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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Ein Oszilloskop... ohne Röhre. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik Elektrisches Signal. Kannst du ihn sehen? „Natürlich“, sagst du. Zu diesem Zweck gibt es spezielle Instrumente – Oszilloskope, deren Hauptbestandteil eine Kathodenstrahlröhre ist. Natürlich wissen Sie, wie das Bild auf ihrem Bildschirm ausfällt. Daher werden wir uns nicht mit diesem Thema befassen. Kann man auf einen Schlauch verzichten? Es stellt sich heraus, dass Sie es können. Wenn anstelle einer Röhre ein elektrooptischer Indikator (EOI) verwendet wird. Es ist in fast allen Röhrenradios und Tonbandgeräten zu finden. Ein Blockdiagramm eines solchen Oszilloskops ist in Abbildung 1 dargestellt.
Stellen wir eine undurchsichtige Scheibe mit schmalen radialen Schlitzen vor den EOI-Schirm und drehen ihn gleichmäßig mit einer solchen Geschwindigkeit, dass der Schlitz Zeit hat, in einer Zeit gleich einer Periode von von einem Rand des Leuchtstreifens zum anderen zu gelangen Eingangssignal. Der Bildschirm zeigt die Hüllkurve einer Schwingung des Eingangssignals (Abb. 2). Und da das Eingangssignal periodisch ist, ergibt der nächste Schlitz, der sich in einem Abstand von der Breite des EOI-Bildschirms vom ersten befindet, genau das gleiche Bild der Hülle (aufgrund der Trägheit der menschlichen visuellen Wahrnehmung, werden wir sehen ein stationäres Bild der Eingangssignalform).
Um ein stabiles Bild zu erhalten, ist eine hohe Stabilität der Plattenrotationsgeschwindigkeit erforderlich. Daher wird der Elektromotor, auf dessen Welle sich die Scheibe befindet, von einer stabilisierten Stromquelle angetrieben. Kurze technische Daten Eingangsimpedanz - 300 kOhm
Schematische Darstellung Oszilloskop - in Abbildung 3. Block 1 verfügt über zwei Verstärkungsstufen an den Transistoren T2, T3 und einen Emitterfolger (T1), um den Eingangswiderstand zu erhöhen. T1 und T2 sind über Gleichstrom miteinander verbunden. Die Ausgangsstufe muss ein unverzerrtes Signal mit einer Amplitude von 7-8 V liefern und verwendet daher einen Transistor mit einer hohen Kollektor-Emitter-Sperrschichtspannung. Alle Kaskaden sind thermisch stabilisiert und verfügen über eine automatische Anpassung der Betriebsart, die den Einbau von Transistoren ohne Vorauswahl ermöglicht. Um Störungen durch den Elektromotor zu vermeiden, wird der Verstärker über die Filterkette Dp1, C6 mit Strom versorgt und durch die Diode D1 stabilisiert. Abb. 3. Schematische Darstellung eines Oszilloskops mit elektronisch-optischer Anzeige. Block 2 ist ein einstellbarer Stabilisator der Drehzahl der Elektromotorwelle, der auf den Transistoren T4, T5 basiert. Wenn die Belastung der Motorwelle zunimmt (Reibung in den Lagern, Vibration der Scheibe), sinkt die Drehzahl. Dadurch steigt der Strom durch den Widerstand R25 und die Vorspannung an der Basis von T4 steigt. Dies führt zu einem Anstieg des Kollektorstroms von T5 und damit des Basisstroms von T5. Der Widerstand des Emitter-Kollektor-Abschnitts von TXNUMX sinkt, die Spannung am Elektromotor steigt und die Drehzahl erreicht wieder den Nennwert. Eine Reduzierung der Last bewirkt den gegenteiligen Vorgang. Wenn sich die Versorgungsspannung ändert, behält der Strom durch die Kette D2, R24 einen Modus T4, T5 bei, in dem die Spannung am Elektromotor konstant bleibt. Die Wobbelfrequenz wird über die variablen Widerstände R18 „Smooth“ und R19 „Rough“ eingestellt. Der Kalibrator ist nach dem Schema eines symmetrischen Multivibrators mit variabler Impulsfolgefrequenz aufgebaut. Die Amplitude des Eingangssignals wird gemessen, indem sie mit der Amplitude der Spannung vom Kalibrator verglichen wird. Bei der Ermittlung der Frequenz dient das Gerät als Nullindikator. Das Netzteil liefert Spannung: 280 V, 12 V und 6,3 V. Der 12-V-Spannungsstabilisator besteht aus Transistor T6 und Diode D3 nach einer Standardschaltung. Aufbau und Details Die Schaltung des Geräts ist auf drei Leiterplatten (Abb. 4-6) aus folienbeschichtetem Fiberglas oder Getinaks mit einer Dicke von 2-3 mm montiert. Das Gehäuse des Geräts besteht aus einer Ecke 10X10 mm. Seine Wände sind abnehmbar. Auf der Frontplatte (siehe Abbildung 7) befinden sich ein Elektromotor und eine neunpolige Lampenfassung.
Die Schirme, die den Korpus in drei Fächer unterteilen, bestehen aus 1 mm dickem Blech. Um versehentliche elektrische Kurzschlüsse zu vermeiden, sind die Bildschirmwände mit dickem Papier bedeckt. Die Zwischenwand besteht aus 2 mm dickem Getinax und wird mit vier Schrauben an der Vorderwand befestigt. Befestigung an Motorachse, Spannmutter und Reibscheibe sind in Bild 8 dargestellt. Auf einer Seite wird die Scheibe mit schwarzem Papier (zum Verpacken von Fotomaterial) überklebt und 44 radiale Schlitze von 0,3 mm Breite durchgeschnitten. Das Gerät ist mit einem Drehgriff aus Stahlrohr Ø 0 mm ausgestattet.
Der Leistungstransformator Tr1 ist auf einen Kern Ø16Х24 mm gewickelt. Wicklung I enthält 1750 Drahtwindungen PEV-1 0,15, 11-1950 Windungen PEV-1 0.C 111-170 Windungen PEV-1 0,35, IV-54 Windungen PEV-1 0,25. Die Induktorwicklung Dr1 ist auf einen ShZ X 6,3-Kern gewickelt und enthält 500 Windungen PEV-1 0,15-Draht. Die Festwiderstände R16 und R30 – MLT-1, R25 sind 45 cm PEV-1 0,1-Draht, der um den Körper des MLT-0,5-Widerstands gewickelt ist und einen Widerstand von mindestens 50 Ohm hat. Die restlichen Widerstände sind MLT-0,25 oder ULM. Variable Widerstände: R40 – SPO-0.5-V, der Rest – SPO-0.5-A. Elektrolytkondensatoren S5, Syu, S11, S12, S13, S14-K50-6; C2, C3, C6 -IT-1; C1, C9 – EM. Kondensatoren C7, C8, C15, C17, C19 – MBM; C16, C18 - K10-7V. Die Kondensatoren C7, C19 sind für eine Betriebsspannung von 300 V ausgelegt. Selbstverständlich können alle Teile durch andere ersetzt werden, deren Betriebsspannung nicht niedriger ist als die im Diagramm angegebene. Transistoren MP41 können durch MP39 - MP42 ersetzt werden; MP26B - auf MP26, ML26A; MP38 - auf MP35, MP37; P214 - auf P213 - P217, P201 - P203. Die 6EZP-Lampe kann durch 6E2P ersetzt werden, indem die Steuergitter miteinander verbunden werden. Der Elektromotor DRV-0,1 kann durch jeden kleinen Gleichstrommotor mit einer Versorgungsspannung von 10 V ersetzt werden. Insbesondere beim DP-13 - einem Spielzeugmikromotor. Es muss in ein Weichstahlsieb mit einer Dicke von 0,5-1 mm eingelegt und abgeschrieben werden. Als Dr1 können Sie einen vorgefertigten Transformator aus einem Transistorradio verwenden. Schalter B1 - B5 - Mikrokippschalter MP3-1, MP-7. Das Gerätegehäuse muss an einen gemeinsamen „positiven“ Bus angeschlossen und geerdet sein. Besonderes Augenmerk sollte darauf gelegt werden, den Ein- und Ausgang der Verstärkerschaltungen nicht abzuschirmen. Einstellung Zum Aufbau des Oszilloskops werden folgende Instrumente benötigt: ein Avometer, ein Tongenerator, ein Elektronenstrahl-Oszilloskop. Überprüfen Sie die Installation des Gleichrichters und schalten Sie das Gerät ein, nachdem Sie Block 2 angeschlossen haben. Die Moden der Elemente sollten nicht mehr als ±20 % von den im Diagramm angegebenen abweichen. Beim Drehen des Knopfes R23 sollte sich die Höhe der Leuchtsektoren der Lampe von Null auf Maximum ändern. Wenn dies nicht möglich ist, wählen Sie den Wert von R21. Stellen Sie dann den R18-Motor gemäß der Abbildung auf die linke Position und regeln Sie durch Drehen des „Grobfrequenz“-Knopfes die Spannung am Elektromotor. Er sollte zwischen Null und Maximum liegen (für einen bestimmten Motor). Die Drehzahl des Elektromotors wird mit einer auf seiner Achse installierten Scheibe überprüft. Dann beginnen sie mit dem Aufbau von Block 1. Die Scheibe wird gestoppt, Schalter B1 wird in die Position „1:1“ gebracht und ein Oszilloskop wird über einen Kondensator mit einer Kapazität von 0,1 μF an den TZ-Kollektor angeschlossen. Dem Eingang des Geräts wird ein Signal vom Generator mit einer Frequenz von 400-1000 Hz und einer Spannung von 100-200 mV zugeführt. Am Ausgang des Verstärkers beträgt die Signalamplitude 7-8V. Andernfalls müssen die Werte der Widerstände R5 und R13 ausgewählt werden. Dann wird durch Umschalten von B1 auf die Position „1:20“ mithilfe des Widerstands R2 der Eingangssignalpegel um das 20-fache gedämpft. Es bleibt noch der Gesamtgewinn zu überprüfen. Das Signal vom SG wird auf 10 mV reduziert und das einzustellende Gerät wird auf den maximalen Empfindlichkeitsmodus eingestellt (B1 in der „1:1“-Position, der R3-Schieber in der oberen Position gemäß Diagramm). Die Sektorhöhe auf dem EOI-Bildschirm sollte sich bei einer anfänglichen Sektorhöhe von 2 mm um 5 mm erhöhen. Dies entspricht einer Empfindlichkeit von 200 mm/V. Durch schrittweises Erhöhen der Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe mit dem „Grobdurchlauf“-Knopf erreichen wir auf dem Bildschirm ein Bild der gesamten Schwingungsperiode des Eingangssignals mit einer Frequenz von 400-800 Hz. Die Einstellung erfolgt über den „Smooth Sweep“-Knopf. Jetzt muss nur noch Block 3 angeschlossen, kalibriert und schon ist das Gerät betriebsbereit. Zuerst prüfen sie, ob es eine Generation gibt. B4 und 85 sind geschlossen Die Höhe der leuchtenden Sektoren des EOI sollte stark ansteigen und in keiner Position des R40-Widerstandsschiebers und des VZ-Schalters verschwinden. Anschließend wird vom Tongenerator ein Signal mit einer Spannung von 80-100 mV an den Eingang des Oszilloskops angelegt. Die Festplatte stoppt, B4 ist geöffnet. Mit dem „Gain V“-Regler stellen Sie den Spannungspegel so ein, dass die EOI-Sektoren nahezu zusammenlaufen. Schließen Sie B4. Ändern Sie die GB-Frequenz sanft und finden Sie die Position, an der die leuchtenden Streifen auf dem Bildschirm stark auseinanderlaufen. Dies geschieht, wenn die Frequenzen von Generator und Kalibrator übereinstimmen. Durch Auswahl der Werte des Widerstands R39 und der Kondensatoren C15–C18 legen Sie die Grenzen für Frequenzänderungen von 100–1000 Hz, 1000–10000 Hz (erster und zweiter Bereich) fest und setzen Zwischenteilungen auf der Frequenzskala des Kalibrators. Als nächstes wird am GB eine Frequenz von 1000 Hz mit einer Amplitude von 1 V eingestellt. Mit dem „Gain U“-Knopf wird die Höhe des Leuchtsektors auf 10 mm eingestellt. Das SG ist vom Eingang des Gerätes getrennt. B4 ist offen, die Scheibe ist gestoppt und der Schieber des Widerstands R32 befindet sich in der oberen Position. Ein abgeschirmtes Kabel verbindet den Ausgang des Kalibrators mit. Verstärkereingang „U“. Der Kalibrator wird auf eine Frequenz von 1000 Hz eingestellt und eingeschaltet. Wenn die Sektorhöhe von 10 mm abweicht (Spannungsamplitude 1 V), wählen Sie den Widerstandswert des Widerstands R31. Durch Ändern des Werts der Generatorausgangsspannung werden Zwischenteilungen auf die Skala des Widerstands R32 angewendet. Jetzt haben wir nicht nur das Oszilloskop aufgebaut, sondern auch den Umgang damit gelernt. Autor: V. Prokhorin, Pos. Tschernogolowka, Region Moskau; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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