Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

Valentin Gvozdev

В общем, бланкиратор почти готов. Пока схема выглядит вот так:

Но это ненадолго. Скоро будет нормальная плата.

Вот чего удалось добиться в плане быстродействия. Итак, самая быстра развертка, частота повторения почти 5 Мгц. 10 Вольт/деление:

Амплитуда ровно 40 Вольт, что в общем-то достаточно для полного бланкирования луча. Передний фронт затянут (что неудивительно) и имет длительность в районе 30 нс. Тем не менее, площадка ровная и по длительности вполне позволяет лучу пробежать полный экран (50 нс). А, учитывая что небольшие отколения напряженяи на бланкирующих пластиная от потенциала второго анода несильно сказываются на картинке, то и гораздо больше. Можно несколько поднять верхний уровень и сделать бланкирование более надежным, взяв вместо VD1, VD2 стабилитроны с меньшим напряжением стабилизации, но тогда передний фронт еще больше затягивается.

А вот развертка 0.02 мкс/дел.

Тут все почти что идеально.

Ради интереса - сигналы на выходе ГР и узла бланкирования одновременно. Самая быстрая развертка. Фото сденано в процессе настройки - сейчас все несколько лучше.

Увы, быстродействие не дается даром. Узел получился довольно прожорливым и оттого "горячим". В качестве VD6 пришлось ставить мощный стабилитрон, ибо КС182 на этом месте уже не катит из-за рассеиваемой мощности. Тем не менее, картика на экране вполне хорошая, на 5 нс/дел, конечноно, начальный участок осцилограммы, конечно, пропадает, но може быть, это и к лучшему - все равно там были нелиненйости и прочие артефакты.

Схема = во вложении

Реклама

ВикторС

Валентин,

По Вашей схеме гашения, у меня есть пара вопросов / предложений.
Какое выходное сопротивление источника сигнала для дифкаскада на Q1 Q2?
Если отключить выходной каскад гашения - нравится ли вам форма и амплитуда сигнала на коллекторе повторителя Q3?

Посмотрите на схему гашения осциллографа ОСУ-10 - почти Ваша. Но есть два нюанса.
Конденсатор С226 - накапливает энергию, когда транзистор закрыт. Это позволило увеличить сопротивление коллекторных резисторов и уменьшить ток потребления.
Резистор обратной связи R226 - расширяет полосу каскада, снижая усиление, и снижает выходное сопротивление каскада, что опять позволяет увеличить коллекторное сопротивление R229
В Вашей схеме, нижний вывод резистора R226, можно подключиь к базе повторителя Q3 - там сопротивление повыше чем на базе Q4 (по Вашей схеме). Обратите внимание. В ОСУ-10, сигнал ООС включён между базой V229 и резистором R225 - 2КОм. Это сделано для того, чтобы сигнал обратной связи не шунтировался низкоомным источником сигнала. В вашем случае - аналог R225 - это резистор R16 в коллекторе Q2-2.

В итоге - можно добавить конденсатор 0,1 - 0,01 мкф с коллектора Q1 на землю и резистор 20 - 100КОм с эмиттера Q1 на базу Q3? увеличив сопротивление резистора К8 в 10 - 100 раз.
Цепочку R14C10C11 можно убрать, а резистор обратной связи (R226) зашунтировать подстроечником малой ёмкости 1 - 10пФ или около того, для предотвращения звона.
Ещё один приём, на удачу - сделать вольтодобавку, как в УМЗЧ - Сделать R15 - переменным резистором, и с его движка, на эмиттер Q1 (по Вашей схеме), поставить конденсатор100 - 200пФ. Покрутить переменник R15 и посмотреть что будет.

И ещё один вариант схемы гашения - на замену каскада Q1,Q4 - схема питания катода в телевизорах 3УСЦТ. Ссылка в расчётом ниже. Обратите внимание - выходной транзистор и диод, работают как косой повторитель - катод заряжается через верхний транзистор, а разряжается, быстро, когда диод диод и нижний транзистор открыты.
По ссылке - сразу смотрите раздел 2 - там расчёт деталей выходного каскада и предшествующего эмиттерного повторителя.
И ещё нюанс - в 3УСЦТ - резистор в коллекторе верхнего (выходного) транзистра, включённого ОК (эмиттерный повторитель) предназначен только для защиты (ограничения тока) транзистора при КЗ катода кинескопа. В нашем случае, его можно не стаить совсем или уменьшить в 10 раз.

http://mini-soft.ru/document/ustroystvo ... televizora

Так же, почитайте статью Хохлова (эксперт по телевизорам) "Экономичный Видеоусилитель" в Pадио№2 1983 стр 27-28. Обратите внимание, что эмиттерный резистор 100К выходного транзистора каскада (ОК), который в вышеприведённом расчёте и в схеме УГО Н-3015 сидит на земле, в схеме Хохлова, использован в цепи обратной связи, для линеаризации каскада.

P#2-1983
http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... 83-02.djvu

Н-3015 с достойными внимания УГО и УВО (в сравнениями с другими советскими осциллографами для радиолюбителей)
http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... _instr.pdf

Реклама

Valentin Gvozdev

Виктор, спасибо за советы. Чуть позже поподробнее вникну в них и вечером, вероятно что-то попробую воплотить, пока макет еще не распаян.

Но позволю себе немного возразить насчет конденсатора C226. Я пробовал его ставить, результат резко отрицательный (подробности не помню, но то, что ничего хорошего не было, это однозначно). В общем-то это и понятно. Ведь устанавливая его, мы очень сильно усложняем работу схемы в момент спада напряжения на выходе (отрицательный фронт). Так в этот момент этот конденсатор нужно разрядить через открытый транзистор на массу. А с учетом емкости и напряжения этот процесс вряд ли может быть сильно быстрым.

Собственно видно, что отрицательный фронт у нас короткий, а положительный затянутый. И это в целом тоже понятно. Емкость нагрузки и паразитные емкости схемы разряжаются через открытые транзисторы весьма быстро. А вот зарядиться они могут только через коллекторный резистор, величина которого не может быть слишком малой. Ограничитель напряжения в виже цепочки VD1, VD2, VD3 и R10 срезает верхушку импульса, делая вершину плоской и удаляя наиболее затянутую (верхнюю) часть фронта. Причем если увеличит напряжение стабилизации стабилитронов Vd1 и vd2, то хорошо заметно, как амплитуда на выходе падает, зато передний фронт сокращается.

К сожалению, мы не можем этим увлекаться, ибо все-таки надо сохранить размах выходного сигнала минимум в 40 Вольт. Собственно поэтому и возникла идея подсоединить эмиттер Q4 не на землю, как было изначально, а на ~ -7V, формируемое стабилитроном VD6. Это позволило отыграть лишние 5-6 Вольт размаха на выходе с сохранением более-менее короткого переднего фронта.

А вообще тут, конечно, просится что-то двухтактное. Чтобы передний и задний фронты формировали разные транзисторы разной структуры. Собственно, такое и стоит в С1-166/157. Но не стоит забывать, что даже в 157-ом самая быстрая развертка - всего 20 нс/дел. А у меня 5. Да и чисто умозрительно понятно, что для формирования коротких фронтов в цепях коллекторов и эмитnеров такого двухтакного каскада не должно быть больших резисторов. А как в таком случае уберечься от возможной ситуации пусть кратковременного открытия обоих транзисторов и протекания большого сквозного тока?

Добавлено after 11 minutes 1 second:
Забыл написать. Источник сигнала для этой схемы - это выход 500ЛМ105, нагруженный на внешний резистор 1K. Сигнал на выходе ЭП на Q3 я смотрел (правда, это было в самом начале, когда сам ЭП, как и дифкаскад перед ним питались от +5V, а нет от двуполярного источника, но не думаю, что это критично). Так вот - при оптимальной подборе эммитерного резистора R6 он был отличным. Прекрасный четкий меандр амплитудой 3.5-4 V без ощутимого завала фронтов.

ВикторС

Валентин,

Спасибо за ваши пояснения.
В части двухтактного формирования импульса гашения, посмотрите пожалуйста на нижеследующую схему (не помню - из какого она осциллографа.) Обратите внимание - диод VD4 предотвращает насыщение транзистора и обеспечивает быстрое его закрывание через вольтодобавку на конденсаторе С4, а конденсатор С7 способствует быстрому заряду бланкирующих пластин, когда VT5 открыт.

Реклама

tofik71

Викторс писал,конденсатор С7 способствует быстрому заряду бланкирующих пластин,но на схеме их почему то я не нашел,хотя пишут,что труба с бланкирующими пластинами.Не видно их и паспорте на трубу.Вот и возник вопрос .

https://img.radiokot.ru/files/124228/2mktgej7o6.gif

https://img.radiokot.ru/files/124228/2mktg3anko.gif

Реклама

ВикторС

Я пишу про бланкирующие пластины, в переносе на проект Валентина, где ЭЛТ 8ЛО6И.

Реклама

0leg-ch

ВикторС,
[uquote="ВикторС",url="/forum/viewtopic.php?p=4094580#p4094580"]В части двухтактного формирования импульса гашения, посмотрите пожалуйста на нижеследующую схему (не помню - из какого она осциллографа.)[/uquote]
С1-137. И у меня есть сомнения, что это истинный двухтактный усилитель. VT5 здесь в первую очередь -- источник тока для VT6.

ВикторС

Можем мы VT5 назвать динамической нагрузкой, управляемой в противофазе, к VT6?
Положительный импульс закрывает VT5 и открывает VT6, при этом, VT6 остаётся в активном режиме всегда. Похоже, по описанию, на двухтактный выходной каскад ОЭ в классе B.

tofik71

ВикторС писал,Я пишу про бланкирующие пластины, в переносе на проект Валентина, где ЭЛТ 8ЛО6И.

Вопрос стоял по приведенной вами схеме,а не о проекте Валентина. Где на приведенной схеме блакирующие пластины о заряде которых вы пишите.
.

SecreT UseR

А что если применить подобную схему(см. вложение). По сути она из себя представляет токовый ключ, ток которого задается резистором в эмиттерах, и токовое зеркало, назначение которого направление этого тока в положительной полуволне перевернуть. Данная схема (разумеется не в таком структурном виде) была мной разработана с целью получения токовых импульсов в 10ма и 100кгц, но макет показал что запаса по частоте еще очень много.

ВикторС

[uquote="SecreT UseR",url="/forum/viewtopic.php?p=4095016#p4095016"]А что если применить подобную схему(см. вложение). По сути она из себя представляет токовый ключ, ток которого задается резистором в эмиттерах, и токовое зеркало, назначение которого направление этого тока в положительной полуволне перевернуть. Данная схема (разумеется не в таком структурном виде) была мной разработана с целью получения токовых импульсов в 10ма и 100кгц, но макет показал что запаса по частоте еще очень много.[/uquote]

Приведённая схема токового ключа может быть перспективной и для гашения (управления ЭЛТ), с точки зрения её быстродействия. Я тестил подобную схему в узле формирования импульсов синхронизации, в чуть более упрощённом варианте - Первый транзистор - включён как ОК, коллектор на плюс питания, а второй транзистор - ОБ, с коллекторным резистором и дросселем 10мкГн, последовательно. Этот каскад свободен от эффекта Миллера и обладает высоким быстродействием. Я тестил на +/- 12В. Думаю, что при высоковольтном питании, все положительные эффекты сохранятся. Надо пробовать. Мне только не совсем понятно, как повлияет неодинаковость транзисторов PNP токового зеркала yf работу схемы - в чём будет проявляться перекос при нагреве.

Добавлено after 4 minutes 19 seconds:
[uquote="tofik71",url="/forum/viewtopic.php?p=4094940#p4094940"]Вопрос стоял по приведенной вами схеме,а не о проекте Валентина. Где на приведенной схеме блакирующие пластины о заряде которых вы пишите.
.[/uquote]

Ещё раз говорю - меня не интересует ЭЛТ на схеме. Меня интересует схема, подающая импульсы высокой амплитуды, с крутыми фронтами, на нагрузку малой ёмкости. Схема на Т1Т2Т5Т6 представляется подходящей. Что было её нагрузкой, по замыслу разработчиков - не важно.

Valentin Gvozdev

Вчера смоделировал и смакетировал схему от с1-137( ту, которую выложил Виктор). В симуляторе все сразу заработало, фронты крутые, артефактов нет. Что уже очень хороший признак. В натуре после небольшой возни удалось воспроизвести то, что рисовал симулятор. На выходе симпатичный прямоугольник с почти симметричными фронтами амплитудой в 50 вольт, ничего не зависит от скважности, все красиво. На макстмалных частотах транзисторы ощутимо греются и имеют тенденцию к тепловому саморазгону. Когда из за падения усиления уменьшается амплитуда на выходе, режим работы каскада становится ближе клинейному и ток еще больше нарастает. Но с установкой кт913 в нижнее плечо этот эффект вроде пропал.

Но увы, все оказалось не так хорошо. Подключив все это к элт, я увидел, что на быстрых развертках почти половина прямого хода успешно гасится. Вдобавок четко видна значительная часть обратного хода.. Оказалось, что этот псевдодвухтактный каскад дпет задержку сигнала в 20-30 нс. Причем симиетрично на обоих фронтах. Соответственно цикл бланкирования смещен по времени. Причем это, похоже, трудноизлечимо. Я подбирал режимы, менял транзисторы - пока все без толку. Кстати, симулятор тоже по оказывает эту задержку, причем близко к реальности.

Вот такая ситуевина. Так что не исключено, что придется вернуться к однотакту. По крайней мере там гашение ох почти мгновенное.

Добавлено after 5 minutes 44 seconds:

Вот картинка того, что получилось. Сверху - управляющий сигнал с ГР, 500мв/дел. Снизу - сигнал на выходе, 20В/дел.

ВикторС

Вот это поворот... может ёмкости PN-переходов образуют ФНЧ? В любом случае - бороться с этим смысла нет - приведёт только к услажнению каскада.
Валентин, попробуйте, хоть просимулировать, схему токового ключа Сикрет Юзера. Известные авторы Хоровиц и Хилл приводят её (ОК-ОБ), как пример каскада, годного для работы на высоких частотах.

SecreT UseR

ВикторС, о неодинаковости транзисторов можно не беспокоиться, у нас все же не источник тока, как в моей схеме, когда идентичность полуволн подстраивалась в макете резисторами в цепях эмиттеров зеркала, а в конечной схеме должна быть отдельная система подстройки баланса резистивной оптопарой, но у нас другой случай. Нас интересуют в общем случаи фронты сигнала, а не полка, поэтому если ток будет различаться на десяток и даже другой процентов это картины не изменит, тем более нагрузка у нас почти емкостная, да еще и ключ работает фактический в чистом классе В. Предположим средний ток на выходе формирователя мал (работа на емкостную нагрузку), правые по схеме транзисторы почти холодные, праве по схеме транзисторы пропускают полный ток задающего резистора, отчего оба разогреваются, рассмотрим что станет с токовым ключом, выросла температура-упало диф. сопротивление, теперь напряжение на базе транзистора повторителя меньше, следовательно и ток через него меньше, в итоге имеем, что передний фронт становится более затянут, чем на холодную. Вопрос на сколько это критично, рискну предположить что не очень.

ВикторС

SecreT UseR, спасбо за пояснения.

Valentin Gvozdev

Виктор, сегодня постараюсь просимулировать. А так схема от с1-137 имхо просто отличная для тех частот, на которых работает развертка с1--137 (напомню, там самая быстрая скорость всего 0.2 мкс/дел). В таком режиме транщисторы вообще не греются, потребляемая мощность мизерная, а фронты весьма крутые. Но увы, похоже для раззвертки быстрее в сорок раз она уже не подходиь

SecreT UseR

Вечером приложу боевую схему, там были свои нюансы, такие как частотная коррекция и уровни управления, при слишком большом сигнале на входе схема работала не корректно, пришлось ставить на вход делитель и уменьшать сигнал до уровня меньше вольта.

ВикторС

Формирователь СИ, на каскаде ОК-ОБ даёт сигнал ТТЛ на выходе, при входном сигнале ок 100мВ.

Добавлено after 11 minutes 49 seconds:
Валентин,

Посмотрите, как сделана схема гашения, в осциллографе GOS-6200? с полосой 200МГц - это на странице 37, в мануале, по ссылке.
Схема не намного сложнее рассмотренных ранее - 4 транзистора. Питание 110В.

http://files.domcxem.ru/infocenter/%D0% ... 200MHz.pdf

0leg-ch

ВикторС,
[uquote="ВикторС",url="/forum/viewtopic.php?p=4094900#p4094900"]Можем мы VT5 назвать динамической нагрузкой, управляемой в противофазе, к VT6?[/uquote]
Наверное. Вот схема и мнение инженеров Tektronix по этому поводу:

Я для своего осцилла выбрал схему бланкирования от С1-118 (потому что он был под руками, и можно было его блок подключить к 8ЛО6И и проверить в работе). И у этой схемы есть тот же недостаток с задержкой фронтов, про который говорил Валентин.

Valentin Gvozdev,

А так схема от с1-137 имхо просто отличная для тех частот, на которых работает развертка с1--137 (напомню, там самая быстрая скорость всего 0.2 мкс/дел)

Видимо, с ускорением схемы бланкирования не заморачивались из-за наличия в С1-137 линии задержки.

Valentin Gvozdev

Видимо, с ускорением схемы бланкирования не заморачивались из-за наличия в С1-137 линии задержки.

ИМХО линия задержки тут почти не при чем. Просто на самой быстрой развертке в 0.2 мкс/дел 30 наносекунд задержки никакой рояли не играют. Это меньше пятой доли от деления на шкале. Обратный ход в С1-137 с оригинальными номиналами в схеме небыстрый и сравнимый со скоростью самой быстрой развертки. Так что из-за этой задержки максимум, что будет - это закорючка в миллиметр-полтора к конце осциллограммы. На которую можно и нужно забить.

Другое дело, если у нас развертка в 5 нс/дел, а обратный ход еще в раза два быстрее.