Малогабаритный осциллограф-пробник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

[an error occurred while processing this directive]

Нередко в лаборатории радиолюбителя отсутствует такой необходимый прибор, как осциллограф. Причины могут быть разные - от несоразмерных с имеющимся пространством рабочего места габаритов до высокой стоимости такого прибора. Не отчаивайтесь - в данной статье вы найдете рекомендации по изготовлению очень даже несложного и недорого миниатюрного устройства, которое в полной мере хоть и не заменит осциллограф, но в какой-то степени облегчит визуализацию процессов в электрических цепях.

Предлагаем несложный малогабаритный прибор, который может найти применение при разработке разнообразных поделок для дома, при ремонте автомобилей, на предприятиях с большими магнитными полями, где применение классических осциллографов просто невозможно. В нем индицируемый сигнал выводится на точечную светодиодную матрицу.

Принципиальная схема прибора показана на рисунке. Он состоит из входного усилителя, собранного на транзисторе VT1, и операционного усилителя DA1, АЦП, состоящего из цепочки резисторов R10-R18 и семи элементов "исключающее ИЛИ" DD1.1- DD1.4 и DD2.1 - DD2.3, коммутатора строк, собранного на транзисторах VT2-VT8, генератора развертки, собранного на элементе D2.4 и транзисторе VT9, коммутатора разрядов DD3, узла синхронизации, выполненного на диодах VD2-VD4, и индикатора захвата синхронизации HL1.

(нажмите для увеличения)

Сформированный входной сигнал с выхода операционного усилителя DA1 поступает на цепочку резисторов и в зависимости от амплитуды входного сигнала вызывает включение одного из элементов D1.1- D1.4, D2.1-D2.3, который, в свою очередь, откроет один из ключей "строк", соединив тем самым одну из "строк" через резисторы R26, R27 с общим проводом. Изменением сопротивления резистора R26 выбирают рабочий ток включенного светодиода и тем самым изменяют яркость его свечения. Таким образом, мы развернули входной сигнал по вертикали.

Развертка по горизонтали. Сигнал генератора развертки с выхода транзистора VT9 поступает на счетный вход CP микросхемы DD3. Коммутатор DD3 поочередно устанавливает уровень лог. 1 на одном из выходов 0-9 этой микросхемы, подавая питание на анод одного из светодиодов, в выбранной строке и в выбранном столбце. Таким образом, в определенный момент времени светится только один из светодиодов матрицы HL2-HL64. Меняя напряжение смещения на инвертирующем входе операционного усилителя DA1 резистором R7, можно сместить светящуюся точку ("луч") вверх или вниз.

Работа узла синхронизации. При включении переключателя SA5 в верхнее по схеме положение "Синхронизация" - "Ждущая" импульс разрядов, дойдя до выхода 9 микросхемы DD3, через диод VD2 запретит работу генератора развертки, коммутатор DD3 останется в состоянии 9. Это состояние сохраняется до тех пор, пока сигнал выходов микросхем DD1, DD2 через переключатель SA3 не сбросит счетчик DD3 в состояние лог. 0 и разрешит работу генератора развертки, тем самым засинхронизировав ее с входным сигналом.

Технические характеристики

• Число позиций поля псевдографики (горизонталь-вертикаль)......7x9
• Чувствительность, В/поз......0,1... 1 и 1..70
• Скорость развертки (8 поддиапазонов), мс/поз......0,01...33
• Синхронизация......по фронту и спаду импульса
• Входное сопротивление на пределах чувствительности 0,1В,кОм......300
• 1 В, МОм......3
• Напряжение питания, В......12
• Ток потребления, мА, не более......20

Входной формирователь. Коэффициент усиления операционного усилителя DA1 выбран таким, чтобы при подаче напряжения в 100 мВ луч в столбце сместился на одну строку.

Аналого-цифровой преобразователь. Известно, что порог переключения цифровых микросхем равен примерно Uпит/2. Микросхема К176ЛП2 имеет такую особенность, что для переключения из одного состояния в другое не обязательно подавать на входы уровень лог. 1 или лог. 0 - достаточно, чтобы разность между входами достигала несколько десятков милливольт. То есть, если при UПит = 10 В на один из входов подать напряжение 5,05 В, а на другой - 4,95 В, элемент "поймет" это как лог. 1 на одном входе и лог. 0 на другом. Микросхемы серии К561 таким свойством не обладают, поэтому работать в этом приборе не будут! На основе такого свойства и построена работа АЦП. При подаче напряжения +5 В в точку соединения резисторов R13 и R14 на входах (выводы 1, 2, 5, 6, 8, 9) элементов D1.1 -D1.3 будет лог. 1, на входах элементов D2.1 -D2.3 - лог 0, на выводе 12 входа элемента D1.4- лог. 1, а на выводе 13 входа элемента D1.4 - лог. 0. Следовательно, на выходе элемента D1.4 - состояние лог. 1, которое и открывает ключ "строки" VT5. Если напряжение на входе АЦП снизится, переключится следующий нижний по схеме элемент, если повысится - следующий верхний по схеме элемент.

Настройка. Очень желательно выбрать микросхемы DD1 и DD2 из одной партии, поточнее подобрать резисторы R10-R17 и конденсаторы С2-С7. При выключенной синхронизации (SA5 в нижнем по схеме положении) проверить работоспособность генератора развертки на всех диапазонах (коллектор VT9), проверить циклическое появление лог. 1 на каждом из выходов коммутатора "разрядов" DD3. Индикацией работы коммутатора "разрядов" может служить мигание светодиода HL1. Резистор R7 уста овить в такое положение, чтобы при подаче на вход прибора напряжения 100 мВ на дисплее светилась строка 1, при подаче напряжения 200 мВ - строка 2 и так далее.

Конструктивно прибор собран на одной печатной плате. Переключатели SA3, SA4 - самодельные, выполнены печатным монтажом из соображений уменьшения высоты, остальные переключатели - от импортной техники подходящих размеров, переменные сопротивления - импортные, под печатный монтаж.

Прибор собран в корпусе размерами 120x80x30 мм. Для этих целей можно использовать корпус от карманного приемника.

При разработке данного прибора были учтены рекомендации Романа Краузе в его публикации описания аналогичного устройства ("Цифровой осциллограф". - Praktyczny Eektronik, 2001, № 4, с. 4 - 8). У названного автора конструкция была выполнена с использованием специализированной ИМС и линейной светодиодной матрицы.

Авторы: Б.Макеенко, А.Жебриков, г.Саяногорск, Хакассия

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Игровая консоль Ayaneo Slide 25.11.2023 Игровая индустрия развивается, представляя нам портативную игровую консоль Ayaneo Slide с впечатляющим набором технических характеристик. Она оборудована высококачественным IPS-экраном размером 6 дюймов и разрешением 1080p, обеспечивающим яркость, широкий цветовой охват и высокую плотность пикселей. Ayaneo Slide предоставляет игрокам новый уровень мобильного гейминга с выдающимися техническими характеристиками. Игровая консоль представляет отличный выбор для тех, кто ценит качество, производительность и удобство в мире портативных развлечений. Внутри консоли находится мощная чипсет Ryzen 7 7840U от AMD, снабженная сложной системой охлаждения "3+2", включающей три медных трубки и две термопасты для эффективного охлаждения. Это обеспечивает работу устройства с TDP 28W без перегрева. Одной из выдающихся особенностей модели является QWERTY-клавиатура с RGB-подсветкой под экраном, что позволяет устройству сдвигаться и сохранять компактность. Экран имеет регулируемый угол наклона от 10° до 30°. Управление осуществляется с помощью контроллера Master с чувствительными кнопками, джойстиками и линейными триггерами с эффектом Холла для высокоточной игры. Консоль обладает отличными возможностями подключения и хранения данных, включая порты USB4 Type-C, слот для TF-карт и твердотельный накопитель M.2 2280 PCIe 4.0 объемом до 4 Тб. Кроме того, консоль оснащена Wi-Fi 6E/Bluetooth 5.2 и аккумулятором емкостью 46,2 Вт/ч с поддержкой быстрой зарядки PD. Цена Ayaneo Slide в версии 16/512 Гб начинается от $699 для участников краудфандинга, а в стандартной рознице она предлагается по минимальной цене $899.

Другие интересные новости:

▪ Роботизированный химик будущего

▪ Геймерский смартфон Sony Xperia 1 IV

▪ Физика и лингвистика

▪ Плазма способна изменять магнитные поля

▪ Робот-компаньон Disney для одиноких людей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детская научная лаборатория. Подборка статей

▪ статья Еще раз про любовь. Крылатое выражение

▪ статья Какие животные в момент опасности могут сделать себе когти из подкожных костей? Подробный ответ

▪ статья Нимфоцветник щитолистный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Бронзовые лаки. Простые рецепты и советы

▪ статья Восстановление и зарядка аккумулятора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025