Осциллограф... без трубки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Электрический сигнал. Можно ли его видеть?

"Конечно", - скажете вы. Для этого имеются специальные приборы - осциллографы, главная деталь которых - электронно-лучевая трубка. Конечно, вы знаете, как получается изображение на ее экране. Поэтому мы не станем останавливаться на этом вопросе.

А нельзя ли обойтись без трубки?

Оказывается, можно. Если вместо трубки применить электронно-оптический индикатор (ЭОИ). Он есть почти во всех ламповых радиоприемниках и магнитофонах.

Блок-схема такого осциллографа - на рисунке 1.

Рис. 1. Блок-схема осциллографа:1 - ЭОИ, 2 - диск, 3 - электродвигатель.

Перед экраном ЭОИ поместим непрозрачный диск с узкими радиальными щелями и будем равномерно вращать его с такой скоростью, чтобы за время, равное одному периоду входного сигнала, щель успевала пройти от одного края светящейся полосы до другого. На экране будет видна огибающая одного колебания входного сигнала (рис. 2). А так как входной сигнал периодический, следующая щель, находящаяся от первой на расстоянии ширины экрана ЭОИ, даст точно такое же изображение огибающей (в силу инерционности зрительного восприятия человека мы увидим неподвижную картину формы входного сигнала).

Рис.2. Так действует механическая развертки: 1 - ЭОИ, 2 - экран, 3 - диск со щелями.

Для получения устойчивого изображения необходима высокая стабильность скорости вращения диска. Поэтому электродвигатель, на валу которого находится диск, питается от стабилизированного источника питания.

Краткие технические данные

Входное сопротивление - 300 кОм
Чувствительность - 200 мм/В
Полоса пропускания при неравномерности 6дВ - 50-13000 Гц
Частота развертки - 0-1500 Гц
Размер изображения при нелинейности 15% - 6X6 мм
Максимальный размер изображения - 15 X 6 мм
Диапазон измеряемых напряжений - 0,01-10 В
Диапазон измеряемых частот - 100-10000 Гц
Мощность, потребляемая от сети - 6 Вт
Габариты - 164x148X84 мм

Принципиальная схема осциллографа - на рисунке 3. Блок 1 имеет два каскада усиления на транзисторах Т2, Т3 и эмиттерный повторитель (Т1) для повышения входного сопротивления. Т1 и Т2 связаны между собой по постоянному току. Выходной каскад должен обеспечивать неискаженный сигнал амплитудой 7-8 В, поэтому в нем используется транзистор с высоким значением напряжения перехода "коллектор - эмиттер". Все каскады термостабилизированы, имеют автоподстройку режима работы, что позволяет устанавливать в них транзисторы без предварительного отбора. Для предотвращения помех от электродвигателя питание на усилитель поступает через фильтрирующую цепочку Др1, С6 и стабилизируется диодом Д1.

Рис.3. Принципиальная схема осциллографа с электронно-оптическим индикатором.

Блок 2 представляет собой регулируемый стабилизатор скорости вращения вала электродвигателя, выполненный на транзисторах Т4, Т5. Если нагрузка на валу двигателя увеличивается (трение в подшипниках, вибрации диска), скорость вращения падает. В результате ток через резистор R25 увеличивается " напряжение смещения на базе Т4 возрастает. Это вызывает увеличение коллекторного тока последнего, а значит - и базового тока Т5. Сопротивление участка "эмиттер - коллектор" Т5 уменьшается, напряжение на электродвигателе увеличивается, и скорость вращения восстанавливается до номинальной. Уменьшение нагрузки вызывает обратный процесс.

При изменении напряжения питания ток через цепочку Д2, R24 поддерживает такой режим Т4, Т5, при котором напряжение на электродвигателе остается постоянным. Частота развертки устанавливается с помощью переменных резисторов R18 "Плавно" и R19 "Грубо".

Калибратор выполнен по схеме симметричкого мультивибратора с изменяемой частотой следования импульсов. Амплитуда входного сигнала измеряйся путем сравнения ее с амплитудой напряжения от калибратора. При определении частоты прибор используется в качестве нуль-индикатора.

Блок питания обеспечивает напряжение: 280 В, 12 В и 6,3 В, Стабилизатор напряжения 12 В выполнен на транзисторе Т6 и диоде Д3 по типовой схеме.

Конструкция и детали

Схема прибора смонтирована на трех печатных платах (рис. 4-6) из фольгированного стеклотекстолита или гетинакса толщиной 2-3 мм.

Печатная плата блока 1

Печатная плата блока 2

Печатная плата блока 3

Корпус прибора выполнен из уголке 10X10 мм. Его стенки сделаны съемными. На передней панели (см, рис 7) установлены электродвигатель и девятиштырьковая ламповая панелька.

Рис. 7

Экраны, разделяющие корпус на три отсека, изготовлены из жести толщиной 1 мм. Во избежание случайных электрических замыканий стенки экрана оклеены плотной бумагой. Фальш-панель сделана из гетинакса толщиной 2 мм и четырьмя винтами крепится к передней стенке.

Насадка на ось электродвигателя, прижимная гайка и диск развертки представлены на рисунке 8. Диск с одной стороны оклеен черной бумагой (для упаковки фотоматериалов), а которой прорезаны 44 радиальные щели шириной 0,3 мм. Прибор снабжен поворотной ручкой, изготовленной из стальной трубки 0 6 мм.

Рис.8. Насадка, прижимная гайка и диск.

Силовой трансформатор Тр1 намотан на сердечнике Ш16Х24 мм. Обмотка I содержит 1750 витков провода ПЭВ-1 0,15, 11 - 1950 витков ПЭВ-1 0,С 111-170 витков ПЭВ-1 0,35, IV-54 витка ПЭВ-1 0,25.

Обмотка дросселя Др1 намотана на сердечнике ШЗ X 6,3 и содержит 500 витков провода ПЭВ-1 0,15. Постоянные резисторы R16 и R30 - МЛТ-1, R25 представляют собой 45 см провода ПЭВ-1 0,1, намотанного на корпус резистора МЛТ-0,5 сопротивлением не менее 50 Ом. Остальные резисторы - МЛТ-0,25 или УЛМ. Переменные резисторы: R40 -• СПО-0.5-В, остальные - СПО-0.5-А. Электролитические конденсаторы С5, СЮ, С11, С12, С13, С14- К50-6; С2, С3, С6 -ЭТО-1; С1, С9 - ЭМ. Конденсаторы С7, С8, С15, С17, С19 - МБМ; С16, С18 - К10-7В. Конденсаторы С7, С19 рассчитаны на рабочее напряжение 300 В. Естественно, все детали могут быть заменены на другие с рабочими напряжениями не ниже указанных на схеме.

Транзисторы МП41 можно заменить на МП39 - МП42; МП26Б - на МП26, МЛ26А; МП38 - на МП35, МП37; П214 - на П213 - П217, П201 - П203.

Лампу 6ЕЗП можно заменить на 6Е2П, соединив между собой управляющие сетки.

Электродвигатель ДРВ-0,1 можно заменить любым малогабаритным двигателем постоянного тока с напряжением питания 10 В. В частности, на ДП-13 - микродвигатель от игрушек. Его необходимо поместить в экран из мягкой стали толщиной 0,5-1 мм и амортизировать.

В качестве Др1 можно использовать готовый трансформатор от транзисторного радиоприемника.

Переключатели В1 - В5 - микротумблеры МП3-1, МП-7. Корпус прибора должен быть соединен с общей "плюсовой" шиной и заземлен. Особое внимание следует обратить не экранировку входа и выхода цепей усилителя.

Настройка

Для настройки осциллографа необходимы следующие приборы: авометр, звуковой генератор, электроннолучевой осциллограф.

Проверяют монтаж выпрямителя и, подсоединив блок 2, включают прибор есть. Режимы элементов не должны отличаться от указанных на схеме более чем на ±20%. При вращении ручки R23 высота светящихся секторов лампы должна меняться от нуля до максимальной. Если это не удается сделать, подбирают величину R21. Затем устанавливают движок R18 в левое по схеме положение и, вращая ручку "Частота грубо", контролируют напряжение на электродвигателе. Оно должно изменяться от нуля до максимального (для данного мотора).

Скорость вращения электродвигателя проверяют с установленным на его оси диском.

Затем приступают к настройке блока 1. Диск останавливают, переключатель В1 переводят в положение "1 :1", а к коллектору ТЗ через конденсатор-, емкостью 0,1 мкФ подключают осциллограф. На вход прибора подают сигнал от ЗГ частотой 400-1000 Гц и напряжением 100-200 мВ. На выходе усилителя амплитуда сигнала равна 7--8в. В противном случае необходимо подобрать величины резисторов R5 и R13. Затем, переключив В1 в положение "1 :20", с помощью резистора R2 добиваются, чтобы уровень входного сигнала ослаблялся в 20 раз. Остается проверить общий коэффициент усиления. Сигнал от ЗГ уменьшают до 10 мВ, а настраиваемый прибор устанавливают в режим максимальной чувствительности (В1 в положении "1 :1", движок R3 - в верхнем по схеме положении). Высота сектора на экране ЭОИ должна увеличиться на 2 мм при начальной высоте сектора 5 мм. Это соответствует чувствительности 200 мм/В.

Постепенно увеличивая частоту вращения диска ручкой "Развертка грубо", добиваются получения на экране изображения полного периода колебаний входного сигнала частотой 400-800 Гц. Подстройку производят ручкой "Развертка плавно". Остается подключить блок 3, прокалибровать его, и прибор готов к работе.

Сначала проверяют, есть ли генерация. Замыкают В4 и 85. Высота светящихся секторов ЭОИ должна резко увеличиться и не пропадать в любом положении движка резистора R40 и переключателя ВЗ.

Затем от звукового генератора подают сигнал напряжением 80-100 мВ на вход осциллографа. Диск остановят, В4 разомкнут. Ручкой "Усиление V" устанавливают такой уровень напряжения, чтобы секторы ЭОИ почти сошлись. Замыкают В4. Плавно изменяют частоту ЗГ, находят положение, когда светящиеся полоски на экране резко расходятся. Это происходит в момент совпадения частот генератора и калибратора. Подбирая величины резистора R39 и конденсаторов С15-С18, устанавливают пределы изменения частот 100-1000 Гц, 1000-10000 Гц (первый и второй диапазоны) и наносят промежуточные деления на частотную шкалу калибратора.

Далее на ЗГ устанавливают частоту 1000 Гц амплитудой 1 В. Ручкой "Усиление У" высоту светящегося сектора устанавливают равной 10 мм. ЗГ отсоединяют от входа прибора. В4 разомкнут, диск остановлен, а движок резистора R32 находится в верхнем положении. Экранированным проводом соединяют выход калибратора со. входом усилителя "У". Калибратор настраивают на частоту 1000 Гц и включают. Если высота сектора будет отлична от 10 мм (амплитуда напряжения 1 В), подбирают сопротивление резистора R31. Изменяя величину выходного напряжения генератора, наносят промежуточные деления на шкалу резистора R32.

Теперь мы не только наладили осциллограф, но и научились им пользоваться.

Автор: В. Прохорин, пос. Черноголовка, Московская обл.; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Химический коктейль морских черепах 09.06.2017 Австралийские биологи обнаружили в кровотоке зеленых черепах примеси лекарств от болезней сердца и от гиперурикемии, а также косметические и бытовые химикаты. Биологи осмотрели черепах, у которых наблюдались признаки воспаления и дисфункции печени. Оказалось, что в кровотоке животных присутствуют примеси лекарств от болезней сердца и от гиперурикемии, а также косметические и промышленные химикаты. Исследователи изучали состояние черепах, живущих вдоль побережья Квинсленда, а также обитателей отдаленных островов к северу от рифа. Исследование проходило в рамках программы Всемирного фонда дикой природы (WWF) Австралии. По словам Эми Хеффернан из Квинслендского университета, люди постоянно "оставляют" после себя химический след, но до сих пор пока неясно, какой эффект он оказывает на окружающую среду. Специалисты WWF Австралии предполагают, что полученные данные о состоянии черепах могут стать инструментом биологического мониторинга. С его помощью они хотят выяснить, какие химические вещества попадают в воды и как они влияют на морскую жизнь. Ранее исследователи выяснили, что химическое вещество оксибензон, используемое в солнцезащитном креме, наносит огромный ущерб коралловым рифам во всем мире. По данным исследования, он вызывает деформацию молодых кораллов.

Другие интересные новости:

▪ Беспроводная клавиатура Logitech Wireless Solar Keyboard K750 for Mac

▪ Радиомодуль BLE 5.0 RN4870

▪ Фотоэлектрический датчик Omron E3FZ

▪ Сам себе батарейка

▪ Рюкзак виртуальной реальности HP Z VR Backpack

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Хилон. Знаменитые афоризмы

▪ В чем заключалась уникальность развития культуры ХIХ в.? Подробный ответ

▪ статья Подорожник большой. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Цифровой мультиметр M832. Электрическая схема, описание, характеристики. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Химический сторож. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026