Осциллограф - ваш помощник (приставки к осциллографу)

И другие приставки к осциллографу

В радиолюбительской практике, возможно, возникнет необходимость в других приставках к осциллографу, позволяющих проводить интересные наблюдения при разработке и налаживании электронных устройств. Конечно, обо всех приставках в небольшой брошюре рассказать немыслимо, поэтому ограничимся лишь описанием схемотехнических решений некоторых из них, заимствованных из публикаций журнала «Радио» в разделе зарубежной информации.

Простой калибратор. Такое устройство (рис. 81) предназначено для проверки точности калибровки канала вертикального отклонения луча осциллографа, но его можно использовать и для определения амплитуды контролируемого осциллографа сигнала.

В калибраторе работает микросхема K155ЛA3, но подойдет и другая микросхема серии К155, содержащая нужное количество элементов И-НЕ (при этом все входы каждого элемента соединяют вместе). На элементах DD1.1 и DD1.2 собран мультивибратор, работающий на частоте около 1000 Гц. Подстроечным резистором R2 частоту генерации можно установить более точно. Элемент DD1.3 и резистор R3 позволяют получить скважность импульсов, равную 2.

К выходу элемента DD1.3 подключен через резисторы R4 и R5 аттенюатор (делитель напряжения), составленный из резисторов R6—R16. Указанные на схеме сопротивления резисторов не должны отличаться более чем на ±2 %. Тогда налаживание калибратора сведется к установке подстроечным резистором R5 амплитуды сигнала 2 В на гнезде XS12.

Для уменьшения потребляемой мощности от источника питания входы четвертого элемента микросхемы К155ЛАЗ следует подключить к общему проводу калибратора.

Двухканальный разделитель. Так можно назвать это согласующее устройство (рис. 82), выполненное на двух транзисторах. Для чего оно нужно?

При демонстрации, например, школьникам в радиокружке каких-либо процессов с помощью двух осциллографов их необходимо включить параллельно. Поскольку входные сопротивления осциллографов разных марок могут быть недостаточно велики и к тому же отличаться друг от друга, осциллографы следует подключать к источнику сигнала через предлагаемый разделитель.

Исследуемый сигнал через конденсатор С1 подается на базу транзистора VT1. С эмиттерной нагрузки (резистор R3) сигнал поступает через конденсатор С3 на первый осциллограф. С коллекторной же нагрузки (резистор R4) сигнал подается через конденсатор С2 на эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе VT2. С его эмиттерной нагрузки сигнал подается через конденсатор С4 на второй осциллограф.

В этом устройстве можно использовать кремниевые транзисторы с коэффициентом передачи не менее 100. Режим работы транзисторов устанавливают точнее (например, по отсутствию искажений сигнала на выходах) подбором резисторов R1 и R6.

Радиочастотный преобразователь. Не всякий осциллограф позволяет наблюдать колебания частотой в несколько десятков мегагерц. Необходимость же в этом возникает, например, у радиолюбителей-коротковолновиков при налаживании любительские станций. Выход из положения — предлагаемая приставка-преобразователь (рис. 83), позволяющая наблюдать на экране сравнительно низкочастотного осциллографа форму колебаний радиочастоты.

Приставка представляет собой, по существу, приемник прямого преобразования, который преобразует исходные радиочастотные колебания в относительно низкую промежуточную частоту — ее значение лежит в пределах полосы пропускания осциллографа.

На транзисторе VT1 выполнен генератор РЧ, на VT2 — усилитель, а на VT3 — эмиттерный повторитель. Благодаря использованию каскадов на двух последних транзисторах и делителя напряжения из резистора R3 и входного сопротивления каскада на транзисторе VT3 удалось избежать искажения осциллограммы исследуемого сигнала из-за паразитной частотной модуляции частоты генератора этим сигналом.

К выходу эмиттерного повторителя подключен диодный кольцевой смеситель А1, который может быть собран, например, по приведенной на рис. 84 схеме. Выходной сигнал смесителя поступает на разъем XS3 — к нему подключают входные щупы осциллографа.

Приставку включают в разрыв цепи исследуемого сигнала, скажем, между выходом передатчика и антенной. Исследуемый сигнал через радиочастотный широкополосный (0,5…100 МГц) трансформатор Т1 и через дополнительный делитель напряжения из резисторов R10, R11 подается на смеситель.

При указанных на схеме номиналах деталей генератора его частота может быть около 25 МГц, что позволяет, например, наблюдать на экране осциллографа с полосой пропускания до 5 МГц форму радиочастотных колебаний сигналов с частотой 20…30 МГц.

Трансформатор Т1 может быть выполнен на высокочастотном ферритовом кольце (например, типоразмера К10х5хЗ с магнитной проницаемостью 50…100). Первичная обмотка представляет собой центральную жилу коаксиального кабеля, пропущенную через кольцо, а вторичная содержит 31 виток провода ПЭВ-1 0,3. Она равномерно размерена но периметру кольца.

Такой трансформатор ослабляет исследуемый сигнал примерно на 30 дБ. Полное же ослабление сигнала (с учетом делителя напряжения) составляет 50 дБ, что позволяет, например, анализировать сигнал передатчиков любительских станций мощностью до 50 Вт.

Потери в смесителе достигают 10 дБ, поэтому максимальный уровень сигнала, поступающего на осциллограф, будет составлять (в зависимости от параметров конкретного смесителя) 20…50 мВ. Соответствующую чувствительность должен иметь и используемый осциллограф.

Трансформаторы Т2 и ТЗ могут быть выполнены на таких же магнитопроводах, что, и Т1. Обмотки I у Т.2 и II у Т3 содержат по 34 витка провода ПЭВ-2 0,15, а остальные обмотки — по 68 витков с отводом от середины такого же провода.

При налаживании приставки следует снять ее амплитудную характеристику. по входному сигналу и найти тем самым максимальную амплитуду исследуемого сигнала, которую можно подавать на приставку.

Восьмиканальный коммутатор. Несмотря на сравнительную простоту схемы (рис. 85), собранный по ней электронный коммутатор позволяет наблюдать на экране осциллографа до восьми временных диаграмм в цепях цифровых устройств.

Исследуемые сигналы подают на входы интегрального коммутатора DD.1 (селектор-мультиплексор на 8 каналов со стробированием). Номер канала, сигнал которого проходит на выход коммутатора (вывод 5), определяется состоянием счетчика DD2 — на его счетный вход поступает пилообразное напряжение развертки осциллографа.

Получение восьми линий развертки на экране осциллографа обеспечивается цифроаналоговым преобразователем на резисторах R2—R4. Формируемое — им напряжение ступенчатой формы подается через эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 на вертикальный вход осциллографа, куда также поступает исследуемый сигнал с выхода коммутатора DD1.

Поскольку сигналы на выходах счетчика DD2 последовательно Принимают значения, соответствующие числам 0,1,2…7, последовательно коммутируются и каналы с первого по восьмой. В результате на каждый второй цикл развертки луч на экране осциллографа скачкообразно перемещается вверх и вычерчивает временную диаграмму следующего сигнала.

В показанных на схеме положениях выключателей на экране осциллографа одновременно наблюдаются два сигнала (т. е. коммутатор становится двухканальным). При замыкании контактов выключателя SA1 коммутатор становится четырехканальным, а при установке в такое же положение и выключателя SA2 — восьмиканальным.

Чтобы линий развертки на экране осциллографа распределялись равномерно, сопротивления резисторов должны соотноситься, как 1:2:4. Изменяя это соотношение, можно сгруппировать линии развертки по 2 или по 4. Амплитуду ступенчатого напряжения регулируют подстроечным резистором R11.

С этим коммутатором желательно использовать широкополосный осциллограф, имеющий выход пилообразного напряжения развертки с напряжением, достаточным для запуска счетчика. При отсутствии такого выхода для синхронизации изображения можно использовать один из входных сигналов — тот, у которого период колебаний наибольший.

При работе коммутатор размещают в непосредственной близости от повторяемого устройства, чтобы соединительные провода входных цепей были возможно короче.

Питают электронный коммутатор от двуполярного источника напряжением ±5 В.