Самодельный щуп к осциллографу

[TEKTRON]

SM898 писал(а):

.. как работает транзисторная часть,

... это сборище транзисторов ..

При наличии внешнего генератора Тек обошёлся единственным транзистором,
а если без внешнего генератора - целыми двумя.
Остальное зависит от туннельника. В схеме по первой ссылке время перехода 125 пс, во второй - 30 пс . Полоса под 10 ГГц

[SM898]

При наличии внешнего генератора Тек обошёлся

Ну-у-у... не знаю... По первой ссылке - так обычно делают шумовые генераторы.
На vhfdx.ru народ делал ГШ для проверки своих укавейных приёмников и прочего.
По схеме - практически 1:1, с шумовыми диодами, или стабилитронами, которые,
оказывается, тоже очень нихреново шумят. Даже, на гигагерцах. И импульсы на вход -
модуляция этого шума. Тек - то он, конечно... Тек, но...
Это получается - меняешь диоды - и получаешь... любой каприз за ваши деньги?
Хошь - ГШ, хошь - 125 пс...а хошь - ещё чего то. Там в списке 4 диода - есть
туннельник, есть стабилитрон (вроде как, ГШ). И ещё два диода - Шоттки, штоле?
Они то чего делают?
Туннельный диод - он , как бы... не очень то и диод. Наверное, не зря в С1-75
на него подаётся импульс запуска, а потом - импульс сброса. А тут - подал меандр,
и он тебе выдал 30 пс. Может, у Тека какие-то волшебные диоды появились?
Где-то читал, что американцы не умели делать туннельные диоды, покупали наши,
если им требовалось. Может, сейчас уже научились?.
ПС. и по второй ссылке - просто импульсы на диод, Непонятно, какие...
Ни смещения регулируемого на него, ничего. А он тебе - 30 пс...
Точно - волшебный диод... "на новых физических принципах"(с).

[TEKTRON]

SM898 писал(а):

Ну-у-у... не знаю... По первой ссылке - так обычно делают шумовые генераторы.

никакой особой шумности в работе не замечал.

с шумовыми диодами, или стабилитронами, которые,
оказывается, тоже очень нихреново шумят.

Ага, я стабилитроны давно использую как генераторы шума. Дёшево и сердито

импульсы на вход -
модуляция этого шума.

Здесь не тот случай. Импульсы - для работы туннельника

Это получается - меняешь диоды - и получаешь... любой каприз за ваши деньги?
Хошь - ГШ, хошь - 125 пс...а хошь - ещё чего то.

Я этого не утверждал.

Там в списке 4 диода - есть туннельник, есть стабилитрон (вроде как, ГШ).

Нет, не ГШ. Здесь стабилитрон тупо ограничивает ток перехода Э-Б между ~25 мА(R2=0) и ~9 мА(R2=390 Ом), чтоб транзистор не сгорел.

И ещё два диода - Шоттки, штоле?

Нет, просто быстрые диоды, способные надёжно работать на 100 кГц. Поиск выдал:

152-0061-00 (FDH2161 PV120 Fmly)
==============
Max Wrk V - 175V
Min Bkn V - 200V
Max Avg I - 100mA
Max Ir - 5uA at VRr -175V
Max Vf - 1.0V at If 100mA
Max Co - 4pF
trr - 700ns (20mA to 1mA)

Они то чего делают?

Блок может работать и от положительных импульсов, и от отрицательных.
Положительный импульс проходит через CR1 в обход С1, CR2 при этом заперт и в работе не участвует.
Если же импульсы отрицательные, первый из них зарядит С1, ток заряда протекает через CR2. CR1 при этом заперт напряжением на С1 и в работе не участвует. Когда отрицательный импульс закончится, напряжение на входе станет равным 0. А поскольку С1 заряжен, с его положительной обкладки напряжение пойдет в дальнейшую схему. Нечто подобное происходит в цепях вольтодобавки или в умножителях.

Может, у Тека какие-то волшебные диоды появились?

10 мА 2 пФ - чего волшебного-то? У 30пс варианта 100 мА...

Где-то читал, что американцы не умели делать туннельные диоды, покупали наши,
если им требовалось. Может, сейчас уже научились?.

На первой странице справа внизу штампик стоит: 06.1981

[add.ocean]

боюсь что в таких схемах диод - это все.
туннельник насколько знаю не надо запускать и останавливать, например генератор - это просто LC и диод (ну и резистор).
в приложении к формированию импульсов это значит что туннельник будет рабоать и от синуса (что он и делает в схемах синхронизации осциллов).

сложные имппульсы нужны видимо чтобы выжать все на границе возможностей.

вообще странно что в справочниках на туннельники ни слова о частотах и быстродействии, как будто они на постоянный ток. Даже на Д7 и то частоты указаны. А тут ничего.

Но что-то мне говорит, что из того что есть в советском справочнике, 30пс не выжать ничем. да и 125пс......

Добавлено after 12 minutes 53 seconds:
вот пару веселых картинок которым не знаешь верить или нет (скорее нет), особенно про МП103

[SM898]

А-а, вот вы про какие диоды... Я подумал, что этот список диодов, которые
ставятся на выход. На те внимания не обратил. Н - невнимательность .
Но всё равно, эта схема почти полностью повторяет ту, по которой
ребята-укависты делали свои ГШ. Даже 3 последовательных резистора
перед диодом там были. Правда, эти ребята, после диода на выход ещё делали
П-образный аттенюатор, на 10-15 дб, т.к. КСВ выхода с диодом
оставляла желать лучшего, а при измерении шума КСВ очень важен.

Добавлено after 9 minutes 13 seconds:

Но что-то мне говорит, что из того что есть в советском справочнике, 30пс не выжать ничем. да и 125пс......

Мне кажется, тут очень важен и конструктив. Наверняка, у Тектрониксов
всё это макетировалось, обмерялось ( у них есть, чем) и десять раз переделывалось.
Ну и конечно, опыт у них...
Частота 1ГГц - это, как бы ступень, после неё начинают действовать уже
немного другие законы физики и электрорадиотехники.

Касаемо быстродействия ТД - большинство из них для спецприменений, а там народ
наверняка знает довольно много об их быстродействии. А другим это знать
не очень то и положено. 1И308 - один из самых высокочастотных и сравнительно
мощных туннельников производства СССР.

Последний раз редактировалось SM898 Сб ноя 06, 2021 01:45:07, всего редактировалось 1 раз.

[musor]

пикосекунды для тунелникоф даже на герыче семечки про 3И3хх ваше молчу но важно все расчитать и согласовать инче полчите генератор зхвона вместо калиброваных_П_

Добавлено after 1 minute 4 seconds:
да и купить живые край ка проблемно щас...
они деградируют даже от хранения долгого в тепле

[Mayksim]

SM898 писал(а):

Где-то читал, что американцы не умели делать туннельные диоды, покупали наши,
если им требовалось. Может, сейчас уже научились?.

Где-то читал, что буржуазия, развалится в 1940-х, 50, потом в 70.. вот уже и в 2020-х говорят, и уверяю, с уровнем образования нашего населения им и в 30-40х говорить будут
А ещё они не умеют делать лампы- у нас покупают аж несколько тысяч в год, ракетные двигатели -батутами пользуются, ну и конечно-же ДИОДЫ, куда-уж нам до них
Они ведь идиоды-тупые..

Бомбануло, извините..

[TEKTRON]

Я так понимаю, что вариант приобрести готовое изделие наeBay не рассматривается как класс.

В таком случае, если кто отыщет скан РЭ и альбома схем на И-15, можно будет узнать, каким образом советские инженеры без туннельника выдавили:

Полярность.....положительная и отрицательная

Длительность фронта, нс.....не более 0,25

Выброс на вершине, % ......не более 3

Неравномерность вершины, %......не более (1…3)

Максимальная амплитуда импульса, В......не менее 10

Погрешность установки амплитуды ....... 0.1·U

Я искал, но пока безуспешно.

Но что-то мне говорит, что из того что есть в советском справочнике, 30пс не выжать ничем. да и 125пс...

Эк вы сразу замахнулись
Помнится, изначальный вопрос был про 1 нс.
Девайсы были приведены для примера упрощённой обвязки, без россыпи транзюков.
Для начала-то можно попробовать любой доступный туннельник, "пощупать" схему, обкатать конструктив... А потом уже вперёд, к вершинам ... Чисто личное мнение

не знаешь верить или нет (скорее нет), особенно про МП103

В режиме лавинного пробоя-то? Очень сильно от параметров соединительной линии зависимость, о чём и таблица. А почему бы и не попробовать? Германий сейчас добыть не очень просто, но не невозможно. Всяко полегче, чем туннельник. Главное, соединительную линию сократить.

Кстати, вы пробовали подключать свой формирователь на 74АС напрямую ко входу 2465В, без пробника, в режиме 50-омного входа?
Т.е. заключить формирователь в маленькую коробочку (металлический корпус от делителя с готовым BNC-папой), и сразу на вход. Вообще без кабелей, на максимальной развёртке, да с растяжкой х10... Чего увидим-то?

Где-то читал, что буржуазия, развалится в 1940-х, 50, потом в 70.. вот уже и в 2020-х говорят, и уверяю, с уровнем образования нашего населения им и в 30-40х говорить будут

С развалами теперь бы поосторожнее, буржуазия - это теперь ведь и про нашу страну...

[add.ocean]

Кстати, вы пробовали подключать свой формирователь на 74АС напрямую ко входу 2465В, без пробника, в режиме 50-омного входа?
Т.е. заключить формирователь в маленькую коробочку (металлический корпус от делителя с готовым BNC-папой), и сразу на вход. Вообще без кабелей

именно так дословно и сделано.
подзванивает(хотя 74AC и в фирменных даташитах на графиках подзванивает), фронт около 3нс. амплитуда звона сильно зависит от емкости на выходе. Больше емкость - меньше звон (скажем подключал ко входу и туда же подтыкал пробник (еще 15пФ) и на второй канал осцилла, сразу звон поменьше.). Нет особой разницы в картинке от нагрузки, 50 Ом или 1МОм, т.к. емкость видимо решает. Возможно надо убирать выбросы диодами, еще не пробовал.

да кстати пробовал задействовать все 6 элементов параллельно (выходы через резисторы 300 Ом). Оказалось что фронты разных элементов на одном кристалле не совпадают на 1 нс, и 2465B это четко показывает в 2-х каналах, прямо видны 2 одинаковых сдвинутых на 1 нс фронта.
в случае 6 элементов нагрузка на элемент гораздо меньше, но фронты круче не стали, совсем!


Это не слишком бъется с обещаниями 1,7 нс кажется для 74АС, то ли потому что емкость 15+пФ, то ли корпус DIP, то ли микросхема Интеграл, а может все 3 фактора вместе. Но прямо сейчас у меня других 74AC14 нет. Надо пойти купить, в магазине есть TI SO-14.

Туннельников у меня лежит полсотни шутк 20 видов (считая буквы), ГТ338 тоже есть мешочек, всякий старый германий тоже есть. (МП1хх трехзначные кстати кремниевые). Со временем вот только не очень, как у всех, кто работает... Так что эксперименты с туннельниками и лавинными транзисторами запланированы, но не проведены...

[Бобочек]

musor писал(а):

пикосекунды для тунелникоф даже на герыче семечки про 3И3хх ваше молчу но важно все расчитать и согласовать инче полчите генератор зхвона вместо калиброваных_П_

Неужели так надо подавать пост ? Про "герыча" есть много и других вариантов. Понять гения может только гений, но снизойдите до плебеев !

[Valentin Gvozdev]

именно так дословно и сделано.
подзванивает(хотя 74AC и в фирменных даташитах на графиках подзванивает), фронт около 3нс. амплитуда звона сильно зависит от емкости на выходе. Больше емкость - меньше звон (скажем подключал ко входу и туда же подтыкал пробник (еще 15пФ) и на второй канал осцилла, сразу звон поменьше.). Нет особой разницы в картинке от нагрузки, 50 Ом или 1МОм, т.к. емкость видимо решает. Возможно надо убирать выбросы диодами, еще не пробовал.

Вообще очень странно. У меня на выходе 74AC00 по данным Осы фронт по уровням 10-90 выходил, ЕМНИП, в районе 1.2 нс. И увеличивался при подключении щупа с емкостью 12-15 пФ где-то до 1.5-1.7 нс.. Точнее не помню, завтра проделаю опыты и выложу картинки. Правда, микросхема в данном случае у меня не Интеграловская, а SN74AC00. Очень может быть, что интеграловские существенно медленнее.

[add.ocean]

Понять гения может только гений
подписываюсь под кажой буквой )))))

SN74AC00
так а кто изготовитель?

[Valentin Gvozdev]

- вот что показывает Оса на выходе формирователя частотомера, где стоит SN74AC00 с включенными полседовательно всеми четырьмя элеменами. Допускаю, что это не лучший вариант, так как скорее всего из-за задержек и пролаза сигнала между элеменами форма на выходе не самая лучшая, но для частотомера все это не имеет значения.

Измерение длительности фронта по стандартным (10-90) уровням:

Прибор говорит, что там 1.05 нс.


Теперь то же самое, но в подключенным щупом самодельного осцилла:

Фронт увеличился до 1.5 нс.

[add.ocean]

порешал проблемы. 1 нс получилось!
1. интеграл выкинул, поставил TI SN74AC14 - это и была главная проблема
2. поставил 2 элемента последовательно чтобы выходной элемент управлялся уже крутым фронтом (на вход первого элемента подается синус с генератора ВЧ)
3. 4 элемента осталось, 2 выхода включил на общий, 2 выхода - на питание, таким образом это как бы дополнительные ноги питания к кристаллу. сравнивал, дает эффект - выбросы меньше.
4. резистор 50 Ом с выхода убрал. на выходе бутерброд из керамики (1н 100н 10 мкФ)

общий сетап

картинка прямо с разъема, во втором канале =ходен. вход 50 Ом

картинка прямо с разъема, больше ничего не подключено, вход 50 Ом. довольно круто вышло!!!!

картинка прямо с разъема, вход 1 МОм


большое сравнение пробников придется переделывать (

А вообще так - серьезными вещами занимаемся - за 1 нс, пока тектроникс нарисовал фронт, солнечный свет из окна прошел 30 сантиметров....

[TEKTRON]

add.ocean, рад за вас, но грызёт меня вопрос: а как намеряли-то?
Можно выложить фото замеров? С выровненными по пунктирам горизонталями и вертикальными курсорами в местах пересечения лучом ближайших к пунктирам сплошных линий разметки. Образцы я приводил выше.
И сразу всё прояснится ...

[add.ocean]

TEKTRON,
как-нибудь сделаю.
собственно на экране видно же - 5 нс на клетку и фронт занимает 1 деление (1/5 клетки) по уровню 10-90 (и возможно 1,5 нс по уровню 0-100)

здесь речь не про метрологическую точность и не про взятие рекорда круглой цифры 1,0000нс. да и тек у меня не поверенный. да и у тека райз тайм 875пс, что сравнимо, а значит вносит погрешность в сторону увеличения

а про то что было 3 - стало 1.

[TEKTRON]

да и у тека райз тайм 875пс, что сравнимо, а значит вносит погрешность в сторону увеличения

Для этого существует формула - корень квадратный из разности квадратов:
Тсигнала=SQRT(Тизмеренное^2-Tосцилла^2)

собственно на экране видно же - 5 нс на клетку и фронт занимает 1 деление (1/5 клетки) по уровню 10-90 (и возможно 1,5 нс по уровню 0-100)

0-100 не информативен. На приведённых фото уровень 90% отметить тяжело, поскольку нет пересечения с сеткой. СтОит передвинуть луч на пол деления выше, и тогда обе отметки, и 10%, и 90% определятся как места пересечения с горизонталями сетки, оцифровка слева. Я тоже не сразу въехал, для чего там эти проценты понаписаны, пока не провёл калибровку самостоятельно. Оказалось - очень удобно.

здесь речь не про метрологическую точность и не про взятие рекорда круглой цифры 1,0000нс.

Речь о наглядности и использовании Тека как инструмента, а не просто отображателя. И у этого инструмента имеются средства для измерения перепадов - это специальная градуированная разметка на сетке, вертикальные курсоры по оси времени и кнопка десятикратной растяжки по этой же оси. Плюс приведённая в заводском руководстве методика таких измерений. Отчего бы не воспользоваться заложенными в инструмент возможностями для наглядности?

да и тек у меня не поверенный.

У меня тоже. У вас сертификат поверки никто и не требует, вы же не для МАГАТЭ материалы предоставляете

А вообще так - серьезными вещами занимаемся - за 1 нс, пока тектроникс нарисовал фронт, солнечный свет из окна прошел 30 сантиметров....

Ага. Если смотреть на экран с метра, то изображение перепада достигает глаз втрое дольше, чем оно рисовалось лучом. Астрономия в осциллографии

[Дмитрий М]

Туннельный диод - он , как бы... не очень то и диод. Наверное, не зря в С1-75
на него подаётся импульс запуска, а потом - импульс сброса. А тут - подал меандр,
и он тебе выдал 30 пс.

На самом деле такой диод есть, и он называется ДНЗ (диод с накоплением заряда). Наши были типа АД516 (если мне не изменяет память). Там конечно есть много хитростей и работают они с весьма точной настройкой, но было... Насколько это хорошо работало..не скажу, но калибраторы такого типа у нас валялись на работе, в обломках СВЧ узлов 60..70 гг. Параметры по скоростям нарастания и фронтам у них были суперские, но там при трёх радиодеталях было море мехузлов и объёмных камер, типа циркуляторы ещё стояли вроде..

[SM898]

речь не про метрологическую точность и не про взятие рекорда

Спойлер

Едут по лесу верхом два джентльмена. Немного заблудились.
Навстречу им незнакомец. Один из них его спрашивает:
- Вы не подскажете, где мы находимся?
- Вы на лошадях в лесу,господа.
- Вы, наверное, метролог? - обращается к нему другой.
- Как вы догадались, сэр?
- Вы выдали абсолютно точную информацию, но нам она нафик не нужна (с).

На самом деле такой диод есть, и он называется ДНЗ (диод с накоплением заряда). Наши были типа АД516 (если мне не изменяет память).

Не-не, АД516 - просто импульсный диод, судя по справочнику, правда, в странном корпусе.
Хотя, достаточно быстрый - 1 нс. Но тот же КД514 тоже имеет 1 нс. Возможно, его
где-то и ставили, но использовали его недокументированные свойства.
ДНЗ - это 2Д524(А,Б,В), с временем выключеия 70- 100 пс (зависит от буквы).
Использовался он, в частности, в стробоскопических блоках осциллографа С1-70,
при формировании стробимпульсов для стробоскопических диодных смесителей, которые
находились в выносных пробниках (2 шт) вместе с диодом ДНЗ и предусилителем на полевике.
Запускающие импульсы достаточно низкой частоты приходили к диоду из блока, по кабелю,
через ШПТЛ. Он формировал очень узкие импульсы (иголки) для кольцевого смесителя.
А вот в Х1-50 для формирования узких импульсов для смесителя меток применяли
умножительные диоды КА604. И в СК3-46, где тоже стоит на входе стробсмеситель,
в его формирователе применён умножительный диод (какой - точно уже не помню,
лезть в документацию лениво).
Но 2Д524, насколько знаю - единственный, на то время, полноценный ДНЗ.
В других случаях, использовались недокументированные свойства, по сути,
не предназначенных для этого, элементов.

[add.ocean]

...сделать осциллограммы с растяжкой - идея хорошая, т.к. визуально повысит разрешающую способность, может быть что-то еще удастся оптимизировать в формирователе импульсов. Как-нибудь совмещу с исследованием пробников.

собрался с силами и открыл хвостовики Ходенов 100 и 250 МГц.
Ходенам правда несколько лет давности (вдруг, новые версии лучше?).
Не увидел абсолютно ничего интересного. 2 резистора и конденсатор. Коррекция повторяет таковую "у Белвара". Никаких индуктивностей. Резисторы 1206. Хочется подобрать подстроечные на их место.. места там дико мало конечно. https://www.chipdip.ru/product/pvm4a102