Щуп-осциллограф. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

При ремонте и настройке аппаратуры где-нибудь вдали от хорошо оснащенной лаборатории, незаменимыми помощниками радиолюбителя становятся "братья меньшие" измерительных приборов - всевозможные пробники, индикаторы и Щупы. Наверняка, в арсенале любого специалиста найдется хотя бы одно, а то и несколько подобных устройств. Но вот похвалиться наличием малогабаритного осциллографа может далеко не каждый. Появившиеся в последнее время импортные осциллографы на ЖКИ по своей цене доступны единицам. А так хотелось бы иметь малогабаритный прибор, позволяющий визуально контролировать сигнал и хотя бы примерно определять его форму, частоту и амплитуду!

В результате многочисленных экспериментов на свет появился малогабаритный осциллографический щуп. К его "плюсам" следует отнести малогабаритность, автономное питание, малое энергопотребление, удобную форму, позволяющую, не отрывая взгляда от пробника, производить регулировку и ремонт аппаратуры. К сожалению, из-за применяемых микросхем, не отличающихся высоким быстродействием, щуп получился низкочастотным, но ему можно найти массу применений. Например, щуп прошел испытания при ремонте и настройке телевизоров, часов, магнитофонов и других аналоговых и цифровых устройств. Как и настоящий осциллограф, щуп позволяет визуально контролировать входной сигнал и примерно определять его параметры, а также служит индикатором фазного провода сети. Схема щупа приведена на рис.1.

Рис.1. Принципиальная схема щупа (нажмите для увеличения)

Его основой является светодиодная матрица АЛС340, которая содержит 35 светодиодов - 7 рядов по 5 колонок.

Генератор тактовых импульсов (развертки по горизонтали) собран на элементах DD1.1...DD1.3. Переключателем SA1 выбирают необходимый частотный диапазон, а резистором R3 синхронизируют сигнал. С генератора импульсы поступают на счетчик-дешифратор DD2, выходы которого управляют работой транзисторных ключей. Ключи поочередно перебирают ряды матрицы, за счет чего формируется развертка по горизонтали. Хотя разрешающая способность матрицы и невелика, она все же способна отобразить синусоиду, прямоугольные импульсы, пилу и другие периодические сигналы. Особенно эффективно и "удобочитаемо" смотрится сигнал, находящийся у порога синхронизации. Тогда он перемещается в одну из сторон, что во многих случаях предпочтительнее полной остановки.

Устройство вертикального отклонения луча состоит из конденсатора С1, переключателя SA2, позволяющего контролировать постоянное или переменное напряжение, резистивного делителя R1-R4-R5, переключателя SA3, выбирающего необходимый диапазон входного сигнала, четырех компараторов микросхемы DA1 и элементов совпадения DD1.4, DD3. Диоды VD1, VD2 защищают входы компараторов от перегрузок. Резисторы R6...R11 устанавливают пороговые напряжения на компараторах, с одной стороны, а с другой - создают "виртуальную землю", необходимую для нормальной работы микросхемы DA1.

Когда входной сигнал отсутствует, все компараторы выключены, и поэтому в устройстве совпадения активным является элемент DD1.4. В этом случае излучают светодиоды средней колонки, образуя нулевую линию развертки. При появлении входного сигнала положительной полярности поочередно срабатывают компараторы DA1.1, DA1.2, а отрицательного - DA1.3, DA1.4. Логика устройства совпадения выбрана такой, чтобы в случае срабатывания всех компараторов горели только крайние светодиоды. Это позволило добиться на экране изображения из цепочки светящихся точек, объективно передающих информацию о форме исследуемого сигнала. Резисторы R12...R16 - токоограничительные для светодиодной матрицы. Уменьшая их сопротивление, можно повысить яркость, но это повлечет за собой увеличение энергопотребления щупа. Элементы VT8, VT9, VD3 образуют стабилизатор напряжения.

В авторском варианте щуп собран в корпусе от "Знакового логического индикатора", выпускавшегося ранее нашей промышленностью. Его вид изображен на рис.2. В нем вместо "родного" индикатора АЛС324 установлена матрица АЛС340. Монтаж деталей - смешанный (печатно-навесной), что обусловлено его большой плотностью. Компоновка и размеры щупа в основном определяются используемыми переключателями и переменными резисторами. В качестве корпуса можно использовать любую пластиковую коробочку, например, футляр от зубной щетки, авторучки, пенал. Светодиодная матрица устанавливается в нижней части корпуса вблизи металлической иглы-щупа, туда же выводятся органы регулировки. Монтаж выполнен тонким проводом МГТФ.

Рис.2. Схема монтажа

Источник питания - батарейка 6F22 или "Крона". В качестве SA3 и SA4 использованы микропереключатели ПД9-2, SA1 совместно с SA2 - блок переключателей от импортного сетевого адаптера. Переменные резисторы R3, R5 - регуляторы громкости плейера. Эти элементы могут быть и другими, главное, чтобы они были малогабаритными. Вместо АЛС340 можно установить АЛ306А, Б, Ж, И. Стабилитрон VD3 - в стеклянном корпусе. Конденсатор С1 - К73-9, С2...С7 - керамические, малогабаритные. Все микросхемы серии К561 заменяются на К176. Вместо К561ИЕ8 можно применить К561ИЕ9 (с учетом различий в цоколевке). Счетверенный ОУ К1401УД2 можно заменить на два сдвоенных К157УД2, установив их друг на друга.

Щуп, собранный из заведомо исправных деталей, начинает работать сразу. Возможно, придется подобрать величину R2 - для небольшого перекрытия соседних диапазонов, и R8, R11 -для равномерного срабатывания компараторов положительного и отрицательного сигналов. Работа со щупом практически ничем не отличается от работы с обыкновенным осциллографом.

Литература

1. Горошков Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств. - МРБ, N1125.
2. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах.
3. Пароль Н.В., Кайдалов С.А. Знакосинтезирующие индикаторы и их применение. - МРБ, N1122.
4. Шило В.Л. Популярные микросхемы КМОП: Справочник.

Автор: В.Рубашка, г.Лисичанск; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

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 Texas Instruments и MIT разработали экономичные микросхемы 20.03.2008 Сотрудники компаний MIT и Texas Instruments сообщили о разработке нового дизайна интегральных микросхем для портативной электроники, которые отличаются сниженным энергопотреблением по сравнению с современными технологиями изготовления ИС. Новые решения должны найти применение в мобильных телефонах, различных медицинских портативных аппаратах и пр. Основной идеей инженеров стало значительное снижение рабочего напряжения - в то время, как большинство современных микросхем работает от напряжения 1 В, новое поколение устройств будет работать от напряжения 0,3 В. Но снижение этого параметра дается не так просто, как можно ожидать - для этого необходимо провести серьезную модификацию конструкции микросхем, среди которых отмечаются: наличие DC/DC-конвертера, снижающего напряжение на входе до требуемого уровня, изменение в конструкции логических элементов, ячеек памяти и пр. К тому же, требуется и модификация существующего технологического процесса изготовления экономичных интегральных микросхем. Все представленные выше проблемы, с которыми должны столкнуться схемотехники и технологи, не позволяют наладить серийных выпуск обновленных микросхем в течение короткого времени. По оценкам MIT и Texas Instruments для перехода на выпуск новой продукции потребуется около пяти лет, но в результате разработчики обещают значительное увеличение времени автономной работы портативных электронных устройств.

Другие интересные новости:

▪ Нитке - 8500 лет

▪ Безанодная твердотельная натриевая батарея

▪ Доказан смертельный вред от электронных сигарет

▪ Беспроводная технология NearLink

▪ Крупнейший завод силовой электроники из карбида кремния

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Передача данных. Подборка статей

▪ статья Петроний Арбитр. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как общаются пчелы? Подробный ответ

▪ статья Каменная валериана. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Источник питания для автомобильного трансивера (13.5 В, 20 A). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Регулятор мощности на ГРН-1-220, 400-2000 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025