Осциллографический пробник.

Я радиолюбитель

Осциллографический пробник

Осциллографический пробник предназначен для наблюдения и исследования электрических процессов в широком диапазоне частот.

Технические данные

Полоса пропускания

1 Гц—3 МГц

Неравномерность частотной характеристики

не более 3 дБ

Чувствительность канала вертикального отклонения

0,1 мм/мВ

Амплитуда исследуемых сигналов

от 20 мВ до 100 В

Входные параметры:

сопротивление

150 кОм

емкость

50 пФ

Развертка

ждущая и периодическая

Диапазон развертки

от 20 Гц до 200 кГц

Нелинейность развертывающего напряжения

не более 1,5—2%

Синхронизация

внутренняя и внешняя

Полярность

+ и —

Потребляемая мощность

не более 5 Вт

Основные узлы прибора и электрические связи между ними показаны на функциональной схеме (рис. 1).

Усилитель вертикального отклонения (рис. 2) представляет собой балансный усилитель, собранный на микросхеме 1ММ6. Исследуемый сигнал подается на вход усилителя через компенсированный делитель напряжения (входной аттенюатор), состоящий из резисторов R1—R3 и конденсаторов С2, СЗ. Аттенюатор соединяется со входным гнездом через конденсатор С1 или непосредственно (с помощью переключателя В1).

Первый каскад усилителя (транзистор Т1) собран по схеме эмиттерного повторителя для обеспечения большого входного сопротивления и малой емкости. Первый каскад второго плеча (транзистор Т2) — также эмиттерный повторитель; переменный резистор R10, с помощью которого

можно изменять потенциал на базе транзистора, служит для перемещения по вертикали изображения на экране трубки. Применяя переменный резистор R7, в цепи базы транзистора Т1 осуществляют балансировку усилителя вертикального отклонения (установка “0”).

Каскад предварительного усиления на транзисторах ТЗ и Т4, собранный по инверсной схеме с эмиттерной связью, преобразует несимметричный входной сигнал в симметричный. Переменный резистор R15 предназначен для регулировки усиления при налаживании и калибровке усилителя.

Выходной каскад выполнен на транзисторах Т5 и Т6. С его нагрузок усиленный исследуемый сигнал подается на вертикально-отклоняющие пластины трубки и на блок синхронизации (через резистор R26). Коррекция частотной характеристики в области средних и высших частот осуществляется с помощью обратной связи по току; элементами обратной связи являются резисторы R23, R24 и конденсаторы С4, С5.

Схема блока синхронизации и генератора развертки приведена на рис. 3.

Сигнал синхронизации, которым может быть исследуемый сигнал или сигнал внешнего источника синхронизации (выбор осуществляется переключателем В2), подается на каскад усилителя-ограничителя (транзистор T7). Уровень сигнала устанавливается резистором R30. Диоды Д2—Д5 служат для сужения динамического диапазона и предохраняют транзистор от перегрузок.

С коллекторной нагрузки (резистор R33) сформированный сигнал поступает на вход дифференциального усилителя (транзисторы Т8 и Т9). В зависимости от полярности входного сигнала импульс синхронизации может сниматься с коллектора либо транзистора Т8, либо Т9 (с помощью переключателя ВЗ).

Генератор развертки собран на транзисторах Т10— Т15 по схеме мультивибратора-интегратора. Генератор вырабатывает пилообразные импульсы высокой линейности и почти постоянной амплитуды в широком диапазоне частот. Работает он следующим образом. В исходном состоянии транзистор Т10 открыт напряжением, снимаемым с делителя R39R40, а транзистор Т11 закрыт напряжением, создаваемым эмиттерным током Т10, протекающим по резистору R42. Конденсаторы С10—С20 — зарядные, выбор конденсатора, а следовательно, и частоты развертки производится переключателем В4. Заряд происходит через резисторы R44—R46 и стабилизирующий транзистор Т13 от источника тока. Когда напряжение на зарядном конденсаторе превысит по абсолютной величине напряжение на эмиттере транзистора Т11, последний открывается, потенциал на базе транзистора Т10 уменьшается, и этот транзистор закрывается. Разряд конденсатора происходит через диод Д6 и резистор R42. Когда он разрядится, транзистор Т11 закроется, а транзистор Т10 откроется, при этом закрывается и диод Д6. Далее весь процесс (цикл) работы мультивибратора повторяется.

Переменным резистором R45 устанавливают режим запуска мультивибратора — автоколебательный или ждущий. Плавная регулировка частоты развертки осуществляется резистором R49. Переменный резистор R55 служит для регулировки выходного напряжения генератора. С него сигнал подается на усилитель горизонтального отклонения, схема которого аналогична схеме усилителя вертикального отклонения (см. рис. 2).

Транзистор Т12 включен в коллекторную цепь Т10. Поэтому когда открыт транзистор Т10 (прямой ход луча), открыт и транзистор Т12, и, наоборот, при обратном ходе луча оба транзистора закрыты. Отрицательный nepenaд напряжения, образующийся на резисторе R51, через конденсатор С8 поступает на катод трубкиизатираетее на время обратного хода луча. Импульс подсвета луча при прямом его ходе снимается с коллектора Т14 и поступает на модулятор трубки (в зависимости от состояния транзистора Т13 изменяется потенциал коллектора Т14, и тем самым регулируется яркость свечения, так как транзистор Т14 включен в цепь модулятора). Регулировка яркости производится резистором R58.

На рис. 4 показан внешний вид прибора со стороны платы усилителей (кожух снят).

Двухканальный коммутатор к осциллографу позволяет наблюдать на экране обычного осциллографа одновременно два процесса. Может быть использован как с транзисторным, так и с ламповым осциллографом.

Технические данные

Полоса пропускания

от 10 Гц до 3 МГц

Максимальная частота переключения

500 кГц

Амплитуда запускающих импульсов

от 3,5 до 9 В

Полярность запускающих импульсов

положительная

Минимальная длительность запускающих импульсов

не менее 0,1 мкс

Принципиальная схема коммутатора показана на рис. 5.

Исследуемые сигналы через входы I и II поступают соответственно на усилители Т1 и Т2 с общей коллекторной нагрузкой R4. Усилители поочередно закрываются управляющими импульсами, благодаря чему на выходе появляются то один, то другой исследуемые сигналы.

Генератор запускающих импульсов представляет собой мультивибратор на транзисторах T7 и Т8. Собственная его частота равна 400 Гц, определяется она номиналами времязадающих элементов. Можно выбрать и более высокую частоту переключений, например в 10—20 раз выше частоты исследуемого сигнала. В этом случае изображение исследуемого сигнала на экране — осциллограмма — будет состоять из отдельных коротких черточек.

С мультивибратора (с коллектора T7) сигнал поступает на каскад, собранный на транзисторах Т5 и Т6, служащий для формирования импульсов с крутыми фронтами.

Сигналы, управляющие усилителем, вырабатываются триггером на транзисторах ТЗ и Т4, которые переводятся из одного состояния в другое сигналами, поступающими с формирователя (Т5 и Т6). С резисторов R10 и R17, являющихся нагрузками транзисторов ТЗ и Т4, на эмиттеры транзисторов Т1 и Т2 подается последовательность импульсов, находящихся в противофазе (что определяется состоянием транзисторов триггера). Эти импульсы поочередно открывают и закрывают транзисторы усилителя Т1 и Т2. Открытый транзистор шунтирует соответствующий вход, и на выходе коммутатора сигнал с этого входа не появляется.

Переключение триггеров, а следовательно, управление коммутатором может производиться также от постороннего источника импульсов, например от генератора развертки осциллографа. Переключение входа формирователя с мультивибратора на внешний источник импульсов осуществляется переключателем В1.

Блок питания измерительных приборов предназначен для питания измерительных приборов и других устройств, выполненных на транзисторах и интегральных микросхемах, стабилизированным напряжением следующих значений:

В блоке имеется калибратор амплитуды, что позволяет снимать с выхода блока переменное напряжение прямоугольной формы амплитудой от 20 мВ до 20 В. Блок питания рассчитан на работу от сети переменного тока напряжением 220 В или источника постоянного тока напряжением 12 В.

Принципиальная схема показана на рис. 6 и 7. При питании блока от сети переменное напряжение подается на трансформатор Тр2. Ко вторичной, обмотке подключен двухполупериодный выпрямитель на диодах Д1, Д2 с конденсатором фильтра С1.

Преобразователь выполнен по двухтактной схеме релаксационного автогенератора на транзисторах T1 и Т2. Частота генератора примерно 5 кГц, форма импульсов близка к прямоугольной. При питании блока от источника постоянного тока напряжение —12 В подается непосредственно на вход преобразователя. Диод ДЗ служит для защиты транзисторов Т1 и Т2 от пробоя при неправильном включении источника питания.

Со вторичных обмоток трансформатора Tp1 снимаются стабилизированные напряжения, которые выпрямляются и фильтруются. С обмотки III снимается переменное напряжение, которое используется для питания, например нити накала электронно-лучевой трубки осциллографа.

+6,3 В

при токе нагрузки

0,5 А

-6.3 В

То же

0,5 А

+10 В

0,1 А

-10 В

0,5 А

+40 В

0,1 А

—40 В

0,1 А

+80 В

0,1 А

—80 В

0,2 А

+125 В

0,1 А

—400 В

0,01 А

+1000 В

0,001 А

6,3 В

(частотой 5 кГц) ”

0,3 А

Выпрямители +6,3 и —6,3 В, +10 и —10 В, +40 и —40 В, +80и —80 В,+ 125 В выполнены по двухполупериодным схемам; сглаживание выпрямленного напряжения осуществляется RC фильтрами. Выпрямитель —400 В собран по схеме удвоения напряжения, а выпрямитель +1000 В — по схеме учетверения напряжения (см. рис. 25).

С одного из выводов обмотки IV трансформатора Tp1 переменное напряжение прямоугольной формы и амплитудой 80 В через цепь R8C22 подается на усилитель-формирователь на транзисторе T1. С делителя, состоящего из резисторов R10—R20, могут быть сняты напряжения 20, 50, 100, 200 и 500 мВ и 1, 2, 5, 10 и 20 В, которые используются для калибровки осциллографа и при настройке других приборов.

Регулирующий каскад стабилизатора (см. рис. 6) собран на транзисторе ТЗ, схема сравнения выполнена на транзисторах Т5 и Т6, транзистор Т4 является усилителем сигнала рассогласования. Схема сравнения дифференциальная, что позволило получить хорошую компенсацию температурного дрейфа тока базы транзисторов. Источник опорного напряжения выполнен на стабилитроне Д6 и резисторе R14. Включение его в цепь базы уменьшает нестабильность из-за влияния колебаний дифференциального сопротивления стабилитрона.

Стабилитроны Д4 и Д5 стабилизируют режим транзистора Т4, с сопротивления нагрузки которого (R7) снимается усиленное напряжение рассогласования и подается на регулирующий каскад (ТЗ).

Стабилизатор работает следующим образом. При увеличении напряжения на выходе трансформатора Tp1 возникающее напряжение рассогласования между источником опорного напряжения и частью выходного напряжения +40 В, снимаемого с делителя R8—R10, усиливается и начинает закрывать транзистор Т5.

Увеличение потенциала на коллекторе транзистора Т5 приводит к насыщению транзистора Т4. При этом потенциал коллектора Т4 и, следовательно, базы ТЗ становится близким к нулю и транзистор Т3 закрывается.

В результате общее сопротивление нагрузки генератора (Т1 и Т2) возрастает и напряжение смещения, падающее на ней, также увеличивается. Это приводит к снижению потенциала на коллекторах Т1 и Т2 и некоторому росту частоты генерации.

При уменьшении напряжения на выходе трансформатора Tp1 процесс происходит в обратном порядке.

На передней плате блока питания размещают контрольный вольтметр ИП1, тумблер В2, клеммы +10 и —10 В (эти напряжения используются особенно часто), переключатель ВЗ калибратора и его выходные клеммы, а также сигнальные лампы Л1 (включение источника постоянного тока) и Л2 (включение блока). Колодки для снятия остальных напряжений, предохранители Пр1 и Пр2 и тумблер В1 устанавливают на задней стенке.






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.