Осциллограф на ЭЛТ своими руками.

[SecreT UseR]

Эффект Миллера в транзисторах Q207 Q208 подавлен последующими ОБ на Q209 Q210, а резисторы R223 R225 перезаряжают емкость К-Б Q207 Q208 на пару с R232 R238 , об этом эффекте я писал выше. Для Q205 Q206 эффект Миллера подавлен последующим каскадом, так что повторители здесь излишни. Вот где миллервская емкость действительно влияет, так это на пару Q203 Q204. Что действительно понравилось в данной схем, так это очень удачное включение Q211 Q212, в ламповой технике подобный каскад зовется SRPP, позволяет совместить в себе источник тока и эмиттерный повторитель. Вызывает вопросы выбор усиления в последнем каскаде, усиление каскада с замкнутой ООС можно примерно посчитать как (R226+R227)/(R232)=80, Усиление в петле по грубым прикидкам того же порядка. Тогда в чем преимущество столь высокой схемотехники? Рискну предположить, что на высокой частоте простой каскод с нагрузкой SRPP окажется не сильно хуже.
Решил замоделировать обе схемы, каскод действительно шире по полосе чем предлагаемая структура раза в три, в то же время, искажения у него примерно в те же три раза выше, для каскода кажет искажения 0,1%. Вот только есть нюанс, каскод является источником тока, а SRPP нагрузка тоже источник тока, а два источника тока работающих друг на друга плохое сочетание, неплохо было бы ввести обратную связь, так приходим к рассматриваемой схеме, замкнутый круг.

[ВикторС]

SecreT UseR,

Спасибо за Ваши комментарии к УВО GOS-3310

Пожалуйста, поясните следующие Ваши выводы
1) "Для Q205 Q206 эффект Миллера подавлен последующим каскадом, так что повторители здесь излишни." Как Q207, включённый с ОЭ (про каскод с Q209 я помню), может нейтрализовать ёмкость Миллера, у Q205, который тоже включён с ОЭ? Если Q205 усиливает сигнал, то его базовая ёмкость умножается на коэффициент усиления формирует ту самую ёмкость Миллера, со стороны базы Q205. Если эта ёмкость, плюс ёмкость монтажа, будет хоть 20пФ, то с R220, они сформируют ФНЧ, порядка 2МГц. Q207, повлиять на этот ФНЧ, не может.
2)Не совсем понятно, как считали петлевое усиление Q207-Q209-Q211. Если действовать по логике УГО Тектроникса-221, приведённого выше, то OOC формируется резисторами R225 и R232. Их отношение около 8.

[SecreT UseR]

1)Эффект Миллера обусловлен влиянием изменения напряжения на коллекторе на ток базы через емкостное сопротивление. Очевидно, что чем больше усиление каскада, тем больше изменение напряжения, и тем сильнее влияние. Вот только усиление каскад может иметь, а изменения напряжения на коллекторе будет мало. Что и реалируется преобразователем ток-напряжение, здесь потенциал на коллекторе Q205 изменяется мало, так как нагружен на невысокое входное сопротивление последующего каскада.
2)Такой расчет не верен, вспомните схему ОСУ-10, там резистора в коллекторе V12 нет, если продолжать следовать данной логике, усиление каскада будет равно отношению R7 к бесконечности? Я ведь не просто так указал в начале, что такое построение каскада можно представить в виде ОЭ нагруженного на ОК, расчет усиления будет аналогичен.

[ВикторС]

SecreT UseR,

Спасибо за пояснения.
По первому пункту разобрался.
По второму, путкту мне непонятно противопоставление, в следующей Вашей фразе : "Вызывает вопросы выбор усиления в последнем каскаде, усиление каскада с замкнутой ООС можно примерно посчитать как (R226+R227)/(R232)=80, Усиление в петле по грубым прикидкам того же порядка."
Если R232/(R226+R227)=75 - это коэффициент усилителя (Q205 - Q211) с ООС. О каком ещё "Петлевом усилении" того же порядка, Вы говорите? Как Вы его рсчитывали? Или речь о том же - R232/(R226+R227)=75. Если Да, почему Вы их сравниваете (противопоставляете)?
Заранее благодарю.

[SecreT UseR]

Я хотел оценить эффективность работы петли обратной связи, для чего противопоставил усиление всего каскада охваченного ООС, которое если более точно посчитать будет равно R232/[(R227+h11b)||R228+h11b+R226]=68, влияние h11b превысило влияние R228, ну да ладно. И сравнил я его с усилением внутри петли, а в частности Q207 - Q211, которое можно посчитать как VR206||R235/R242=175, по факту еще ниже. Вот и получается, что эффективность такой обратной связи низка, и если попытаться применить формулу расчета усилителя с ООС то получим полное усиление примерно 50, вместо посчитанных ранее 70.

[Электрик Вася]

Здравствуйте форумчане!
Недавно попалась в руки трубка 6ло1и.
Хочу сделать на ней осциллограф.
Кароч нужно передать схему. Там стояла 7ло55и. Дайте советы, или готовые переделанные кому не лень... Ссылка на схему: https://otvet.mail.ru/answer/1887634993

[ВикторС]

Электрик Вася,

Вот в этой книге, на странице 46, есть описание простого, любительского, осциллографа на ЭЛТ 6ЛО1И :

https://files.domcxem.ru/infocenter/%D0 ... D0%B5.djvu

Если всё получится, можно собрать схему посложнее - ссылка ниже - Это вариант промышленного осциллографа Н-313, переделанного под 6ЛО1И
https://files.domcxem.ru/infocenter/%D0 ... %D0%BC.doc

[Pilot-by]

Электрик Вася, К слову, данная трубка применялась в любительских осциллографах ОМЛ 2(3)М, Найти такой, хоть с севшей или разбитой, можно вообще за копейки и восстановить. Для своего класса неплохой прибор. Это если собрать, не единственное условие.

По теме, я в своё время собирал на ней "сборную солянку", а именно Y и подсвет брал от С1-94, генератор развёртки с журнала радио за 88г-06, (синхра и правда получилась неплохой), БП классический на трансе. Мотал обмотки для накала 6.3в, для двухполярки +- 12В (с неё же кренкой получил 5в), и высокое для выходных усилителей Y, X, что то около 200В. Для анодного трубки, делал преобразователь. Давно было, подробности надо в записях смотреть.

[ВикторС]

SecreT UseR,

Спасибо за подробности расчётов усиления УВО GOS-3310
Откуда Вы берёте значение параметра h11b? В даташите я этого параметра не нашёл, в явном виде. Или он вычисляется как то косвенно, по другим параметрам. Если h11b считать входным сопротивлением, можно ли его рассчитывать как произведение суммы сопротивлений от эмиттера до шины питания, умноженного на средний, по паспорту, коэффициент передачи транзистора?

По какой формуле рассчитывается коэффициент усиления дифкаскада на транзисторах Q203 Q204? Схема на Q203 Q204 похожа пару Q205 Q206, вплоть до порядка номиналов, только к коллекторам Q203 Q204 не подключена цепь параллельной ООС, как в выходном каскаде. Интересно разобраться.
Заранее благодарю.

[SecreT UseR]

Параметр h11b есть не что иное как внутренне сопротивление эмиттера и является функцией эмиттерного тока, можно посчитать как 25/Iэ в ма. Произведение суммы сопротивлений эмиттера на коэффициент передачи тока есть входное сопротивление h11е.
Коэффициент усиления каскада Q203 Q204 без учета сопротивления предыдущего каскада будет представлять из себя отношение сопротивлений в цепи эмиттера, к сопротивлению в цепи коллектора. Пренебрегая сопротивлением R223 и приняв сопротивление h11b равным 15 омам (лень считать режим по постоянному току), получим сопротивление в эмиттере 220+2*15=250 ом. В коллекторной цепи имеем резистор R220, в параллель которому включены выходное сопротивление Q203 и входное сопротивление каскада на Q205. Первое из них можно посчитать через напряжение Эрли, а можно принять равным 20к. Входное сопротивление каскада на Q205 считаем по формуле описанной выше, пренебрегая сопротивлением R228 и приняв бету транзистора равной 100 получим 100*(2*220+2*15)=47 килоом. Тогда общее сопротивление в коллекторе будет равно 3,9||20||47=3к, отсюда усиление 3000/250=12.
Каскад на Q205 Q206 тоже можно рассмотреть в отдельности. Его эмиттерное сопротивление было посчитано выше, нужно изыскать коллекторое, а оно в своем большинстве определяется входным сопротивлением преобразователя Т-Н, которое в свою очередь, можно примерно оценить как отношение сопротивления ООС к коэффициенту усиления каскада, 33/175=190 ом, отсюда усиление будет 190/470=0,4

Добавлено after 3 hours 1 minute 9 seconds:
Опробовал сравнить поведение рассматриваемой схемы со схемой состоящей из каскода с динамической нагрузкой. Режимы схемы по возможности идентичны. Картинки полученные в симуляторе, ниже.

[O5SCP14]

ОМЛ 2(3)М

Когда надо просто посмотреть без особых критериев, школьникам на лабораторке. На 6ло1и что то вообще не впечатляют девайсы, как осцилл. Индикатор чисто какой ну норм.
Для работы что то такое использовать мазохизм. Валяется где то ОМЛ, как раз бывший студенческий

[Pilot-by]

O5SCP14, ну естественно, мелкая, без сетки... точнейших измерений не проведёшь, но что то близкое (на настроенном аппарате), вроде как и можно. В общем, для изучения базовых процессов и понимания того, надо ли оно вообще. Потом уже накопить денежку на нормальный прибор, на усмотрение.

[ВикторС]

[uquote="SecreT UseR",url="/forum/viewtopic.php?p=4649038#p4649038"]Добавлено after 3 hours 1 minute 9 seconds:
Опробовал сравнить поведение рассматриваемой схемы со схемой состоящей из каскода с динамической нагрузкой. Режимы схемы по возможности идентичны. Картинки полученные в симуляторе, ниже.[/uquote]

SecreT UseR,

Не совсем понятно, какую схему с какой Вы сравниваете и к какой из них относится каждый из графиков на скриншотах. У GOS-3110, как мы говорили, выходной каскад УВО - каскод с динамической нагрузкой.... Если так - с чем Вы его сравниваете? С Выходным каскадом ОСУ-10? Или речь о другом? Пожалуйста уточните.
Заранее благодарю.

[SecreT UseR]

Затея была оценить эффективность применения схемотехники, подобной GOS-3110, в виду того, что применение ОООС дело компромиссное, ибо с частотой глубина этой самой ОООС будет неизбежно падать, как и преимущества ее использования. Противопоставлял две схемы, по сути каскад Q205-Q211 с каскадом Q207-Q211, подавая сигнал непосредственно на базу Q207 исключив R232. Производилась частотная коррекция каскадов для получения максимальной полосы. R242 был взят равным 10к, дабы получить равный коэффициент усиления у обоих схем. В результате, как и следовало ожидать, применение каскада с ОООС снижает искажения и ограничивает полосу пропускания. С переходной характеристикой все интереснее, и если в схеме с ОООС все предсказуемо симметрично (зеленый график на осциллограмме), то с каскодом есть нюансы. Не смотря на более чем в три раза широкую полосу, достигается она только в малосигнальном режиме. И причина здесь в динамической нагрузке, которая увеличивает крутизну переднего фронта в такой степени, что скорректировав каскад до получения ровной полки переднего фронта, задний фронт получается категорический завален (зеленый график 5 Мгц), и наоборот, если скорректировать нижнюю полку, на верхней будет выброс удвоенной амплитуды. Найти промежуточное значение, имеющее удовлетворительные параметры лично мне не удалось. Вероятно по этой причине динамическую нагрузку с какодом в осциллографах широко не применяют. Несколько улучшить передний фронт каскодной схемы с резистивной нагрузкой можно превратив выходной каскад в двухтактный, включев в нагрузку каскода ОБ на PNP транзисторе, связав эмиттеры обоих ОБ конденсатором, при этом не забыв запитать коллектор транзистора с ОЭ дополнительным током, на манер того, как выполнен выходной каскад горизонтального отклонения в С1-97.

[Croma]

Кароч нужно передать схему. Там стояла 7ло55и. Дайте советы

Замени просто так с коррекцией отличий номеров выводов.
Это видно в паспортах на эти трубки.

[ВикторС]

SecreT UseR,

Спасибо за Ваши пояснения по сравнению выходного каскада УВО по каскодной схеме и каскада ИТ+ИН, с ООС, реализованной в GOS-3110. По практике применения обычных каскодных схем в широкополосных каскадах, накоплен большой положительный опыт. Их заурядно применяют в широкополосных осциллографах с высокочувствительными ЭЛТ.
Предложенная в ОСУ-10, схема выходного каскада УВО с ООС, и далее улучшенная этой схемы, добавлением каскада с ОБ, в GOS-3110 - замечательна тем, что особенно хороша для ЭЛТ с низкой чувствительностью - порядка 0,1-0,3мм/В (6ЛО1И - 5ЛО38И - ЛО274 - 8ЛО29И). Схема выходного каскада GOS-3110 использует высокоомные коллекторные резисторы касакда ОБ (R242 - 47КОм в GOS-3110), что рассеиваемую мощность каскада и расширяет рабочую полосу (снижая усиление до необходимого) за счёт применения ООС, которая, за одно, понижает выходное сопротивление каскада, увеличивая рабочую полосу ФНЧ образованного выходным сопротивлением УВО и ёмкостью вертикальных пластин, вместе с подводящими проводами.

Для применения в качестве УГО, в осциллографе с ЭЛТ низкой чувствительности, интересно рассмотреть схему УГО от радиолюбительского Н3015,



использующих ЭЛТ 6ЛО1И - наверное, самой тупой из доступных. Данный УГО является дальнейшим развитием "Экономичного видеоусилителя", предложенного Н. Хохловым в Радио №2 1983 стр27 (тот же номер, где завершение статьи про С1-94).



В УГО Н3015, дифкаскад построен по каскодной схеме, без ООС, а активная нагрузка выполнена как ЭП для положительных фронтов и как диодный коммутатор, для отрицательных (снятие заряда с пластины), так же, источник тока дифкаскада УГО, получает базовое напряжение, от делителя, подключённого к источнику напряжения 180В,питающего этот самый УГО. Это должно повысить стабильность размаха ЛНН при колебаниях сетевого напряжения. "Экономичный видеоусилитель" Хохлова, имеет полосу 5,5МГц для сигнала с размахом 90В. УГО в Н3015 разворачивает по экрану ЛНН с минимальной длительностью 40нС - достаточно хороший результат для ЭЛТ с чувствительностью 0,11мм.В. Для более быстрых ЭЛТ, есть надежда повышения скорости развёртки при снижении усиления этого УГО.

[SecreT UseR]

Схема, подобная GOS-3110 имеет лишь одно значимое преимущество-высокую линейность, от которой мало чего останется благодаря предыдущим каскадам, если небыли приняты особые меры. Полоса подобных схем ниже, чем у просто каскодных. Уменьшение рассеиваемой тепловой мощности не велико, ибо ток выходного каскада задается динамической нагрузкой, при этом резистор в коллекторе ОБ завышать не стоит, от него также зависит полоса частот каскада. Исходя из этого, для низко чувствительных трубок такая схема не то чтобы выгодна. Если так сравнить, линейность у малой трубки незаметна будет, сложность схемы выше, требуется специфичные компоненты и настройка (тройка конденсаторов по 1пф чего стоит, а от этого номинала все радикально зависит), рассеиваемая мощность соизмерима, полоса не лучше, если даже не хуже. С другой стороны, если время и место позволяет, то почему бы и нет.Лучшее применение подобной схемотехники будет в трубках с широким экраном и узким лучом по типу С1-96, и построив по похожей топологии не только выходной УВО, но и УГО и малосигнальную часть УВО, можно получить осциллограф отменной линейности и умеренной полосой.
В схеме Н3015, ровно как и видеоусилителе динамической нагрузки нет, зато есть эмиттерный повторитель, не следует их путать, Динамическая нагрузка питает током нижележащие каскады, ЭП так не умеет. Видеоусилитель построен лихо, однако. Одна токовая ООС чего стоит. А вот достоинства применения ЭП в схеме Н3015 не столь однозначны, что попытаюсь продемонстрировать на картинках из симулятора. Противопоставляются двсе схемы, одна в точности как на рисунке выше, другая она же, но с закороченными Б-Э VT11 VT16. Для обоих схем подбиралось значение С20 до получения наилучшей равномерности пилы при максимально возможной крутизне фронта при дифференциальном рассмотрении сигнала. Применение ЭП действительно позволяет улучшить крутизну фронта ( в данной симуляции с 110нс до 70нс), но при этом внося заметную нелинейность. В то же время, если посмотреть на сигналы пластин отдельно, картина удручающая (рисунок 200кГц). О том, стоит ли менять линейность на скорость решать вам, но как по мне, затея не очень.

[ВикторС]

SecreT UseR,

Похоже, что схема УВО, применённая в GOS-3110, GOS-935, GOS-310, NRI-2500, J-2459 'это лебединая песня УВО для ЭЛТ с низкой чувствительностью.
Все эти осциллографы содержат простейший генератор развёртки автоколебательного типа или на основе ждущего мультивибратора (как в С1-94), при этом, УВО в них с более затейливый.


Как говорил Винни Пух : "Этот ЖЖЖЖ не с проста". Можно попробовать повторить в двух вариантах сборки, на одной и той же плате - и как каскод и как SRPP с ООС. Каскод можно использовать для ЭЛТ с экраном до 5см по диагонали, а схему GOS-3110 - для более крупных ЭЛТ - 7ЛО55И, ЛО-247, 8ЛО29И. От этого каскада мы будем ожидать высокое и управляемое усиление, низкое выходное сопротивление, экономичность, превосходящую каскоди достаточно широкую полосу (целевые 20МГц - отличный результат для ЛО-247).
Для того, чтобы каскад Q205-Q211, работал с хорошим источником сигнала, предпоследний каскад УВО можно собрать по схеме такового от С1-71 (100МГц) и его младшего брата - двухаканального GOS-620. Оба каскада имеют одинаковую архитектуру - каскод на паре NPN+PNP, нагруженный каскадом ОЭ NPN, с параллельной ООС. Каскад не требует эмиттерного повторителя по входу и имеет низкое выходное сопротивление, что хорошо согласуется с транзистором Q205, Q206, с которых начинается выходной каскад GOS-3110. При желании сделать двухканальный осциллограф, коммутацию каналов можно выполнять с выхода ТТЛ логики.

Второй каскад УГО от GOS-620 (в С1-71 (100МГц) - такой же, без диодного коммутатора)


Как многократно отмечалось ранее, коммутация поддиапазонов усиления вертикального канала, с шагом 1-2-5 за счёт изменения усиления входного каскада УВО (так в С1-94 итп) - не лучшее решение для прибора, претендующего на широкополосность на всех поддиапазонах усиления. Лучший ваниант - низкоимпедансный делитель, как в С1-118. Он хорошо согласуется со вторым каскадом УВО, по схеме С1-71.
Применение ЭЛТ с низкой чуствительнстью и желание получить широкую полосу усиления, требует установки трёх усилительных каскадов, с усилением 10-12, в каждом. (Для примера, ЭЛТ ЛО-247 разворачивает синусоиду на весь экран, по вертикали, при размахе напряжения на пластине (относительно общего провода) - 125В, при напряжении питания УВО 190В.)
В большинстве бюджетных осциллографов, первый каскад - преобразователь импеданса. В С1-94 и GOS-31100 - это один полевой транзистор. В С1-118 - два полевых и два биполярных транзистора, и коэффициент усиления у них, вместе взятых, около 0,98. Хотелось бы увеличить. Раз в десять, при сохранении высокого входного и низкого выходного сопротивления.
Ранее я докладывал об успешном испытании входного усилительного каскада на пяти транзисторах, годного для работы на низкоимпедансный делитель, с которым я его и тестировал. Установленный коэффициент усиления - 10. Фронты импульсов симметричны, полоса более 30МГц, иглы положительной и отрицательной полярности отрабатываются одинаково хорошо.


Вот три каскада УВО для осциллографа с развёрткой по мотивам ОСУ-10 (запуск и авто режим) и С1-118 - источник тока для ЛНН с минимальной длительнстью 100нС и отличной термостабильностью.
Уго, как обсуждалось, можно сделать по схеме Н3015 или по классической, каскодной, в пределах одной трассировки печатной платы - в зависимости от того, какой УГО покажет лучшие результаты с имеющейся ЭЛТ.

[SecreT UseR]

Не могли бы численно показать превосходство каскада с ОООС против каскода? Кстати низкое выходное сопротивление каскада с ОООС совсем не стоит записывать в достоинства, при работе на емкостную нагрузку (коей отклоняющие пластины и являются), управление все равно происходит током, который с выходным сопротивлением имеет мало общего, зато восстает вопрос с согласованием, благо на таких частотах еще не сильно заметно, но тем не менее, самому усилителю такое соседство приводит к выбросу в конце рабочей характеристики, который приходится компенсировать. И еще, как было отмечено ранее, для такого выходного каскада совершенно не обязательно применение предшествующего каскада с низким выходным сопротивлением.
Проверить работу различных схем на одной плате затея здравая, тем более, что для отката для каскода, достаточно из схемы с ОООС выпаять пяток компонентов и изменить пару номиналов, никаких альтернативных разводок плат не требуется.
Немного покритикую схему входного усилителя. Выбросы на фронтах обусловлены неверной коррекцией усилителя внутри петли обратной связи, а точнее ее отсутствия в явном виде, в неявном эту задачу выполнят паразитные параметры. Именно поэтому, кп303 с его низкой крутизной, дает малое усиление в петле, что благотворно влияет на устойчивость, но в то же время ограничивает полосу из-за банальной нехватки усиления. Делитель С2-С3, нагружая выход усилителя еще более усугубляет устойчивость каскада.
Что я бы рекомендовал опробовать:
1)Ввести в эмиттер Т3 резистор номинала порядка 20 ом, реализовав небольшую местную ОС, которая мало того, что стабилизирует усиление, так еще и минимизирует тепловую модуляцию, о которой не стоит забывать в несимметричых схемах.
2)Вероятно, для расширения полосы, будет полезно данный резистор зашунтировать конденсаторов в десяток-другой пикофарад.
3)Реализовать миллеровскую коррекцию каскада, переключив левый по схеме вывод С3 на базу Т3.
4)Для корректной работы такой схемы, необходимо неизменное сопротивление R4, причем не сильно малое, менее 750 ом опускаться, пожалуй, не стоит. Соответсвенно подстройку схемы по постоянному току производить изменением сопротивление R5.

[Евгений Штерн]

[uquote="SecreT UseR",url="/forum/viewtopic.php?p=4651615#p4651615"]Делитель С2-С3, нагружая выход усилителя еще более усугубляет устойчивость каскада.
Что я бы рекомендовал опробовать:
1)Ввести в эмиттер Т3 резистор номинала порядка 20 ом, реализовав небольшую местную ОС, которая мало того, что стабилизирует усиление, так еще и минимизирует тепловую модуляцию, о которой не стоит забывать в несимметричых схемах.
2)Вероятно, для расширения полосы, будет полезно данный резистор зашунтировать конденсаторов в десяток-другой пикофарад.
3)Реализовать миллеровскую коррекцию каскада, переключив левый по схеме вывод С3 на базу Т3.
4)Для корректной работы такой схемы, необходимо неизменное сопротивление R4, причем не сильно малое, менее 750 ом опускаться, пожалуй, не стоит. Соответсвенно подстройку схемы по постоянному току производить изменением сопротивление R5.[/uquote]

О какой схеме конкретно идет речь, какой схеме соответствует нумерация компонентов?