ДЕМОНСТРАЦІЙНИЙ Осцилограф

Б. Кравець

Наведений на рис. 1 демонстраційний осцилограф дозволяє наочно вивчати принципи осцилографування, при цьому є можливість демонструвати дію окремих функціональних вузлів приладу.

Осцилограф складається з електронно-променевої трубки, високовольтного випрямляча, підсилювача вертикального відхилення променя і генератора горизонтальної розгортки. Для демонстрації властивостей електронних пучків, наприклад при впливі магнітного або електростатичного полів, трубку зручно помістити в екран, який виготовлений з магнітна стали МОЗ. Його розміри допускають розміщення електронно-променевої трубки 13ЛО37І, що застосовується в шкільному осцилографі. Середня частина екрана має утримувач, за допомогою якого екран разом з трубкою укріплений на штативі. Трубка надійно утримується кільцем, Навінчіваемая на екран з лицьової сторони. Другу частину екрану надягають на трубку і з'єднують з першою частиною так, щоб прорізи в лапках тримачах-збіглися зі штифтами замку. Штатив дозволяє вільно орієнтувати трубку в різних напрямках і встановлювати її на необхідну висоту.

Принципова схема демонстраційного осцилографа наведена на рис. 2. Підсилювач вертикального відхилення променя посилює досліджуваний сигнал до величини, що відповідає необхідному відхиленню електронного променя по вертикалі. Необхідність додаткового посилення досліджуваного сигналу продиктована низькою чутливістю електронно-променевої трубки 13ЛО37І: при напрузі на першому і третьому анодах, що дорівнює 1,5 кВ, чутливість її вертикально відхиляючих пластин становить 0,5 мм / В. Коефіцієнт підсилення підсилювача складає 200, що дає можливість досліджувати сигнали з амплітудою 0,1 В і вище.

Підсилювач вертикального відхилення променя – трехкаскадний. Перший каскад (ліва половина лампи Л1) зібраний за схемою катодного повторювача і дозволяє одержати високу вхідний опір приладу. На вході каскаду включений частотно-компенсований дільник напруги R1R2C1C2. Перемикачем В1 можна змінювати напругу сигналу на вході осцилографа за курсом 1: 1 або 1: 20. Конденсатор СЗ виключає вплив постійної складової досліджуваного сигналу на вхід підсилювача. Навантаженням катодного повторювача служать резистори R5 і R6, з яких напруга подається через розділові конденсатори С5 і С6 на регулятор посилення R9.

На правому (за схемою) тріода лампи Л1 зібраний широкосмуговий підсилювач напруги. Його навантаженням є резистор R8. На низьких частотах ланцюжок R7C4

створює додатковий підйом посилення, компенсуючи вплив розділових конденсаторів.

Посилена напруга через конденсатор С7 подається на парафазний підсилювач, зібраний на лампі Л2. Він дозволяє отримати на виході два напруги, рівні по амплітуді і протилежні по фазі. Ці напруги подаються на пластини електронно-променевої трубки. Резистор R14 служить для вирівнювання напружень по амплітуді, R12 і R13 – складають навантаження парафазного підсилювача. В якості навантаження можна також включити (Перемикачем ВЗ) вихідний трансформатор ТР2, що забезпечує режим широкосмугового посилення напруги низької частоти.

Використовуючи роз'єм ШЗ, можна подавати досліджуване напруга безпосередньо на пластини електроннопроменевої трубки, відключивши підсилювач перемикачем В4. Це дозволяє демонструвати такі параметри підсилювача, як коефіцієнт посилення і смугу пропускаються частот.

Харчується підсилювач від випрямляча, зібраного на трансформаторі Tp1 і діодах Д1 – Д4.

Генератор горизонтальної розгортки містить власне генератор розгортки і парафазний підсилювач. Власне генератор виконаний на Тиратрони ЛЗ. Він виробляє Пікоподібне напруга: при включенні приладу один з конденсаторів С19 – С22 починає заряджатися від випрямляча (Д5 – Д8) через резистори R21 і R22. Коли напруга на конденсаторі досягає напруги запалювання тиратронні, в ньому відбувається іонізація газу, провідність різко збільшується, і конденсатор починає розряджатися через Тиратрони. Далі процес заряду і розряду повторюється. Під час заряду напруга на конденсаторі змінюється майже лінійно.

Посилена парафазним підсилювачем (на лампі Л4) Пікоподібне напруга подається на пластини горизонтального відхилення променя електронно-променевої трубки. При цьому напруга, відповідне заряду, викликає переміщення променя в прямому напрямку (зліва направо), а напруга, відповідне розряду, – в протилежному. Зворотний хід променя гаситься подачею на модулятор трубки частини пилоподібного напруги в негативній полярності.

Передбачена можливість демонстрації ходу та гасіння зворотного ходу променя за допомогою перемикача В7. Ємність конденсаторів обрана такою, щоб отримати частоту розгортки 2 Гц і показати процес розгортки як повільне переміщення променя в прямому напрямку і швидке – у зворотному. Передбачено плавну зміну частоти розгортки в межах піддіапазонів 2-20, 20-200, 200-2000 Гц змінним резистором R22.

Введено можливість демонстрації дії внутрішньої і зовнішньої синхронізації (перемикачем В12). Вихідна напруга підводиться до гнізда Ш6, що дає можливість використовувати прилад в окремих демонстраціях, наприклад як звуковий генератор.

Харчується генератор від випрямляча, зібраного на трансформаторі ТРЗ і діодах Д5 – Д8.

Високовольтний випрямляч призначений для живлення електродів електронно-променевої трубки постійною напругою. Він виконаний на діодах Д9 – Д11 за схемою потроєння напруги. Випрямляч навантажений на дільник, що складається з резисторів R38 – R49, з якого необхідні напруги подаються на електроди трубки. У випрямлячі передбачена можливість показати зв'язок знака напруги на відхиляючих пластинах з напругою відхилення променя шляхом підключення вольтметра ІП1 з нулем у середині шкали.

Функціональні блоки осцилографа мають однакові розміри 250 X 130 X 160 мм. Шасі й корпус кожного блоку виготовлені з алюмінієвого сплаву АМЦА-М товщиною 2 мм, а передня панель – з дюралюмінію, також товщиною 2 мм.

У осцилографі використані постійні конденсатори К50-3, КСВ-5, МБМ, КБГМ на 1000 В (С28-С30), постійні резистори МЛТ і ВС, змінні резистори СП-1. Трансформатор ТР2 виконаний на магнітопроводі Ш16 X 24. Обмотка I містить 3600 витків дроту ПЕВ-1 0,1 з відведенням від середини, обмотка II – 78 витків дроту ПЕВ-1 0,64. Може бути використаний вихідний трансформатор від радіоли "Естонія" або магнітофона "Дніпро".

Силові трансформатори Tp1 і ТРЗ ідентичні, їх магнітопроводи – Ш22 X 34. Обмотки I містять по 1300 витків дроту ПЕВ-1 0,25, обмотки II-по 1340

витків дроту ПЕВ-1 0,15, обмотки III – по 42 витка проводу ПЕВ-1 0,51. Можна застосувати будь-які готові силові трансформатори потужністю 50-60 Вт від лампового радіо 3-4 класу. Дроселі ДР1 і Др2 виконані на магнітопровода Ш12 X 20 і мають по 1200 витків дроту ПЕВ-1 0,16 кожен. У силовому трансформаторі Тр4 високовольтного випрямляча використаний магнітопровода Ш32 X 33. Обмотка I містить 945 витків дроту ПЕВ-1 0,31, обмотка II – 2360 витків дроту ПЕВ-1 0,11, обмотка III – 30 витків дроту ПЕВ-1 0,93.

Резистори R35, R36, R44 і R48 змонтовані на гетінаксовой планки, яку кріплять до передньої панелі випрямляча гвинтами.

Випрямлена напруга підведена до гнізд, змонтованим на задній стороні шасі. Сюди ж виведені гнізда підключення контрольного вольтметра.

Вузли осцилографа з'єднуються гнучким кабелем. В якості роз'ємів застосовані панельки і цоколі октальних ламп. Лампові панельки змонтовані на задній стінці шасі. Там же розміщені запобіжники, перемикачі ВЗ, В4, В7, В8, роз'єми ШЗ, Ш9.

Налагодження осцилографа починають з перевірки роботи високовольтного випрямляча. Перед включенням в мережу слід переконатися у відсутності коротких замикань у ланцюгах роз'єму Ш11. Вимірюють випрямлена напруга на дільнику випрямляча. Переконуються в його відповідність вказаним на принциповій схемі.

Підключивши до випрямляча електронно-променеву трубку, перевіряють дію регуляторів яскравості, фокусування і зміщення променя у вертикальному та горизонтальному напрямках.

Налагодження підсилювача вертикального відхилення променя починають з перевірки режимів роботи ламп по постійному струму, потім на вхід підсилювача подають сигнал від звукового генератора напругою 4-7 В. Перемикач B1 ставлять в положення 1:1, резистор R9 – в положення максимального посилення і ламповим вольтметром вимірюють амплітуду напруги спочатку на аноді другого тріода лампи Л1, потім на анодах лампи Л2 парафазного підсилювача. Регулюванням резистора R14 добиваються рівності амплітуд вихідних напруг. Підключивши підсилювач до трубки, переконуються в наявності вертикального відхилення променя.

Налагодження генератора горизонтальної розгортки променя починають з перевірки режиму роботи лампи Л4. При цьому власне генератор повинен бути вимкнений перекладом перемикача розгортки В6 в праве крайнє (За схемою) становище. На роз'єм Ш6 подають сигнал напругою 10-12 В і налаштовують парафазний підсилювач так само, як при налагодженні підсилювача вертикального відхилення. Резистор R28 повинен бути в положенні максимального посилення. Вирівнюють амплітуди напружень регулюванням резистора R30.

Перевіряють роботу власне генератора. Для цього переводять перемикач В6 в одне з перших чотирьох положень. Напруга на кожному плечі парафазного підсилювача складає приблизно 70-80 В. Форму напруги розгортки можна простежити допоміжним осцилографом.

Якщо тепер підключити генератор к. електронно-променевої трубки і подати на неї харчування, то можна спостерігати на екрані трубки процес утворення горизонтальної лінії розгортки променя (перемикач В8 повинен бути замкнутий).

Дія напруги синхронізації перевіряють під час використання підсилювачі вертикального відхилення і поданому на його вхід напрузі сигналу.

Включенням перемикача В7 переконуються в гасінні зворотного ходу променя. При налагодженні, можливо, виникне необхідність поміняти полярність гасящій напруги.

Відчуваючи осцилограф в цілому, виконують всі можливі демонстрації: дія електростатичного та магнітного полів, вплив сталевого екрану, дія регуляторів яскравості, фокусування і відхилення променя, отримання осцілограм і т. д.