GElectronic 500 Mhz homemade oscilloscope. CRT D13-450GH.

[gsabac]

Constructia pas cu pas a unui osciloscop CRT de 500 MHz ?ncep?nd cu 17 martie 2015

 

Step by step construction of a 500 MHz oscilloscope CRT, starting with March 17, 2015

 

Istoric ?i metamorfoza pasiunii.

 

Am avut 3 tuburi de osciloscop performante, toate cu ecran de uMetal original, pe care am dorit s? le dau unor persoane dornice s? repare sau s? construiasc? un osciloscop. Am pus anun? pe olx ?i radioamator la pre?ul de 25 lei bucata, mai mult d?ruire dec?t v?nzare. Dup? 7 luni un profesor de fizic? din Pite?ti a cump?rat 2 buca?i, total 50 de lei ?i a mai primit cadou din partea mea un comutator de intrare IEMI cu 12 pozi?ii ?i un comutator pentru baza de timp ( 3 sectiuni cu 24 pozi?ii cu contacte aurite), ?mpreun? cu componentele necesare contactelor la pinii tuburilor CRT. Tuburile sunt perfect func?ionale ?i au fost scoase de mine din osciloscoape bune. Profesorul dorea s? antreneze elevi pasiona?i, din clasele de fizic?, ca s? realizeze un osciloscop didactic.

 

Am r?mas cu un tub D13-450GH (liniar la 250 MHz, 3V/cm-Y ?i 10V/cm-X) pe care nu l-a dorit nimeni.

L-am am scos de la v?nzare ?i ?n c?teva zile s-a declan?at mirajul ?i pasiunea. S? ?l fac s? lumineze pentru ?nceput ?i s?-i m?sor performan?ele statice de deflexie!

 

Tubul catodic D13-450GH

 

 

 

 

Deoarece acest tip de aparat nu se poate construi dec?t ca monolit, am conceput un plan simplu de proiectare ?i montaj a modulelor electrice ?i mecanice, care s? duc? la succes.

 

Schema de comand? a tubului catodic

 

 

 

 

Am construit un ?asiu cu panou frontal adaptat tubului CRT ?i am montat circuitele de comad? ?i de alimentare.

 

 

Potentiometrii sunt izola?i la 3000V pe circuit, iar butoanele au ax de material plastic izolator

Am construit un ?asiu simplu cu panoul frontal, pe care am montat masca tubului, mufele si butoanele

 

 

 

 

 

Inscrip?ionarea am f?cut-o cu tu? Rotring de ap? ?i ?abloane, apoi am l?cuit cu spray auto, lac transparent.

 

Urmeaz?:

Convertor pentru tensiuni joase ?i -1600V;

Stabilizatori;

Convertor de +15KV;

Rotatia trasei (spotului);

Iluminarea scalei;

etc.

 

La Mul?i Ani de Sfintele S?rb?tori !

 

 

 

 

[gsabac]

Tips and Tricks:

Dup? ce ai realizat un oscilosccop homemade, consta?i cu luciditate ca nu prea ai ce face cu el, al?ii au osciloscoape cump?rate mult mai bune ?i altii folosesc simularea circuitelor complexe cu nenumarate canale de vizualizare, analogice sau numerice. Trebuie neaparat s? faci unul mult mai performant.

 

Convertor pentru tensiuni joase ?i -1600V;

 

Totul se alimenteaz? dintr-o surs? de 12V. Se genereaz? tensiuni prestabilizate, care sunt folosite prin intermediul unor stabilizatori de tensiune la alimentarea modulelor osciloscopului.

 

Din +/-17V se ob?in =/-12V iar din +/-10V se stabilizeaz? +/-5V. Din +/-160V se stabilizeaz? +/- 110V necesari baleajului H.

 

 

 

 

Circuitul a fost realizat pe 2 sec?iuni, de joas? si ?nalt? tensiune ?n a?a fel inc?t lungimea conexiunilor spre tubul CRT s? fie minime.

 

 

 

 

Tips and Tricks:

 Aten?ie la neaten?ie! Totul pi?c? al naibii de tare. 1600V se descarca ?n m?na ta sau aparate de masura ?i de la 5mm.

Conexiunile tubului se acoper? cu varnish de Teflon. Am folosit pini de conectori nu soclu.

 

 

Urmeaz?:

Stabilizatori de joasa tensiune;

Convertor de +15KV;

Rotatia trasei (spotului);

Iluminarea scalei;

Primele probe ?i m?suratori;

etc.

[gsabac]

Stabilizatorii de tensiune, realiza?i cu circuite integrate  sunt proteja?i la scurtcircuit prin construc?ie iar cei proiecta?i de mine au la ie?ire un limitator de current care asigur? protec?ia. Modulele stabilizatoare sunt fixate pe radiatoare sau profile de aluminiu. Supracre?terea de temperratur? nu dep??e?te 30 de grade.

 

 

Tips and Tricks:

Realitatea universului nostru este aceea care determin? limitele ?n orice domeniu!

Un electronist ?i un programator faceau o curs? cu dou? super ma?ini cuantice, super informatizate ?i la un moment dat computerul de bord ?i atentioneaz? sa trec? pe manual. Ajung ei in rai, ?ntrebandu-se nedumeri?i cum au ajuns acolo. ?ngerul de serviciu vine ?i le spune: nu a-?i v?zut pe ecrane curbele virtuale ale spa?iului ?i de aceea a-?i c?zut sinuos ?ntr-o gaur? neagr??

 Probabil c? frecven?a cosmic? era prea mare ?i nu a ap?rut nimic pe ecran s-a g?ndit electronistul. Nu am avut suficient? viteza procesorului cuantic, e?antionarea ?i numarul de n-i?i, credea programatorul. Habar n-au ei, ?tia ?ngerul, limita  maxim? era data de drumul urmat ?i cursa a deviat de pe spatio-strad?....

 

Stabilizatori de joasa tensiune pentru modulele analogice.

 

 

Stabilizatori pentru modulele analog-numerice ?i baleaj

 

 

Tehnologia homemade, adoptat? pentru realizarea stabilizatorilor de tensiune.

Schemele stabilizatoare de tensiuni ridicate, + 110V ?i +56V sunt inedite ?i pe baza lor se pot construi stabilzatori p?n? la 1000V.

 

 

 

 

Modul cu stabilizatori gata asamblat.

 

 

 

Cu ace?ti stabilizatori monta?i ?i cablajul initial realizat, se pot face primele vizualiz?ri ?i m?sur?tori.

 

 

 

 

 

Urmeaz?:

Rotatia trasei (spotului);

Iluminarea scalei;

Primele probe ?i m?suratori;

Atenuatorii calibra?i de intrare ( relee manufacturate, microcontacte pe microstrip, comand? digital?)

etc.

[gsabac]

Convertorul de ?nalt? tensiune, 15 KV este tratat ?n postarea pe forum la adresa de mai jos.

 

http://www.tehnium-azi.ro/topic/5899-convertor-de-inalta-tensiune-16kv-pentru-osciloscop-cu-tub/

 

Rota?ia trasei se face cu ajutorul unui c?mp magnetic concentric cu axul CRT-ului ?i generat de o bobina montat? pe tub, dup? pl?cile de deflexie.

 

O rota?ie de +/- 5 grade este realizat? cu un current de comand? de +/- 25mA

 

 

Iluminarea rastrului original?, foloseste becuri cu filament. Am s? le inlocuiesc mai t?rziu, cu diode LED superluminoase.

Tranzistorul darlington BDW23B este montat pe un mic radiator.

Ansamblul este construit pe o pl?cu?? de steclotextolit ca in foto2 iar butoanele de comand? sunt scoase pe panoul frontal.

 

Ce am prezentat a fost construit p?n? ?n 25 mai 2015.

Am realizat cablajul, conexiunile de joas?, medie ?i ?nalta tensiune la tubul CRT ?i i??ncep primele probe.

Am f?cut o list? de precau?ii ?i cu modul corect de punere ?n func?iune, cu conectare treptat?.

 

Tips and Tricks:

Ca s? nu strici ceva, ?nt?i scoate totul din priz?, verific? compatibilita?ile semnalului cu aparatura, cuplez? masele apoi d? drumul la m?suratoare. Nu apropia sondele de masur? de ?nalta tensiune, la televizor sau auto, nu m?sura direct tensiunea retelei de 220V, nu face m?suratori imposibile. Nu face m?suratori de semnal mic la iesirea unui amplificator de putere care oricind poate genera supratensiuni sau autooscila. Foloseste sonde cu protectie ?i atenuare 10:1 sau 100:1. Dupa ce ai luat toate precau?iile posibile nu uita de hazard!

 

 

Urmeaz?:

Primele probe ?i m?suratori;

Atenuatorii calibra?i de intrare ( relee manufacturate, microcontacte pe microstrip, comand? digital?)

Circuitul de intrare cu tranzistor FET dublu ?i protec?ia la supratensiune cu diode speciale.

etc.

[gsabac]

Primele probe ?i m?sur?tori dup? montarea modulelor ?i efectuarea cablajului.

 

 

Planul de punere ?n func?ionare.

1-  Alimentez sistemul cu un redresor reglabil, stabilizat cu protec?ie la supracurent

2- M?sor pe r?nd toate modulele func?ionale

3- M?sor tensiunea de filament ?i o reglez la 6,3V

4- M?sor tensiunea de -1600V, apoi cuplez ansamblul de comand? al tubului CRT.

5- Cu ciuperca de ?nalt? tensiune montat? la tub, m?sor tensiunea de +15KV, cu ajutorul unei sonde de ?nalt? tensiune (30KV).

Aceasta, deoarece capacitatea electric? dintre electrozii interiori ?i metalizarea extern?, conectat? la mas?, reprezint? o parte din filtrul de ie?ire, care determina valoarea final? de +15KV. Era cu 1KV mai mare ?i am mic?orat-o cu o rezisten?? de 0,5 Ohmi, ?n serie cu alimentarea convertorului de ?T.

6- Am aplicat pe pl?cile de deflexie X, o tensiune sinusoidal? de circa 50Vvv, simetrizat?, din secundarul unui transformator de re?ea.

 

Cred c? am f?cut mai multe, dar nu mi le reamintesc. Am pornit cu o tensiune de alimentare de 12 V, consumul era de circa 3A ?i sc?dea u?or.

 

Implementing operating plan.

1- I powered the system with an adjustable rectifier, stabilized with overcurrent protection

2- I measured all the working modules

3- I measured and adjusted the filament voltage to 6,3V

4- measure -1600V voltage, then connect the command system of the CTR tube

5- with the high voltage mushroom mounted on the tube, I measured the voltage of + 15KV, using a high voltage probe (30 kV).

This is because the capacitance between the internal electrodes and external metallization connected to the table,represents a part of the output filter, which determines the final value of + 15KV. The value was bigger with 1KV and I decreased it with a 0,5 Ohm resistance in series with the charging of the IT converter.

6- I applied on the X deflection plates, a sinusoidal voltage of about 50Vvv, mirrored in the secondary of a mains transformer.

I think I did more, but I can't remember what. I started with a supply voltage of 12 V, the consumption was of about 3A and was decreasing slowly.

 

Atunci, nu am scris nimic ?n caietul cu scheme, despre momentele emo?ionante ale punerii ?n func?iune, pentru prima dat? a osciloscopului. A fost ceva impresionant, m?re?. A?teptam de 20 de secunde s? se ?nt?mple ceva ?i nimic. Filamentul tubului era de un ro?u aprins, normal. ?n acest timp am rem?surat ?n vitez?, la cald tensiunile, ?-mi tremurau m?inile s? nu gre?esc, dar totul era nesperat de bine. Deodat?, la 24 de secunde a ap?rut fulger?tor trasa luminoas?, chiar prea luminoas?. Am nimerit cu greu butonul de luminozitate ?i am redus lumina spotului. Totul func?iona cum trebuie. Am remarcat ?n vitez? c? trasa era deplasat? orizontal ?i vertical, precum ?i rotit?. Am savurat victoria rapid, apoi am oprit totul.

De acum au ?nceput cercet?rile, pentru descoperirea ?i ?nl?turarea fenomenelor nedorite, care au fost destule, pentru ?nceput. Le voi prezenta pe r?nd, cum le-am descoperit ?i cum le-am ?nl?turat.

 

 

Then, I did not write anything in the scheme journal, about the emotional moments of the first time the oscilloscope worked. It was impressive, astonishing. I waited 20 seconds for something to happen and nothing. The tube's filament was bright red, normal. During this time I remeasured the tensions. My hands were shaking because I was scared not to do something wrong, but everything was good. Suddenly, in 24 seconds, a bright light appeared, even too bright. I hardly hit brightness button and I reduced the light of the spot. Everything was working as it was supposed to. I have noticed that the line was displayed horizontally, vertically and even rotated. I enjoyed my victory then I stopped everything.

Then, I began my research for the discovery and removal of unwanted errors, which were a lot. I will present them in order, as I discovered and removed.

 

Probleme tehnice.

Technical issues.

 

1- spotul nu se focalizeaz? mai mic de 0,8mm (0,4 mm in datele tehnice)

2- spotul era modulat de ceva ce ar?ta ca o autooscila?ie intern? a tubului ?i se vedea la reglajul focaliz?rii, ?nainte ?i ?napoi.
Punctele 1 ?i 2 sunt tratate ?n sec?iunea, Convertor de ?nalta tensiune (16KV) pentru osciloscop cu tub, unde sunt ar?tate ?i modurile de rezolvare a problemelor.

 

1- the spot was not focusing on less than 0.8 mm (0.4 mm in technical data)

2- the spot was modulated by something that looked like an internal of the tube and I could see the adjustment of the focalization, back and forth.

Points 1 and 2 are included in this section, converter high voltage (16KV) oscilloscope tube, which are shown and ways of solving problems.
 

3- Care sunt frecven?ele optime ale convertorilor, ?n sarcin?.

Cu osciloscopul ?n func?iune, am reglat frecven?ele pentru convertori, pentru un consum minim.

3- What are the optimal frequencies of the converter ?

With the oscilloscope running, I tuned frequency converters, for a minimum power consumption.

.

 

4- Care este tensiunea optim? de alimentare cu conexiuni de circa 1m ?i mufa de alimentare

Am masurat o cadere de tensiune de circa 0,3V pe conexiuni, de aceea am m?rit tensiunea de alimentare la 12,3V. Pe masur? ce se adauga noi module func?ionale, consumul va cre?te, deci trebuie m?rit? tensiunea de alimentare.

4- What is the optimum voltage for charging with 1m, connections and the power jack?.

I measured a voltage of about 0.3V Connections, why we have increased the supply voltage to 12,3V. As they add new functional modules, consumption will increase, so the supply voltage must be increased.

 

5 Trasa era dezaxat? X ?i Y ?i rotit?

Trasa este desenat? pe ecran, nu am f?cut poze atunci.

5- The line was unbalanced at X and Y and rotated.

The path is drawn on the screen, not I took pictures.

 

 

 

 

 

 

Dezaxarea naturala a trasei este apreciabil?. Corec?iile se pot realiza din butoanele, Rotatie, DeplasareX ?i DeplasareY. Singura problem? este la deplasarea Y unde trebuie compensat 6mm. Aceasta presupune dezechilibrarea amplificatorului final Y cu +/- 0,5V.

 Excursia util? ?n regim dinamic la frecven?e extreme este de maximum +/- 5V, deci o pierdere de 10%, care se reflect? ?n amplitudinea insuficient? a semnalului, pentru tot ecranul.

Solu?ia este folosirea bobinelor interne de corec?ie ale tubului CRT, sau folosirea unui sistem cu magnet permanent, ca la tuburile CRT de televiziune.

 

Natural misalignment is appreciable. Corrections can be made from buttons, rotary ShiftX and ShiftY. The only problem is where to be compensated 6mm Y movement. This involves disrupting the Y +/- 0.5V final amplifier. Trip useful in dynamic frequency is maximum +/- 5V extreme, so a loss of 10%, which is reflected in a lack of signal amplitude for full screen.
The solution is to use the internal correction coils of the CRT tube, or use of a permanent magnet system as the CRT television tubes.

 

 

 

Urmeaz?:

Atenuatorii calibra?i de intrare ( relee manufacturate, microcontacte pe microstrip, comand? digital?)

Circuitul de intrare cu tranzistor FET dublu ?i protec?ia la supratensiune cu diode speciale.

etc.

Next:

Precise input attenuators (relays manufactured, microcontacts on microstrip, with digital control)

FET input transistor circuits and overvoltage protection with double special diode.

etc.

[gsabac]

Postarea poate fi de ajutor celor care studiaz?, sunt pasionati, construiesc un osciloscop, ?mbunata?esc performan?ele unui osciloscop existent, pentru schimbarea unui tub CRT cu altul sau pentru repara?ia unui osciloscop.

 

 

Am s? reiau punctele 1 ?i 2 din postarea anterioar?.

 

1- spotul nu se focalizeaz? mai mic de 0,8mm (0,4 mm ?n datele tehnice)

2- spotul era modulat de ceva, ce ar?ta ca o autooscila?ie intern? a tubului ?i se vedea la reglajul focaliz?rii, ?nainte ?i ?napoi.

1- the spot was not focusing on less than 0.8 mm (0.4 mm in technical data)

2- the spot was modulated by something that looked like an internal of the tube and I could see the adjustment of the focalization, back and forth.

Am descoperit, dup? cercet?ri intense asupra acestei probleme spinoase, c? nimic nu influen?eaz? ?n bine defocalizarea ?i modulatia spotului. Am ?mbun?t??it filtrajele, am rem?surat cu un osciloscop radia?iile parazite ale convertorilor, tensiuni de zgomot aleator sau autooscila?ii pe tensiunile de alimentare de joas? tensiune, medie tensiune ?i ?nalt? tensiune, nimic. Am ?nceput s? b?nuiesc autooscila?ii ale CRT-ului prin intermediul electrozilor interni, dar p?n? la 100 MHz, nimic.

 Ideea salvatoare a venit urm?rind pe spotul defocalizat, influen?a frecven?ei convertorilor ?i am vazut o pondere foarte mare a frecven?ei convertorului de ?nalt? tensiune, 15KV, ?n zgomotul de pe spotul defocalizat. Era clar, radia?iile electromagnetice puternice ale acestui convertor moduleaza spotul ?i ?l defocalizeaz?. ?n osciloscoape convertorul de ?T este blidat ?ntr-o cutie metalic?, la mine era liber.

Precizez folosirea unui ecran original de uMetal gros de 0,8 mm, dar radia?ia probabil intra prin gaura dinspre conexiunile CRT-ului. Am ?ncercat o ecranare cu spir? in scurtcircuit pe exterior, cu band? de cupru lat? de 2 cm, era mai bini?or. Solu?ia final? a fost ecranarea cu mai multe spire ?n scurtcircuit, izolate cu teflon ?i diametrul de 0,4mm. ?n func?ionare se ?nc?lzesc u?or. Focalizarea a revenit la valorile din datele tehnice. Am realizat apoi, c? acele modula?ii de defocalizare erau percepute de ochi ca ?b?t?i?, ?ntre undele radiate de cei 2 convertori.

 

Atenuatorii calibra?i de intrare, relee manufacturate, microcontacte pe microstrip, comand? digital?.

 

Sunt posibile 2- 3 solu?ii pentru realizarea unui atenuator calibrat care s? func?ioneze la 500MHz. Fosirea unor comutatori cu relee read (Philips, Schlumberger), comutatori mecanici sau relee manufacturate pe microstrip (Agilent, Tektronix). Impedan?a de intrare poate fi de 50 Ohmi sau 1Mohm. ?n acest ultim caz, capacitatea de intrare se poate situa in domeniul 10pF la 20pF.

 

Observa?ie: La m?surarea datelor tehnice reale, ale unui osciloscop, se utilizeaz? un generator de referin??, cu impedan?a de ie?ire de 50 Ohmi, cuplat la intrarea osciloscopului, cu o termina?ie de trecere de 50Ohmi. .

 

Pentru realizarea comutatorilor am utilizat relee homemade, contacte aurite, alese de la diver?i conectori ?i comutatori, lipite cu aliaj de cositor, pe microstrip, cu impedan?ele de conectare ?ntre sec?iuni, de 200 Ohmi. Suportul folosit este din teflon armat cu fibre de sticl?, cu grosimea de 1,5mm, material CuClad-250.

 

In foto sunt ar?tate componentele care realizeaz? contactele ?i releul manufacturat.

 

Componentele din fa??, apar mai mari, datorit? apropierii de obiectivul aparatului de fotografiat.

 

 

 

 

Ansamblul mecanic al atenuatorilor de intrare, l-am realizat din tabl? zincat?. Pe panoul frontal sunt montate componentele de comand? ?i conectorii BNC priz?, de intrare.

?n foto se observ? releele, contactele, dublul FET 2N5911 ?i dioda de protec?ie. Placu?a vertical? de circuit, este montat? direct pe comutatorul care comand? releele. Schema de principiu, pentru comanda releelor, este desenat? pe schema de principiu a atenuatorului de intrare.

 

Am construit pentru ?nceput un singur canal.

 

 

 

 

Fa?a cu piesele pare obi?nuit?, dar ea ascunde 2 stiluri de proiectare. Unul pentru circuite de joas? frecven?? , iar cel?lalt pentru comutatorii de ?nalt? frecven?? ?i amplificatorul cu FET. Circuitele de ?F, sunt realizate gen microstrip, ?n 200 Ohmi, combinate cu circuite proiectate pentru capacit??i parazite minime. Probabil, la probele reale voi fi nevoit s? pun ecrane ?ntre sec?iunile de atenuare, sau s? reproiectez unele zone.

 

Foto, fa?a cu piesele atenuatorului de intrare.

 

 

Circuitul de intrare cu tranzistor FET dublu si protec?ia la supratensiune cu diode speciale.

 

Schema de principiu real? este ?n foto de mai jos. Nimic deosebit, ?n afar? de ie?irea direct? din FET ?i calibrarea impedan?ei de ie?ire la 200 de Ohmi, la fel ca a sec?iunilor atenuatorilor de ie?ire. Sistemul atenueaz? semnalul de 2 ori (-6dB), face din 10mV/cm, 5mV/cm. Am acceptat aceasta, deoarece FET-ul dublu este profesional. Pentru compensare voi cre?te amplificarea general? de circa 2 ori, iar la nevoie, dac? sunt probleme cu temperatura sau cu frecven?a, am s? introduc 2 etaje separatoare, cu 2 repetori, PNP ?i NPN, ?n serie cu circa 200 Ohmi la ie?ire.

 

Dioda de protec?ie de picoamperi, este FSA1480(Tektronix, Fairchild) ?i poate fi aproximat?, ca parametri, cu 2 diode BAV45(Philips) conectate ?n serie. Am descoperi asta, datorit? unui site care vinde componente Tektronix, dup? codul intern ?i le spune ?i numele adev?rat ?i firma produc?toare.

 

 

Simularea ?i aprecierea performan?elor.

 

Pentru estimarea poten?ialului real de frecven??, la ?nceputul proiect?rii, am simulat ?ntreg circuitul de intrare, cu GElectronic Simulator, intercal?nd ?i componente parazite. Acestea au fost calculate cu Gelectronic Synthesis.

Schema pentru simulare este mai jos. Am introdus componente echivalente, care au modele Spice, adaptarea ?n 200 de ohmi, o sec?iune de atenuare de -6dB, un amplificator adaptor cu 2 ?i un etaj cu ie?irea ?n 50 Ohmi, care atenueaz? cu 2.

 

 

 

Modul de lucru pentru simulare.

?n Schematics am realizat schema de principiu, am ales componentele care au libr?rii Spice, apoi am comandat construc?ia fi?ierului Spice, S-au marcat nodurile ?i s-a transferat circuitul cu schem? cu tot ?n Simulator, ca ?n poza de mai jos.

 

 

Tips and Tricks:

 C?nd ceva cre?te, cu siguran?? altceva scade ?i mai mult. Nu te baza prea mult pe simulare ?i rezultatele altora, deoarece nu sunt spuse toate secretele.

 

 

Rezultatul simul?rii a confirmat poten?ialul schemei ?i componentelor utilizate, ca ?n foto.

Frecven?a maxim? dep??este 1Ghz, caracteristica este linear? p?n? la 800 MHz, iar amplificarea este in jur  de -6dB.

Bine?n?eles c? totul este teoretic, s? vedem realitatea mai t?rziu, la m?sur?tori.

 O caracteristic? de frecven?? suitoare spre 800 MHz, ar fi benefic? pentru ridicarea performan?elor de frecven?? generale ?i o curb? de frecven?? final?, cobor?toare lin.

 

 

 

Urmeaz?.

Dou? amplificatoare finale pentru devia?ie Y, 250 MHz ?i 500 MHz, construc?ie SMD, tensiuni de +/- 6V la 500MHz.

Etajul de amplificare minune de la DC la 1GHz, cu intrare ?i ie?ire diferen?ial?.

[gsabac]

Postarea poate fi de ajutor celor care studiaz?, sunt pasionati, construiesc un osciloscop, ?mbunata?esc performan?ele unui osciloscop existent, pentru schimbarea unui tub CRT cu altul sau pentru repara?ia unui osciloscop.

 

Amplificator final Y, schem?, circuit, 2 modele construite, performan?e, compara?ii.

Prezentarea o fac ?n ordinea construc?iei modulelor func?ionale.

 

Pentru ?nceput am proiectat ?i construit un amplificator final Y, cu componentele disponibile ?i asem?n?toare cu cele folosite de Philips ?ntr-un osciloscop de 250 MHz. Din documenta?ii nu am reu?it s? aflu dec?t tipul tranzistorului final, BLX67, tensiunea de alimentare 20V ?i surpriz?, tranzistorii finali sunt r?ci?i cu un radiator ceramic din oxid de beriliu izolator (60x40x4mm), pentru mic?orarea capacit??ilor parazite.

 

Schema de principiu a amplificatorului final Y de 250MHz cu BLX67

 

 

Schema este original?, cu ceva influen?e de la marile firme produc?toare de osciloscoape.

Schema con?ine 3 etaje func?ionale, fiecare cu un rol bine definit. Amplificator adaptor de intrare diferen?ial, tip cascod, NPN cu PNP, adaptor de mic? impedan?? de ie?ire, pentru atacul etajului final ?i etaj diferen?ial de putere cascod la ie?ire, NPN cu NPN, care atac? pl?cile de deflexie verticale.

 

Circuitul de prob?, este realizat cu componente conven?ionale ?i componente SMD. Spatele este complet metalizat ?i reprezint? circuitul de mas?. ?n func?ionare am constatat c? axa central? a circuitului se ?ncalze?te mai mult dec?t marginile, dar supra temperatura este acceptabil?.

 

Problemele descoperite ?n func?ionare au fost multiple ?i ?n special autooscila?ii dincolo de domeniul UHF.

Circuitul a fost modificat, s-au scos ?i s-au ad?ugat componente, s-au modificat trasee de circuit, etc.

 

 

Primele m?sur?tori au dat rezultate foarte bune. O band? de frecven?e liniar? peste 250 MHz, desf??urarea semnalului Y pe tot ecranul ?i la 250 MHz, unde este o rezerv? Y de 60mm.

 

 

Schema de principiu a amplificatorului final Y de 500MHz cu BFG591

 

Tips and Tricks:

 Mai binele este ?mbunata?irea binelui ?i munc? pe masur?.

 

Schema de 500MHz, este aproape identic? cu schema de 250 MHz. Am modificat circuitul pentru componente SMD de putere, am introdus dou? circuite rezonante serie, care reglate cu vobuloscopul, liniarizeaz? caracteristica final? de frecven??. Am ?inut cont de corec?iile de schem? ?i circuit de la finalul V de 250 MHz.

Tensiunea de alimentare am mic?orat-o la 18,8V, deoarece tranzistorii BFG591 au tensiunea maxim? colector baz? de 20V.

 

 

Circuitul a fost optimizat pentru tranzistori SMD, componentele care se ?ncalzesc au fost scoase spre exterior. Pe axa orizontal? densitarea de componente este mai mic? ?i astfel se ?nc?lzesc mai pu?in, iar radiatorii au capacitati parazite mai mici. Tranzistorii finali nu pot beneficia de r?cire prin intermediul unor folii de mic? sau plastic conductiv, deoarece capacit??ile introduse scad dramatic frecven?a maxim? de lucru. Am construit radiatori speciali din cupru, adapta?i pentru fiecare putere disipat?. Ace?tia sunt prezenta?i ?n postarea din sec?iunea din forum, PCB Design.

 

 http://www.tehnium-azi.ro/topic/5971-designul-circuitelor-pcb-cu-componente-smd-?n-aplica?ii-de-rf-?i-nu-numai/

 

Tranzistorii finali se ?nc?lzesc ?n aer liber cam la 70 de grade. Spatele circuitului, complet metalizat se ?nc?lzeste ?n func?ionare la circa 50 de grade.

 

?n circuit sunt date 12 g?uri cu diametrul de 3 mm, care corespund cu pozi?ia miezurilor de reglaj a inductan?elor liniilor de ?nt?rziere, realizate cu componente discrete.

 

 

Modulul amplificator Y este montat deasupra liniilor de ?nt?rziere, a?a cum se vede ?n poza de mai jos. Intrarea este ?n dreapta, pentru a facilita conectarea direct? cu preamplificatorul Y. Conexiunile spre linia de ?nt?rziere au o lungime de circa 30mm.

 

Circuitele imprimate s-au realizat prin desenare pe circuit, dupa proiect, cu marker Edding sau Dalo, corodate cu clorura ferica ?i cositorite manual. Nu prezint circuite imprimate pentru reproducere, deoarece fiecare constructor are componentele lui. Pentru reusit?, trebuie p?strat? ordinea de plasare a pieselor, conexiunilor ?i traseelor de mas?. Nu folositi o autorutare obi?nuit?, deoarece programele nu au implementate detalii de radiofrecvent? ?i astfel iese ceva nefolositor.

 

Tips and Tricks:

Circuitele sunt aparent ur?te, dar func?ioneaz? foarte bine, chiar zeci de ani, pentru c? sunt proiectate ?i realizate corect.

 

 

Marketing.

?n prezent, componentele active ?i pasive care se g?sesc la majoritatea ofertan?ilor, au preturi mici, de la 0,05 lei la c??iva lei. Componentele SMD sunt mai ieftine ?i mai comod de utilizat. Ofertan?i sunt din bel?ug, ADElectrocom, ConexElectronic, Adelaida, TME, Mivarom, Vitacom, Ecas, Tor-online, Farnell.

Exemple de pre?uri aproximative pentru tranzistorii de ?nalt? frecven??, 5-7GHz, BFR92-1leu, BFT92-1leu, BFG591-4lei, 2N5551-1leu, 2N5401-1leu, BF459-1,5lei, 2N3866-8lei, BFW16A-6lei. Ultimele 2 pozitii sunt esen?iale pentru osciloscoape p?n? ?n 100MHz ?i se g?sesc mai greu, uneori pe ofertele de v?nzare de la radioamator.ro.

 

Circuitul minune, diferen?ial ?n montaj cascod NPN cu PNP, este clasic pentru amplificatorii de la DC la GHz.

 Tranzistorii se aleg pereche ?i sunt cuplati termic. Amplificarea este de ordinul 5-10 la frecven?e joase, 50MHz ?i se limiteaz? la 1,5-2 pentru 2GHz,  unde adaptarea se face ?n 50 Ohmi. Circuitul este pretabil la conectarea direct? ?n serie cu alte circuite similare, deoarece tensiunile ?i impedan?ele de intrare ?i de ie?ire sunt compatibile. Compensarea ?n frecven?a este facil? iar reglajul la modul comun sau diferential se face usor ?i stabil. Se simuleaza usor cu programe gen Spice unde se pot anticipa performan?ele ?i realiza optimiz?rile.

Pentru proiectare, folosind datele tehnice ale etajului, se aleg tranzistorii ?i tensiunile de alimentare. Din prospecte se aleg curentii optimi prin tranzistori, pentru frecven?a de lucru. La frecven?e mai mari ?i nivele de semnal mai mari, trebuiesc curenti mai mari. Pentru tranzistorii din schem? am ales curen?i de 10mA, unde frecven?a de t?iere este de circa 4,5 GHz ?i rezult? ?ntr-o prim? aproximatie:

 

R16 se calculeaza pentru amplificarea dorita, A = 5 la A = 7 care se va finisa ulterior.

R16 = A x R3 = 7 x 33 / 2 = 7 x 15 = 105 Ohmi. Aleg valoarea standardizata de 100 Ohmi.

U1 = 0 ? Ube(Q1) = - 0,8V

R5 = (12 ? 0,8) / 0.01 = 1120 Ohmi = 1,12K Ohmi. Aleg 1,2 KOhmi

U2 = 5 + Ube(Q3) = 5 +0,8 = 5,8V

U3 = R3 x I3 = 100 x 0.01 = 1V

I2 este suma curentilor din cei doi tranzistori = 20 mA

R13 = (12 -5,8) / 0,02 = 310 Ohmi. Aleg 300 Ohmi

U(Q1-Colector) = U2 ? (R9 + R11) x 0.01 = 5,8 ? (300 + 33) x 0.01 =5,8 ? 3,3  = 2,5V

 

 Schema de principiu a unui amplificator cascod, NPN cu PNP, linear p?n? la 1000MHz..

 

Analiza spice de curent continuu

?n continuare se poate recalcula totul cu valorile standardizate sau simula cu noile valori, ?n programe de simulare gen Spice.

 

 

Se ob?in dup? simulare urm?toarele date:

Ui = -4,71mV, U1 = -0,8499V, U2 = 5,931V, U3 = 1,085V, I(Q1e)=9,22mA, I(Q3c)=11,46mA

Curen?ii prin Q1, Q2, Q3 si Q4 sunt apropia?i de calculul aproximativ ?i valorile standardizate sunt acceptate.

 

R?spunsul teoretic ?n frecven?? este foarte bun.

Simulatorul calculeaza o amplificare de 4,55, frecven?a limit? la 3dB de 1300 MHz ?i amplificarea linear? p?n? la 700 MHz.

 

 

Din analiza curbelor se observ? c? impedan?a mare a generatorului ?i capacitiv? a intr?rii, mic?oreaz? banda de frecven?e. Pentru m?rirea benzii de frecven?e tot ?n 50 de Ohmi, se m?reste rezisten?a R5 la 56 Ohmi ?i se mic?oreaz? R14 ?i R15 la 75 Ohmi.

 Am m?rit astfel reac?ia negativ? prin m?rirea valorii R5, care a mic?orat astfel capacitatea echivalenta la intrare. Prin mic?orarea rezistentelor R14 ?i R15 am m?rit suplimentar frecven?a de lucru, mic?or?nd constanta de timp la ie?ire. Rezultatul este spectaculos, cu ajustarea lui C4, se ajunge liniar la peste 1,5GHz ?i la 3 dB peste 2 GHz.

 

Tips and Tricks:

 Cind ceva creste, cu siguranta altceva scade ?i mai mult ?i mai ales scade stabilitatea sistemului.

 

Sc?derea este ?n amplificare, care se reduce de la 4,5 la 2. Amplificarea de 1,5 la 3 pe etaj este realizat?  ?i de  circuitele integrate specializate, ?n osciloscoapele de firm?. 

 

Considerente functionale:

- Rezistenta R6 micsoreaz? puterea disipat? pe Q1 ?i totodat? reduce stresul varia?iilor de temperatura la curenti variabili lent ?n timp.

-Rezistenta R9 previne oscilatiile de microunde datorate unei conexiuni prea lungi ?ntre emitorul lui Q3 si colectorul lui Q1, care lucreaz? reactiv.

-Bazele tranzistorilor Q3 si Q4 sunt la distant? mic? pe circuit ?i astfel se elimina posibilitatea de autooscila?ie la modul comun, prin curentii in antifaz? ai bazelor (tranzistorii sunt perechi).

 

Tips and Tricks:

Perechea ?ntotdeauna este ?n antifaz? cu tine, caut? s?-?i impun? propriile idei ?i numai impreun? pute?i realiza ceva optim.

 

Faza semnalului ?n colectorul Q3 scade de la 180 de grade la circa 90 de grade, la 1 GHz, iar  pentru Q4, semnal ?n faz? cu intrarea, la frecven?e joase, se obtine o scadere p?na la -90 de grade. Prin simetria geometric? a montajului ?i ?mperecherea dinamic? la frecven?e mari a tranzistorilor, diferen?a de faza se poate pastra p?na la citeva grade pe intreg amplificatorul final vertical. La frecven?e extreme, diferen?a de faza se manifest? pe ecran prin apari?ia unei elipse verticale pu?in oblic? ( se vede cu baleajul X oprit) sau prin inclinarea spre stinga sau spre dreapta a semnalelor de pe ecran.

 

Etajul final este similar cu cel studiat. Folose?te tranzistori de puteri ?i tensiuni mai mari, are la intrare un generator de impedan?? scazut? ?i la ie?ire, ca sarcin?, placile de deflexie ale tubului de osciloscop, prin intermediul unei linii de ?nt?rziere adaptoare, pentru ridicarea frecven?elor ?nalte. Acesta are ?i rolul de a opri autooscila?iile ?i mic?ora radia?ia parazit? din afara benzii de lucru.

 

Pentru proiectare se porne?te cu valoarea sensibilitatii de deflexie a tubului CRT. Osciloscoapele CRT au o rezerv? de nivel ?ntre 1,5 ?i 2, deci aten?ie la tensiunea de alimentare minim?.. La aceasta se adaug? un supliment datorat faptului c? la tensiuni mici, cresc capacitatile interne ?i la tensiuni mari, scade curentul ?i deci frecven?a de t?iere. Acestea depind de tranzistor ?i uneori nu exist? alt? op?iune decit selectarea tranzistorilor pentru frecven??, tensiune maxim? cu rezerv?, fara caracteristici negative de ie?ire,  ?mperechere dinamic? ?i o amplificare de curent de la 50 la 90.

Este necesar? o ajustare a valorii rezisten?ei de emitor a tranzistorilor prefinali, datorit? curen?ilor prin bazele prefinalilor ?i finalilor, pentru o tensiune precis? pe placile de deflexie.

 

 

 

Primele rezultate reale, din m?suratori, care includ atenuatorul de intrare ?i etajul final

Am improvizat un montaj de masur? cu neadapt?ri de impedan?e s? vad ce a ie?it ?n prim? aproxima?ie.

 

 

Rezultatul preliminar este bun ?i s-a ob?inut prin reglarea celor 2 filtre liniarizatoare precum ?i a liniilor de ?nt?rziere. Acesta va fi mult ?mbunat??it de introducerea unui preamplificator adaptat la intrare ?i la ie?ire.

 

 

Observa?ii.

 

Frecven?a este mai mic? de 500 MHz.

C?derea este cam abrupt? dup? 450 MHz.

Nelinearitatea amplific?rii globale acceptabil?, de circa +/-3%.

 

Nivelul de deflexie la 400 Mhz este bun ?i se ob?ine o devia?ie mai mare de 60mm de ecran

 

Urmeaz?.

Baza de timp complet?, 0,5 sec/cm la 10nS/cm, circuite liniare ?i digitale de nS.

Pulsuri de comand? de sub nanosecund?, cum se face sincronizarea.

 

Bibliografie:

- NXP_rf_manual_15th_edition.pdf

- NXP_rf_manual_5th_edition.pdf

- Catalog Tranzistoare ?i diode IPRS ?i ICCE.pdf

- Tektronix, documenta?ie pdf.  Oscilloscope vertical amplifiers by Bob Orwiler;

- Philips, Service Manual pentru osciloscoapele PM3262-100MHz, PM3262A-200MHz, PM 3295-400MHz, -PM3370-250MHz, PM3240-50MHz, PM3226-15MHz, PM3232-10MHz, etc;

- Tektronix, Service Manual pentru  7904-600MHz, 7104-1000MHz, 465-100MHz, 454-150MHz,etc;

- IEMI, Scheme ?i manuale pentru E-102-10MHz, E-104-10MHz, E108-10MHz, E-109-25MHz cu tub 100*80mm rectangular;

- Articole ?i scheme homemade de pe internet;

- Documenta?ii ?i date tehnice despre componente ?i tuburi CRT;

- Simularea circuitelor electronice cu programe tip Spice ?i librarii Spice pentru componentele utilizate;

- Application Note No. 077, Thermal Resistance Calculation, Rev. 2.0, Jan. 2007, publicat? de Infineon (Siemens).

Un rol determinant l-a avut prospectarea pie?ei pentru procurarea de componente. Firmele enun?ate ?i OLX, Ebay.

[gsabac]

Postarea poate fi de ajutor celor care studiaz?, sunt pasionati, construiesc un osciloscop, ?mbunata?esc performan?ele unui osciloscop existent, pentru schimbarea unui tub CRT cu altul sau pentru repara?ia unui osciloscop.

 

Baza de timp de la 0,5 sec/cm la 10nS/cm

 

Cea mai complex? parte a unui osciloscop este Baza de Timp (MTB) ?i schema pentru declan?area sa, de c?tre semnalul de vizualizat.

 

 

 

Baza de Timp complet? a osciloscopului prezentat, are 4 module func?ionale.

1- MTB, baza de timp propriuzis?,

2- Amplificator formator de semnal, pentru declan?area bazei de timp,

3- Detector de semnal la intrare,

4- Amplificator adaptor pentru sincronizare extern?

 

P?n? ?n prezent, am realizat numai baza de timp MTB, pe care o ?i prezint. Func?ioneaz? irepro?abil p?n? la 10nS/cm. Am f?cut la proiectare doar 2 gre?eli. Am efectuat c?teva reglaje de curen?i de comand? ?i am construit un circuit suplimentar ce elimin? blocarea automatismului bazei de timp, la frecven?e mari. Ie?irea bazei de timp este asimetric? ?i este cuplat? la amplificatorul final orizontal, pe care deasemenea l-am finalizat. O alt? ie?ire este destinat? comenzii unui Sweeper. O alt? ie?ire a MTB, notat? Blanking, se folose?te pentru comanda stingerii cursei de ?ntoarcere a baleajului ?i totodat? pentru comutarea automat? pe modul de lucru alternativ (ALT).

 

Baza de timp este realizat? ca un modul deta?abil ?i chiar func?ioneaz? a?a. Aceasta, ajut? la construc?ie, modific?ri ?i reglaje.

 

 

Schema de principiu a MTB.

 

Am fotografiat schema original? dup? care s-a f?cut proiectarea circuitului imprimat. Componentele sunt montate pe suprafa?? ?i cele mai multe sunt SMD. Este un amestec de circuite integrate liniare, digitale ECL, tranzistori conven?ionali ?i SMD, piese conven?ionale ?i SMD.

 

Schema este un conglomerat de module func?ionale unele inspirate din osciloscopul Philips-PM3295-400MHz, altele bazate pe experien?a proprie de la construc?ia unor osciloscoape de 100 MHz. Bine?n?eles c? modulele esen?iale au fost reproiectatate pentru frecven?e de p?n? la 1000 MHz.

 

Secven?ele de func?ionare sunt desenate pe schema de principiu.

 

 

Sunt vizibile 3 trasee colorate diferit, care reprezint? c?ile de generare a dintelui de baleaj, a bloc?rii sale ?i a gener?rii timpilor de Hold.

 

 - Cu verde este marcat traseul declan??rii MTB, generatorul dintelui de baleaj, adaptorul de ?nalt? impedan?? ?i comanda circuitului bistabil, format din 2 circuite OR-NOR, ECL 10.000 tip SP1661.

 C?nd dintele ajunge la o amplitudine de circa 6V, se comut? bistabilul LATCH, realizat cu circuitul CI1.

 - Calea de culoare neagr? opre?te dintele.

 - Pe calea albastr? se declan?eaz? generatorul de timp HOLD, care la r?ndul s?u se auto?nchide ?i redeschide dintele de baleaj.

 

Sunt 3 posibilit??i.de pornire a dintelui de baleaj.

1 - pe AUTO, automat prin saltul de tensiune generat de autostart, exact atunci c?nd se temin? timpul de HOLD, comutatorul Auto-Normal este pe Auto. Autostartul este deschis de lipsa semnalului de intrare

2.-. pe AUTO, ?n prezen?a semnalului de intrare, se comut? de c?tre acesta, modul Normal. C?nd dispare semnalul de intrare se trece imediat pe AUTO.

3 - pe Normal, se a?teapt? venirea semnalului de intrare, pe pozi?ia comutatorului pe Normal, dup? expirarea timpului de hold.

 

Sunt posibile aceste comenzi, datorit? circuitului Triger-Smith, T7,T8, T9, T10, T11, T12, cu intr?ri diferen?iale, care are 3 st?ri la intrare. Starea Low, High ?i de a?teptare cu intrarea ?ntre pragurile de Low ?i High.

 

Detaliu cu circuitele de comand? a sincroniz?rii.

 

Semnalul de intrare este format dreptunghiular cu fronturi de 350pS de un circuit TS, asem?n?tor cu cel folosit ?n MTB. Circuitul este creditat de un patent Google c? merge peste 1000MHz. Acesta  atac? 2 emitori de tranzistori PNP ?i NPN, pentru separarea comenzilor ?i pentru auto balans. Calea A comand? declan?area bazei de timp, cu primul impuls ce vine dup? terminarea timpului de HOLD, ca ?n diagram?.

 Calea de sus detecteaz? prezen?a semnalului de intrare, prin activarea tiristorului tetrod? cu componente discrete, Q1, Q2. Acesta ?ncarc? condensatorii C2, C5 rapid, care apoi se descarc? lent pe rezisten?a de 1Meg. C?t timp este semnal, led-ul verde este aprins ?i calea de sincronizare normal? deschis?.

 

Ansamblul montajului bazei de timp ?i cablajul.

 

Modulul bazei de timp se poate deta?a spre exterior cu cablaj cu tot, aceasta pentru modific?ri, repara?ii, etc

 

Urmeaz?.

Amplificator final orizontal. Cum se face x1 ?i x10

Probe cu MTB ?i amplificatorul final pe CRT.

 

Succes !

[gsabac]

Postarea poate fi de ajutor celor care studiaz?, sunt pasionati, construiesc un osciloscop, ?mbunata?esc performan?ele unui osciloscop existent, pentru schimbarea unui tub CRT cu altul sau pentru repara?ia unui osciloscop.

 

Amplificator final orizontal. Cum se face x1 ?i x10

 

Schema de principiu este prezentat? ?n foto de mai jos. Nivelul de ie?ire este de +/-25V pe canalul X1 ?i ?n antifaz?, -/+25V pe canalul X2. Componenta de curent continuu este de circa 10V, apropiat? de componenta continu? a pl?cilor de deflexie Y, pentru realizarea unei geometrii corecte a imaginii. Tranzistorii finali, au radiatoare manufacturate, ?i lucreaz? in clas? B, cu un bias sc?zut. La frecven?e ridicate, excita?ia se m?re?te prin Q6 ?i C9 ?i astfel se men?ine o func?ionare corect? p?n? la 10nS/cm.

 

 

 

 

 

Pentru extinderea semnalului pe orizontal? de 10 ori, se m?re?te amplificarea etajului Q3, Q4 de 10 ori. Ca rezultat al acestei m?riri, dintele de baleaj este supra amplificat ?i se ob?ine un semnal ca ?n diagrama de mai jos. ?n mod real se iu?e?te dintele de 10 ori. Pentru o func?ionare f?r? saturarea etajului final, la intrarea sa este prev?zut un sistem de limitare cu diode, D4, D5, D6, D7.

 

 

Aceast? metod? este folosit? ?n toate osciloscoapele CRT. ?n osciloscoapele digitale se face o extindere virtual? pe axa X, prin folosirea e?antioanelor memorate.

 

Circuitul finalizat al amplificatorului final orizontal.

 Se remarc? radiatorul de echilibrare termic? a tranzistorilor Q1 ?i Q2, radiatorii pentru tranzistorii prefinali ?i finali,sunt  manufactura?i din tabl? de cupru ?i releul reed pentru x10..

 

 

Metoda de realizare este proiectarea circuitului pe calc, transferul prin folosirea unui punctator fin, apoi desenarea cu markeri Edding sau Dalo. Iese un circuit cu aspect acceptabil, care este realizat ?n c?teva ore dup? proiectare ?i care nu are piste m?ncate sau ?ntrerupte. Markerul Dalo este cel mai bun, special pentru desenarea de circuite, rezistent la acizi ?i clorur? feric?, dar este cel mai scump ?i se g?se?te foarte greu.

?n foto aste ar?tat un trimer homemade de la 0,25pF la 1,5pF, folosit la reglajul dintelui de baleaj.

 

 

 

 

 

Probe cu MTB ?i amplificatorul final X pe CRT.

Amplificatorul final orizontal, este montat cu ie?irea foarte aproape de pinii de ie?ire X1 ?i X2 ai tubului CRT, 2-3 cm ?i cu intrarea aproape de ie?irea MTB a dintelui de baleaj, ca ?n foto de mai jos.

 

 

 

 

Ansamblul MTB ?i amplificatorul final X func?ioneaz? bine. Au fost 5 gre?eli de proiectare. Am schimbat tranzistorii ini?iali 2N918 deoarece autooscilau pe UHF. Reglajele sunt OK iar deplasarea X din butonul de pe panoul frontal, simetric?. Trasa pe ecran este simetric? de la 0,5 sec/cm la 20nS/cm. La 10nS/cm trasa se deplaseaz? spre dreapta cam 5-8 mm ?n func?ie de reglaje.

M?rirea X10 func?ioneaz? bine p?n? la 50ns/cm, apoi nu mai merge. Am m?surat ?i simulat frecven?a maxim? de lucru ?i este ?n jur de 15 MHz. Prea pu?in, trebuie mai mult de 45 MHz.

 

Fotografia ecranului, cu MTB ?i amplificatorul final X ?n func?iune la 100nS/cm

 

 

 

Fotografia ecranului, cu MTB ?i amplificatorul final X ?n func?iune la 10nS/cm

 

 

 

Observa?ii.

Trebuie construit un nou etaj final orizontal, care s? extind? imaginea cu 10 la 10nS/cm.

Este necesar un buton de reglaj fin a deplas?rii pe orizontal?

 

Sunt mai multe posibilit??i pentru m?rirea benzii de frecven?e. Am simulat dou? dintre ele ?i cred c? este posibil? realizarea benzii de 45 MHz.

 

Metoda cre?terii reac?iei negative ?i atacul cu generator de current

 

 

Metoda supra acceler?rii semnalului de comand? la frecven?e ?nalte

 

 

 

Urmeaz?.

Ansamblul ?i modulele construite p?n? la 10 noiembrie 2015.

 

Succes la finalizat orice lucrare !

[gsabac]

Postarea poate fi de ajutor celor care studiaz?, sunt pasionati, construiesc un osciloscop, ?mbunata?esc performan?ele unui osciloscop existent, pentru schimbarea unui tub CRT cu altul sau pentru repara?ia unui osciloscop ?i nu numai.

 

Ansamblul ?i modulele construite p?n? la 10 noiembrie 2015.

 

Fa?a  aparatului. Panoul frontal, masca, butoanele, comutatorii ?i claviatura.

 

 

Amplificatorul vertical. Atenuatorii calibra?i CH1 ?i CH2, amplificatorii intermediari, chopper-ul, amplificator final vertical.

 

 

Comenzile tubului CRT, redresorii stabiliza?i,baza de timp, atenuatorii calibra?i.

 

Final orizontal, convertori, baza de timp, atenuatorii calibra?i, circuit de stingere.

 

 

Convertor de tensiuni  joase, convertorul de +15 KV, final orizontal.

 

Baza de timp, stabilizatori, convertor de +15KV

 

 

 Module construite.

 - Comenzile tubului CRT

 - Convertor de tensiuni  joase ?i -1600V

 - Convertor de +15 KV

 - Stabilizatori de +12V, +5V, -5V, -12V

 - Stabilizatori de +110V, +56V, +18,8V, +18V, +15V, +5,2V

 - Atenuator calibrat CH1

 - Final vertical

 - Baza de timp complet?

 - Amplificator final orizontal

 

Module care mai trebuiesc construite.

 - Atenuator calibrat CH2

 - Amplificatorii intermediari Y ?i chopper-ul

 - Circuit formator pentru comanda sincroniz?rii

 - Circuit de intrare pentru sincronizare extern?

 - Circuit detector de semnal

 - Circuit de stingere

- Circuit de comenzi  logice, CH1, CH2, ALT, Chopper, Sweeeper

 - Un nou circuit amplificator final X

 

Deasemenea trebuie manufacturat un ?nveli? din tabl? de aluminiu cu zone cu perfora?ii pentru ventila?ie for?at? , m?ner de supra?n?l?are, puferi, ?n?l??toare pentru lucrul vertical, ventilator comandat de temperatura intern?, etc.

 

Am postat  construc?ia unui osciloscop de 500 MHz, pentru a fi de ajutor tuturor acelora care prin pasiune, doresc s? construiasc? acas?, ceea ce ??i doresc.

 

Urmeaz?.

Am s? postez noile module construite, atunci c?nd vor fi gata.

 

Succes!

[gsabac]

 

Postarea poate fi de ajutor celor care studiaz?, sunt pasionati, construiesc un osciloscop, ?mbunata?esc performan?ele unui osciloscop existent, pentru schimbarea unui tub CRT cu altul sau pentru repara?ia unui osciloscop ?i nu numai.

 

 

Amplificator formator pentru sincronizare

 

Acesta preia semnalul de la preamplificatorii de intrare, ?l amplific? ?i ?n final se ob?ine un semnal dreptunghiular

 cu fronturi de circa 400pS. Mai departe este transformat ?n ciocuri cu la?imea de circa 1nS ?i se

 comand? opoi declan?area dintelui de baleiaj din baza de timp, MTB.

 

Circuitul este realizat cu componente SMD ?n partea de ?nalt? frecven?? ?i conven?ionle ?n rest, 130mm X 60mm

 

Schema de principiu este ?mp?r?it? ?n dou?, circuitul de intrare ?i amplificatorul formator de sincronizare.

 

Se poate selecta canalul care comand? sincronizarea cu comutatorul S1, sau modul de

  sincronizare, LF, DC sau AC, cu comutatorul dublu cu 3 pozi?ii S2+S3.

 

 

 

 

Semnalul de intrare, pentru sincronizarea la 1cm, este de circa -/+ 10mV. Acesta se amplific? la +/- 150mV ?i se aplic?

 circuitului Trigger Schmit care livreaz? la ie?ire un nivel compatibil ECL de 950mV. Pentru func?ionarea cu o dinamic?

 c?t mai mare, se folosesc 2 diode schotky, HP5082-2301, pe post de limitator de nivel.

 

 Comutarea polarit??ii de sincronizare se realizeaz? cu 2 perechi de tranzistoare, (Q18, Q21) ?i (Q19, Q20),

  montate ?n antifaz?. Comanda se face din comutatorul S1 ?i cu nivele corespunz?toare.

 

Am postat  ?i pentru a fi de ajutor ?i ?ndemn tuturor acelora care prin pasiune, doresc s? construiasc? acas?, ceea ce ??i doresc.

 

Succes !

[Barbos Radu]

Este superb,nu am cuvinte , cata munca si mai ales cata pasiune ,felicitarile mele ! Jos palaria !

[gsabac]

Mul?umesc pentru interes ?i felicit?ri, domnule @barbos radu. V? felicit ?i eu pentru activitatea de pe forum.

Este bine s? se men?in? nivelul tehnic c?t mai ridicat, dar ?i accesibil, prin post?ri ?i articole.

Succes !

 

?n continuare am construit un modul de preamplificare  pentru etajul final vertical. Circuitul este necesar

 pentru m?rirea nivelului de semnal livrat amplificatorului final ?i eventual pentru adaptarea cu o linie

 de ?nt?rziere. Circuitul de corec?ie pentru linie, se poate monta ?n fa?a acestui preamplificator.

Am o linie de ?nt?rziere dubl?, format? din 2 cabluri coaxiale de 50 Ohmi, RG188( 2,7mm, cu dielectric teflon),

cu o lungime de 14 metri. Am calculate ?i m?surat pentru ea o ?nt?rziere de 140uS. Aceasta este util? la

m?surarea fronturilor ini?iate de sincronizare, pentru semnale dreptunghiulare ?i impulsuri.

 

Circuitul este prezentat ?n foto de mai jos. El este realizat cu componente SMD ?i este montat vertical.

 

 

 

Schema de principiu este mai jos. Aceasta este prezentat? ?i calculat? ?n postarea #7.

 

 

Are o amplificare de 2,5 linear?, p?n? la frecven?a de 1000MHz. Sunt prezente 2 circuite rezonante serie,

 care sunt folosite pentru corec?ia linearit??ii benzii de frecven?a p?n? 500 MHz. Ambele sunt puternic

 amortizate. Circiutul de 200 MHz m?re?te amplificarea iar cel de 270 MHz o mic?oreaz?, fiecare cu cel

 mult 4%.

 

Succes !

[Barbos Radu]

Buna seara , as dori sa stiu daca si pentru tubul catodic D9-10GH se pot aplica aceleasi scheme (montaje) ca si cel prezentat de dumneavoastra , sau e nevoie de alte topologii ale pentru constructia unui osciloscop cu aceste tuburi ?

Numai bine !

[gsabac]

Nu, schemele sunt mult mai simple. Orientativ trebuiesc in principal

 tubul, un ecran pentru el din fier moale cilindric, de 1mm, comutatorul de intrare,

 mufa BNC, comutatorul bazei de timp si cam urmatoarele componente:

- pentru banda de 100 KHz, 8-10 tranzistori sau 3-4 tuburi

- pina la 10 MHz, 15-20 tranzistori obisnuiti si citeva circuite integrate

- peste 50 MHz, 30-50 tranzistori de inalta frecventa si 4-6 circuite integrate

 

Cea mai importanta parte este alimentarea si comenzile tubului CRT. Daca a-ti

 reusit aceasta parte, puteti folosi orice schema de pe internet, mai simpla sau

 mai complicate. Sunt nenumarate.

 

Pentru inceput eu am folosit o schema simpla, pusa in atasament. Am pus pe

 placile orizontale o tensiune de 10V de la un transformator de retea si

 la pornire a  mers din prima. Am fost super atent, cu mina pe butonul de iluminare sa

 dau stralucirea spotului mai mica la nevoie

 

Schema originala este prezentata in atasament.

Schemele folosite de mine sunt prezentate pe site-ul: http://www.freewebs.com/gelectronic/

 in meniul CRT Oscilloscope. Unele scheme se pot vizualiza numai cu Gelectronic Schematics.

 Nu sunt proiecte de circuite.

 

Daca credeti ca este util, puteti deschide un topic nou, de exemplu cu numele,

 Constructia unui osciloscop homemade.

 

 Succes !