Делитель напряжения для осциллографа своими руками

Делитель напряжения для осциллографа своими руками Для тех, кому «посчастливилось» купить этот осциллограф, предлагаю несколько несложных улучшений устройства. Нужны они Вам, или нет, это конечно решать только Вам! Я просто поделюсь тем, что на текущий момент изменил на своем. Самую первую «улучшалку», в принципе, я уже описывал в своем обзоре этого осциллографа, но думаю будет логично собрать их все вместе в одном месте, для удобства поиска, поэтому с нее и начну: внутрь корпуса, к задней крышке, были закреплены пара магнитов от жесткого диска-это можно сделать любым удобным Вам способом. Делитель напряжения для осциллографа своими руками В предыдущем обзоре я их просто прихватил изолентой/скотчем и поверх вставил кусочки вспененного материала, которые дополнительно прижали магниты к крышке. Делитель напряжения для осциллографа своими руками Но можно и приклеить их, например, клеевым пистолетом. Сейчас я использовал термоклей «полиморф» — мне показалось такое крепление прочнее, и можно, при необходимости, если прогреть место крепления, легко произвести демонтаж. Поверх я все равно, на всякий случай, проложил полоску изоленты и все те же кусочки вспененного материала.Делитель напряжения для осциллографа своими руками Теперь у нас не только увеличилась масса прибора, что придает ему дополнительную «солидность» ;), но и появилась возможность легко прикреплять осциллограф к различным металлическим поверхностям!Делитель напряжения для осциллографа своими руками Среди отмеченных мною недостатков осциллографа, был и включатель питания -не нравился его внешний вид и расположение. Мне показалось гораздо удобнее расположить его под большой палец левой руки (подразумевается ситуация работы «на весу», когда правой рукой работаем с щупом, а в левой находится сам прибор).

Кроме того, если убрать описанный движковый переключатель, выпирающий снизу, заодно появляется и возможность устойчиво ставить осциллограф на ребро -иногда это может пригодиться

Были куплены несколько разных вариантов переключателей. Поставить решил светлый, как наиболее подходящий по цвету. Делитель напряжения для осциллографа своими руками Прорезал отверстие, вставил/защелкнул… Делитель напряжения для осциллографа своими руками Делитель напряжения для осциллографа своими руками Выпаял установленный с завода переключатель, на место его контактов припаял провода, соединил с вновь установленным переключателем -ничего сложного. Вроде выглядит вполне прилично…Делитель напряжения для осциллографа своими руками Включать/выключать (перезагружать осциллограф) стало заметно удобнее! На выключенном осциллографе нет никакой индикации наличия процесса заряда, а учитывая глубоко размещенный разъем в корпусе, это может превратиться в проблему отсутствия/наличия контакта, поэтому следующая доработка посвящена именно этому:Был найден даташит на TP4056, используемый в осциллографе, и в нем типовая схема включения индикации заряда и его окончания. Делитель напряжения для осциллографа своими руками Зеленый светодиод окончания заряда решил не устанавливать, ограничиться красным, сигнализирующем текущий процесс заряда. Для начала собрал схему «на весу», для проверки — все заработало без нюансов. Осталось все более-менее прилично расположить внутри. Решил использовать место и отверстие, освободившиеся в результате переноса переключателя питания. Светодиод правда пришлось слегка обточить надфилем, так как не нашлось под рукой миниатюрного или с плоским корпусом — вполне можно было установить даже smd вариант. Теперь мы можем контролировать процесс заряда, независимо от того включен осциллограф или нет! Безусловно, самой большой проблемой купленного приборчика, является некорректный режим 10х, да и вообще любая работа с делителями- будем исправлять? :). Как предположили в х предыдущего обзора, все проблемы связанные с неправильными измерениями при использовании делителей, из-за «нестандартного» входного сопротивления осциллографа- 407кОм (вместо привычного 1 МОм). Ну вернее сказать тут две причины связанные между собой — не только более низкое входное сопротивление, но и применение «неполноценных» делителей, у которых в качестве одного плеча делителя используется внутреннее сопротивление прибора.

Делители подобной конструкции, с удобным размещением переключателя коэффициента ослабления «1х/10х» прямо на корпусе щупа, пожалуй, сейчас являются наиболее популярными.

Но если взять один из классических делителей, с полностью законченной схемой в своем корпусе — например И22.727.074 то видим, что ВЕСЬ делитель собран отдельным блоком, и внутреннее сопротивление осциллографа не оказывает столь значительного влияния, из-за параллельно подключенного нижнего плеча делителя, со значительно более низким сопротивлением. Поэтому результаты измерений DSO FNIRSI PRO с этим делителем получаются довольно точными.Правда при использовании 1х на этом осциллографе, мы ограничены пределом 10 вольт (400 вольт вся шкала) — не хватит посмотреть даже бытовую сеть 🙁 А использовать 10х нельзя, иначе наоборот, получается совсем непредсказуемый результат-вероятно режим 10х в этом осциллографе создавался специально для работы с делителями, использующими его внутреннее сопротивление, для подгонки получаемых результатов до более правдоподобных значений. Но, как часто бывает у китайцев, «что-то пошло не так» — в результате режим работает с большой погрешностью и с одним типом делителей, и уж совсем показывает «погоду» с другими Далее, по логике, понадобиться небольшое отступление в теорию- кому неинтересно пропускаем…

— немного о делителях

Простейшими, наиболее применяемыми, являются пассивные пробники с компенсированным делителем напряжения. Делитель напряжения строится на резисторах R1 и R2, причем R2 может быть просто входным сопротивлением осциллографа (что мы и имеем, в случае с нашими делителями)

    Параметры делителя на постоянном токе вычисляются по формулам: Например, если R2= 1 МОм и R1=9 МОм, то имеет RВХ = 10 МОм и KД=1/10. Таким образом, входное сопротивление увеличено в 10 раз, но в 10 раз падает и уровень напряжения, поступающего на вход осциллографа. В общем случае (на переменном токе) для коэффициента передачи делителя можно записать выражение (τ1= R1C1 и τ2= C2R2): Таким образом, при равенстве постоянных времени τ1 и τ2, коэффициент передачи делителя перестает зависеть от частоты и равен его значению на постоянном токе. Такой делитель называют компенсированным.

    Емкость C2 это общая емкость кабеля, монтажа и входная емкость осциллографа. Практически, для достижения условия компенсации емкость С1 (или C2) нужно подстраивать, например с помощью подстроечного конденсатора переменной емкости – триммера.

    В нашем случае т2 не равна т1, и поэтому, в зависимости от частоты и выбранного режима чувствительности, результаты измерений значительно «уходят» от реальных. Что бы получать более-менее достоверные результаты надо изменить емкость/сопротивление делителя или осциллографа.

    Делитель, в части расположения верхнего плеча, в принципе не разборный — необходимые нам элементы находятся в щупе под переключателем. Разламывать щуп, и переделывать делитель под конкретный осциллограф не очень практично -хотелось получить относительную универсальность.

    Поэтому, на мой взгляд, единственным приемлемым решением является доработка делителя до полноценного, но с использованием дополнительных элементов в корпусе осциллографа.

    — на этом теоретические «изыскания» закончились и переходим к практике :)С уменьшенным входным сопротивлением осциллографа до 407кОм, коэффициент деления популярных недорогих РР-80, GTP-060A-4 и им подобных по постоянному току получается примерно 23. На переменном значении варьируется от 19 и выше- зависит от частоты. Изменять коэффициент деления нижним плечом я могу только вверх. Увеличивать его до 25, и других сложных для пересчета в голове значений смысла нет, поэтому был выбран единственный «удобный» подходящий коэффициент деления на 100 — будем подгонять под него! Собственно сама схема доработки весьма примитивна-все заморочки в подборе номиналов элементов. Подключается параллельно BNC и включается одновременно с переключением щупа в режим 10х.

    Подборка номиналов дополнительных элементов

    Методами расчета по формулам высчитать необходимое не получалось, поэтому пришлось действовать именно методом втыка подбора и последующего тестирования в различных диапазонах частот. С добрых старых времен остались наборы сопротивлений и конденсаторов — старички могут начинать «ностальгировать» 🙂 Достал эти коробочки и стал подбирать необходимое. Учитывая неполный набор номиналов резисторов и особенно конденсаторов, приходилось использовать параллельно-последовательные соединения — это, конечно, заняло некоторое время. Немного его сэкономить помог переменный резистор 😉 Поскольку у меня нет эталонных высоких напряжений на разных частотах, а делитель нужен в первую очередь именно для работы с относительно высокими напряжениями (как минимум более 40 в, для рассматриваемого осциллографа), то вся процедура подбора элементов делителя происходила в два этапа:

    • Сначала подбирались элементы для «правильного» деления на разных частотах с напряжением до 30 вольт — это максимум, что могли выдавать имеющиеся в наличии НЧ генераторы.
    • Отталкивался от измеренного осциллографом уровня в режиме 1х- переключал щуп на 10х, подключал свой навесной монтаж и сравнивал полученный результат… и так по всему диапазону частот и пределам чувствительности осциллографа .

    В итоге было подобрано примерно такое соотношение номиналов RC: По низким частотам используется преимущественно резистор — получился номинал сборки с требуемой точностью ± 500 Ом и емкость, для высоких частот, с требуемой точностью примерно± 20 пФ Полученные результаты по синусу, при 30 В При изменении чувствительности, иногда, незначительно изменяются показания, но в общем полученные результаты меня устроили. Еще более понравились результаты при измерении меандра!

    Разброс при выборе различной чувствительности больше, но зато форма сигнала стала заметно правильнее…

    Сравните форму меандра при использовании в заводском варианте и через доработанную схему делителя (напряжения были разные, в данном случае стоит обращать внимание только на форму сигнала). Результаты измерений меандра Слева сигнал без делителя, справа при включении делителя 50 Гц

    1. хорошо это или плохо — это второй вопрос 🙂
    2. Понятное дело, что при желании, номиналы можно подобрать еще более точно, например, судя по полученным горбам на осциллограммах емкость все же несколько великовата- подбиралось из имеющегося под рукой.
    3. Второй этап- реальные измерения высоких напряжений.

    50 кГц 500 кГц даже на 1 МГц, хотя и имеется заметная погрешность, однако форма стала более похожей на меандр 🙂 Щуп стал более компенсированным- форма сигнала правильнее. С этим было все довольно сложно… Ладно на низкой частоте бытовую сеть посмотреть — я знаю что там должно быть, и это легко осуществимо. А как быть с высоким напряжением на частотах повыше?.. В итоге, единственное, что я смог придумать — сделать замер ШИМ. Там и напряжение и частота относительно высокие… Первый же замер бытовой сети показал, что по низкой частоте надо вносить заметные коррективы — ошибка «набежала» почти в -50 вольт. Увеличил резистор до «стандартных» в схеме И22.727.074 110кОм, и даже чуть больше…

    В теории примерно так и должно было получаться 🙂

    После увеличения резистора до 117 кОм показания напряжения сети стали приемлемыми, но при этом несколько ушла точность на 30 вольтах, да и ладно! Я предполагаю, что погрешности измерения на разных пределах чувствительности, на низких частотах, происходят из-за особенностей использования осциллографом встроенных делителей.

    • Откорректировать на всех пределах вряд ли получится — или подбирать что-то усредненное (что я и делал), или настраивать точно один из имеющихся, например 5 вольт/дел, и при точных измерениях использовать только его.
    • Ну и наконец сама реализация доработки
    • По номиналам — в конечном счете оставил 117кОм резистор и чуть уменьшил емкость конденсатора, до 1600пФ
    Читайте также:  Героторный насос своими руками

    По более высокой частоте все получилось нормально, без дополнительных корректировок Замер ШИМ по высокой, в сравнении с обычным осциллографом (выбрано 10в/дел + делитель 10х) — полученные значения идентичны — 400 вольт. Было прорезано еще одно отверстие, около разъема BNC, для включателя доп. схемы делителя. Переключатель закрепил на полиморф- вполне прочно, аккуратно и можно, при необходимости, разобрать. Детали обтянул термоусадкой, и разместил навесным монтажом над платой- место позволяет. ИТОГО:Полученные результаты в бОльшей степени меня устраивают, с делителем пока все еще «воюю», может что-нибудь и более удачное получится- но пока так 😉 Теперь имеется дополнительный, более точный режим 100х, совместимый с распространенными делителями (их не надо переделывать). Имеется возможность контролировать процесс заряда. Новый включатель питания более удобный и симпатичный, на мой взгляд. Все описанные доработки в одном фото 🙂

    Всем удачи и хорошего настроения! ☕

    Схемы генераторов развертки для осциллографа

    В некоторых конструкциях самодельных осциллографов (а порой м в промышленных образцах) при изменении уровня исследуемого сигнала и его частоты в больших пределах нарушается синхронизация, а при его отсутствии (в ждущем режиме) не запускается развёртка. При эксплуатации таких осциллографов часто приходится пользоваться ручкой «УРОВЕНЬ СИНХРОНИЗАЦИИ», что, конечно, неудобно.

    От указанных недостатков свободен предлагаемый генератор развёртки. Он обеспечивает время формирования линейно-нарастающего напряжения (ЛНН) от 1 мкс до 100 мс.

    Амплитуда сигналов синхронизации может изменяться в пределах от 50 мВ до 5 В, а их частота — в диапазоне до 20 МГц. При отсутствии исследуемого сигнала генератор автоматически переключается в автоколебательный режим.

    Генератор может работать и в чисто ждущем режиме.

    Делитель напряжения для осциллографа своими руками

    Схема генератора приведена на рисунке. ЛНН формируется на конденсаторах С1 и С2 Высокая линейность обеспечена тем, что конденсаторы заряжаются от генератора тока, выполненного на транзисторе VT1, который запитывается от стабилизированных источников.

    • Величина тока через транзистор VT1 определяется сопротивлением одного из резисторов Rl-R3 а цепи его эмиттера (выбирают переключателем SA1).
    • Период ЛНН (в секундах) можно рассчитать по формуле:
    • где С — ёмкость конденсаторов C1+C2, Ф;Um — амплитуда ЛНН, В;fк — ток коллектора VT1, А;

    В данной конструкции генератора период развёртки устанавливается дискретно переключателями SA1 и SB1.1 (он изменяет ёмкость времязадающего конденсатора).

    Переключателем SA1 период развёртки изменяется в 10 и 100 раз, a SB1 — в 1000 раз (при каждом из положений переключателя SA1).

    Таким образом, набор из трёх резисторов (R1-R3) и двух конденсаторов (С1-С2) позволяет иметь шесть значений периода развёртки. Их число и дискретизацию можно изменять соответствующим выбором элементов.

    ЛНН через буферный каскад (VT2, VT4) подаётся на одновибратор, выполненный на элементах VT5, DD1.1. Порог срабатывания одновибратора и, следовательно, амплитуда ЛНН зависят от делителя R7R8. Для указанных на схеме сопротивлений резисторов R7 и R8 амплитуда ЛНН равна примерно 3,5 В.

    По окончании формирования ЛНН одновибратор вырабатывает импульс, который подаётся не транзисторы VT3, VT6. Транзистор VT3 открывается и разряжает конденсаторы С1 и С2 почти до нуля, а транзистор VT6 формирует импульс гашения обратного хода луча. Амплитуда этого импульса около 15 В.

    Если потребуется большая амплитуда, то необходимо увеличить напряжение питания каскада и выбрать соответствующий тип транзистора. По окончании действия импульса одновибратора процесс повторяется.

    При наличии на входе осциллографа исследуемого сигнала он поступает на триггер Шмитта, выполненного на элементах DD1.3, DD1.4 и транзисторе VT7. Триггер Шмитта формирует импульсы с крутыми фронтами Эти импульсы выпрямляются диодами VD2, VD4 и заряжают конденсатор С9.

    Напряжение на конденсаторе С9 открывает транзистор VT8, и на вход 10 элемента DD1.2 подаётся уровень напряжения логической единицы. Элементы DD1.1 и DD1.2 составляют RS-триггер.

    По окончанию действия импульса одновибратора RS — триггер остаётся в таком состоянии, при котором транзистор VT3 остаётся открытым. При этом невозможен заряд конденсатора С2.

    Из этого состояния RS-триггер выводит продифференцированный импульс триггера Шмитта, после чего вновь начинается заряд конденсатора С2. Роль дифференцирующей цепочки выполняют элементы С7, R16.

    В автоколебательном режиме (когда сигнал на входе синхроимпульсов отсутствует) конденсатор С9 разряжен и транзистор VT8 закрыт. Уровень логического нуля на входе 10 элементе DD1.2 и логической единицы на его выходе на работу генератора ЛНН не влияют.

    Для перевода генератора в ждущий режим на дополнительный вход устройстве необходимо подать напряжение +4 В.

    Транзистор VT1 необходимо отобрать с минимальным значением обратного тока коллектора. Конденсаторы С1 и С2 должны быть плёночными или металлоплёночными, C5 — типа K15-5-H70-1.6 кВ — 4700 пФ, С9 — К50-6. Остальные конденсаторы типа КМ-5 или КМ-6. Переключатель SA1 может быть галетный или кнопочный с необходимым количеством положений, SB1 — типа П2К.

    Налаживание генератора сводится к подбору резисторов R1-R3 по требуемому масштабу развёртки в каждом положении переключателя SA1. Конденсатор С2 подбирают так, чтобы масштаб развёртки изменялся в тысячу раз при включении переключателя SB1 (мкс — мс). Для более точного подбора С2 можно составить из двух конденсаторов.

    Источник

    Каталог радиолюбительских схем

    Осциллограф, принципиальна схема которого показана на рис. 1, служит для визуального наблюдения электрических сигналов в различной радиоэлектронной аппаратуре, выполненной на транзисторах и микросхемах. Прибор сравнительно прост по конструкции, содержит небольшое количество элементов и обладает следующими техническими характеристиками:

    1. — полоса пропускания усилителей вертикального и горизонтального отклонения луча от 10 Гц до 5 МГц;
    2. — чувствительность усилителей “X” и “У” порядка 200 мм/В эфф;
    3. — входное сопротивление 1 МОм;
    4. — неравномерность частотной характеристики обоих каналов не хуже ±2 дБ в диапазоне частот от 50 Гц до 3 МГц;
    5. — развертка — непрерывная и ждущая;
    6. — диапазон частот непрерывной развертки от 20 Гц до 200 кГц разбит на 5 поддиапазонов;
    7. — потребляемый ток не более 1,5 А;
    8. габариты прибора 160 X 80 X 160 мм.

    Делитель напряжения для осциллографа своими руками

    Осциллограф снабжен калибратором амплитуды, наличие которого позволяет измерять величину напряжений с точностью до 10%. Питается прибор от аккумулятора напряжением 12 В. Для увеличения чувствительности электроннолучевой трубки напряжение питания второго анода несколько понижено при сохранении удовлетворительной фокусировки.

    Основными узлами осциллографа являются: усилители вертикального и горизонтального отклонения луча, формирователь импульсов синхронизации, генератор развертки, усилитель гашения обратного хода луча и индикатор. Так как усилители отклонения луча идентичны, здесь будет рассмотрен только один из них.

    Со входа “У” исследуемый сигнал через разделительный конденсатор С1 поступает на регулятор усиления — резистор R1 и далее через резистор R2, шунтированный конденсатором С2, на вход катодного повторителя, собранного на половине лампы Л1.

    Катодный повторитель необходим для получения большого входного сопротивления и малой входной емкости усилителя. Цепочка R2C2 ограничивает сеточный ток лампы при перегрузках.

    Диод Д1 предотвращает выход из строя транзистора 77 балансного усилителя при подаче на вход усилителя больших положительных напряжений. Диод Д1 заперт напряжением +6,3 В, поступающим с цепей питания накала лампы Л1.

    При напряжении свыше + 6,3 В диод открывается и напряжение на базе T1 не может быть больше указанной величины. Защитой от попадания на базу транзистора T1 больших отрицательных напряжений служит лампа Л1, которая закрывается при появлении на ее сетке большого отрицательного потенциала.

    Балансный усилитель, выполненный на транзисторах T1 и T2, симметрирует и усиливает напряжение, снимаемое с нагрузки катодного повторителя. Общей эмиттерной нагрузкой усилителя является резистор R7.

    Для подъема усиления в области верхних частот в коллекторную цепь транзистора Т2 включена катушка индуктивности L1 (10 мкГн). Цепи R3C4 и R5 R6 С5 служат для коррекции характеристики усилителя на низких частотах.

    Стабильность каскада, собранного по схеме эмиттерного повторителя на транзисторе ТЗ, обеспечивается отрицательной обратной связью, подаваемой с эмиттера ТЗ на базу Т2 через резистор R9.

    Выходной каскад усилителя вертикального отклонения луча выполнен по видоизмененной каскадной схеме “общий эмиттер — общая база” на транзисторах Т4 и 75.

    Включение выходного транзистора по схеме с общей базой позволило значительно снизить требования к параметрам транзистора, в частности, к предельному напряжению между эмиттером и коллектором и усилению по току.

    Отсутствие усиления по току в выходном каскаде полностью компенсируется усилением предыдущего каскада, включенного по схеме с общим эмиттером (T5), который может быть низковольтным. (Напряжение между эмиттером Т4 и общей шиной не превышает 15 В).

    Все транзисторы связаны между собой непосредственно, что позволило упростить конструкцию и расширить полосу частот, пропускаемых усилителем. Для коррекции частотной характеристики выходного каскада в коллекторной цепи транзистора Т4 включена катушка индуктивности L2 (35 мкГн), а в эмиттерной цепи 75 имеются элементы R13, R14, С7, С8.

    Формирователь импульсов синхронизации собран на транзисторах T7, Т8 и Т9 и служит для преобразования исследуемых сигналов (при внутренней синхронизации) в короткие положительные импульсы для жесткой синхронизации генератора развертки.

    Сигналы на вход формирователя подаются либо с усилителя вертикального отклонения луча через резистор R15, либо с гнезда ГЗ (при внешней синхронизации). Выбор источника синхронизации осуществляется с помощью переключателя В1. На транзисторе T7 собран усилитель-ограничитель, а на транзисторах T5 и Т9 — дифференциальный усилитель.

    Уровень синхронизирующего сигнала устанавливается потенциометром R21. Диод Д2 служит для сужения динамического диапазона и предохраняет транзистор T7 от перегрузки.

    В зависимости от полярности входных сигналов импульсы синхронизации могут сниматься либо с коллектора транзистора Т8, либо с коллектора T9. Полярность импульсов синхронизации выбирается переключателем В2. При этом, как в том, так и в другом случае, сигнал, поступающий на вход генератора развертки, сохраняет свою полярность.

    Генератор развертки собран на транзисторах Т10— Т12. Частота следования пилообразных импульсов может быть изменена от 10 Гц до 200 кГц. Нелинейность прямого хода развертки не превышает 2% во всем диапазоне. Амплитуда выходного напряжения порядка 4 В. Работа генератора происходит следующим образом.

    При подаче напряжения питания транзистор Т10 открывается, ток, протекающий через резисторы R29 и R32, открывает транзистор T12 Конденсаторы С12 и С13 заряжаются через резистор R37.

    Сопротивление этого резистора выбрано небольшим, чтобы время заряда конденсаторов было короче времени длительности прямого

    хода развертки. Когда конденсаторы С12 и С13 зарядятся, транзистор Т10 закрывается. В зависимости от положения переключателя ВЗ в цепь эмиттера Т11 включен один из конденсаторов С16—С20, емкость которых определяет длительность прямого хода развертки. Выбранный конденсатор заряжается током эмиттера TJ1. По мере заряда конденсатора ток эмиттера Т11 уменьшается, транзистор закрывается.

    Читайте также:  Какие металлы обладают постоянной валентностью

    Синхронизирующий импульс открывает транзистор 770. В результате этого все напряжение питания падает на его нагрузке R29, и транзистор Т11 удерживается в закрытом состоянии.

    Конденсатор, выбранный переключателем ВЗ, разряжается через резисторы R38, R40; конденсаторы С12, С13 перезаряжаются, что приводит к закрыванию транзистора Т10 и открыванию транзистора Т11. Каскад на транзисторе T12, с которого снимается пилообразное напряжение, служит для линеаризации последнего.

    Для регулировки линейности предусмотрен резистор R32. Режим работы генератора (автоколебательный или ждущий) устанавливается с помощью переменного резистора R30. Плавная регулировка частоты осуществляется потенциометром R40.

    Для гашения обратного хода луча служит усилитель, собранный на транзисторе Т6. Короткий положительный импульс с коллектора транзистора Т11 через цепь R36 С14 поступает на базу транзистора Т6, усиливается им и в отрицательной полярности подается на модулятор электроннолучевой трубки через конденсатор С10.

    С выхода генератора развертки пилообразное напряжение через переключатель В4 поступает на вход усилителя горизонтального отклонения луча, который собран на второй половине лампы Л1 и транзисторах Т13—Т17.

    При измерении частоты гармонических колебаний путем наблюдения интерференционных фигур (фигур Лиссажу) сигнал с выхода эталонного генератора (или другого источника) можно подавать непосредственно на вход усилителя горизонтального отклонения луча через гнездо Г2.

    Напряжения, необходимые для питания трубки, поступают на ее электроды с делителя, образованного резисторами R58—R65. Регулятором яркости служит потенциометр R64, фокусировки — потенциометр R61. Смещение луча по осям “X” и “У” осуществляется потенциометрами R58 и R59.

    При модуляции луча по яркости используют вход “Z”, в этом случае сигнал подается на гнезда Г5 и Г6 (перемычка, соединяющая их, убирается).

    Делитель напряжения для осциллографа своими руками

    Для питания осциллографа используется отдельный блок, схема которого показана на рис. 2. В блок питания входят преобразователь напряжения, выпрямители и фильтры. Преобразователь напряжения выполнен по симметричной двухтактной схеме с самовозбуждением и обратной связью по напряжению.

    Транзисторы Т1 и Т2 включены по схеме с общим эмиттером. Частота генерации порядка 2 кГц, форма импульсов прямоугольная. В некоторых пределах частоту генерации можно регулировать подбором емкости конденсатора С2.

    Диод Д1 служит для защиты транзисторов преобразователя при ошибочном включении источника питания (аккумулятора).

      Генератор тока работает от своего тока

    Напряжения, снимаемые со вторичной обмотки трансформатора, выпрямляются и фильтруются. Все выпрямители, кроме высоковольтного, выполнены по однополупериодной схеме. Выпрямитель — 650 В собран по схеме утроения напряжения на диодах Д2—Д4 и конденсаторах СЗ—С5. Фильтром служит резистор R5 и конденсатор С18.

    С обмотки IV снимается переменное напряжение 6,3 В. Обмотку используют для питания двустороннего ограничителя на диодах Д11, Д12. Напряжение прямоугольной формы, снимаемое с ограничителя, используется в качестве эталонного при калибровке осциллографа.

    Амплитуду калибровочного напряжения можно изменять с помощью резистора R13 в пределах от 0 до 10 В.

    Трансформатор преобразователя намотан на тороидальном сердечнике из пермаллоя марки 50 НП. Наружный диаметр тороида 40 мм, внутренний 25, высота 14 мм. Намоточные данные трансформатора Tp1 приведены в таблице.

    Источник

    Александр, тема жива, в головах интересантов, как минимум. Товарищ Косинус продвинулся, наверное дальше всех. Я застрял на внешнем ФГ/ калибраторе, для настройки осциллографа. Макет калибратора, рабочий, на столе уже два года лежит, другие проекты пропуская вперёд. Сейчас, например, паяю модуль ДХО для управления штатными лампами накаливания в фарах. (ОФФ.

    Затейная вещь — дальний в треть накала светит только когда обороты двигателя более 1400, то есть, не в пробке тошнишь. Включение ДХО за 3 сек, выключение за 30 сек (чтобы на светофоре не гасли, и управление триггерное, со сбросом при выключении зажигания и ручным вкл/ выкл — макет лежал с тех пор как в правила включили езду и в городе, днём, с фарами, тоже.

    И сын пять месяцев назад родился, так что на пайку времени мало.)

    По существу Ваших вопросов.Генератор развёртки Грешнова, ИМХО, покатит только в осциллограф с ЭЛТ типа 5ЛО38 или 6ЛО1И и простыми УВО УГО. Если труба хоть 8 см, этот генератор ставить не нужно — простоват по всем блокам.

    Источник тока — медленный, разрядный транзистор без шнеллера, триггер запуска — статический а не динамический, ТШ запуска не подстраиваемый, схема переключения в автоматический режим развёртки не нормирована по уровням с уровнями запуска развёртки, то есть могут быть случаи, когда узкие импульсы на выходе ТШ, которые ещё могут включить триггер запуска развёртки, будут не видимы схемой автопереключения и развёртка из ждущего, перейдёт в автоколебательный режим, а картинка на экране уедет. Кроме того, гашение луча — через RC цепь. Если выбран ждущий режим, и импульса запуска долго нет — трубка открывается, и на экране , в центре, точка (развёртки то нет). Мне эта схема не понравилась в железе. Лучше собирать первый вариант схемы Дорофеева, с тунельным диодом или развёртку от осц. САГА (там, как раз, триггер запуска развёртки по фронту импульса запуска срабатывает).

    Про осциллограф из Радиоконструктора, если тот, где выходные транзисторы КТ605 и напряжение питания — 200В — ИМХО — неудачное решение. Если УВО не парафазный, а ГР так и всегда такой, источники тока, на транзисторах, в Вых.

    Ус нужны обязательно. И 200 КОм в коллекторах выходных транзисторов — перебор раз в 50.ИМХО, годный радиолюбительский осциллограф на ЭЛТ получится, если в схему осциллографа ОР-1 имплантировать схему УВО от Н3015. Схемы ниже.

    _________________С уважением, ВикторС.

    JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

    Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

    Щуп делитель для осциллографа своими руками

    Щуп с делителем к «Хамелеону» своими руками

    ELcat Опубликовано 24.11.2011 Создано при помощи КотоРед.

    Каждый Радиокот в той или иной мере имеет потребность в маленькой домашней радиолаборатории. И, естественно, маленьком, но функциональном арсенальчике радиоизмерительного оборудования.

    В нашей замечательной стране, давшей миру столько кулибиных, выдающихся учёных, деятелей и первооткрывателей, сегодня, к сожалению, таковых не потчуют. Цены на измерительное оборудование промышленного производства порой самые высокие в мире, а зарплаты.

    ну да вы сами знаете: «Кармашек у котёнка не больше напёрстка. » Ну да и ладно, в нашем случае пара рук да голова на плечах — куда более ценное оборудование, изготовим сами.

    И огромная благодарность тем ребятам, которые порою на энергии чистого энтузиазма занимаются разработкой, комплектовкой и рассылкой наборов для самостоятельного изготовления такого оборудования. Именно об этом и пойдёт сегодня речь.

    Завёлся в моей домашней лаборатории новый зверёк — Хамелеон D. Вещь чудесная, но без удобного и функционального хвостика-щупа — малопригодная. Для его изготовления нам потребуются:

    • — обычный щуп от китайского мультиметра,
    • — 0,5 метра какого-нибудь тонкого коаксиального СВЧ кабеля,
    • — разъём типа мини-джек 3,5мм «стерео»,
    • — тонкий контактный штырь от какого-нибудь совкового разъёма,
    • — кусочки термоусадочной трубки разных диаметров,
    • — «рассыпуха», несколько резисторов МЛТ-0,125 2МОм, smd конденсаторы типоразмера 1206 номиналами единицы-десятки пикофарад.
    • А также паяльник, скальпель, пинцет, плоскогубцы, кусачки, тестер с возможностью измерения емкостей от единиц пикофарад и сопротивлений до 10МОм, пара не очень кривых рук и неудержимое желание чего-то «замутить».

    И так, приступим! Для начала нам потребуется подобрать тот самый подходящий СВЧ кабель. Как его подобрать? В первую очередь из имеющихся подбираем визуально по подходящему диаметру под наш щуп.

    Далее по сечению центральной жилы — чем она тоньше, тем лучше. Ну и в последнюю очередь по ёмкости между центральной жилой и оплёткой, опять же, чем меньше, тем лучше.

    Я нашёл в своих запасах кусочек вот такого кабеля от какого-то совкового СВЧ устройства.

    Ёмкость 0,5 метрового куска составила около 30пФ. Лучше, думаю, могут быть параметры у кабелей внешних автомобильных GSM антенн(часто встречаются на «развалках» радиорынков). Идеальные параметры у кабелей высокочастотных щупов осциллографов.

    Там центральная жила вообще бывает в виде тончайшего стального волоска. Электрическое и волновое сопротивления, а также остальные параметры кабеля в данном случае нам мало интересны.

    Сразу подпаяем JACK 3,5мм, поскольку для дальнейших действий нам необходимо будет подключить кабель к осциллографу.

    Теперь подготовим сам щуп. Аккуратно при помощи плоскогубцев вытягиваем из него штырь, разогреаем паяльником и очень аккуратно снимаем пластиковый цилиндрик (он нам пригодится). Далее вырезаем прямоугольное отверстие под микропереключатель. Должно получиться вот так:

    Просверливаем сбоку отверстие, через которое пропустим «земляной» провод:

    Теперь займёмся собственно делителем. У Хамелеона «D»версии входное сопротивление составляет 510кОм. Для реализации делителя напряжения на 10 нам необходимо увеличить это сопротивление в 10 раз 510кОм*10=5,1Мом. 510кОм у нас уже есть внутри самого осциллографа, поэтому в щупе нам потребуется 5,1МОм-510кОм=4,59МОм.

    Для устойчивости к высокому входному напряжению это сопротивление лучше всего составить из двух приблизительно по 2,295МОм. Где же взять резисторы с таким причудливым номиналом? Наберитесь терпения, мы изготовим их самостоятельно. Точнее модернизируем имеющиеся МЛТ0,125 номиналом 2МОм.

    Накручиваем выводы резистора на щупы мультиметра, включаем мультиметр в режим измерения сопротивления и, неспеша, очень аккуратно, начинаем скальпелем соскабливать сначала эмаль, затем резистивный слой, всё время следя за показаниями мультиметра.

    Заканчиваем процесс, когда значение сопротивления станет равным 2,29-2,3 мегаома.

    Второй резистор будем подгонять по чуть другой методике. Паяем его последовательно с подогнанным и ко входу осциллогафа. Подаём постоянное напряжение непосредственно на вход осциллографа, отмечаем показания.

    Далее выставляем чувствительность в 10 раз больше и подаём это же напряжение через резисторы (я для этого использовал стабилизированный источник 9В). Теперь так же не спеша и аккуратно скальпелем начинаем скоблить второй резистор.

    Заканчиваем процесс, когда луч опустится до нашей отметки.

    Если со скоблением «переусердствовали», берём «свеженький» резистор и начинаем скоблить заново. Я поначалу пытался тереть абразивной бумагой «нулёвкой» и испортил два резистора, поэтому настоятельно рекомендую скоблить только скальпелем — так процесс протекает более медленно и управляемо.

    Подбор провода

    Отдельного упоминания заслуживает подбор провода. Правильный провод выглядит так:

    Читайте также:  Датчик протока воды своими руками

    Миниджек 3,5 мм расположен рядом для масштаба

    Правильный провод представляет из себя более-менее обычный экранированный провод, с одним существенным отличием – центральная жила у него одна. Очень тонкая и выполнена из стальной проволоки, а то и проволоки с высоким удельным сопротивлением. Почему именно так поясню немного позже.

    Такой провод не сильно распространен и найти его достаточно непросто.

    В принципе, если вы не работаете с высокими частотами порядка десятка мегагерц, особой разницы, использовав обычный экранированный провод, вы можете и не ощутить.

    Встречал мнение, что на частотах ниже 3-5 МГц выбор провода не критичен. Ни подтвердить, ни опровергнуть не могу – нет практики на частотах выше 1 МГц. В каких случаях это может сказываться тоже скажу позже.

    Самодельные осциллографы нечасто имеют полосу пропускания в несколько мегагерц, поэтому используйте тот провод, который найдете.

    Просто стремитесь подобрать такой, у которого центральные жилы потоньше и их поменьше. Встречал мнение, что центральная жила должна быть потолще, но это явно из серии «вредных советов».

    Малое сопротивление проводу осциллографа без надобности. Там токи в наноамперах.

    И важно понимать, чем ниже собственная емкость изготовленного щупа, тем лучше. Это связано с тем, что когда вы подключаете щуп к исследуемому устройству, вы тем самым подключаете дополнительную емкость.

    Если подключаете напрямую на выход логического элемента либо в ИБП, т.е. к достаточно мощному источнику сигнала, имеющему достаточно малое собственное сопротивление, то все будет отображаться нормально.

    Но если в цепи есть значительные сопротивления, то емкость щупа будет сильно искажать форму сигнала, т.к. будет заряжаться через это сопротивление. А это означает, что вы уже не будете уверены в достоверности осциллограммы. Т.е.

    чем ниже собственная емкость щупа, тем шире диапазон возможных применений вашего осциллографа.

    Конструкция и детали

    В качестве корпуса для щупа подойдёт оболочка от фломастера или маркера. Экранированный провод тоже сгодится любой, хотя лучше выбрать более эластичный.

    На чертеже изображён щуп в разрезе. https://oldoctober.com/

    1. Остриё – цыганская игла.
    2. Защитная трубка – кембрик.
    3. Втулка – сталь или латунь.
    4. Стопорный винт – М3, сталь.
    5. Корпус – оболочка маркера.
    6. Кабель – провод экранированный.
    7. Отверстие в корпусе – Ø3мм.
    8. Втулка – М3, латунь.
    9. Общий провод.
    10. Скоба – узел крепления общего провода, латунь.
    11. Шайба – М3, сталь.
    12. Зажим – латунь.
    13. Стопорный винт – М3, сталь.
    14. Отверстие в заглушке – Ø3мм.
    15. Заглушка – оболочка маркера.
    16. Защитная трубка – кембрик.

    Втулка поз.3 вклеена в отверстие оболочки маркера. Диаметр отверстие во втулке поз.3 чуть больше диаметра иглы.

    Стопорный винт поз.4 фиксирует иглу во втулке поз.3.

    Экранирующая оплётка кабеля припаяна к втулке поз.12, а центральный провод к игле поз.1.

    Стопорный винт поз.13 фиксирует кабель во втулке поз.12.

    Втулка поз.8 вкручивается в зажим поз.12, предварительно пройдя через отверстия поз.7, поз.14 и отверстие в шайбе поз.11. Таким образом, втулка поз.8 обеспечивает соединение всех элементов конструкции.

    На этой картинке можно увидеть, как выглядят внутренности щупа в реальности.

    Вот, что получилось.

    Принципиальные схемы щупов

    Собственно схема щупа, которую я применил, предельно проста:

    Это делитель на 10 для осциллографа с входным сопротивлением 1 мегом. Сопротивление лучше составить из нескольких, соединенных последовательно. Переключатель просто замыкает напрямую добавочное сопротивление. А подстроечный конденсатор позволяет согласовать щуп с конкретным прибором.

    Пожалуй вот более правильная схема, которую стоило бы рекомендовать:

    Она явно лучше по допустимому напряжению, так как пробивное напряжение резисторов и конденсаторов СМД обычно принимают за 100 вольт. Встречал утверждения, что они выдерживают и 200-250 вольт. Не проверял. Но если вы исследуете достаточно высоковольтные цепи, стоит применить именно такую схему.

    Я ее никогда не делал, рекомендаций по настройке (подбору конденсаторов С2, С3, С4) дать не могу.

    Реализация

    Для того чтобы соорудить осциллограф, необходимо собрать приставку, в которую должны быть включены 8 полупроводниковых диодов, 3 резистора и один аттенюатор, штекер для подключения к звуковой карте (LINE-IN), все как показано на схеме осциллографа своими руками.

    Плата собрана именно по такому принципу, чтобы защитить звуковую карту от скачков напряжения, которые могут поступить на ее вход вместе с исследуемым цифровым сигналом.

    Диоды не пропускают сигналы с амплитудой более 2В, а комбинация последовательно соединенных резисторов, образующих делитель, разрешает высокое входное напряжение.

    Цифровой сигнал, подлежащий диагностике, поступает на входные клеммы приставки.

    Собранная схема имеет линейный вход к звуковой карте через специальный штекер. Здесь важна длина соединительного провода.

    Чем провод короче, тем меньше ошибок возникает при измерении сигнала, так как на низких измеряемых уровнях высока вероятность появления высокой погрешности искажений.

    Лучше всего использовать двухжильный провод. На фото осциллографа, сделанного своими руками хорошо видно, что используется электрический провод в медной оплетке.

    Немного обещанной теории

    Емкость прямо пропорциональна площади проводников и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Там еще есть коэффициент, но для нас это не важно сейчас.

    Имеем два проводника. Центральная жила и экран провода. Расстояние между ними определяется диаметром провода. Площадь экрана сильно снизить не получится. Да и не надо. Остается снижать ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЖИЛЫ.

    Т.е. снижать ее диаметр насколько это технически целесообразно без потери механической прочности.

    Ну а чтобы повысить эту самую прочность при уменьшении диаметра надо выбрать материал попрочнее.

    Провод можно представить так:

    Распределенная емкость по длине провода. Ну а чем больше будет удельное сопротивление материала центральной жилы, тем меньшее влияние соседние участки (соседние емкости) будут оказывать друг на друга. Поэтому целесообразен провод с высоким удельным сопротивлением. По этой же самой причине нецелесообразно делать провод щупа слишком длинным.

    Щуп № 2

    1. Он хорош тем, что его можно вставить так:
    2. Или вот так, ему безразлично, он свободно крутится.
    3. Устроен он примерно так:

    Единственное, что на нем еще будет сделано.

    Отверстие для выхода провода земли из щупа будет залито каплей термоклея, чтобы сложнее было вырвать его при случайном рывке и провод будет зафиксирован в рукоятке отрезком спички, заточенным под пологий клин.

    Чтобы не оборвать и не открутить центральную жилу. Кстати это самый простой способ «лечить» дешевые китайские щупы для тестера, чтобы провод не отламывался от наконечника.

    На что стоит обратить внимание: Экран доходит почти до самого наконечника. Не должно быть под пальцами значительного по площади открытого участка центральной жилы, иначе вы будете любоваться наводками с рук на дисплее ослика.

    Специально для сайта Радиосхемы — Тришин А.О. Г. Комсомольск-на Амуре. Август 2021 г.

    Обсудить статью САМОДЕЛЬНЫЙ ЩУП ДЛЯ ОСЦИЛЛОГРАФА

    1. Схема и печатная плата
    2. Рекомендации по монтажу и калибровке
    3. Щуп с делителем и опто-развязкой — схема

    Схема щупа для осциллографа с делителем, которую мы сегодня предложим собрать — несложная. Если найти указанные микросхемы, то монтаж займет всего пару дней

    Двухканальный дифференциальный пробник для осциллографа

    При отладке и ремонте электронного оборудования иногда возникает потребность увидеть форму сигнала U(t) между двумя узлами схемы, ни один из которых не подключен к общему проводу.

    Это требуется при анализе кодовых последовательностей интерфейсов RS-485 и CAN, контроле сигналов на балансных входах и выходах звукоусилительной аппаратуры, оценке работы верхнего плеча силовых мостовых инверторов и т.п.

    Использовать в таких случаях обычный осциллограф затруднительно, т.к. один из выводов его входа должен быть подключен к общему проводу отлаживаемого устройства.

    Решить описанную проблему позволяет дифференциальный пробник (ДП), представляющий собой инструментальный усилитель, выход которого подключается к входу осциллографа, а дифференциальные входы могут быть подключены к любым точкам отлаживаемого устройства. Работать с осциллографом, к входу которого подключен ДП, так же просто и удобно, как измерять напряжение вольтметром.

    Особенно полезен ДП при работе с устройствами, имеющими непосредственную связь с электрической сетью 220/380 В. Корпус осциллографа по правилам электробезопасности должен быть заземлён.

    Это создаёт предпосылки для коротких замыканий, если по ошибке подключить к участку схемы, находящемуся под фазным напряжением, щуп осциллографа, связанный с его корпусом.

    Использование ДП полностью устраняет указанную опасность.

    Большинство современных осциллографов – двухканальные. Использование двухканального ДП, подключенного к входам обеих каналов осциллографа, позволяет измерять временные соотношения и сдвиг фазы между двумя сигналами, не заботясь о задержке, вносимой ДП.

    Многие фирмы, изготавливающие осциллографы, предлагают ДП в качестве опции, приобретаемой за дополнительную плату. Параметры этих ДП весьма высоки, но и цены зачастую превышают стоимость бюджетного ЦЗО.

    Предлагается самодельный двухканальный ДП, отличающийся от «фирменных» более узкой полосой пропускания, составляющей 0 – 800 кГц. Стоимость комплектующих для двухканального варианта ДП не превышает 1000 руб, для одноканального – 700 руб, что примерно в 10 раз дешевле самых доступных ДП, имеющихся на рынке.

    Щуп для осциллографа своими руками — рекомендации по монтажу и калибровке

    Основа конструкции — гальванически изолированный усилитель ACPL-790. Отсюда основное ограничение частот работы зонда. Усилитель питается от изолированного преобразователя напряжения. Входной сигнал (максимум 300 мВ) снимается с резисторного делителя напряжения.

    В представленном экземпляре рассчитано на 2,5 кВ постоянного тока на входе. У AD620 скорость нарастания сигнала на выходе микросхемы 0,3 В/мкс.

    Питание усилителя измерения также от преобразователя, обеспечивающего двухполярное напряжение ±5 В. На входе 20 резисторов в 2 полосы. При высоких напряжениях на них выделится большая мощность, при 2,5 кВ около 3 Вт.

    Плата имеет размер 100×65 мм и подходит для небольшого пластикового корпуса. Производство печатной платы — китайское (по акции за 10 штук размером 100×100 меньше 10 долларов).

      Пайка алюминия дома своими руками: пошаговая инструкция 

    После сборки и проверки всю высоковольтную часть печатной платы и деталей покрываем несколькими слоями лака. Питание — от внешнего БП на 24 вольта.

    Скачать документацию на микросхемы можно ниже.

    Калибровка: использовалось напряжение обычной 220 В сети и качественный цифровой мультиметр. Настраиваем подстроечники до тех пор, пока на экране осциллографа не получим показания Vrms, подобные данным эталонного мультиметра.

    Программное обеспечение

    Аппаратная часть готова, теперь необходимо подготовить программную среду, чтобы увидеть результаты измерений на экране компьютера. К счастью, сегодня существует множество программ, работающих с осциллографами.

    Современные утилиты оснащены всеми необходимыми функциями для исследования и анализа сигналов, с которыми работает осциллограф.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector