Щуп-осцилограф

При ремонті і налагодженні апаратури де-небудь далеко від добре оснащеної лабораторії, незамінними помічниками радіоаматора стають "брати менші" вимірювальних приладів – всілякі пробники, індикатори та Щупи. Напевно, в арсеналі будь-якого фахівця знайдеться хоча б одне, а то й кілька подібних пристроїв. Але ось похвалитися наявністю малогабаритного осцилографа може далеко не кожен. Що з'явилися останнім часом імпортні осцилографи на РКІ за своєю ціною доступні одиницям. А так хотілося б мати малогабаритний прилад, що дозволяє візуально контролювати сигнал і хоча б приблизно визначати його форму, частоту і амплітуду!

В результаті численних експериментів на світ з'явився малогабаритний осцилографічний щуп. До його "плюсів" варто віднести малогабаритність, автономне живлення, мале енергоспоживання, зручну форму, яка дозволяє, не відриваючи погляду від пробника, виробляти регулювання та ремонт апаратури. На жаль, через що застосовуються мікросхем, що не відрізняються високою швидкодією, щуп вийшов низькочастотним, але йому можна знайти масу застосувань. Наприклад, щуп пройшов випробування при ремонті та налаштування телевізорів, годинників, магнітофонів та інших аналогових і цифрових пристроїв. Як і справжній осцилограф, щуп дозволяє візуально контролювати вхідний сигнал і приблизно визначати його параметри, а також служить індикатором фазного проводу мережі. Схема щупа наведена на мал.1.

Натисни на малюнок для збільшення
Рис.1. Принципова схема щупа

Його основою є світлодіодна матриця АЛС340, яка містить 35 світлодіодів – 7 рядів по 5 колонок.

Генератор тактових імпульсів (розгортки по горизонталі) зібраний на елементах DD1.1 … DD1.3. Перемикачем SA1 вибирають необхідну частотний діапазон, а резистором R3 синхронізують сигнал. З генератора імпульси надходять на лічильник-дешифратор DD2, виходи якого керують роботою транзисторних ключів. Ключі по черзі перебирають ряди матриці, за рахунок чого формується розгортка по горизонталі. Хоча роздільна здатність матриці й невелика, вона все ж таки здатна відобразити синусоїду, прямокутні імпульси, пилу і інші періодичні сигнали. Особливо ефективно і "легкості читання" виглядає сигнал, що знаходиться біля порога синхронізації. Тоді він переміщається в одну зі сторін, що в багатьох випадках переважніше повної зупинки.

Пристрій вертикального відхилення променя складається з конденсатора С1, перемикача SA2, що дозволяє контролювати постійне або змінну напругу, резистивного дільника R1-R4-R5, перемикача SA3, що вибирає необхідну діапазон вхідного сигналу, чотирьох компараторів мікросхеми DA1 і елементів збігу DD1.4, DD3. Діоди VD1, VD2 захищають входи компараторів від перевантажень. Резистори R6 … R11 встановлюють порогові напруги на компаратора, з одного боку, а з іншого – створюють "віртуальну землю", необхідну для нормальної роботи мікросхеми DA1.

Коли вхідний сигнал відсутній, всі компаратори вимкнені, і тому в пристрої збігу активним є елемент DD1.4. У цьому випадку випромінюють світлодіоди середньої колонки, утворюючи нульову лінію розгортки. При появі вхідного сигналу позитивної полярності по черзі спрацьовують компаратори DA1.1, DA1.2, а негативного – DA1.3, DA1.4. Логіка пристрої збігу обрана такою, щоб у разі спрацювання всіх компараторів горіли тільки крайні світлодіоди. Це дозволило досягти на екрані зображення з ланцюжка світяться точок, об'єктивно що передають інформацію про форму досліджуваного сигналу. Резистори R12 … R16 – струмообмежувальні для світлодіодної матриці. Зменшуючи їх опір, можна підвищити яскравість, але це спричинить за собою збільшення енергоспоживання щупа. Елементи VT8, VT9, VD3 утворюють стабілізатор напруги.

В авторському варіанті щуп зібраний в корпусі від "знаковою логічного індикатора", що випускався раніше нашою промисловістю. Його вигляд зображено на рис.2. У ньому замість "рідного" індикатора АЛС324 встановлена матриця АЛС340. Монтаж деталей – змішаний (друкарсько-навісний), що зумовлено його великою щільністю. Компоновка і розміри щупа в основному визначаються використовуваними перемикачами і змінними резисторами. В якості корпусу можна використовувати будь-яку пластикову коробочку, наприклад, футляр від зубної щітки, авторучки, пенал. Світлодіодна матриця установлюється в нижній частині корпусу поблизу металевої голки-щупа, туди ж виводяться органи регулювання. Монтаж виконаний тонким дротом МГТФ.

Натисни на малюнок для збільшення
Рис.2. Схема монтажу

Джерело живлення – батарейка 6F22 або "Крона". Як SA3 і SA4 використані мікроперемикачі ПД9-2, SA1 спільно з SA2 – блок перемикачів від імпортного мережевого адаптера. Змінні резистори R3, R5 – регулятори гучності плеєра. Ці елементи можуть бути й іншими, головне, щоб вони були малогабаритними. Замість АЛС340 можна встановити АЛ306А, Б, Ж, І. Стабілітрон VD3 – в скляному корпусі. Конденсатор С1 – К73-9, С2 … С7 – керамічні, малогабаритні. Всі мікросхеми серії К561 замінюються на К176. Замість К561ІЕ8 можна застосувати К561ІЕ9 (з урахуванням відмінностей у цокольовка). Счетверенний ОУ К1401УД2 можна замінити на два здвоєних К157УД2, встановивши їх один на одного.

Щуп, зібраний зі свідомо справних деталей, починає працювати відразу. Можливо, доведеться підібрати величину R2 – для невеликого перекриття сусідніх діапазонів, і R8, R11-для рівномірного спрацьовування компараторів позитивного і негативного сигналів. Робота зі щупом практично нічим не відрізняється від роботи з звичайним осцилографом.

Джерела

Горошків Б.І. Елементи радіоелектронних пристроїв. – МРБ, N1125.

Гутников BC Інтегральна електроніка у вимірювальних пристроях.

Пароль Н.В., Кайдалов С.А. Знакосінтезірующіе індикатори та їх застосування. – МРБ, N1122.

Шило В.Л. Популярні мікросхеми КМОП: Довідник.

В. СОРОЧКИ
м.Лисичанськ