Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

[Electricman]

Расчёт и изготовление трансформатора с повышенной индуктивностью рассеяния - это всё же несколько другое. Когда нужно 16 обмоток при минимальных габаритах трансформатора - там начинается магия.

В реале всё несколько сложнее.
https://www.ti.com/seclit/ml/slup263/slup263.pdf
http://valvolodin.narod.ru/articles/slup263_ru.pdf

Просто примитивный квазирезонансный блок питания имеет преимущества только в габаритах. А ведь эта технология с помощью ЧИМ может обеспечивать групповую стабилизацию, что обеспечит благоприятные условия для вторичных стабилизаторов (постоянство рассеиваемой мощности). С одной стороны, это есть в этой схеме на 3844, с другой - индуктивность рассеяния вещь не особо приятная.


Хотя, у меня малогабаритность получилась только по толщине, вроде меньше 40мм.
http://ipic.su/img/img7/fs/IMG_20201009 ... 274138.jpg

[Valentin Gvozdev]

Может быть ещё два фактора, влияющих на перекос картинки - параллакс - градуировочная сетка отстоит от экрана на неск миллиметров и точно, луч не выставлен в горизонт - ЭЛТ не закреплена окончательно.

Виктор, на мой взгляд причина неперпендикулярности осей отклонения - это прежде всего дефект трубки. Просто сами пластины X и Y расположены немного не перепендикулярно. Видимо, это издержки технологии. И в более продвинутных трубках этот дефект (и не только он) компенсируется корректирующими катущками. В принципе, можно попробовать их и для 8ЛО7И, но раз такое дело, лучше уж сразу взять 8ЛО6И. -:)|

По поводу корректирующих цепочек и АЧХ УВО. Наверное, имеет смысл менять не только коденсатор, но и последовательный с ним резистор (который сделать подстроечным). А лучше взять две таких параллельных цепочки. Там получается довольно сложная зависимость АЧХ и ПХ от положения регуляторов, и обычно можно подобрать разумный компроимсс между полосой и артефактами.

[ВикторС]

Валентин, спасибо за советы. Я пробовал вариант коррекции с одной RC цепочкой. Плавность коррекции добавлялась, а неравномерность АЧХ, полностью, устранить не удавалось, потому я просто поставил ёмкости поменьше, чтобы не задирать усиление на ВЧ. Есть ли какие то способы расчёта постоянной времени RC цепочки для подъёма (ослабления) усиления, там где надо? Заранее благодарю.

[mainsiam]

add.ocean писал(а):

Я4С-109, кстате


Добавлено after 21 minute 35 seconds:
mainsiam,
а можно несколько слов что была за неисправность и как починили?

Не держал нагрузку блок питания, но не потому, что был неисправен, а были неисправны пару конденсаторов в цепях питания.
Один очевидно, а второй долго искал...
Дольше всего парил мозг выключатель питания. Вроде только все работало, а потом вдруг перестает работать вообще все...
Перевел на другую группу тумблера. Теперь выкл и вкл поменялись местами, но работает.
Обращает внимание некая небрежность монтажа, местами, при том что большая его часть выполнена аккуратно.
Такое ощущение, что монтаж делали разные люди... Ну или при наладке кто то очень неаккуратно действовал...
Напряжения питания в БП не соотвовали схемным. Пришлось поднастроить. Но, поскольку блок питания не соответсвует документации и выполнен на шим микросхеме и не имеет независимой регулировки по каналам, то настройка одного питания тянет изменение другого.
Ориентировался на 5 вольт и двуполярное 15. Напряжение питания для УВО по схемам не ясно - в одних листах +140, в других +100.
В моем экземпляре +120 по факту. Трогать особо не стал, калибратор и сравнение со сторонним осциллографом дало соответсвие сетке на трубе реальному размаху. Но вопросы еще остались на самом деле...
Надо бы его на разных режимах погонять но у меня генератор на 6 МГц, а на работе есть генераторы сигналов, но выход у всех 50 Ом, да и пока некогда подумать, как их совместить, чтобы все корректно было.

[add.ocean]

mainsiam,

что касается источника меандра. Есть простое и проверенное решение. в этой ветке его делали, в т.ч. я.
Берете фирменную 74AC.... Я брал 74AC14. Даже 1 ее элемент работает на 50 ом и дает фронт менее 1 нс. (я думаю что 800-700пс).
В моем случае это проверено с помощью осцилла 400МГц 800пс, и связка 74AC + щуп 10:1 + осцилл показала 1100пс (времена складываются по формуле корень из суммы квадратов).
Монтаж 74АС имеет решающее значение. Я делал навесной, 3D, медной фольгой для минимизации длины и индуктивности проводников.

Собственно, лично я АЧХ осцилла при настройке вообще не смотрю. Настраиваю по форме на экране меандра с крутым фронтом. АЧХ будет близко к нормальной, впрочем осцилл это не прибор измерения АЧХ. Единственное может ыть проблема если на вход осцилла меандр приходит уже искаженный. На высоких частотах есть множество причин для этого.

Что касается напряжений питания трубы в C1-157. Вы наверное писали про 120-140В для УГО, не для УВО. Я свой еще не открывал и марку трубы не видел. но по идее там УВО достаточно 50-60В, а для УГО видимо все же 120В оптимум. Хотя на моих схемах везде указано 140В.

[ВикторС]

add.ocean писал(а):

времена складываются по формуле корень из суммы квадратов).
Монтаж 74АС имеет решающее значение. Я делал навесной, 3D, медной фольгой для минимизации длины и индуктивности проводников.

add.ocean,

пожалуйста уточните, какие сданные Вы имели ввиду, говоря о формуле среднеквадратического значения? Что возводить в квадрат и складывать, перед извлечением корня?

Как вы использовали медную фольгу в объёмном монтаже - для экрана или для проводников? Если для проводников - почему не использовали лужёнку или загнутые, как надо, выводы деталей?

Заранее благодарю.

[musor]

при куглых трубах непаралелнось осей откулонеия и сетки компенсировалась просто-поворотом трубы вокруг оси и естествено настройкой резистора астигматизма
для квадратных прямоуголных труб навроде 11ло9 на которых к томуже шкала нанесена изнутри на стекло этот метот не работает поэтому4 применяяют специалнцю магнитную ОС либо в виде коректирующих катущек с десяткамитыщ виткоф определеным образом уложеных на колбу или МСУ из специално настраиваемых гамнитоф особой формы намагничиванияы выполняющих туже функцию и настраиваемых обычно на самом заводе

[add.ocean]

ВикторС,

Тсуммы = корень (Т1² +Т2² +Т3²)
то

пример
щуп 650пс
осцилл 650пс
источник 650пс

сумма 1126 пс (то что покажет на экране)

[ВикторС]

add.ocean,

650пС и 690пС это задержка фронта в шупе, осциллографе и источнике на 74AC14?

Как Вы можете быть уверены в данных по задержке в шупе и в источнике? - В даташите написано или как то измеряли?

[add.ocean]

ВикторС,
я привел пример расчета. то что я вижу на экране (1100пс) надо хоть как-то интерпретировать.
калибровка осцилла может быть и сбита.
чтобы узнать факт, нужен осцилл со временем нарастания раз в 5-10 ниже. пусть и цифровой.

что касается щупов.
я как-то давно писал. подбором элементов схемы коррекции можно почти любой щуп hoden сделать ~500 МГц, и время нарастания там мизерное получается. правда: выходное сопротивление моего источника минимальное, около 15 Ом. скорее всего это играет определенную роль.

Последний раз редактировалось add.ocean Пн сен 19, 2022 19:05:34, всего редактировалось 1 раз.

[Valentin Gvozdev]

Не задержка фронта (это несколько иное), а время нарастания. Источник имеет определенное и ненулевое время нарастания сигнала на своем выходе (определяемое при определенной нагрузке - в зависисмоти от нее этот параметр всегда меняется!). Шуп также имеет небесконечную АЧХ и оттого - конечное время нарастания сигнала на своем выходе при подаче идеальной ступеньки на свой вход. Про осциллограф и так все ясно. А на экране мы видим интегральный результат всего этого.

Добавлено after 3 minutes 12 seconds:
Точно определить все три параметра отдельно можно, но сложно. И как минимум для этого надобен осциллограф с полосой, соответствующей хотя бы трети времени нарастания наиболее быстрого компонента в такой системе. Что при обсуждаемых наносекундах соотвествует как минимум 1.5-2 ГГц.

Добавлено after 14 minutes 53 seconds:

при куглых трубах непаралелнось осей откулонеия и сетки компенсировалась просто-поворотом трубы

Поворот трубы позволит сделать горизонтальную линию горизонтальной. Или вертикальную вертикальной. Но если из-за кривизны ОС они не взаимно перпендикулярны, то обеспечить горизонтальность и вертикальность одновременно простым поворотом трубы не получится никак.

[add.ocean]

если кто не видел - отличие трубки с микроканальным усилителем яркости на примере почти одинаковых скопов. https://www.youtube.com/watch?v=ZGi1Uw8l-ac

[ВикторС]

У меня, заурядные китайские щупы, модели P6100. Они с тонкой медной (а не стальной) жилой в кабеле - об этом здесь говорили ранее. Чего можно ожидать, по частоте и АЧХ, от этих щупов? До какой частоты, на самом деле, они сохраняют линейность АЧХ и какое у них (у китайских P6100)? собственное время нарастания?
Кто нибудь измерял?
Заранее благодарю.

[Динозавр]

ВикторС, ---Есть ли какие то способы расчёта постоянной времени RC цепочки для подъёма (ослабления) усиления, там где надо?---
В С1-93 на калибровочном меандре раздражали (экран большой) скруглённые уголки
(в допуске) -2%, 20 мкс.
В ВК УВО параллельно штатной RC подключил R=50*Rштатн. и С=Т(20)/R , немного подбирал.

[ВикторС]

Динозавр, какой период T был взят для расчёта - соответствующий частоте калибровочного сигнала или какой то другой?

[Динозавр]

ВикторС, 20 мкс для тех самых 63% от величины скругления (2%), примерно - постоянная времени
(Т=тау ). И возможно не 50*Rштатн.,а вероятнее 10*Rштатн., давно это было.

[Electricman]

если кто не видел - отличие трубки с микроканальным усилителем яркости на примере почти одинаковых скопов.

Да, усилитель яркости - тема. Наши тоже успели освоить их, но применялись они только в специальных осциллографах, в том же С7-19.

[Valentin Gvozdev]

Я читал, что специально для С1-129, который так и не успели запустить в серию, и который был самым широкополосным прибором СССР (до 1 ГГц, развертка до 200 пс/дел - как у Tek7104) была разработана уникальная трубка с микроканальным усилителем яркости. Но дело дальше нескольких экземпляров так и не пошло.

Добавлено after 2 minutes 51 second:

Есть ли какие то способы расчёта постоянной времени RC цепочки для подъёма (ослабления) усиления, там где надо? Заранее благодарю.

Насчет способов расчета не подскажу - не силен я в математике от слова совсем. Но базовые вещи (что на что влияет и куда что изменять в случае чего) постараюсь описать в скором времени.Благо опыт есть.

[Valentin Gvozdev]

Насчет корректирующих RC-цепочек, повсеместно применямых в широкополсных усилителях осциллографов. Если совсем просто - то величина конденсатора в основном определяет распределегние степени коррекции в зависимости от частоты. В любом случае, чем больше емкость, тем с меньших частот начинается ощутимая коррекция. Для каждого значения конденсатора на некоторой частоте степени коррекции выходит на плато, определяемое резистором, включенным полседовательно с ним. Наибольшую коррекцию дают RC-цепочки с нулевым R - для них на ВЧ можно считать, что цепь коррекции имеет околонулевой импеданс и каскад работает фактически без ООС.

Вот ради интереса несколько помоделировал АЧХ типичной схемы коррекции, что включается между эмиттерами дифкаскадов:


Для начала зададим R2 в мегаом (смоделируем отсутствие нижней RC-цепочки), оставив только С1. Который будет принимать значения в 10, 30, 100, 200б 300 и 500 пФ.
Вот что получается:

Чем выше емкость, тем выше и быстрее подъем АЧХ, что закономерно. Обратите внимание, что с увеличением емкости АЧХ выше на ЛЮБОЙ частоте.

Теперь немного усложним задачу и включим в работу нижнюю RC-цепочку. При этом С1 оставим в 200 пФ (соответствует желтому графику на предыдущем рисунке. С2 сделаем в 500 pF и будем менять резистор R2 - 10, 30, 50, 100, 300 b 1000 Ом. И вот что получается:


Зеленый график - это минимFльное R2 (10 Ом). В целом он подобентому, что было только с только с одним конденсатором. А вот при больших значениях R2 все совсем иначе. В ВЧ-области отличия не очень большие, а во в области средних частот АЧХ сильно проседает, и рост ее становится близким к линейному.. При этом в области НЧ с большим R2 коррекция даже больше, чем без него!

Увеличив С2 до 1500 пФ, мы получаем еще более выраженную картину, когда коррекция практически отсутствует на частотах до 5 Мгц, а далее монотонно нарастает.



Добавлено after 38 minutes 41 second:
На практике, как мне кажется, все это надо настраивать примерно так.
1) Прежде всего, установить должное усиление тракта на ПОСТОЯННОМ токе. Ибо никакие RC-цепочки на него не влияют. И более его не трогать.
2) Далее идти вверх по частоте. Меандры в 10, 100, 1000, 10000 Гц. Скорее всего на каком-то из них станет заметна нелиненйость АЧХ. Закругление фронта говорит о том, что имеет место спад АЧХ на частотах, в несколько раз выше частота меандра. Вертикальная составляющая этого закругления говорит о ВЕЛИЧИНЕ спада. Горизонтальная - о его, условно говоря, протяженности в НЧ-область. Отношение высоыт спада к высоте меандра - это необходимая степень коррекции, из которой, зная межэмиттерный резистор, можно прикинуть резистор и в корректирующей RC-цепочке (он должен быть во столько же раз больше межэмиттерного, во всколько раз высота закругления фронта меньше высоты самого меандра). Далее умножаем эту величину на 2-3 и получаем номинал необходимого подстроечника. С емкость несколько хуже - в НЧ-корректирцющих цепочках они бывают и 0.01 мкФ, и больше, так что тут только подбор - ставим, крутим полседовательный резистор и глядим, удалось ли добиться ровной полки. Если более-менее ровная полка достигается только одновременно с задиром после фронта, то кондесатор однозначно мал (с ним получается перекоррекция на ВЧ). Если полку не удается сделать ровной, а только с бугорком, то велик.

3) Добившись ровного меандра, переходим к частотам в 10 и 100 раз большим. Тут все точно также, только конденсаторы, как правило, уже можно взять подстроечными. Обычно резисторы в этих цепях имеют в несколько раз меньший номинал, что нужно учитывать в выборе подстроечников. Если даже при минимальной корекции на ВЧ идет ненужный плавный подъем, то, скорее всего, имеет смысл ослабить коррекцию в более низкочастотной цепочке - надо понимать, что она тоже влияет на ВЧ. Также ВЧ-цепочки немного влияют и на коррекцию на более низких частотах, так что при окончательной настройке придется сделать несколько итерационных циклов. Вероятно, на этом этапе возникнет потребность добавить еще одну или две цепочки, чтобы компенсироать неравномерность АЧХ на каких-гнибудь средних частотах. Или пересмотреть значения конденсаторов в НЧ и СЧ-коррекции.


И еще. Подобные вещи при достаточном количестве корректирующих конденсаторов и RC-цепочек способны довольно точно компенсировать практически любую плавную нисходящую неравномерность в АЧХ. Но никак не способный компенсировать всевозможные всплески и провалы, обусловленные паразитными резонансами, частотно-зависимой ПОС и прочим. С этим надо бороться отдельно.

[Electricman]

С емкость несколько хуже - в НЧ-корректирцющих цепочках они бывают и 0.01 мкФ, и больше, так что тут только подбор

А разве грубо прикинуть прикинуть нельзя? Ёмкостное сопротивление должно быть много меньше сопротивления резистора на заданной частоте. От этого, кстати, выходит и меньшее влияние ВЧ цепочек на НЧ диапазоне и наоборот.