Каталог радиолюбительских схем

Б. Портной

Приведенный на рис. 1 демонстрационный осциллограф позволяет наглядно изучать принципы осциллографирования, при этом имеется возможность демонстрировать действие отдельных функциональных узлов прибора.

Осциллограф состоит из электронно-лучевой трубки, высоковольтного выпрямителя, усилителя вертикального отклонения луча и генератора горизонтальной развертки. Для демонстрации свойств электронных пучков, например при воздействии магнитного или электростатического полей, трубку удобно поместить в экран, который изготовлен из магнитомягкой стали МЗ. Его размеры допускают размещение электронно-лучевой трубки 13ЛО37И, применяемой в школьном осциллографе. Средняя часть экрана имеет держатель, при помощи которого экран вместе с трубкой укреплен на штативе. Трубка надежно удерживается кольцом, навинчиваемым на экран с лицевой стороны. Вторую часть экрана надевают на трубку и соединяют с первой частью так, чтобы прорези в лапках-держателях совпали со штифтами замка. Штатив позволяет свободно ориентировать трубку в различных направлениях и устанавливать ее на необходимую высоту.

Принципиальная схема демонстрационного осциллографа приведена на рис. 2. Усилитель вертикального отклонения луча усиливает исследуемый сигнал до величины, соответствующей требуемому отклонению электронного луча по вертикали. Необходимость дополнительного усиления исследуемого сигнала продиктована низкой чувствительностью электронно-лучевой трубки 13ЛО37И: при напряжении на первом и третьем анодах, равном 1,5 кВ, чувствительность ее вертикально отклоняющих пластин составляет 0,5 мм/В. Коэффициент усиления усилителя составляет 200, что дает возможность исследовать сигналы с амплитудой 0,1 В и выше.

Усилитель вертикального отклонения луча — трехкаскадный. Первый каскад (левая половина лампы Л1) собран по схеме катодного повторителя и позволяет получить высокое входное сопротивление прибора. На входе каскада включен частотно-компенсированный делитель напряжения R1R2C1C2. Переключателем В1 можно изменять напряжение сигнала на входе осциллографа в отношении 1 : 1 или 1 :20. Конденсатор СЗ исключает влияние постоянной составляющей исследуемого сигнала на вход усилителя. Нагрузкой катодного повторителя служат резисторы R5 и R6, с которых напряжение подается через разделительные конденсаторы С5 и С6 на регулятор усиления R9.

На правом (по схеме) триоде лампы Л1 собран широкополосный усилитель напряжения. Его нагрузкой является резистор R8. На низких частотах цепочка R7C4

создает дополнительный подъем усиления, компенсируя влияние разделительных конденсаторов.

Усиленное напряжение через конденсатор С7 подается на парафазный усилитель, собранный на лампе Л2. Он позволяет получить на выходе два напряжения, равные по амплитуде и противоположные по фазе. Эти напряжения подаются на пластины электронно-лучевой трубки. Резистор R14 служит для выравнивания напряжений по амплитуде, R12 и R13 — составляют нагрузку парафазного усилителя. В качестве нагрузки можно также включить (переключателем ВЗ) выходной трансформатор Тр2, что обеспечивает режим широкополосного усиления напряжения низкой частоты.

Используя разъем ШЗ, можно подавать исследуемое напряжение непосредственно на пластины электроннолучевой трубки, отключив усилитель переключателем В4. Это позволяет демонстрировать такие параметры усилителя, как коэффициент усиления и полосу пропускаемых частот.

Питается усилитель от выпрямителя, собранного на трансформаторе Tp1 и диодах Д1 — Д4.

Генератор горизонтальной развертки содержит собственно генератор развертки и парафазный усилитель. Собственно генератор выполнен на тиратроне ЛЗ. Он вырабатывает пилообразное напряжение: при включении прибора один из конденсаторов С19 — С22 начинает заряжаться от выпрямителя (Д5 — Д8) через резисторы R21 и R22. Когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения зажигания тиратрона, в нем происходит ионизация газа, проводимость резко увеличивается, и конденсатор начинает разряжаться через тиратрон. Далее процесс заряда и разряда повторяется. Во время заряда напряжение на конденсаторе изменяется почти линейно.

Усиленное парафазным усилителем (на лампе Л4) пилообразное напряжение подается на пластины горизонтального отклонения луча электронно-лучевой трубки. При этом напряжение, соответствующее заряду, вызывает перемещение луча в прямом направлении (слева направо), а напряжение, соответствующее разряду,— в обратном. Обратный ход луча гасится подачей на модулятор трубки части пилообразного напряжения в отрицательной полярности.

Предусмотрена возможность демонстрации хода и гашения обратного хода луча при помощи переключателя В7. Емкость конденсаторов выбрана такой, чтобы получить частоту развертки 2 Гц и показать процесс развертки как медленное перемещение луча в прямом направлении и быстрое — в обратном. Предусмотрено плавное изменение частоты развертки в пределах поддиапазонов 2—20, 20—200, 200—2000 Гц переменным резистором R22.

Введена возможность демонстрации действия внутренней и внешней синхронизации (переключателем В12). Выходное напряжение подводится к разъему Ш6, что дает возможность использовать прибор в отдельных демонстрациях, например как звуковой генератор.

Питается генератор от выпрямителя, собранного на трансформаторе ТрЗ и диодах Д5 — Д8.

Высоковольтный выпрямитель предназначен для питания электродов электронно-лучевой трубки постоянным напряжением. Он выполнен на диодах Д9 — Д11 по схеме утроения напряжения. Выпрямитель нагружен на делитель, состоящий из резисторов R38 — R49, с которого необходимые напряжения подаются на электроды трубки. В выпрямителе предусмотрена возможность показать связь знака напряжения на отклоняющих пластинах с напряжением отклонения луча путем подключения вольтметра ИП1 с нулем в середине шкалы.

Функциональные блоки осциллографа имеют одинаковые размеры 250 X 130 X 160 мм. Шасси и корпус каждого блока изготовлены из алюминиевого сплава АМЦА-М толщиной 2 мм, а передняя панель — из дюралюминия, также толщиной 2 мм.

В осциллографе использованы постоянные конденсаторы К50-3, КСО-5, МБМ, КБГМ на 1000 В (С28—С30), постоянные резисторы МЛТ и ВС, переменные резисторы СП-1. Трансформатор Тр2 выполнен на магнитопроводе Ш16 X 24. Обмотка I содержит 3600 витков провода ПЭВ-1 0,1 с отводом от середины, обмотка II — 78 витков провода ПЭВ-1 0,64. Может быть использован выходной трансформатор от радиолы “Эстония” или магнитофона “Днепр”.

Силовые трансформаторы Tp1 и ТрЗ идентичны, их магнитопроводы — Ш22 X 34. Обмотки I содержат по 1300 витков провода ПЭВ-1 0,25, обмотки II —по 1340

витков провода ПЭВ-1 0,15, обмотки III — по 42 витка провода ПЭВ-1 0,51. Можно применить любые готовые силовые трансформаторы мощностью 50—60 Вт от лампового радиоприемника 3—4 класса. Дроссели Др1 и Др2 выполнены на магнитопроводах Ш12 X 20 и имеют по 1200 витков провода ПЭВ-1 0,16 каждый. В силовом трансформаторе Тр4 высоковольтного выпрямителя использован магнитопровод Ш32 X 33. Обмотка I содержит 945 витков провода ПЭВ-1 0,31, обмотка II — 2360 витков провода ПЭВ-1 0,11, обмотка III — 30 витков провода ПЭВ-1 0,93.

Резисторы R35, R36, R44 и R48 смонтированы на гетинаксовой планке, которую крепят к передней панели выпрямителя винтами.

Выпрямленное напряжение подведено к гнездам, смонтированным на задней стороне шасси. Сюда же выведены гнезда подключения контрольного вольтметра.

Узлы осциллографа соединяются гибким кабелем. В качестве разъемов применены панельки и цоколи октальных ламп. Ламповые панельки смонтированы на задней стенке шасси. Там же размещены предохранители, переключатели ВЗ, В4, В7, В8, разъемы ШЗ, Ш9.

Налаживание осциллографа начинают с проверки работы высоковольтного выпрямителя. Перед включением в сеть следует убедиться в отсутствии коротких замыканий в цепях разъема Ш11. Измеряют выпрямленное напряжение на делителе выпрямителя. Убеждаются в его соответствии указанному на принципиальной схеме.

Подключив к выпрямителю электронно-лучевую трубку, проверяют действие регуляторов яркости, фокусировки и смещения луча в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Налаживание усилителя вертикального отклонения луча начинают с проверки режимов работы ламп по постоянному току, затем на вход усилителя подают сигнал от звукового генератора напряжением 4—7 В. Переключатель B1 ставят в положение 1:1, резистор R9 — в положение максимального усиления и ламповым вольтметром измеряют амплитуду напряжения вначале на аноде второго триода лампы Л1, затем на анодах лампы Л2 парафазного усилителя. Регулировкой резистора R14 добиваются равенства амплитуд выходных напряжений. Подключив усилитель к трубке, убеждаются в наличии вертикального отклонения луча.

Налаживание генератора горизонтальной развертки луча начинают с проверки режима работы лампы Л4. При этом собственно генератор должен быть выключен переводом переключателя развертки В6 в правое крайнее (по схеме) положение. На разъем Ш6 подают сигнал напряжением 10—12 В и настраивают парафазный усилитель так же, как при налаживании усилителя вертикального отклонения. Резистор R28 должен быть в положении максимального усиления. Выравнивают амплитуды напряжений регулировкой резистора R30.

Проверяют работу собственно генератора. Для этого переводят переключатель В6 в одно из первых четырех положений. Напряжение на каждом плече парафазного усилителя составляет примерно 70—80 В. Форму напряжения развертки можно проследить вспомогательным осциллографом.

Если теперь подключить генератор к. электронно-лучевой трубке и подать на нее питание, то можно наблюдать на экране трубки процесс образования горизонтальной линии развертки луча (переключатель В8 должен быть замкнут).

Действие напряжения синхронизации проверяют при включенном усилителе вертикального отклонения и поданном на его вход напряжении сигнала.

Включением переключателя В7 убеждаются в гашении обратного хода луча. При налаживании, возможно, возникнет необходимость поменять полярность гасящего напряжения.

Испытывая осциллограф в целом, выполняют все возможные демонстрации: действие электростатического и магнитного полей, влияние стального экрана, действие регуляторов яркости, фокусировки и отклонения луча, получение осциллограмм и т. д.