Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

HP9060 -- тоже медная жила.
HP9150 -- нормальная, 200 Ом.

"По поводу осциллографического кабеля — такая конструкция (тонкий центральный, диэлектрик с низкой проницаемостью) не для снижения отражений(она используется и на низкочастотных осциллографах) а для получения максимально низкой собственной ёмкости кабеля. Высокое сопротивление центральной жилы — нежелательное следствие применения сплава, который обеспечивает необходимую прочность при таком малом диаметре. Кст. обрыв центральной жилы — самый распространённый дефект таких кабелей"

На мой взгляд, это не правильно. Тут выше была выложена подробная статья с результатами симуляции различных щупов. Так вот там прекрасно показано, что использование линии с потерями - это критически важное условие для функционирования щупа. Мало того, что само сопротивление центральной жилы имеет большое значение и оптимальную величину, выше которой режется полоса, а ниже - начинаются волны на АЧХ в ВЧ-области. Дополнительным бонусом к использованию таких иний является то, что центральная жила получается очень тонкой, что позволяет реализовать высокое волновое сопротивление и малую погонную емкость.

Добавлено after 2 minutes 50 seconds:

HP9060 -- тоже медная жила.
HP9150 -- нормальная, 200 Ом.

в HP-2100 тоже нормальная жила. Кстати, стоит обратить внимание, что в серии HP-2xxx, где триммер расположен на щупе, нет пробников с частотами выше 100 Мгц, в отличие от HP-9ххх. Уверен, что это неспроста - видимо, такое построение щупа не позволяет расширить частотный диапазон по каким-то причинам.

HP9060 -- тоже медная жила.
HP9150 -- нормальная, 200 Ом.
А как именно определили?

только что измерил HP2060 и HP2100, благо там однозначно. Обе жилы 204-207 Ом.

Добавлено after 5 minutes 41 second:
"По поводу осциллографического кабеля — такая конструкция (тонкий центральный, диэлектрик с низкой проницаемостью) не для снижения отражений(она используется и на низкочастотных осциллографах) а для получения максимально низкой собственной ёмкости кабеля."

"главная особенность цитат в Интернет - то что все их принимают на веру. В.И. Ленин"

Каждый из нас, и вы и я, имеет возможность накатать и выложить любую чушь для личного пиара :)))

) И некоторые (не мы) этой возможностью пользуются....
Книжка (описание внутренностей и настройки полной линейки коммерческих моделей пробников тека) и статья с симуляцией, выложенные выше - очень хороши. Хотя и там нет оголтелой теории с высшей математикой и комплексными числами. но наверное и к лучшему...

Но я бы не верил без проверки абсолютно во все выводы из статьи с симуляцией. Там пишут что оптимальное R кабеля 115 Ом, а по факту везде 200 Ом. Кое-где (С1-131) 400 Ом, и не то чтобы фатально. Хотя и там (С1-131) стоит посмотреть, улучшится ли фронт после замены кабеля.

А вот то что "терминирование" даже не совпадающим с R кабеля номиналом улучшает АЧХ, то проверено. пробник С1-131 заработал нормально только после добавки цепочки 3,9 пФ 750 Ом параллельно кабелю со стороны щупа

add.ocean,
> А как именно определили?
Разобрал разъём. Отсоединил кабель от щупа. Измерил сопротивление мультиметром.

да, там снимается... мне показалось странно что HP9060 медная жила в то время как HP2060 высокоомная....

А вот кто знает, зачем есть пробники 1 и 10 МОм?
У Белвара есть оба варианта (остальные параметры видимо совпадают)
И у Ходена
красный 1 https://www.chipdip.ru/product/hp-9250
зеленый 10 https://www.chipdip.ru/product/hp-9251r

и вот только что заметил: у пробника 500 МГц выведены наружу те два подстроечных резистора
https://www.chipdip.ru/product/p-6501r
отмечены "HF"

add.ocean писал(а):

Добавлено after 8 minutes 47 seconds:
вообще коаксиал это прекрасная идея как известно. коаксиал 50 Ом с резистором 450 Ом на конце и в 50 Омный вход с другой стороны, дает пробник 1:10 вообще без емкости.

"Но есть нюанс", как говорится - источник сигнала должен иметь сопротивление 50Ом - редкое явление для всей прикладной электроники.

источник сигнала должен иметь сопротивление 50Ом

строго говоря, такой пробник представляет собой активную нагрузку 500 Ом, что конечно мало. Но требования 50 Ом к источнику как такового нет, т.к. нагрузка активная. Хотя все равно это мало, и используют еще вариант 20:1 1000 Ом. С другой стороны на 100 МГц 15пФ это 100 Ом, и даже 500 Ом гораздо лучше!

Хотя все равно это мало, и используют еще вариант 20:1 1000 Ом. С другой стороны на 100 МГц 15пФ это 100 Ом, и даже 500 Ом гораздо лучше!

В том-то вся и суть. Для ВЧ-цепей, где почти не бывает импедансов выше нескольких сотен Ом, активная нагрузка в килоом гораздо предпочтительнее тех 15-17 пФ, что мы имеем с обычными пробниками. Также очень важно, что килоом - он на любой частоте именно килоом или близко к этому. А импеданс емкости падает с частотой, что при исследовании широкополосных сигналов неизбежно вносит искажения из-за "просадки" ВЧ-составляющих.

В НЧ-цепях от такого пробника толку мало, так как там импедансы зачастую высоки и килоомная нагрузка - это очень и очень много.

А импеданс емкости падает с частотой, что при исследовании широкополосных сигналов неизбежно вносит искажения из-за "просадки" ВЧ-составляющих.

Я вот и думаю что пора прекращать заниматься гаджетоманией, а именно искать/создавать один самый универсальный пробник.
Все эти "250 МГц 17пФ" мне давно уже кажутся просто капиталистической продажной пропагандой (ну в смысле, реклама, чтобы продавать)

А лучше просто делать, (даже буквально паять) пробник(и) под текущую задачу.
Возможно что и мегаомный пробник можно сделать с меньшей емкостью, если на конец высокоомного коаксиала просто припаять SMD резистор и конденсатор, вместо самого щупа. попробую так.

а вот кстати, самодельный пробник 2 ГГц фронт 160 пикосекунд https://www.kickstarter.com/projects/az ... cope-probe

Высокое сопротивление центральной жилы — нежелательное следствие применения сплава...

Хм, вообще-то, высокое сопротивление центральной жилы - ключевое требование к кабелю пассивного высокоомного щупа, если вы хотите получить наилучшую переходную характеристику. Выше я приводил ссылку на книгу "Oscilloscope Probe Circuits", на нее же, чуть позже, дал ссылку уважаемый ВикторС ("книга от Тектроникса, по ВЧ Щупам"). Посмотрите, на стр. 14-15, там достаточно подробно рассказано, почему центральная жила с повышенным сопротивлением предпочтительнее всего. Кстати, меньшая погонная емкость - не самое главное ее преимущество.

Я, в следующем абзаце, привёл научно обоснованное опровержение, утверждению про необязательность низкого сопротивления центральной жилы. Подозреваю, что начитает проявляться Стокгольмский синдром - пользователи, не имея возможности, купить высокоомный кабель, именно для щупов, придумывают истории о допустимости медной жилы. Про дополнительный резистор, которым медную жилу делают "высокоомной" в дешёвых осциллографах, я тоже писал. осталось понять - где купить правильный коаксиальный кабель. Похоже, это сложнее, чем сделать пробник и блок коннектора.

ВикторС писал(а):... осталось понять - где купить правильный коаксиальный кабель. Похоже, это сложнее, чем сделать пробник и блок коннектора.

Это действительно так. Единственное, что мне удалось - купить на Авито старые отечественные щупы-делители. Вообще-то, это - прекрасные доноры: за сравнительно небольшую сумму вы получаете не только нужный кабель, но и весь конструктив щупа, разборный и посеребренный. Единственное неудобство - игла щупа, но это легко исправить: ее удается отвинтить и обточить как надо, зажав в сверлильном станке.

Хороший ролик про щупы.

ролик интересен мне тем что там показали щуп с обкусанной пластмассой (и следами кусачек на нем)
оказывается там сплошная металлическая гильза
это конечно азщита от наводок но и емкость дополнительная
а как сама гильза разбирается - пока не ясно
смотрю в торец там где подключается кабель - похоже там 2 шлица под спецключ, который можно выточить напильником из трубки подходящих размеров

а пока провел небольшой реверс-инжиниринг
HP2xxx емкость, при кручении триммера
в режиме 1:10
со стороны разъема 48-78 пФ
со стороны щупа 12 пФ
в режиме 1:1
со стороны разъема 50-53
со стороны щупа 50-53
емкость кабеля без щупа 40пФ

выводы:
если предположить емкость внутри гильзы около 5 пФ то
триммер около 4-35 пФ, переключатель отключает триммер от кабеля в режиме 1:1 (это важно)

для HP9xxx это не так, и емкость в режиме 1:1 при вращении триммера меняется где-то 60-100 пФ, с осциллографом будет около 100 когда осцилл подключен и пробник скомпенсирован
таким образом 2xxx от 9xxx отличается именно в >2 раза меньшей и постоянной емкостью в режиме 1:1

А в общем мой измеритель C вряд ли заслуюивает доверияч на единицах пФ, и также провода к нему очень сомнительны. надо заказать современнный пинцет. видимо HB-15, интеренсно что их нет в наличии, все раскупили (

add.ocean писал(а):А в общем мой измеритель C вряд ли заслуживает доверия на единицах пФ...

Можно сначала подключить к измерителю конденсатор порядка 100пф, а потом, параллельно ему, измеряемую емкость, так измерения будут надежнее.

Итак, последние новости по проекту.

Перво, прибор уже обрел свое лицо, то бишь переднюю панель. Вышло вполне красиво, хотя пока еще не все ручки и разъемы установлены.

Далее - попробовал я 250 мгц - щуп в деле. Как и следовало ожидать, без подстройки тракт с ним имел приличный завал начиная чуть ли не с 20мгц с последующей длинной и ровной полкой, так как обрезанный hp-2100 имел плавный подъем ачх в этой области. Соответствено импульсы отображались с большой впадиной после начального маленького выброса. Регулировать, чтобы все было более-менее, пришлось долго и тщательно. Но удалось достигнуть малого выброса и отсутсвие сильных впадин за ним при полосе в 100 мгц или чуть выше. Увы, ценой небольших волн в начале каждой полки меандра. Пробовал подключать после настройки старый щуп - все плохо. Выброс процентов 15, вдобавок широкий, на 100 мгц спад больше нормы. Впрочем, чего ожидать иного?

Далее - обнаружил, что переключение источника синхры все-таки влияет на ачх уво.. Немног, но на быстрых импульсах заметно. Наверное, надо будет помудрить с подключением усилителя синхронизации, поставить дополнительные резисторы на его вход или что - то подобное.
Также сделал синхру от сети, теперь трехпозиционным тумблером переключаются все изначально заложенные режимы.

Добавлено after 53 minutes 37 seconds:

а пока провел небольшой реверс-инжиниринг
HP2xxx емкость, при кручении триммера
в режиме 1:10
со стороны разъема 48-78 пФ
со стороны щупа 12 пФ
в режиме 1:1
со стороны разъема 50-53
со стороны щупа 50-53
емкость кабеля без щупа 40пФ

выводы:
если предположить емкость внутри гильзы около 5 пФ то
триммер около 4-35 пФ, переключатель отключает триммер от кабеля в режиме 1:1 (это важно)

Честно говоря, есть некоторые вопросы. HP2*** имеют триммер на щупе, который, очевидно, включен параллельно резистору в 9 Мом. Из текста неясно, что подразумевается под емкостями со стороны разъема и со стороны щупа. Если это емкость, измеренная просто при включении в C-метр самого разъема и входная емкость щупа, то не вяжется очень большое изменение первой и постоянство второй-такое ощущение, что речь идет не о HP-21xxx, а о щупах с триммером у разъема (и, соответственно, с постоянным конденсатором в самом щупе).

И как может переключатель отключать триммер, а, главное, зачем? По идее в режиме 1:1 резистор 9Мом вместе с параллельным ему конденсатором просто закорачиваются.

HP2*** имеют триммер на щупе, который, очевидно, включен параллельно резистору в 9 Мом.

это не очевидно, и это не так.

триммер включен после резистора и на землю.

И как может переключатель отключать триммер, а, главное, зачем?

Как - одна группа на переключение.
Зачем - чтобы триммер не добавлял емкость в режиме 1:1. Разница между 50 и 100 пФ это и есть этот триммер.

триммер включен после резистора и на землю

Спасибо, очень и очень любопытно. Т.е. получается, что в самом щупе расположены как минимум - резистор 9 Мом с постоянным параллельным конденсатором и тот самый триммер на землю. В режиме 1:1 резистор закорачивается, конденсатор отключается и между иглой и входом прибора остается только кабель.

да, близко к 100% что все именно так. еще там есть 2 постоянных резистора

я все же нарисовал картинку.

у меня такое спаяно и работает очень хорошо. скриншоты я показывал.
"разная АЧХ у разных щупов? Нет, не слышали", если с такой подстройкой.

1кОм который смотрит в кабель, подстраивает АЧХ на частотах около 100-200+ МГц, и влияет довольно остро. без этого резистора, пока щуп был по советской схеме, там вообще пила была, а не прямоугольник, на высоких частотах (хотя, на своих 20МГц было видимо в пределах ТУ)

цепочка из 1к и триммера на землю, подстраивает АЧХ на частотах около ...50-100 МГц, влияет не так остро, конденсатор я пока оставил 3,9 пФ (можно немного больше)

Добавлено after 9 hours 11 minutes:
решил поменять кабель на белваровский. новый кабель оказался кстати чуть покороче, на 30%.

итак, щуп над которым были эксперименты. не удивительно, что именно малый размер резистора 9МОм, конденсатора параллельно ему, и короткая цепь от входа до этих элементов играют роль во входной емкости. разумеется после того как убрали избыточную емкость параллельно 9МОм.

у этого пробника входная емкость в режиме 1:10 получилась 6 пикофарад и это довольно круто. при том что даже переключатель 1:1 1:10 у него есть.
В реальности у всех ходенов около 13-14 (не 17).
Также в сравнении сегодня участвует tektronix TP0100. Он измеряется 12пФ как и должен, и это вселяет надежду, что емкостеметр не так уже сильно и ошибается. Я вычитаю емкость, которую прибор показывает, когда одним зажимом я касаюсь общего провода пробника - обычно это ~3~6 пФ (руками не касаюсь. провода прибора экранированные).

на графиках hoden 250, TP0100, и наш советский герой. найдите сами кто есть кто.

поправил схему, на прошлой с переключателем была ошибка.
в то же время думаю что возможности еще не исчерпаны, если сделать 1:20 на SMD компонентах, то 3pF вполне реально. Но это уже будет пределом для пассивного.

Большое спасибо за столь подробное исследование. Тайны щупов постепенно ракрываются....

кстати, есть еще один неочевидный момент. Дело в том, что положение компенсационного триммера влияет на АЧХ щупа довольно сложным образом. Максимальное влинияние - в НЧ-области, что, собственно и позволяет проводить компенсацию на килогерцовом менадре. Начиная с некоторой (не очень высокой) частоты АЧХ почти не меняется по форме, а просто поднимается вверх-вниз. Но это только в теории при упрощенном рассмотрении щупа как частотно-компенсированного делителя. На практике же, если взять тот же меандр в 1 или 10 Мгц и покрутить компенсационный триммер, то можно видеть, как изменяется не только амплитуда, но и переходная характеристика. Выброс становиться больше или меньше (причем не только в абсолютных значениях, но и в относительных), что говорит о том, что и на ВЧ АЧХ меняется несколько нелинейно.

В принципе, оно и понятно - поскольку у нас в схеме есть еще резисторы, помимо того, что на 9 Мом, то для каждого положения триммера оптимальными их значения будут разными. И по хорошему, в каждом случае их надо подбирать индивидуально.. Что, собственно, мы и видим на самых широкополосных щупах - там помимо триммера, есть и ВЧ-подстройка. Видимо, в такой полосе изменение АЧХ при НЧ-компенсации уже выходит за всякие рамки. Ну а для 100-150 Мгц, где оно вряд ли превышает децибелл-другой, производители видимо считают, что и так сойдет.

Добавлено after 6 hours 7 minutes 36 seconds:
В общем, пришло время написать о некоторых достигнутых успехах. К сожалению, у меня сейчас не так много времени, поэтому работа над прибором идет урывками, тем не менее общую готовность я уже вполне можно оценить процентов на 95.

Вот так все сейчас выглядит. Сделана передняя панель, установлены все ручки, смонтирована последняя плата (калибратор).

Ручка управления разверткой будет с родной крышкой, просто она куда-то потерялась. Но должна найтись.

Собственно, основная возня была связана с УВО. Прежде всего, удалось более менее побороть влияние усилителя синхронизации, из-за которого форма сигнала несколько отличалась в режиме внутренней и внешней синхры. Все решилось установкой дополнительных резисторов по 62 Ома в сигнальную линии между УВО и синхроусилителем. Заодно уменьшились явно паразитные колебания после каждого фронта и тенденция к срабатыванию триггера по обоим фротнами импульсных сигналов, что приводило к двоению картинки.

Опытным путем удалось найти, что оптимальный результат по ПХ, АЧХ и общей форме высокоскоростных меандров достигается, когда коррекция в оконечном УВО делается почти минимальной, а нужный подъем усиления обеспечивается в предварительном УВО. Иначе НИКАК не удавалось побороть сильные колебания после фронтов, глубокий спад после первого выброса итд, совместив все это с должным спадом АЧХ на 100 Мгц.
Также пришлось поднять номиналы резисторов в RL-цепочках перед вертикальными пластинами с 330 до 470 Ом. Иначе наблюдалась отчетливая ВЧ-компрессия при разверке менадров на полный экран, когда выбросы становились явно меньше, чем при малом размахе. Заодно теперь синус в 100 Мгц легко и совершенно линейно разворачивается за пределы экрана. Сокрее всего, с этими цепочками езе предстоит тонкий подбор, но даже сейчас результат уже вполне удовлетворителен.

Увы, не обошлось без жертв. Каким-то странным образом что-то подгорело в УГО, в результате чего быстрые развертки стали нелинейными. Выяснилось, что диапазоны изменения сигналов на обоих его выходах внось почему-то перестали совпадать.. Подбором нагрузочного резистора в одном из плеч удалось это поороть, но результат все равно чуть хуже, чем было.. Наверное, придется вновь менять и подбирать трназисторы.. Терпеть не могу таких дефекторв.

Далее - вроде бы почти победил колебания в начале разверки.. В моем случае основным их источяником являся бланкиратор, и простая свивка проводов от его платы, идущих к бланкирующим пластинам и 2 аноду, дала неплохой результат. По видимому, из-за эффекта экранирования, ведь на втором аноде - постоянный потенциал и конденсаторы на массу. Заодно и монтаж красивее стал.

Проверил термостабильность АЧХ. При прогреве прибора от полностью холодного состония до полного прогрева (и это еще без радиатора!) выброс на ПХ уменьшается процентов на 10-15. И примерно на столько же уменьшается коэффициент передачи на 100 Мгц (ниже - еще меньше). Уверен, что с радиатором на задней стенке все будет еще лучше.

В качестве источника менадра использовался фромиратель частотомера с выходом на 74АС00 и скоростной выход Осы. Тут уже писали, что лучше и правильнее, но на мой взгляд, первый вариант все-таки честнее, так как по данным измерений то же Осой подключение щупа к 74АС00 почти не заваливает фронт и не скругляет его углы, тогда как скоростной выход Осы реагирует на подключение щупа существенно хуже. Картинки с него вглядят, естественно, красивее, но надо понимать, что это все-таки самообман.

Итак, меандр 10 Мгц с выхода 74AC00:

Выброс немногим менее 10%. То, что видно на полках, отчасти присутствует и в самом сигнале (контроль той же Осой).

Ради интереса тот же сигнал с усилением в 2 раза меньше:

И в 5 раз меньше:

Как видно, фатальных искажений за счет неодинаковости АЧХ вроде бы нет.

Фронты на 5 нс/дел:

Специально сделал так, чтобы можно было оценить время нарастания. Если не 3.5 нс, то 4 уж точно.

Вот что видим при подаче 100 Мгц 500 мВ (100 мв/клетка):

Как и положено, размах около 3.5 клеток..

то же самое с предельной растяжкой до 4 нс/дел:

Чуть нелинейно, увы..

Далее - сигналы с частотой 30 и 50 Мгц:

А теперь - меандр 10 Мгц со скоростного выхода Осы:

Очень хорошо.

Ради проверки работы на более низких частотах - менадр оттуда же частотой 2 Мгц:

А тперь то же самое, но заземлим щуп не пружинкой, а проводком с крокодилом:

И получаем выброс процентов в 15.. Увы, при такой полосе все это уже критично.

Для интереса включим режим 1:1 и уменьшим заодно усиление в 10 раз:

HP-9250 в отличие от HP-2100, в этом режиме совсем никакой.

Вот так вот выглядит начало развертки (10 нс/дел):

Также решил посмотреть, что покажет прибор, настроенный под Hp-9250, со старым обреpанным Hp-2100
А вот что:

Хуже, конечно, но не криминал. При оценке АЧХ видно, что с ним спад на 100 Мгц больше (примерно 0.6), зато есть подхем в районе 50-60 Мгц.. Собсвтенно, это и стоило ожидать.

Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Re: Осциллограф на ЭЛТ своими руками.