского осциллографа их лучше не использовать - ёмкость перехода Б-К - 7пФ и коэффициент усиления 100 +/-50 - не лучший выбор для прибора, претендующего на широкополосность. Вместо них лучше ставить BС547 (3,5пФ)и BC557 (4,5пФ) Кус=300 - одинаковый, на всю партию.

Я не совсем помню, в каком аспекте обсуждали насыщение транзисторов недавно. В любом случае, КТ645 лучше не использовать в предвыходных каскадах он средней смощности, и менее быстрый, по сравнению с КТ325 или КТ368 - именно эти , обычно используют. Для увеличения тока через каскад (выходной) маломощные транзисторы ставят в параллель как это сделано в УВО С1-137

Я я бы поостерёгся менять микросхемы ТТЛ на им подобные, по уровням, мкросхемы КМОП. Схемотехника микросхем ТТЛ, часто использует токи Вытекающие из входов логических элементов. У логики КМОП, таких токов нет. В ряде схем могут не работать...

[SM898]

я бы поостерёгся менять микросхемы ТТЛ на им подобные, по уровням, мкросхемы КМОП

Виктор, частично Вы конечно правы, но... В КМОП есть серии с ТТЛ входными уровнями (с буквой Т в конце - НСТ, АСТ).
Выходные уровни, правда, как и везде в КМОП - полпитания. А вот с вытекающими из входов токами - может быть,
я не исследовал этот вопрос детально. Но когда менял в разных схемах 155-е на 1533, у которых эти токи, как минимум,
на порядок меньше - никаких проблем ни разу не было. Конечно, может быть, в тех схемах, где менял, эти токи не играли роль.
Вот, товарищу можно посоветовать поменять 155 на 1533 - будет быстрее, однозначно - проверено.
В своём С1-118 давным давно (ещё в конце 90-х) поменял, даже поставил импортные пару штук, ЕМНИП - 74ALS00 и 74ALS74
от Ti (какие были на тот момент). На ВЧ - валил,конечно, но синхронизацию надёжно держал, в некоторых случаях, мегагерц
до 40, а иногда и до 50. Может и чуть больше.

ПС. Да,ещё у разных производителей быстродействие одних и тех же серий может отличаться, иногда довольно прилично.
Сталкивался с таким моментом.

[add.ocean]

ВикторС писал(а):

Я не совсем помню, в каком аспекте обсуждали насыщение транзисторов недавно.

ВикторС писал(а):

Так же важно обратить внимание на схеему разряда накопительного конденсатора в ГЛИН. Разрядный ключ не должен находиться в насыщенном состоянии тк это замедляет его переключение Такая, продвинутая, коммутация реализована в БР С1-137

Меня сразу заинтерсовало, те 130-160нс которые дает ЛЗ, на что расходуются? Получается, на входной каскад синхронизации, затем компаратор, затем триггер, затем на отключение разрядного ключа, затем на задержку внутри УГО. Как распределяется задержка? Типичное время задержки: К155 - 20нс, К1533, 74HC - 12нс, К531, 74AC - 4нс. Типичное время рассасывания транзистора (выход из насыщения): КТ312 - 100нс, BS170 10нс (как вкл., так и выкл.), напряжение открывания на затворе 2,5 В (в крайнем случае подтянуть выход ТТЛ к питанию доп. резистором)

попробую при первой возможности.

ВикторС писал(а):

поостерёгся менять микросхемы ТТЛ на им подобные, по уровням, мкросхемы КМОП. Схемотехника микросхем ТТЛ, часто использует токи Вытекающие из входов логических элементов.

если мы меняем все ТТЛ на КМОП, то совместимость по уровням не нужно учитывать, т.е. ACT/HCT не применять. да, во многих случаях потребуются резисторы на входах, что не составит проблем.

Добавлено after 4 minutes 16 seconds:

SM898 писал(а):

На ВЧ - валил,конечно, но синхронизацию надёжно держал, в некоторых случаях, мегагерц
до 40, а иногда и до 50. Может и чуть больше.

Кстати синхро синуса 50 МГц все три держат и так, в т.ч. 118А. Быстрее чем наша К531, на самом деле, в магазине так просто не купишь )) 74AC такая же примерно.

Что можно попытаться выиграть, это увидеть несколько десятков нс до момента срабатывания синхронизации.

[SM898]

Кстати синхро синуса 50 МГц все три держат и так, в т.ч. 118А.

Ну, мой изначально, мегагерц до 20 максимум, как и два других, которые были тогда в наличии,
когда я покупал свой (в 88 году). Я их тогда все три проверил, хотел выбрать лучший. Все три оказались
практически одинаковые по параметрам, в одном только немного больше была погрешность
аттенюатора в одном из каналов Y.
Может, у вас какой-то особо улучшенный экземпляр попался .

ПС Сквозь 155-ю серию ну никак, при всём желании не пропихнуть 50 МГц.

[add.ocean]

SM898 писал(а):

ПС Сквозь 155-ю серию ну никак, при всём желании не пропихнуть 50 МГц.

Смотрите, на примере 118А (схема перед глазами): сигнал поступает на 531ТЛ1 (в моем такая, в 118 без А наверно 155).
она просто должна срабатывать без джиттера от цикла к циклу прямого хода. Но так как она - Шмидт, ей полегче. Далее 155ТМ2, которая, по крутому фронту на входе C, должна сработать, как успеет, и выключить транзистор, шунтирующий конденсатор ГЛИН. Начинается прямой ход развертки. Получилось, никакие 50 МГц не надо пропскать через микросхемы, кк максимум длительность прямого хода, а это около 200 нс (5 МГц)

[musor]

а кто вам сказал что там 155? там могла стоять ттлш ципка 530серии

[ВикторС]

Коллеги,
Для тестирования синхронизации, БР, в целом, и других узлов осциллографа, очень удобно пользоваться формирователем коротких импульсов 1 (условно) - 10 - 100нС, положительной и отрицательной полярности. Так можно проверить быстродействие и усиление узлов осциллографа "по гамбургскому счёту". Известно, что NPN транзисторы затягивают спад положительного импульса, а PNP - фронт. По хорошему, в правильно сконструированном осциллографе должен быть баланс и наносекундные иглы положительной и отрицательной полярности одинаковой длины, должны отображаться с одинаковой амплитудой.На К1531ЛА3, минимальная длительность иглы ок 3 нс.

[trey3499]

Здравствуйте.Собираю осциллограф на stm32 adc08200 и 5" дюймовом дисплее SSD1963 .Образования по электроники нет.(хобби)Есть схема входной части от осциллографа,но вот как там реализован делитель напряжения не пойму.Или его там нет и для чего обвязка на микросхеме lm358?
Может можно упростить схему и сделать делитель с релюшками и управлением 74hc4051?
Заранее большое спасибо.

Вложения

форум2.jpg

(48.77 KiB) Скачиваний: 402

форум.jpg

(100.75 KiB) Скачиваний: 420

[ВикторС]

Похоже, что в схеме с LM358, сам АЦП задаёт коэффициент деления, а на ОУ собраны задатчики постоянного напряжения. Нужно разбираться с работой АЦП по выводам 3 и 10. Схема, какая то мутная - только на переменном токе работает, и входное сопротивление 100 ОМ и защиты от перегрузки нет никакой.
Вторая схема, на быстрых (относительно) ОУ и коммутаторе 4051 гораздо понятнее и тоже плоха.если хотите наблюдать фронты с временем нарастания / спада менее 100нС
В схеме четыре косяка
1) переключение AD/DC производится без промежуточного закорачивания входного делителя на корпус.
2) входной сигнал делится (ослабляется) при попадании в осциллограф АСЕГДА из за схемы и выбора коммутации входного, лестничного, делителя.
3) Обмотки реле, своими выводами, включены между плюсом питания и коллектором npn транзистора. Лучше обмотку реле заземлить намертво, а плюс питания подавать через PNP транзистор - так выше помехоустойчивость.
На U11 & U14 собран не инвертирующий усилитель с переключаемым коэффициентом усиления. Чем больше усиление - тем уже полоса и больше завал фронтов импульса. В предложенной схеме - наибольший коэффициент усиления - 16, если я не ошибаюсь.
Для выбранных AD8065 это 9МГц для синусоидального сигнала и 900КГц для меандра, и ещё меньше, для импульсных сигналов, типа игл и ШИМ с большой скважностью. Это уровень осуиллографа ОЛМ-2 1974 года выпуска.
Не понимаю, зачем делать цифровой осциллограф с такими посредственными параметрами...

[trey3499]

Спасибо.
Вот и хочется для adc08200 подобрать оптимальный входной делитель с наименьшими затратами.Если у кого есть наработки в этой области поделитесь пожалуйста.Подобных схем в инете не нашел кроме той что показал.
А вот схема на ad8065 от осциллографа инструстар 205 на 20Мгц полосой пропускания.

[ВикторС]

trey3499,

Схема с AD8065 не приложилась.

[trey3499]

Она постом выше.Вы её смотрели.
А вот еще что нашел.но там тоже 3-я и 10-я нога задействованы.

Вложения

Scope.gif

(116.15 KiB) Скачиваний: 389

[trey3499]

Если я правильно понял схему,она выглядит следующим образом.подключение 3-й и 10-ой ножке adc.
Если не прав поправьте.
И сама схема устройства.

Вложения

Scope.pdf

(5.63 MiB) Скачиваний: 245

СХЕМА.jpg

(140.02 KiB) Скачиваний: 282