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:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Лед как источник электричества 10.09.2025 В природе многие явления долго остаются загадкой, даже если они кажутся очевидными. Грозовые разряды в облаках, например, уже давно связывают со столкновениями ледяных кристаллов. Но как именно частицы льда накапливают электрический заряд, ученым было неясно. Недавние эксперименты международной группы исследователей позволили пролить свет на эту тайну и показали, что лед обладает неожиданными свойствами, способными изменить наше понимание атмосферных процессов и открыть новые пути для практических технологий. Специалисты установили, что при неравномерной деформации ледяных кристаллов возникает электрический потенциал. В отличие от простого сжатия, которое не вызывает появления заряда, изгиб или локальное смещение структуры льда способны порождать электричество. Такой эффект был зафиксирован в ходе экспериментов, проведенных специалистами Каталонского института нанонауки и нанотехнологий (ICN2), Сианьского университета Цзяотун и Университета Стоуни-Брук. Руководитель исследовательской группы профессор Густау Каталан пояснил, что в лабораторных условиях пластина льда помещалась между двумя металлическими электродами и подключалась к измерительному устройству. При изгибании фиксировался стабильный электрический потенциал, и результаты полностью совпадали с теми явлениями, которые ранее наблюдали во время гроз. Это подтверждает, что молнии действительно могут зарождаться благодаря механическим деформациям ледяных частиц в облаках. Ключевым открытием стало то, что у льда проявляется так называемая флексоэлектрика - способность генерировать электричество при изгибе. В отличие от пьезоэлектрических материалов, где эффект связан с изменением полярности под воздействием напряжения, флексоэлектрический механизм не требует строгой симметрии кристаллической решетки и может возникать в самых разных условиях. Именно это объясняет, почему лед оказался необычным, но эффективным генератором электричества. Особый интерес вызвали наблюдения при экстремально низких температурах. Когда лед охлаждали до -113 °C, на его поверхности формировался тонкий сегнетоэлектрический слой. Ведущий автор исследования, нанофизик Синь Вэнь, отметил, что такая структура позволяет льду приобретать естественную электрическую поляризацию, которую можно изменять с помощью внешнего поля подобно тому, как полюса магнита можно перевернуть на противоположные. Таким образом, у льда обнаружилось два механизма генерации энергии: сегнетоэлектрика в условиях сильного холода и флексоэлектрика при температурах ближе к нулю. Такая универсальность сближает лед с перспективными материалами, например с диоксидом титана, который активно используется при создании датчиков и накопителей энергии. Это открытие не только расширяет фундаментальные знания о физических свойствах воды в твердом состоянии, но и подсказывает новые направления для инженерных разработок. Возможность использовать лед как активный материал в электронике или сенсорных системах пока звучит необычно, но в будущем подобные эффекты могут найти прикладное применение.

Другие интересные новости:

▪ Кабина для общения с голограммой собеседника

▪ Процессор Samsung Exynos ModAP с LTE-модемом

▪ Материнская плата Hi-Fi A88W 3D FM2+ для процессоров AMD

▪ Заказ молока по SMS

▪ Клетки увеличиваются в объеме при сгибании тканей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электронные справочники. Подборка статей

▪ статья Вильфредо Парето. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как возникает цветная слепота? Подробный ответ

▪ статья Неопалимая купина. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Конструкция антенны двойной квадрат. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стакан на веревке. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026