Осцилографічний пробник

Осцилографічний пробник призначений для спостереження і дослідження електричних процесів у широкому діапазоні частот.

Технічні дані

Смуга пропускання

1 Гц-3 МГц

Нерівномірність частотної характеристики

не більше 3 дБ

Чутливість каналу вертикального відхилення

0,1 мм / мВ

Амплітуда досліджуваних сигналів

від 20 мВ до 100 В

Вхідні параметри:

опір

150 кОм

ємність

50 пФ

Розгортка

що чекають і періодична

Діапазон розгортки

від 20 Гц до 200 кГц

Нелінійність розгортається напруги

не більше 1,5-2%

Синхронізація

внутрішня і зовнішня

Полярність

+ І –

Споживана потужність

не більше 5 Вт

Основні вузли приладу і електричні зв'язки між ними показані на функціональній схемі (рис. 1).

Підсилювач вертикального відхилення (рис. 2) являє собою балансний підсилювач, зібраний на мікросхемі 1ММ6. Досліджуваний сигнал подається на вхід підсилювача через компенсований дільник напруги (Вхідний аттенюатор), що складається з резисторів R1-R3 і конденсаторів С2, СЗ. Аттенюатор з'єднується з вхідним гніздом через конденсатор С1 або безпосередньо (за допомогою перемикача В1).

Перший каскад підсилювача (транзистор Т1) зібраний за схемою емітерний повторювача для забезпечення великого вхідного опору і малої ємності. Перший каскад другого плеча (транзистор Т2) – також емітерний повторювач; змінний резистор R10, за допомогою якого

можна змінювати потенціал на базі транзистора, служить для переміщення по вертикалі зображення на екрані трубки. Застосовуючи змінний резистор R7, в ланцюзі бази транзистора Т1 здійснюють балансування підсилювача вертикального відхилення (установка "0").

Каскад попереднього підсилення на транзисторах ТЗ і Т4, зібраний по інверсної схемою з емітерний зв'язком, перетворює несиметричний вхідний сигнал в симетричний. Змінний резистор R15 призначений для регулювання посилення при налагодженні і калібрування підсилювача.

Вихідний каскад виконаний на транзисторах Т5 і Т6. З його навантажень посилений досліджуваний сигнал подається на вертикально-відхиляючі пластини трубки і на блок синхронізації (через резистор R26). Корекція частотної характеристики в області середніх і вищих частот здійснюється за допомогою зворотного зв'язку по струму; елементами зворотного зв'язку є резистори R23, R24 і конденсатори С4, С5.

Схема блоку синхронізації і генератора розгортки наведена на рис. 3.

Сигнал синхронізації, яким може бути досліджуваний сигнал або сигнал зовнішнього джерела синхронізації (вибір здійснюється перемикачем В2), подається на каскад підсилювача-обмежувача (транзистор T7). Рівень сигналу встановлюється резистором R30. Діоди Д2-Д5 служать для звуження динамічного діапазону і оберігають транзистор від перевантажень.

З колекторної навантаження (резистор R33) сформований сигнал надходить на вхід диференціального підсилювача (транзистори Т8 і Т9). Залежно від полярності вхідного сигналу імпульс синхронізації може зніматися з колектора транзистора або Т8, або Т9 (за допомогою перемикача ВЗ).

Генератор розгортки зібраний на транзисторах Т10-Т15 за схемою мультівібратор-інтегратора. Генератор виробляє пилкоподібні імпульси високої лінійності і майже постійної амплітуди в широкому діапазоні частот. Працює він у такий спосіб. У початковому стані транзистор Т10 відкритий напругою, що знімається з дільника R39R40, а транзистор Т11 закрито напругою, створюваним емітерний струмом Т10, що протікає по резистори R42. Конденсатори С10-З20 – зарядні, вибір конденсатора, а отже, і частоти розгортки здійснюється перемикачем В4. Заряд відбувається через резистори R44-R46 і стабілізуючий транзистор Т13 від джерела струму. Коли напруга на зарядному конденсаторі перевищить за абсолютною величиною напруга на емітер транзистора Т11, останній відкривається, потенціал на базі транзистора Т10 зменшується, і цей транзистор закривається. Розряд конденсатора відбувається через діод Д6 і резистор R42. Коли він розрядиться, транзистор Т11 закриється, а транзистор Т10 відкриється, при цьому закривається і діод Д6. Далі весь процес (цикл) роботи мультівібратор повторюється.

Змінним резистором R45 установлюють режим запуску мультівібратор – автоколебательний або режиму. Плавне регулювання частоти розгортки здійснюється резистором R49. Змінний резистор R55 служить для регулювання вихідної напруги генератора. З нього сигнал подається на підсилювач горизонтального відхилення, схема якого аналогічна схемі підсилювача вертикального відхилення (див. рис. 2).

Транзистор Т12 включений до колекторних ланцюг Т10. Тому коли відкритий транзистор Т10 (прямий хід променя), відкритий і транзистор Т12, і, навпаки, при зворотному ході променя обидва транзистора закриті. Негативний nepenaд напруги, що утворюється на резисторі R51, через конденсатор С8 надходить на катод трубкіізатіраетее на час зворотного ходу променя. Імпульс підсвітки променя при прямому його ході знімається з колектора Т14 і надходить на модулятор трубки (залежно від стану транзистора Т13 змінюється потенціал колектора Т14, і тим самим регулюється яскравість світіння, так як транзистор Т14 включений в ланцюг модулятора). Регулювання яскравості здійснюється резистором R58.

На рис. 4 показаний зовнішній вигляд приладу з боку плати підсилювачів (кожух знятий).

Двоканальний комутатор до осцилограф дозволяє спостерігати на екрані звичайного осцилографа одночасно два процеси. Може бути використаний як з транзисторним, так і з ламповим осцилографом.

Технічні дані

Смуга пропускання

від 10 Гц до 3 МГц

Максимальна частота перемикання

500 кГц

Амплітуда запускаючих імпульсів

від 3,5 до 9 В

Полярність запускаючих імпульсів

позитивна

Мінімальна тривалість запускаючих імпульсів

не менше 0,1 мкс

Принципова схема комутатора показана на рис. 5.

Досліджувані сигнали через входи I і II надходять відповідно на підсилювачі Т1 і Т2 із загальною колекторної навантаженням R4. Підсилювачі по черзі закриваються керуючими імпульсами, завдяки чому на виході з'являються то один, то інший досліджувані сигнали.

Генератор запускаючих імпульсів представляє собою мультівібратор на транзисторах T7 і Т8. Власна його частота дорівнює 400 Гц, визначається вона номіналами времязадающіх елементів. Можна вибрати і більше високу частоту перемикань, наприклад в 10-20 разів вище за частоту досліджуваного сигналу. У цьому випадку зображення досліджуваного сигналу на екрані – осцілограм – буде складатися з окремих коротких рисок.

З мультівібратор (з колектора T7) сигнал надходить на каскад, зібраний на транзисторах Т5 і Т6, службовець для формування імпульсів з крутими фронтами.

Сигнали, керуючі підсилювачем, виробляються тригером на транзисторах ТЗ і Т4, які переводяться з одного стану в інший сигналами, які надходять з формувача (Т5 і Т6). З резисторів R10 і R17, які є навантаженнями транзисторів ТЗ і Т4, на емітери транзисторів Т1 і Т2 подається послідовність імпульсів, що знаходяться в протифазі (що визначається станом транзисторів тригера). Ці імпульси по черзі відкривають і закривають транзистори підсилювача Т1 і Т2. Відкритий транзистор шунтується відповідний вхід, і на виході комутатора сигнал з цього входу не з'являється.

Переключення тригерів, а отже, управління комутатором може здійснюватися також від стороннього джерела імпульсів, наприклад від генератора розгортки осцилографа. Переключення входу формувача з мультівібратор на зовнішнє джерело імпульсів здійснюється перемикачем В1.

Блок живлення вимірювальних приладів призначений для живлення вимірювальних приладів та інших пристроїв, виконаних на транзисторах та інтегральних мікросхемах, стабілізованою напругою наступних значень:

У блоці є калібратор амплітуди, що дозволяє знімати з виходу блоку змінну напругу прямокутної форми амплітудою від 20 мВ до 20 В. Блок живлення розрахований на роботу від мережі змінного струму напругою 220 В або джерела постійного струму напругою 12 В.

Принципова схема показана на рис. 6 і 7. При харчуванні блоку від мережі змінна напруга подається на трансформатор ТР2. До вторинної, обмотці підключений двухполуперіодний випрямляч на діодах Д1, Д2 з конденсатором фільтра С1.

Перетворювач виконаний за схемою двотактної релаксаційного автогенератора на транзисторах T1 і Т2. Частота генератора приблизно 5 кГц, форма імпульсів близька до прямокутної. При харчуванні блоку від джерела постійного струму напруга -12 В подається безпосередньо на вхід перетворювача. Діод ДЗ служить для захисту транзисторів Т1 і Т2 від пробою при неправильному включенні джерела живлення.

Зі вторинних обмоток трансформатора Tp1 знімаються стабілізовані напруги, які випрямляються і фільтруються. З обмотки III знімається змінна напруга, яке використовується для харчування, наприклад нитки напруження електронно-променевої трубки осцилографа.

+6,3 В

при струмі навантаження

0,5 А

-6.3 У

Те ж

0,5 А

+10 У

0,1 А

-10 У

0,5 А

+40 У

0,1 А

-40 У

0,1 А

+80 У

0,1 А

-80 У

0,2 А

+125 У

0,1 А

-400 У

0,01 А

+1000 У

0,001 А

6,3 В

(Частотою 5 кГц) "

0,3 А

Випрямлячі +6,3 і -6,3 В, +10 і -10 В, +40 і -40 В, +80 і -80 В, + 125 У виконані за двухполуперіодним схемами; згладжування випрямленої напруги здійснюється RC фільтрами. Випрямляч -400 У зібраний за схемою подвоєння напруги, а випрямляч +1000 В – за схемою почетвереній напруги (див. рис. 25).

З одного з висновків обмотки IV трансформатора Tp1 змінну напругу прямокутної форми і амплітудою 80 В через ланцюг R8C22 подається на підсилювач-формувач на транзисторі T1. З дільника, що складається з резисторів R10-R20, можуть бути зняті напруги 20, 50, 100, 200 і 500 мВ і 1, 2, 5, 10 і 20 В, які використовуються для калібрування осцилографа і при настройці інших приладів.

Регулюючий каскад стабілізатора (див. рис. 6) зібраний на транзисторі ТЗ, схема порівняння виконана на транзисторах Т5 і Т6, транзистор Т4 є підсилювачем сигналу неузгодженості. Схема порівняння диференціальна, що дозволило отримати гарну компенсацію температурного дрейфу струму бази транзисторів. Джерело опорного напруги виконаний на стабілітрон Д6 і резистори R14. Включення його в ланцюг бази зменшує нестабільність через вплив коливань диференціального опору стабілітрон.

Стабілітрони Д4 і Д5 стабілізують режим транзистора Т4, з опору навантаження якого (R7) знімається посилена напруга неузгодженості і подається на регулювальний каскад (ТЗ).

Стабілізатор працює таким чином. При збільшенні напруги на виході трансформатора Tp1-яку напругу неузгодженості між джерелом опорного напруги і частиною вихідної напруги +40 В, що знімається з дільника R8-R10, посилюється і починає закривати транзистор Т5.

Збільшення потенціалу на колекторі транзистора Т5 призводить до насичення транзистора Т4. При цьому потенціал колектора Т4 і, отже, бази ТЗ стає близьким до нуля і транзистор Т3 закривається.

У результаті загальний опір навантаження генератора (Т1 і Т2) зростає і напруга зсуву, падаюче на ній, також збільшується. Це призводить до зниження потенціалу на колекторах Т1 і Т2 і деякому зростання частоти генерації.

При зменшенні напруги на виході трансформатора Tp1 процес відбувається у зворотному порядку.

На передній платі блоку живлення розміщують контрольний вольтметр ІП1, тумблер В2, клеми +10 і -10 В (ці напруги використовуються особливо часто), перемикач ВЗ калібратора і його вихідні клеми, а також сигнальні лампи Л1 (включення джерела постійного струму) і Л2 (включення блоку). Колодки для зняття інших напруг, запобіжники ПР1 і ПР2 і тумблер В1 встановлюють на задній стінці.