Миниатюрный осциллографический пробник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

При ремонте и налаживании радиоэлектронной аппаратуры часто возникает потребность в миниатюрном пробнике-осциллографе с автономным питанием, с помощью которого можно было бы контролировать наличие сигнала и хотя бы примерно оценить его параметры.

Предлагаемый вниманию читателей осциллографический пробник в значительной мере отвечает этим требованиям. Применение низковольтного многоразрядного вакуумного люминесцентного индикатора и цифровых микросхем серии К176 позволило сконструировать экономичный прибор размером с карманный микрокалькулятор и питанием от батареи напряжением 9 В. Потребляемый пробником ток не превышает 15 мА, причем основным потребителем является катод прямого накала индикатора. Пробником можно контролировать сигналы амплитудой 1...320 В частотой до 50 кГц при скважности от 1,14 до 8, а также одиночные импульсы. Входное сопротивление на пределе "1...32 В"-220 кОм, на пределе "10...320 В" - 2,2 МОм. Предусмотрены три режима работы: автоматический, ждущий с запуском фронтом положительного импульса и ждущий с запуском фронтом отрицательного импульса.

Рис.1 (нажмите для увеличения)

Принципиальная схема пробника изображена на рис. 1, временные диаграммы в его характерных точках - на рис. 2 (режим автоматической развертки) и 3 (режим ждущей развертки). Прибор состоит из генератора развертки, устройства вертикального отклонения "луча" и многоразрядного знакового индикатора HG1. Генератор, в свою очередь, содержит мультивибратор на элементах DD1.1-DD1.3 и счетчик-дешифратор DD2, устройство вертикального отклонения "луча" - компараторы положительного (ОУ DA1) и отрицательного (ОУ DA2) уровней и элемент совпадения DD1.4. Мультивибратор вырабатывает последовательность импульсов (рис. 2, ж), счетчик-дешифратор поочередно формирует на своих выходах импульсы высокого уровня (рис. 2, з-п), которые, последовательно поступая на сетки индикатора HG1, создают горизонтальную развертку изображения.

Рис.2

Контролируемый сигнал поступает на входы компараторов через делитель напряжения, состоящий из резисторов R3, R5 и R6. Потенциал общего провода, необходимый для нормальной работы ОУ DA1, DA2 при питании от однополярного источника GB1, создается искусственно делителем напряжения R8-R11. Этот же делитель задает и пороговые напряжения на инвертирующем входе ОУ DA1 и неинвертирующем входе ОУ DA2, отличающиеся от потенциала общего провода соответственно на +100 и -100 мВ; элементы R3, R5, VDI, VD2 защищают входы ОУ от перегрузок. Долю входного сигнала, при которой срабатывают компараторы, устанавливают переключателем SA1 и переменным резистором R6 (по положениям переключателя и движка резистора при необходимости судят об амплитуде сигнала).

Рис.3

В индикаторе HG1 использованы горизонтальные аноды-сегменты а, g и d (в справочниках их иногда обозначают русскими буквами а. ж, г), индицирующие соответственно положительный, нулевой и отрицательный уровни контролируемого сигнала. Если напряжение сигнала превышает (по абсолютной величине) положительный или отрицательный пороговый уровень, на выходе ОУ DA1 или DA2 появляется напряжение высокого уровня и зажигаются аноды-сегменты а или d. Если же оба компаратора (DA1 и DA2) находятся в нулевом состоянии (на их выходах - напряжения низкого уровня), высокий уровень присутствует на выходе элемента DD1.4 и светятся аноды-сегменты g, отображая нулевой уровень входного сигнала (рис. 3, р).

Частота следования импульсов мультивибратора, а следовательно, и скорость развертки изображения на индикаторе задается резисторами R2, R4 и одним из конденсаторов С1-С8, выбираемым переключателем SA2. Плавно частоту следования импульсов регулируют переменным резистором R4. Резистор R1 ограничивает входной ток через микросхему, его сопротивление выбирают в пределах 3...10 кОм. Если необходимы иные, чем указано на схеме, длительности развертки, то это можно сделать, рассчитав заново (по формуле T=1,4RC, где Т - период колебании) номиналы конденсаторов С1-С8 и резисторов R2, R4.

В режиме автоматической развертки формируется цикл, состоящий из восьми тактов, фронтом девятого импульса счетчик-дешифратор DD2 переводится в нулевое состояние (рис. 2, е). В ждущем режиме генератор развертки запускается самим контролируемым сигналом. В этом режиме он может быть запущен как положительным перепадом входного напряжения (переключатель SA3 в среднем - по схеме - положении), так и отрицательным (переключатель в нижнем положении). Когда на выходе компаратора, к которому подключена дифференцирующая цепь R12C9, появляется положительный перепад уровней, на входе R счетчика-дешифратора DD2 формируется короткий импульс сброса (рис. 3, е). В результате на выходе 8 появляется напряжение низкого уровня и мультивибратор начинает генерировать импульсы. При появлении на этом выходе счетчика-дешифратора высокого уровня генерация прекращается. Иными словами, развертка запускается на один цикл. При периодическом входном сигнале на индикаторе HQ1 наблюдается устойчивое изображение. Катод прямого накала индикатора подключен к батарее GB1 через токо-ограничительный резистор R13 (к ее минусовому выводу обязательно должен быть подключен вывод I, соединенный с токопроводящим покрытием внутренней поверхности баллона).

Конструкция и детали. В пробнике применены постоянные резисторы МЛТ, переменные резисторы СПО-0,15, конденсаторы КМ-5. Вместо ОУ К140УД6 можно использовать ОУ К140УД7, К140УД8 (с любым буквенным индексом), К140УД12, К140УД14, вместо микросхем серии К176 - их аналоги из серии К561. Розетка XS1, переключатели SA1-SA3 и выключатель QI могут быть любого типа, важно лишь, чтобы они были малогабаритными.

На передней стенке корпуса пробника установлены розетка XS1 с элементами входного делителя напряжения R3, R5, R6 и выключателем SA1, переключатели SA2 (с припаянными к его контактам конденсаторами С1-С8) и SA3 (с конденсатором С9), выключатель питания Q1, переменный резистор R4 и индикатор HG1. Переменные резисторы R4 и R6 снабжены шкалами, примерный вид которых показан на рис. 4.

Рис.4

Отметка "X 1 " шкалы резистора R4 ("Время/дел.") соответствует крайнему левому (по схеме) положению движка, а отметка "1В" шкалы резистора R6 ("Уровень") - крайнему верхнему (также по схеме). Остальные детали пробника размешены на печатной плате (рис. 5), изготовленной из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Возможен вариант конструкции, при которой элементы входного делителя напряжения вместе с выключателем SA1 смонтированы в выносном щупе (с таким пробником работать будет удобнее).

Налаживание устройства заключается в установке (подбором резисторов R8 и R11) напряжений +100 мВ на выводе 2 ОУ DA1 и -100 мВ на выводе 3 ОУ DA2 относительно средней точки делителя R8-R11, При неустойчивом запуске развертки в ждущем режиме необходимо увеличить емкость конденсатора С9. Повысить яркость свечения сегментов индикатора можно увеличением напряжения питания до 12 В (при этом сопротивление резистора R13 необходимо увеличить до 560 Ом).

Работа с пробником требует некоторого навыка. Если необходимо определить лишь наличие импульсов и их длительность, то переменным резистором R6 ("Уровень") устанавливают чувствительность, равную 1 В, переключателем SA2 ("Время/дел.") выбирают такую длительность развертки, при которой на индикаторе отображается один или два периода сигнала, и переменным резистором R4 ("Время/дел.") добиваются устойчивого изображения. Если таким способом синхронизировать изображение не удается, прибор переводят в режим ждущей развертки с запуском положительным или отрицательным перепадом входного напряжения. Период контролируемых колебаний или длительность импульса определяют по положению переключателя SA2 и ручки переменного резистора R4.

Если же требуется измерить амплитуду сигнала, ручку переменного резистора R6 и переключатель SA1 устанавливают в положения, соответствующие зажиганию сегментов положительного или отрицательного (в зависимости от полярности сигнала) уровня. Амплитуду (в диапазоне значений. установленных переключателем SA1) отсчитывают по шкале резистора.

Форму колебаний определяют по характеру изменения изображения на индикаторе при установке переменным резистором. R6 разных значений чувствительности. В качестве примера на рис. 6 показана отображаемая индикатором информация при поданном на вход сигнале треугольной формы и различных положениях движка переменного резистора R6 (штрихами изображены аноды-сегменты, светящиеся вполнакала).

Рис.6

Как показала практика, добиваться полной синхронизации развертки следует не всегда - в ряде случаев изображение контролируемого сигнала воспринимается лучше, если оно медленно перемещается в ту или иную сторону.

Авторы: И. Синельников, В. Равич, г. Калининград; 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:

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Мобильный телефон помогает найти человека 31.03.2001 Оказывается, мобильный телефон можно использовать для поиска пострадавших при землетрясениях и определения состояния здоровья пострадавшего человека. Исследователи Bell Labs в Нью-Джерси сделали открытие, которое может в скором времени привести к созданию новой методики поиска живых людей под обломками зданий, разрушенных землетрясением или другим стихийным бедствием. Ученые установили, что биения сердца и дыхание может выявить анализ изменения частоты передатчика сотовых телефонов. Оказалось, что пульс и дыхание человека, которые вызывают слабые колебания поверхности тела, меняют частоту излучения мобильного телефона. Причиной этому служит эффект Доплера, заключающийся в изменении длины волны излучения объекта, который передвигается относительно наблюдателя. Для того чтобы использовать обнаруженное явление в реальных условиях, необходимо модифицировать сам мобильный телефон и внести изменения в программное обеспечение сетей мобильной связи, где в настоящее время подобные сигналы отфильтровываются. Чтобы определить состояние попавшего в завалы абонента не нужно, чтобы он отвечал на звонок (потерпевший чаще всего и не сможет этого сделать), достаточно того, что звонок активирует излучение передатчика сотового телефона, которое можно использовать для анализа состояния абонента.

Другие интересные новости:

▪ Компактный электрический кроссовер Toyota Urban Cruiser

▪ Извлечение редких металлов с помощью бактерий

▪ Экран для слепых

▪ Новому аналогу GPS будут не нужны спутники

▪ Светоделительная крыша для солнечной теплицы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электробезопасность, пожаробезопасность. Подборка статей

▪ статья Переделка калильного микродвигателя в компрессионный. Советы моделисту

▪ статья Почему Алкмена родила двойню? Подробный ответ

▪ статья Охрана труда при эксплуатации электроустановок

▪ статья Экрон - ламповый усилитель с управлением по экранирующим сеткам. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Таджикские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025