Универсальные осциллографы группы С1. Порядок проведения работ
Советский союз выпускал много хорошей измерительной техники. Одним из интересных экземпляров того времени был портативный осциллограф С1-112. О нём и пойдёт речь.
Этот осциллограф попал ко мне за 2000 руб. Года три-четыре назад. Мне тогда понадобился простой, компактный прибор по не менее скромной цене. С тех пор он верой и правдой служит мне тогда, когда требуется загянуть в потроха моей очередной электронной самоделки.
Выпускался С1-112 задолго до крушения брелинской стены и разрушения СССР -- с 1982г. Как и любой прибор этот осциллограф имеет несколько модификаций: С1-112А, С1-112М, С1-112АМ. Прибор интересен тем, что помимо осциллографа в него встроен мультиметр! При этом показания мультиметра выводятся на ту же ЭЛТ-трубку, что и показания осциллографа. Производился прибор для проверки и настройки промышленной и бытовой электронной аппаратуры, для которой не были критичными полоса пропускания частот.
В режиме осциллографа прибор умеет исследовать сигналы с амплитудой от 5 мВ до 250 В, имеющих длительность в диапазоне от 0.12 мкс до 0.5 с. Им можно исследовать сигнал с частотой до 10 МГц. В режиме мультиметра он может измерять постоянное напряжение до 1000 В и сопротивление резисторов номиналом до 20 МОм. Прибор имеет маленькие габариты (250х190х110) и скромную массу -- всего 3.6 кг. Из недостатков я бы назвал маленький экран и пластиковый корпус.
Как видно на фото, внутреннее устройство осциллографа С1-112 довольно компактное. Конструкторы позаботились об экономном использовании доступного пространства корпуса. В отечественной реальности это играет важную роль, так как у множества радиолюбителей нет свободной площади под многочисленные громоздкие, пусть и хорошие, приборы.
Сразу бросается в глаза хорошая доступность ко многим подстроечным резисторам. Это играет большую роль при калибровке и подстройке прибора.
Работа с С1-112
Пользоваться данным прибором одно удовольствие. Во-первых, он компактен, во-вторых, довольно хорош, прост и эргономичен. Довольно удобно переключаться между мультиметром и осциллографом. Конечно, сигнал с частотой больше 10 МГц ты уже не сможешь посмотреть как следует. Но зато для сборки ИП, усилителей и другой низкочастотной техники он будет в самый раз.
Как видно из этой блок-схемы, С1-112 довольно простой прибор (на блоксхеме не показан мультиметр). Но тем он и хорош. Особенно в домашнем радиолюбительсокм деле. Поэтому если тебе понадобится дешевый и хороший осциллограф для наладки своих конструкций, то смело бери С1-112. Он значительно лучше китайских цифровых осциллографов-конструкторов.
Осциллограф, считается одним из важнейших устройств, которое применяется в электротехнике. С его помощью производятся замеры различных важных параметров любых устройств. Многие устройства, работают в качестве составных частей различного оборудования, которое требует точности в работе. Осциллограф, при помощи которого проведены измерительные работы, позволяет не допустить использование некачественных элементов в различных электронных схемах.
Для чего нужен осциллограф: применение и виды
Работа данного устройства основывается на тестировании различных электронных схем. Осциллограф, способен отображать формы любых электрических сигналов, при этом отображает изменения напряжений во времени, согласно чему можно узнать, что происходит в работающей схеме.
Принцип работы, заложенный во всех осциллографах, одинаковый. Но данные устройства, отличаются по способу, согласно которому производится обработка сигнала.
Основные виды осциллографов:
- Аналоговые;
- Цифровые.
С появлением данных устройств, аналоговыми были все. Обращая внимание на название устройства, можно понять, что аналоговым, является способ выведения изображения на экран. Для этого в аналоговых осциллографах используется электронно-лучевая трубка, где подаваемое на оси (X и Y) напряжение, двигает по экрану точку.
Горизонталь, указывает на время прохождения сигнала, а вертикаль пропорциональна сигналу на входе. Работа производиться следующим образом. Усиленный сигнал, проходит через электроды устройства, при этом согласно аналоговой технологии, по оси Y электроны отклоняются.
Обратите внимание! Измерения проводимые данным устройством, невозможно получить используя, например мультиметр.
Работа электронного устройства осуществляется посредством преобразования сигнала в цифровой формат, после чего, данные обрабатываются в цифровой форме. Стоит отметить, что цифровые осциллографы могут быть различных модификаций. С цифровым люминофором, стробоскопический и комбинированный.
Существует много различных модификаций осциллографов: 65 а, Н313, 1 112 а, ф 4372.
Осциллограф с 1 49: характеристики
Данное устройство, позволяет вести наблюдение и исследовать формы процессов (электрических). Диапазон частоты варьируется от 0 до 5 мГц. Каждое устройство, обладает отличными друг от друга характеристиками.
Характеристики с 1 49:
- Осциллограф однолучевой;
- Напряжения которые измеряет устройство от 20 мВ до 200 В;
- Интервалы времени от 8 мкс до 0,5 секунды;
- Пропускание (полоса) от 0 до 5,5 мГц;
- Погрешность временных интервалов до 10%;
- Погрешность амплитуды сигнала до 10%;
- Ширина луча 0,6 мм;
- Рабочее напряжение 220 Вольт при 50 Гц и 115 Вольт при 400 Гц;
- Мощность устройства 38 ВА;
- Экран 36 на 60 мм;
- Рабочая температура воздуха от – 30 до + 50 0 С.
К параметрам канала Y можно отнести следующие. Его чувствительность составляет от 10 до 20 В/дел. Сопротивление канала на входе достигает 1 мОм. Емкость на входе составляет 50 пикофарад.
К параметрам канала Х относят. Минимальная длительность развертки 0,2 мкс. Максимальная длительность 10 мкс. Сигналы синхронизации внешней от 0,5 до 30 В. Частоты внешней синхронизации от 1 Гц до 5 мГц. Сопротивление на входе 1 мОм.
Обратите внимание! Различные виды осциллографов, имеют незначительное содержание драгметаллов.
Канал Z и его основные параметры. Частоты канала от 30 Гц до 1 мГц. Входное напряжение от 10 до 60 Вольт. Сопротивление на входе 1 мОм. К каждому устройству, прилагается принципиальная схема.
С 1 49: инструкция по эксплуатации для начинающих
На корпусе осциллографа, располагаются большое количество переключателей и регуляторов. Для того чтобы не запутаться во всех, следует изучить назначение каждого.
Регуляторы устройства:
- Тумблер для включения;
- Регуляторы фокус и яркость;
- Поворотная ручка – усиление Y;
- Переключатель усиление;
- Регулировка развертки;
- Тумблер – внутренний и внешний;
- Регулировка уровня;
- Регулятор подстройки стабильности.
Включение устройства производиться тумблером (сеть), который располагается с правой стороны экрана.
Изменение толщины луча на экране, можно произвести регулятором с маркировкой (фокус). Яркость экрана настраивается регулятором (яркость).
Обратите внимание! Яркость экрана настраивается в зависимости от внешних условий освещенности.
Размах луча по вертикали регулируется при помощи поворотной ручки (усиление Y). Уровень чувствительности настраивается в зависимости от силы сигнала.
Устройство оснащено специальным разъемом (байонетом), для специального переходника.
Для того чтобы выбрать нужный диапазон измеряемого напряжения, следует вращать поворотную ручку с надписью (усиление).
Сместить по горизонтали начальную точку импульса, необходимо в том случае, если она находится за пределами измерительной шкалы. Для этого используют рукоятку (развертка).
Для применения внешних генераторов, используется специальный разъем с маркировкой (вход Х).
Выбор источника, от которого буде производиться развертка, осуществляется при помощи тумблера (внутренний и внешний).
Для изменения чувствительности сигнала, используют регулятор с маркировкой (уровень).
Синхронизация сигнала с разверткой производится регулировкой рукоятки (стабильность).
Как пользоваться осциллографом: проводим измерения
Перед началом измерительных работ, следует подключить осциллограф к сети. После того, как подключение произведено, при помощи тумблера с маркировкой (сеть), подаем питание на устройство.
Порядок проведения работ:
- Прогрев осциллографа;
- Проверка работоспособности;
- Измерительные работы.
После включения устройства в сеть, необходимо его «прогреть». Делается это для стабилизации всех параметров, для всех составных элементов устройства. Прогрев устройства осуществляется в течение пяти минут.
Затем, используя регуляторы с маркировкой (усиление Y и развертка), необходимо установить измерительный луч в центре экрана устройства.
Обратите внимание! Калибровка данным способом проводится при условии, что регулятор (длительность), находиться на делении одна миллисекунда.
Измерение сигнала, осуществляется посредством регулировки рукояток (длительность и усиление), установив их в крайнее левое положение.
Усиление, поднимает измерительный диапазон до того момента, пока на экране не появятся максимально различимые сигналы. Длительностью, узнается частота сигнала.
После того, как все регуляторы выставлены, и на экране стабильный сигнал, производится расчет напряжения и частоты.
Если спросить профессионального регулировщика электронной аппаратуры или радиоинженера: "Какой самый главный прибор на вашем рабочем месте?" Ответ будет однозначным: "Конечно, осциллограф!". И это действительно так.
Конечно, невозможно обойтись без мультиметра . Измерить напряжение в контрольных точках схемы, замерить сопротивление и ток, «прозвонить» диод или проверить транзистор все это важно и нужно.
Но когда речь заходит о регулировке и настройке любого электронного устройства от простого телевизора до многоканального передатчика орбитальной станции, то без осциллографа обойтись невозможно.
Осциллограф предназначен для визуального наблюдения и контроля периодических сигналов любой формы: синусоидальной, прямоугольной и треугольной. Благодаря широкому диапазону развёртки он позволяет так развернуть импульс, что можно контролировать даже наносекундные интервалы. Например, измерить время нарастания импульса, а в цифровой аппаратуре это очень важный параметр.
Осциллограф – это своего рода телевизор, который показывает электрические сигналы.
Как работает осциллограф?
Чтобы понять, как работает осциллограф, рассмотрим блок-схему усреднённого прибора. Практически все осциллографы устроены именно так.
На схеме не показаны только два блока питания : высоковольтный источник, который используется для вырабатывания высокого напряжения поступающего на ЭЛТ (электронно-лучевая трубка ) и низковольтный, обеспечивающий работу всех узлов прибора. И отсутствует встроенный калибратор , который служит для настройки осциллографа и подготовки его к работе.
Исследуемый сигнал подаётся на вход "Y " канала вертикального отклонения и попадает на аттенюатор, который представляет собой многопозиционный переключатель, регулирующий чувствительность. Его шкала отградуирована в V/см или V/дел. Имеется в виду одно деление координатной сетки нанесённой на экран ЭЛТ. Там же нанесены сами величины: 0,1 В,10 В, 100 В. Если амплитуда исследуемого сигнала неизвестна, мы устанавливаем минимальную чувствительность, например 100 вольт на деление. Тогда даже сигнал амплитудой 300 вольт не выведет прибор из строя.
В комплект любого осциллографа входят делители 1: 10 и 1: 100 они представляют собой цилиндрические или прямоугольные насадки с разъёмами с двух сторон. Выполняют те же функции, что и аттенюатор. Кроме того при работе с короткими импульсами они компенсируют ёмкость коаксиального кабеля. Вот так выглядит внешний делитель от осциллографа С1-94. Как видим, коэффициент деления его составляет 1: 10.
Благодаря внешнему делителю удаётся расширить возможности прибора, так как при его использовании становится возможным исследование электрических сигналов с амплитудой в сотни вольт.
С выхода входного делителя сигнал поступает на предварительный усилитель . Здесь он разветвляется и поступает на линию задержки и на переключатель синхронизации. Линия задержки предназначена для компенсации времени срабатывания генератора развёртки с поступлением исследуемого сигнала на усилитель вертикального отклонения. Оконечный усилитель формирует напряжение, подаваемое на пластины "Y " и обеспечивает отклонение луча по вертикали.
Генератор развёртки формирует пилообразное напряжение, которое подаётся на усилитель горизонтального отклонения и на пластины "X " ЭЛТ и обеспечивает горизонтальное отклонение луча. Он имеет переключатель, градуированный как время на деление ("Время/дел"), и шкалу времени развёртки в секундах (s), миллисекундах (ms) и микросекундах (μs).
Устройство синхронизации обеспечивает начало запуска генератора развёртки одновременно с возникновением сигнала в начальной точке экрана. В результате на экране осциллографа мы видим изображение импульса развёрнутое во времени . Переключатель синхронизации имеет следующие положения:
Синхронизация от исследуемого сигнала.
Синхронизация от сети.
Синхронизация от внешнего источника.
Первый вариант наиболее удобный и он используется чаще всего.
Осциллограф С1-94.
Кроме сложных и дорогих моделей осциллографов, которые используются при разработке электронной аппаратуры, нашей промышленностью был налажен выпуск малогабаритного осциллографа C1-94 специально для радиолюбителей. Несмотря на невысокую стоимость, он хорошо зарекомендовал себя в работе и обладает всеми функциями дорогого и серьёзного прибора.
В отличие от своих более "навороченных" собратьев, осциллограф С1-94 обладает достаточно небольшими размерами, а также прост в использовании. Рассмотрим его органы управления. Вот лицевая панель осциллографа С1-94.
Справа от экрана сверху вниз.
- Сеть
». Кнопка включения прибора.
Ручка: «Фокус».
Ручка «Яркость».
Этими регуляторами можно настроить фокусировку луча на экране, а также его яркость. В целях продления срока службы ЭЛТ желательно выставлять яркость на минимум, но так, чтобы показания были видны достаточно чётко.
Кнопка режима «Ждущ-Авт ».
Это кнопка выбора ждущего и автоматического режима развёртки. При работе в ждущем режиме запуск и синхронизация развёртки производится исследуемым сигналом. При автоматическом режиме запуск развёртки происходит без сигнала. Для исследования сигнала чаще используется ждущий режим запуска развёртки.
Вот этой кнопкой производится выбор полярности запускающего импульса. Можно выбрать запуск от импульса положительной или отрицательной полярности.
Кнопка установки синхронизации «Внутр-Внешн ».
Обычно используется внутренняя синхронизация, так как для использования внешнего синхросигнала нужен отдельный источник этого внешнего сигнала. Понятно, что в условиях домашней мастерской это в подавляющем случае не нужно. Вход внешнего синхросигнала на лицевой панели осциллографа выглядит вот так.
Кнопка выбора "Открытого" и "Закрытого" входа.
Тут всё понятно. Если предполагается исследование сигнала с постоянной составляющей, то выбираем "Переменный и постоянный". Этот режим называется "Открытым", так как на канал вертикального отклонения подаётся сигнал, содержащий в своём спектре постоянную составляющую или низкие частоты.
При этом, стоит учитывать, что при отображении сигнала на экране он уйдёт вверх, так как к амплитуде переменной составляющей добавиться и уровень постоянной составляющей. В большинстве случаев лучше выбирать "закрытый" вход (~ ). При этом постоянная составляющая электрического сигнала будет отсечена и не отображается на экране.
Клемма «корпус» служит для заземления корпуса прибора. Это делается в целях безопасности. В условиях домашней мастерской порой нет возможности заземлить корпус прибора. Поэтому приходится работать без заземления. При этом важно помнить, что во включенном состоянии на корпусе осциллографа может быть потенциал напряжения. При касании корпуса может "дёрнуть". Особенно опасно дотрагиваться одной рукой до корпуса осциллографа, а другой рукой до батарей отопления или других работающих электроприборов. В таком случае опасный потенциал с корпуса пройдёт через ваше тело ("рука" - "рука") и вы получите электрический удар! Поэтому при работе осциллографа без заземления желательно не дотрагиваться до металлических частей корпуса. Это правило справедливо и для прочих электроприборов с металлическим корпусом.
По центру лицевой панели переключатель «развёртка» - Время/дел . Именно этот переключатель управляет работой генератора развёртки.
Чуть ниже располагается переключатель входного делителя (аттенюатора) - V/дел . Как уже говорилось, при исследовании сигнала с неизвестной амплитудой, необходимо выставить максимально возможное значение V/дел. Так для осциллографа С1-94 нужно установить переключатель в положение 5 (5V/дел. ). В таком случае одна клетка на координатной сетке экрана будет равна 5-ти вольтам. Если ко входу "Y" осциллографа подключить делитель с коэффициентом деления 1 к 10 (1: 10), то одна клетка будет равна 50-ти вольтам (5V/дел. * 10 = 50V/дел.).
Также на панели осциллографа имеются:
В настоящее время, с развитием цифровой техники, стали широко внедряться цифровые осциллографы. По сути это гибрид аналоговой и цифровой техники. Отношение к ним неоднозначное, как к мясорубке с процессором или к кофемолке с дисплеем.
Аналоговая аппаратура всегда была надежной и удобной в работе. Кроме того она легко ремонтировалась. Цифровой осциллограф стоит на порядок дороже и очень сложен в ремонте. Плюсов конечно много. Если аналоговый сигнал с помощью АЦП (аналогово-цифрового преобразователя) перевести в цифровую форму, то с ним можно делать всё что угодно. Его можно записать в память и в любой момент вывести на экран для сравнения с другим сигналом, складывать в фазе и противофазе с другими сигналами. Конечно, аналоговая техника это хорошо, но за цифровой электроникой будущее.
Данная статья предполагает использование заводской схемы прибора.
Многим специалистам, а особенно радиолюбителям, хорошо известен осциллограф С1-94 (рис. 1). Осциллограф, при своих достаточно неплохих технических характеристиках, имеет весьма небольшие габариты и вес, а также относительно невысокую стоимость. Благодаря этому модель сразу завоевала популярность среди специалистов, занимающихся мобильным ремонтом различной электронной техники, не требующим очень широкой полосы частот входных сигналов и наличия двух каналов для одновременных измерений. В настоящее время в эксплуатации находится достаточно большое количество таких осциллографов.
В связи с этим данная статья предназначена для специалистов, у которых возникла необходимость ремонта и настройки осциллографа С1-94. Осциллограф имеет обычную для приборов подобного класса структурную схему (рис. 2). Она содержит канал вертикального отклонения (КВО), канал горизонтального отклонения (КТО), калибратор, электронно-лучевой индикатор с высоковольтным источником питания и низковольтный источник питания.
КВО состоит из переключаемого входного делителя, предварительного усилителя, линии задержки и оконечного усилителя. Он предназначен для усиления сигнала в частотном диапазоне 0...10 МГц до уровня, необходимого для получения заданного коэффициента отклонения по вертикали (10 мВ/дел... 5 В/дел с шагом 1-2-5), с минимальными амплитудно-частотными и фазо-частот-ными искажениями.
КГО включает в себя усилитель синхронизации, триггер синхронизации, схему запуска, генератор развертки, схему блокировки и усилитель развертки. Он предназначен для обеспечения линейного отклонения луча с заданным коэффициентом развертки от 0,1 мкс/дел до 50 мс/дел с шагом 1-2-5.
Калибратор вырабатывает сигнал для калибровки прибора по амплитуде и времени.
Узел электронно-лучевого индикатора состоит из электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), схемы питания ЭЛТ и схемы подсвета. Низковольтный источник предназначен для питания всех функциональных устройств напряжениями +24 В и ±12 В.
Рассмотрим работу осциллографа на уровне принципиальной схемы.
Исследуемый сигнал через входной разъем Ш1 и кнопочный переключатель В1-1 («Открытый/Закрытый вход») поступает на входной переключаемый делитель на элементах R3...R6, R11, С2, С4... С8. Схема входного делителя обеспечивает постоянство входного сопротивления независимо от положения переключателя чувствительности по вертикали В1 («V/ДЕЛ.»). Конденсаторы делителя обеспечивают частотную компенсацию делителя во всей полосе частот.
С выхода делителя исследуемый сигнал поступает на вход предварительного усилителя КВО (блок У1). На полевом транзисторе Т1-У1 собран истоковый повторитель для переменного входного сигнала. По постоянному току этот каскад обеспечивает симметрию рабочего режима для последующих каскадов усилителя. Делитель на резисторах R1-Y1, Я5-У1 обеспечивает входное сопротивление усилителя равное 1МОм. Диод Д1-У1 и стабилитрон Д2-У1 обеспечивают защиту входа от перегрузок.
Рис. 1. Осциллограф С1-94 (а - вид спереди, б - вид сзади)
Двухкаскадный предварительный усилитель выполнен на транзисторах Т2-У1...Т5-У1 с общей отрицательной обратной связью (ООС) через R19-Y1, R20-Y1, R2-Y1, R3-Y1, С2-У1, Rl, C1, которая позволяет получить усилитель с необходимой полосой пропускания, которая практически не изменяется при ступенчатом изменении коэффициента усиления каскада в два и пять раз. Изменение коэффициента усиления осуществляется изменением сопротивления между эмиттерами транзисторов УТ2-У1, VT3-У1 путем коммутации резисторов R3-y 1, R16-yi и Rl параллельно резистору R16-yi. Балансировка усилителя осуществляется изменением потенциала базы транзистора ТЗ-У1 резистором R9-yi, который выведен под шлиц. Смещение луча по вертикали производится резистором R2 путем изменения базовых потенциалов транзисторов Т4-У1, Т5-У1 в противофазе. Корректирующая цепочка R2-yi, С2-У1, С1 осуществляет частотную коррекцию коэффициента усиления в зависимости от положения переключателя В1.1.
Для задержки сигнала относительно начала развертки введена линия задержки Л31, являющаяся нагрузкой усилительного каскада на транзисторах Т7-У1, Т8-У1. Выход линии задержки включен в базовые цепи транзисторов оконечного каскада, собранного на транзисторах Т9-У1, Т10-У1, Т1-У2, Т2-У2. Такое включение линии задержки обеспечивает согласование ее с каскадами предварительного и оконечного усилителей. Частотная коррекция коэффициента усиления выполняется цепочкой R35-yi, С9-У1, а в каскаде оконечного усилителя - цепочкой С11-У1, R46-yi, С12-У1. Коррекция калиброванных значений коэффициента отклонения при эксплуатации и смене ЭЛТ осуществляется резистором R39-yi, выведенным под шлиц. Оконечный усилитель собран на транзисторах Т1-У2, Т2-У2 по схеме с общей базой с резистивной нагрузкой R11-Y2... R14-Y2, что позволяет достичь необходимой полосы пропускания всего канала вертикального отклонения. С коллекторных нагрузок сигнал поступает на вертикальные отклоняющие пластины ЭЛТ.
Рис. 2. Структурная схема осциллографа С1-94
Исследуемый сигнал со схемы предварительного усилителя КВО через каскад эмиттерного повторителя на транзисторе Т6-У1 и переключатель В1.2 поступает также на вход усилителя синхронизации КГО для синхронного запуска схемы развертки.
Канал синхронизации (блок УЗ) предназначен для запуска генератора развертки синхронно со входным сигналом для получения неподвижного изображения на экране ЭЛТ. Канал состоит из входного эмиттерного повторителя на транзисторе Т8-УЗ, дифференциального каскада усиления на транзисторах Т9-УЗ, Т12-УЗ и триггера синхронизации на транзисторах Т15-УЗ, Т18-УЗ, представляющего собой несимметричный триггер с эмиттер-ной связью с эмиттерным повторителем на входе на транзисторе Т13-У2.
В базовую цепь транзистора Т8-УЗ включен диод Д6-УЗ, предохраняющий схему синхронизации от перегрузок. С эмиттерного повторителя синхронизирующий сигнал поступает на дифференциальный каскад усиления. В дифференциальном каскаде осуществляется переключение (В1-3) полярности синхронизирующего сигнала и усиление его до величины, достаточной для срабатывания триггера синхронизации. С выхода дифференциального усилителя синхросигнал через эмиттерный повторитель поступает на вход триггера синхронизации. С коллектора транзистора Т18-УЗ снимается сигнал, нормированный по амплитуде и форме, который через развязывающий эмиттерный повторитель на транзисторе Т20-УЗ и дифференцирующую цепочку С28-УЗ, Я56-У3 управляет работой схемы запуска.
Для повышения устойчивости синхронизации усилитель синхронизации совместно с триггером синхронизации питается от отдельного стабилизатора напряжения 5 В на транзисторе Т19-УЗ.
Продифференцированный сигнал поступает на схему запуска, которая совместно с генератором развертки и схемой блокировки обеспечивает формирование линейно изменяющегося пилообразного напряжения в ждущем и автоколебательном режимах.
Схема запуска представляет собой несимметричный триггер с эмиттерной связью на транзисторах Т22-УЗ, Т23-УЗ, Т25-УЗ с эмиттерным повторителем на входе на транзисторе Т23-УЗ. Начальное состояние схемы запуска: транзистор Т22-УЗ открыт, транзистор Т25-УЗ открыт. Потенциал, до которого заряжен конденсатор С32-УЗ, определяется потенциалом коллектора транзистора Т25-УЗ и равен примерно 8 В. Диод Д12-УЗ открыт. С приходом отрицательного импульса на базу Т22-УЗ схема запуска инвертируется, и отрицательный перепад на коллекторе Т25-УЗ запирает диод Д12-УЗ. Схема запуска отключается от генератора развертки. Начинается формирование прямого хода развертки. Генератор развертки находится в ждущем режиме (переключатель В1-4 в положении «ЖДУЩ»). При достижении амплитуды пилообразного напряжения порядка 7 В схема запуска через схему блокировки, транзисторы Т26-УЗ, Т27-УЗ возвращается в исходное состояние. Начинается процесс восстановления, в течение которого времязадающий конденсатор С32-УЗ заряжается до исходного потенциала. Во время восстановления схема блокировки поддерживает схему запуска в исходном состоянии, не позволяя импульсам синхронизации перевести ее в другое состояние, то есть обеспечивает задержку запуска развертки на время, необходимое для восстановления генератора развертки в ждущем режиме и автоматический запуск развертки в автоколебательном режиме. В автоколебательном режиме работа генератора развертки происходит в положении «АВТ» переключателя В1-4, а запуск и срыв работы схемы запуска - от схемы блокировки изменением ее режима.
В качестве генератора развертки выбрана схема разряда времязадающего конденсатора через стабилизатор тока. Амплитуда линейно изменяющегося пилообразного напряжения, формируемого генератором развертки, равна примерно 7 В. Времязадающий конденсатор С32-УЗ во время восстановления быстро заряжается через транзистор Т28-УЗ и диод Д12-УЗ. Во время рабочего хода диод Д12-УЗ запирается управляющим напряжением схемы запуска, отключая цепь времязадающего конденсатора от схемы запуска. Разряд конденсатора происходит через транзистор Т29-УЗ, включенный по схеме стабилизатора тока. Скорость разряда времязадающего конденсатора (а, следовательно, и значение коэффициента развертки) определяется величиной тока транзистора Т29-УЗ и изменяется при переключении времязадающих сопротивлений R12...R19, R22...R24 в цепи эмиттера с помощью переключателей В2-1 и В2-2 («ВРЕМЯ/ДЕЛ.»). Диапазон скоростей развертки имеет 18 фиксированных значений. Изменение коэффициента развертки в 1000 раз обеспечивается переключением времязадающих конденсаторов С32-УЗ, С35-УЗ переключателем Bl-5 («mS/mS»).
Настройка коэффициентов развертки с заданной точностью производится конденсатором СЗЗ-УЗ в диапазоне «mS», а в диапазоне «mS» - подстроеч-ным резистором R58-y3, путем изменения режима эмиттерного повторителя (транзистор Т24-УЗ), питающего вре-мязадающие резисторы. Схема блокировки представляет собой эмиттерный детектор на транзисторе Т27-УЗ, включенном по схеме с общим эмиттером, и на элементах R68-y3, С34-УЗ. На вход схемы блокировки поступает пилообразное напряжение с делителя R71-y3, R72-y3 в истоке транзистора ТЗО-УЗ. Во время рабочего хода развертки емкость детектора С34-УЗ заряжается синхронно с напряжением развертки. Во время восстановления генератора развертки транзистор Т27-УЗ запирается, а постоянная времени эмиттерной цепи детектора R68-y3, С34-УЗ поддерживает схему управления в исходном состоянии. Ждущий режим развертки обеспечивается запиранием эмиттерного повторителя на Т26-УЗ переключателем В1-4 («ЖДУЩ./АВТ.»). В автоколебательном режиме эмиттерный повторитель находится в линейном режиме работы. Постоянная времени схемы блокировки изменяется ступенчато переключателем В2-1 и грубо В1-5. С генератора развертки пилообразное напряжение через истоковый повторитель на транзисторе ТЗО-УЗ поступает на усилитель развертки. В повторителе применен полевой транзистор для повышения линейности пилообразного напряжения и исключения влияния входного тока усилителя развертки. Усилитель развертки усиливает пилообразное напряжение до величины, обеспечивающей заданный коэффициент развертки. Усилитель выполнен двухкаскадным, дифференциальным, по каскодной схеме на транзисторах ТЗЗ-УЗ, Т34-УЗ, ТЗ-У2, Т4-У2 с генератором тока на транзисторе Т35-УЗ в эмиттерной цепи. Частотная коррекция коэффициента усиления осуществляется конденсатором С36-УЗ. Для повышения точности временных измерений в КВО прибора предусмотрена растяжка развертки, которая обеспечивается изменением коэффициента усиления усилителя развертки путем параллельного соединения резисторов Я75-У3, R80-УЗ при замыкании контактов 1 и 2 («Растяжка») разъема ШЗ.
Таблица 1. РЕЖИМЫ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
| Обозначение |
Напряжение, В |
||
| Коллектор, сток | Эмиттер, исток | База, затвор | |
|
Усилитель У1 |
|||
| Т1 | 8,0-8,3 | 0,6-1 | 0 |
| Т2 | -(3,8-5,0) | 1,3-1,8 | 0,6-1,2 |
| ТЗ | -(3,8-5,0) | 1,3-1,8 | 0,6-1,2 |
| Т4 | -(1,8-2,5) | -(4,5-5,5) | -(3,8-5,0) |
| Т5 | -(1,8-2,5) | -(4,5-5,5) | -(3,8-5,0) |
| Т6 | -(11,3-11,5) | -(1,3-1,9) | -(1,8-2,5) |
| Т7 | 0,2-1,2 | -(2,6-3,4) | -(1,8-2,5) |
| Т8 | 0,2-1,2 | -(2,6-3,4) | -(1,8-2,5) |
| Т9 | 6,5-7,8 | 0-0,7 | 0,2-1,2 |
| Т1О | 6,5-7,8 | 0-0,7 | 0,2-1,2 |
|
Усилитель У2 |
|||
| Т1 | 60-80 | 8,3-9,0 | 8,8-9,5 |
| Т2 | 60-80 | 8,3-9,0 | 8,8-9,5 |
| ТЗ | 100-180 | 11,0-11,8 | 11,8-12,3 |
| Т4 | 100-180 | 11,0-11,8 | 11,8-12,3 |
|
Развертка УЗ |
|||
| Т1 | -(11-9) | 12 | 13,5-14,5 |
| Т2 | -(11-9) | 12 | 13,5-14,5 |
| ТЗ | -(10,5-11,5) | -(10,1-11,1) | -(11,0-10,4) |
| Т4 | -(18-23) | -(8,2-10,2) | -(8,5-10,5) |
| Т6 | -(14,5-17) | -(8-10,2) | -(8-10,5) |
| Т7 | 6-6,5 | 0 | 0-0,2 |
| Т8 | 4,5-5,5 | -(0,5-0,8) | 0 |
| Т9 | 4,5-5,5 | -(0,7-0,9) | -(0,6-0,8) |
| Т1О | -(11,4-11,8) | 0 | -(0,6-0,8) |
| Т12 | 0,5-1,5 | -(0,6-0,8) | 0 |
| Т13 | 4,5-5,5 | 3,7-4,8 | 4,5-5,6 |
| Т14 | -(12,7-13) | от -0,3 до 2,0 | от -1 до 1,5 |
| Т15 | 3,0-4,2 | 3,0-4,2 | 3,6-4,8 |
| Т16 | -(25-15,0) | -12 | -(12,0-12,3) |
| Т17 | -(25-15) | -(12,0-12,3) | -(12,6-13) |
| Т18 | 4,5-5,5 | 3,0-4,1 | 2,0-2,6 |
| Т19 | 7,5-8,5 | 4,5-5,5 | 5,2-6,1 |
| Т2О | -12 | 5,1-6,1 | 4,5-5,5 |
| Т22 | 0,4-1 | от-0,2 до 0,2 | 0,5-0,8 |
| Т23 | 12 | от -0,3 до 0,3 | 0,4-1 |
| Т24 | -12 | -(9,6-11,3) | -(10,5-11,9) |
| Т25 | 8,0-8,5 | от-0,2 до 0,2 | от-0,2 до 0,2 |
| Т26 | -12 | от-0,2 до 0,2 | 0,3-1,1 |
| Т27 | -12 | 0,3-1,1 | от -0,2 до 0,4 |
| Т28 | 11,8-12 | 7,5-7,8 | 8,0-8,5 |
| Т29 | 6,8-7,3 | -(0,5-0,8) | 0 |
| ТЗО | 12 | 7,3-8,3 | 6,8-7,3 |
| Т32 | 12 | 6,9-8,1 | 7,5-8,8 |
| ТЗЗ | 10,6-11,5 | 6,1-7,6 | 6,8-8,3 |
| Т34 | 10,6-11,5 | 6,1-7,4 | 6,8-8,1 |
| Т35 | -(4,8-7) | -(8,5-8,9) | -(8,0-8,2) |
Усиленное напряжение развертки снимается с коллекторов транзисторов ТЗ-У2, Т4-У2 и подается на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ.
Изменение уровня синхронизации производится изменением потенциала базы транзистора Т8-УЗ резистором R8 («УРОВЕНЬ»), выведенным на переднюю панель прибора.
Смещение луча по горизонтали осуществляется изменением напряжения базы транзистора Т32-УЗ резистором R20, выведенным также на переднюю панель прибора.
В осциллографе имеется возможность подачи внешнего сигнала синхронизации через гнездо 3 («Выход X») разъема ШЗ на эмиттерный повторитель Т32-УЗ. Кроме того, предусмотрен выход пилообразного напряжения порядка 4 В с эмиттера транзистора ТЗЗ-УЗ на гнездо 1 («Выход N») разъема ШЗ.
Высоковольтный преобразователь (блок У31) предназначен для питания ЭЛТ всеми необходимыми напряжениями. Он собран на транзисторах Т1-У31, Т2-У31, трансформаторе Tpl и питается от стабилизированных источников +12В и -12В, что позволяет иметь стабильные напряжения питания ЭЛТ при изменении напряжения питающей сети. Напряжение питания катода ЭЛТ -2000 В снимается со вторичной обмотки трансформатора через схему удвоения Д1-У31, Д5-У31, С7-У31, С8-У31. Напряжение питания модулятора ЭЛТ снимается с другой вторичной обмотки трансформатора также через схему умножения Д2-У31, ДЗ-У31, Д4-У31, СЗ-У31, С4-У31, С5-У31. Для уменьшения влияния преобразователя на источники питания применен эмиттерный повторитель ТЗ-У31.
Питание накала ЭЛТ производится от отдельной обмотки трансформатора Tpl. Напряжение питания первого анода ЭЛТ снимается с резистора Я10-У31 («ФОКУСИРОВКА»). Регулирование яркости луча ЭЛТ производится резистором R18-Y31 («ЯРКОСТЬ»). Оба резистора выведены на переднюю панель осциллографа. Напряжение питания второго анода ЭЛТ снимается с резистора Я19-У2 (выведен под шлиц).
Схема подсвета в осциллографе представляет собой симметричный триггер, питаемый от отдельного источника 30 В относительно источника питания катода -2000 В, и выполнена на транзисторах Т4-У31, Т6-У31. Запуск триггера осуществляется положительным импульсом, снимаемым с эмиттера транзистора Т23-УЗ схемы запуска. Исходное состояние триггера подсвета Т4-У31 открыт, Т6-У31 закрыт. Положительный перепад импульса со схемы запуска переводит триггер подсвета в другое состояние, отрицательный - возвращает в исходное состояние. В результате на коллекторе Т6-У31 формируется положительный импульс с амплитудой 17 В, по длительности равный длительности прямого хода развертки. Этот положительный импульс подается на модулятор ЭЛТ для подсвета прямого хода развертки.
Осциллограф имеет простейший калибратор амплитуды и времени, который выполнен на транзисторе Т7-УЗ и представляет собой схему усилителя в режиме ограничения. На вход схемы поступает синусоидальный сигнал с частотой питающей сети. С коллектора транзистора Т7-УЗ снимаются прямоугольные импульсы с такой же частотой и амплитудой 11,4...11,8 В, которые подаются на входной делитель КВО в положении 3 переключателя В1. При этом чувствительность осциллографа устанавливается 2 В/дел, а калибровочные импульсы должны занимать пять делений вертикальной шкалы осциллографа. Калибровка коэффициента развертки производится в положении 2 переключателя В2 и положении «mS» переключателя В1-5.
Напряжения источников 100 В и 200 В не стабилизированы и снимаются со вторичной обмотки силового трансформатора Tpl через схему удвоения ДС2-УЗ, С26-УЗ, С27-УЗ. Напряжения источников +12 В и -12 В стабилизированы и получаются из стабилизированного источника 24 В. Стабилизатор на 24 В выполнен на транзисторах Т14-УЗ, Т16-УЗ, Т17-УЗ. Напряжение на вход стабилизатора снимается со вторичной обмотки трансформатора Tpl через диодный мост ДС1-УЗ. Подстройка стабилизованного напряжения 24 В производится резистором Я37-У3, выведенным под шлиц. Для получения источников +12 В и -12 В в схему включен эмиттерный повторитель Т10-УЗ, база которого питается от резистора R24-y3, которым осуществляется подстройка источника +12 В.
При проведении ремонта и последующей настройке осциллографа прежде всего необходимо проверить режимы активных элементов по постоянному току на соответствие их значениям, приведенным в табл. 1. В случае, если проверяемый параметр не укладывается в допустимые границы, нужно проверить исправность соответствующего активного элемента, а при его исправности - и элементы «обвязки» в данном каскаде. При замене активного элемента на аналогичный может потребоваться подстройка режима работы каскада (при наличии соответствующего подстроечного элемента), но в большинстве случаев этого делать не приходиться, т.к. каскады охвачены отрицательной обратной связью, и поэтому разброс параметров активных элементов не сказывается на нормальной работе прибора.
В случае появления неисправностей, связанных с работой электронно-лучевой трубки (плохая фокусировка, недостаточная яркость луча и т.п.), необходимо проверить соответствие напряжений на выводах ЭЛТ значениям, приведенным в табл. 2. Если измеренные величины не соответствуют табличным, нужно проверить исправность узлов, ответственных за выработку этих напряжений (источник высокого напряжения, выходные каналы КВО и КТО и т.д.). Если же подводимые к ЭЛТ напряжения укладываются в пределы допустимого, значит проблема в самой трубке, и ее нужно заменить.
Таблица 2. РЕЖИМЫ ЭЛТ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
Примечания:
1. Проверка режимов, приведенных в табл. 2 (кроме контактов 1 и 14), производится относительно корпуса прибора.
2. Проверка режимов на контактах 1 и 14 ЭЛТ производится относительно потенциала катода (-2000 В).
3. Режимы работы могут отличаться от указанных в табл. 1 и 2 на ±20%.
Развитие этой группы приборов на новой полупроводниковой и микроэлектронной базе проходило в направлении расширения полосы пропускания при высокой чувствительности, а также повышения эксплуатационных характеристик (масса, габариты, потребляемая мощность). Одновременно для этих приборов, регистрирующих сигналы в реальном масштабе времени, были разработаны новые с большим экраном, внутренней шкалой и высокой фотографической скоростью записи.
Разработки универсальных осциллографов проводились в двух лабораториях – А.И.Федоренчика и В.М.Левина.
Первым прибором этой группы в 1974 году стал двухканальный С1-75 “Самшит” с полосой пропускания до 250 МГц. Это был первый в стране прибор с такой полосой пропускания.
Универсальный двухканальный C1-75. 1974 г.
Основными разработчиками осциллографа являлись: начальник лабораторного сектора №25, главный конструктор разработки А.И.Федоренчик, ведущий инженер Г.Пуоджюнайте, ведущий конструктор М.С.Чепракова, инженеры А.Д.Семенюк и Е.Е.Максименко.
Содержал два канала с 50-омным входом, вертикальный тракт был построен на самых широкополосных по тем временам транзисторах. За основу входного аттенюатора была взята конструкция барабанного типа, разработанная в лаборатории В.Латиниса для высокочастотных генераторов импульсов. Для осциллографа была специально разработана широкополосная 13ЛО105М с рабочей частью экрана 60х100 мм.
Гражина Пуоджюнайте за работой с осциллографом С1-75.
Фото начала 1970-х годов
Был награжден золотой медалью Лейпцигской выставки-ярмарки.
Для лучшего понимания искусства транзисторной схемотехники начала 1970-х годов мы приводим электрическую схему усилителя вертикального отклонения осциллографа С1-75.
Неполным зарубежным аналогом являлся модели 475 фирмы Tektronix .
Вертикального отклонения осциллографа С1-75
Прибор серийно выпускался на Брянском заводе с 1975 года.
В 1984 году оптовая цена осциллографа С1-75 составляла 2700 рублей.
Вот данные его серийного выпуска:
в 1984 г. – 4724 штук, 1985 г. – 4500 штук, 1986 г. – 4000 штук, 1987 г. – 3206 штук, 1988 г. – 2589 штук, 1989 г. – 2739 штук, 1990 г.
– 1550 штук, в 1991 г. – снят с производства.
Олег Михайлович Чепилко.
Фото 1970-х годов
Маргарита Степановна Чепракова.
Фото 1970-х годов
В 1977 году был разработан двухканальный портативный : С1-92 (“Сотня”) с полосой пропускания 0-100 МГц на с размером экрана 100х120 мм. Главный конструктор разработки, начальник лабораторного сектора №21 А.В.Михалев, ведущий инженер В.П.Редькин; А.А.Плаксий, И.Лантрат, развертку разрабатывал А.Г.Берлин.
Несмотря на высокие характеристики, по ряду технических причин С1-92 в серийном производстве на Вильнюсском заводе выпускался ограниченное время, до 1987 года.
В 1984 году оптовая цена осциллографа С1-92 составляла 3000 рублей.
Данные его серийного выпуска:
в 1984 г. – 2209 штук, 1985 г. – 2243 штуки, 1986 г. – 2422 штуки, в 1987 г. – снят с производства.
Универсальный C1-92. 1977 г.
Александр Григорьевич Берлин. Фото начала 1980-х годов
А.Ф. Денисов, Я.М. Россоский, Люди. Годы. Осциллографы, Вильнюс 2012
