Каскади вузлів широкосмугового осцилографа

А. Саволюк, м. Київ

Пропонується схема простого широкосмугового осцилографа з вихідними каскадами, побудованими на мікросхемах.

У більшості вітчизняних промислових і аматорських осцилографів вихідний каскад підсилювача горизонтального відхилення виконаний за схемою з загальним емітером. Для отримання необхідного розмаху і лінійності вихідного пилоподібного напруги на швидких розгортка напруга живлення каскаду вибирають в межах 150 … 250 В, а колекторний струм вихідних транзисторів задається близько 20 .. .50 МА. Це призводить до підвищенню розсіюваною потужності вихідними транзисторами, що в свою чергу позначається на економічності, теплових показниках і габаритах приладу в цілому.

Можна використовувати економічний режим харчування вихідних каскадів, однак при цьому знижується смуга частот осцилографа до 1 … 2 МГц. Одна з таких схем показана на рис. 1.

Тут для отримання протівофазних напруг на електродах горизонтального відхилення (трубка 6ЛО1І) використано два інвертора на транзисторах VT1 і VT2. Для поліпшення лінійності в області високих частот в емітерний ланцюга транзисторів можна включити ланцюжки, що складаються з паралельно включеного резистора 10 кОм і конденсатора 200 пФ. Підсилювач каналу вертикального відхилення для таких осцилографів може бути побудований на операційних підсилювачах К544УД2А. Для розширення смуги частот висновки 1 і 8 мікросхем не з'єднуються. Напруга живлення мікросхем можна підвищити до ± 20 В, однак при цьому їх потрібно встановити на тепловідвід (можна приклеїти). При коефіцієнті посилення 5 можна отримати смугу частот до 2 … 3 МГц. При використанні двох мікросхем (інвертується і неінвертуючий підсилювачі) можна отримати розмах вихідної напруги до ± 40 В, чого цілком достатньо, наприклад, для живлення трубки 6ЛО1І.

Для підвищення робочої смуги частот при невеликому колекторному струмі необхідно використовувати вихідний каскад каскадної схеми ОЕ-ПРО. володіє високим стійким посиленням і широкою смугою пропускання за рахунок малої прохідної і вихідний ємності. Особливістю цього каскаду є включення не одного, як звичайно, транзистора по схемі з ПРО, а двох (VT2 і VT3) різної структури. Оскільки на емітер кожного з транзисторів VT2 і VT3 подається посилений вхідний сигнал з колектора VT1 (для VT2 зв'язок з ним безпосередня, а для VT3 – через конденсатор С1), то кожен транзистор, крім посилення, виконує ще і роль динамічного навантаження для іншого. Введення негативної зворотного зв'язку через резистор R2 дозволяє отримати високу лінійність пилоподібного напруги на розгортці аж до 50 нс / справ при струмі через вихідні транзистори всього 5 … 6 мА. Вихідні каскади, подібні описаному і представленому на рис. 2, зараз випускаються в мікросхемном виконанні (TDA9535, LM2406 і ін).

На рис. 3 представлена схема каскадів широкосмугового осцилографа (до 5 … 7 МГц) з використанням таких мікросхем.

Генератор розгортки DA1 побудований на МОП таймері серії 7555. Для одержання гарної лінійності пилоподібного напруги заряд конденсатора відбувається через джерело струму на транзисторі VT1. На транзисторі VT2 зібраний широкосмуговий повторювач, з виходу якого сигнал надходить на інвертор (DA4) і на вхід вихідного підсилювача горизонтальної розгортки. Амплітуда імпульсів розгортки регулюється резистором R1. Режим синхронізації (ручний, автоматичний, зовнішній) задається перемикачем S1. S3 – діапазонний перемикач розгортки. Резистором R4 (бажано використовувати дротяний) здійснюється плавна регулювання частоти розгортки всередині вибраного діапазону. На виведення 3 мікросхеми DA1 формуються імпульси гасіння зворотного ходу променя. Смуга частот генератора розгортки до 1,5 … 2 МГц. Широкосмуговий підсилювач каналу вертикального відхилення побудований на мікросхемах DA5 … DA7 і мікросхемі DA2. Посилення попереднього каскаду на транзисторах – до 10 при смузі частот до 5 … 7 МГц. Посилення вихідного каскаду на DA2 – 20, так що загальний коефіцієнт посилення – 200. Конденсатор С23, включений паралельно резистори R23 на вході операційного підсилювача DA5, забезпечує додаткову корекцію в області високих частот. За допомогою резистора R7 встановлюється напругу +3,5 В на неінвертуючий вхід операційних підсилювачів. Це необхідно для узгодження виходів операційних підсилювачів DA6, DA7 з входами вихідного підсилювача вертикального відхилення DA3. Виходи 1 і 2. 3 і 4 підключаються до пластин горизонтального і вертикального відхилення відповідно. Резистором R22 регулюється зміщення променя по вертикалі. Діоди VD5, VD6 і резистор R20 – захисні, від перенапруги по входу. S2 – вхідний перемикач постійного або змінного сигналу. Як DD1 можна використовувати 561ІЕ10 (піднявши напругу її харчування до 15 В), проте за паспортними даними вона має граничну частоту 4 МГц. Мікросхеми DA2, DA3 необхідно встановити на радіатор з розсіюванням 7 … 10 Вт (ізоляційні прокладки ставити не потрібно). Конденсатори СЗ, С19 і

СЗЗ – високовольтні. Можна використовувати широкосмугові операційні підсилювачі – ОРА2658, ОРА2356, ОРА650 та ін Наприклад, підсилювач ОРА650 має граничну частоту 650 МГц: при коефіцієнті посилення 15 можна реалізувати смугу частот до 40 МГц (вихідний каскад на DA3 дозволяє працювати в цьому діапазоні).

Радіоаматор – 5-6/2004, с. 80-81