Разделы

В сети

Пользователей: 133
Из них просматривают:
Аналоги: 53. Видео: 1. Даташиты: 18. Инструкции: 9. Магазин: 1. Новости: 21. Остальное: 8. Ошибки: 1. Программы: 1. Производители: 4. Расчёты: 1. Торрент: 1. Форум: 10. Чат: 4.
Участников: 6
Гостей: 127

an , KT315 , alex01981 , Google , wolf170571 , Яндекс , далее...
Рекорд 2375 человек онлайн установлен 26.12.2015.

Партнёры


Партнёры

Новые объявления

Измерения

Осциллографический индикатор

Написал users в 24.11.2008 20:30:00 (17619 прочтений)

Осциллограф - один из необходимых приборов в мастерской радиолюбителя или ремонтника, но, приобретение нового портативного прибора может оказаться слишком дорогим "удовольствием", а старую, но исправную технику не всегда можно найти, да и габариты её и вес позволяют пользоваться прибором только в стационаре. Даже если вы задумаете собрать осциллограф самостоятельно (а это совсем не так сложно, как кажется), скорее всего, у вас возникнет трудность с приобретением электронно-лучевой трубки со статическим отклонением лучей (кинескоп от телевизора здесь не подойдет).




Осциллографический индикатор, схема которого описывается в данной статье, конечно, не может в полной мере заменить осциллограф, уже хотя бы только по тому, что его светодиодный экран имеет низкую разрешающую способность (9x10 точек). Но, тем не менее, с его помощью можно примерно определить форму сигнала, отличить "синус" от импульсов, приблизительно определить частоту, амплитуду и скважность сигнала. Он годится для ремонта низкочастотной аппаратуры, с его помощью можно исследовать процессы в логических схемах, работающих на частотах не более 25 кГц. Можно "увидеть" логические нули, единицы, импульсы, определить высокоомное состояние.
 

display

Рис.1


 

Способ отображения информации на экране индикатора продемонстрирован на рисунке 1 на нескольких примерах. На первой эпюре показано состояние нуля, когда на вход не подано напряжение или его уровень очень мал. При исследовании логической схемы - это изображение логического нуля. На второй эпюре положительное напряжение максимального уровня, а для логической схемы - логическая единица. На третьей эпюре - отрицательное напряжение по модулю максимального уровня. Изображение, показанное на четвёртой эпюре может быть при подаче на вход переменного напряжения, период которого значительно ниже установленного значения развёртки. Подстроив развёртку и уровень можно будет увидеть,

например, синусоидальный сигнал (седьмая эпюра). Эпюра 4 будет и в том случае, если на выходе цифровой микросхемы будет высокоомное состояние, и в это время вы прикоснетесь пальцем к щупу индикатора, подключённого к этому выходу микросхемы. Эпюра 5 - положительные прямоугольные импульсы, эпюра 6 - треугольные импульсы.
 

circuit

Рис.2


 

В общем, все как на "взрослом" осциллографе, но только разрешающая способность очень низкая (9x10 точек).

Принципиальная схема индикатора показана на рисунке 2. Как видно, схема предельно упрощена. В качестве устройства вертикального отклонения "луча" используется популярная микросхема LM3914, которая, обычно применяется для создания индикатора напряжения со светодиодной линейной шкалой. Микросхема может работать в двух режимах - индикация светящимся столбом или точкой. В данном случае нужна индикация точкой, поэтому, вывод 9 микросхемы A3 никуда не подключён (вид индикации выбирают изменением уровня на выводе 9).

Микросхема LM3914 может измерять только положительное напряжение. Но, на экране осциллографа нулевая линия в середине экрана, вверху от неё положительные напряжения, а внизу - отрицательные. Для того, чтобы при нулевом напряжении на входе работал 14-й вывод A3 используется схема на двух операционных усилителях А1 и А2. Операционный усилитель А1 создает искусственную "землю", -среднюю точку питания, относительно которой и должно измеряться поступающее на вход индикатора напряжение. Положение этой "нулевой" точки отсчёта регулируется переменным резистором R7 "установка нуля". Им изменяется напряжение на прямом входе А1, следовательно, и напряжение на его выходе.

Операционный усилитель А2 включён по схеме повторителя (с единичным коэффициентом передачи), - его задача в том, чтобы развязать вход индикатора и вход микросхемы A3. Если необходимо получить более высокий коэффициент передачи (например, чтобы повысить чувствительность индикатора для исследования НЧ сигналов низкого уровня), можно между его инверсным входом и выходом ввести цепь ООС, величину которой можно будет менять переключателем ("V/Дел.").

Подстроечный резистор R21 служит для установки отклонения "луча" на верхнее значение при налаживании индикатора.

Экран представляет собой матрицу из 90 светодиодов общего применения. На схеме расположение светодиодов показано так же, как на экране готовой конструкции.

Как уже сказано, вертикальную развёртку осуществляет микросхема A3. Горизонтальная развёртка автоматическая, не синхронизирована. Она выполняется цифровым способом при помощи счётчика D2 и мультивибратора D1. Мультивибратор вырабатывает импульсы, которые поступают на счётный вход счётчика D2. Это приводит к тому, что состояние счётчика все время меняется от 0 до 9, можно сказать, что по его выходам "пробегает" логическая единица слева на право (по схеме). Этот процесс и создает горизонтальную развёртку. Если, например, на вход индикатора подано постоянное напряжение, такого уровня, что открыт 11-й вывод A3, то счётчик D2 будет поочерёдно включать все светодиоды, подключённые к этому выводу A3. И при определённой частоте импульсов, поступающих на вход D2, скорость переключения этих светодиодов будет такой, что это будет зрительно восприниматься как светящаяся горизонтальная линия.

Частота горизонтальной развёртки определяется частотой импульсов на выходе мультивибратора D1. Грубо она устанавливается переключателем S3, а точно -переменным резистором R10. Поскольку, в этой схеме не предусмотрена автоматическая синхронизация, то, подав сигнал на вход нужно подстраивать R10 так, чтобы "поймать" входной сигнал и увидеть его форму на экране.

Подстраивая резисторы R2 и R10 можно установить такой уровень и развёртку, при котором на экране будет наиболее полно и стабильно видна форма входного сигнала.

S4 - выключатель питания. Питается прибор от источника постоянного тока напряжением 9V (например, от "Кроны").

Светодиоды можно использовать любые, работающие в видимом спектре излучения, желательно одинаковые (и подешевле).

Операционные усилители - общего применения. Микросхему K561ЛA7 можно заменить любой другой микросхемой серий К561, К176, К1561, CD40 в которой не менее тр`х инверторов. Счётчик К561ИЕ8 может быть заменен аналогичным вышеуказанных серий.

Микросхему LM3914 можно заменить любым импортным или отечественным аналогом, допускающим индикацию перемещающейся точкой (режим "DOT").

Переключатели S1, S2 и S4 - импортные микротумблеры. Переключатель S3 -импортный галетный на 9 положений (используется 8 положений).

Индикатор собран в пластмассовой коробке размерами 80x180x30мм. С левой стороны передней панели (80x180мм) расположен экран. Его размеры зависят от размеров применяемых светодиодов. Экран состоит из девяноста отверстий - девять горизонтальных рядов по десять отверстий (как показано на рисунке 1). Отверстия выполняются такого диаметра, чтобы в них плотно вставлялись используемые светодиоды. Перед установкой корпус каждого из светодиодов по окружности ближе к выводам промазывается клеем "Момент" (или любым другим для пластмассы). Все светодиоды нужно установить в одинаковом положении (например, катод слева, анод справа).

После того как все светодиоды установлены и приклеены их выводы подрезают, но не равномерно, а так, чтобы, например, вывод анода был длиннее вывода катода. Затем нужно немного отогнуть выводы (например, катод немного вверх, а анод немного вниз). Далее, изготавливаете 19 оголённых лужёных проводников и припаиваете их припаиваете из них 10 вертикальными линиями к анодам, а 9 - горизонтальными линиями к катодам (точно как показано на принципиальной схеме). В этой же передней панели коробки просверлены отверстия под все переключатели, переменные резисторы и X1.

Монтаж выполнен без применения печатной платы. Все микросхемы предварительно подписаны (на "животах") и приклеены "вверх ногами" изнутри корпуса к передней панели при помощи клея "Момент" (или другого). Весь монтаж выполнен объёмным способом на выводах этих микросхем, переменных резисторов, переключателей и светодиодов.

Налаживание. После проверки монтажа включите питание. На экране должна перемещаться горизонтально точка (или видна горизонтальная линия, образованная светодиодами). Установите резистор R5 в среднее положение. Затем, подстройте R7 так, чтобы точка перемещалась по средней линии экрана (или светилась средняя горизонтальная линия экрана).

Установите R2 в нижнее (по схеме) положение и переключите S1 в нижнее (по схеме) положение. Подайте на вход постоянное положительное напряжение 10V. Поворачивая R2 следите за тем, как перемещается вверх горизонтальная линия. Как только линия переместится в верхнее максимальное положение сделайте отметку "10V" на шкале резистора R2. Затем, аналогичным образом отметьте "5V", "15V".

Переключите S1 в верхнее положение и подайте на вход переменное напряжение, например, 6V (от понижающего трансформатора). Переключите S3 в положение "30mS" или "10mS" и регулируя R2 и R10

добейтесь того, чтобы светящаяся точка на экране описывала синусоиду.

Если есть функциональный генератор, - проверьте работу на других частотах, с другой формой сигнала.

Конечно, этот прибор сильно упрощён и конструкция довольно "сырая". Он не может конкурировать с обычными осциллографами на ЭЛТ или с современными карманными цифровыми осциллографами на жидких кристаллах, но данная конструкция, - это всего лишь эксперимент. Попытка сделать несложный пробник, способный хотя бы частично заменить осциллограф.

А усовершенствований может быть много - можно увеличить число "пикселей" экрана, использовать вместо отдельных светодиодов жидкокристаллическую или светодиодную матрицу, ввести синхронизацию развёртки, ждущий режим, сделать прецизионный вход, увеличить яркость свечения экрана повысив ток через светодиоды путём введения буферных ключей.

Радиоконструктор 2004 №12

Андреев С.

 

datasheet LM3914N

12
 
Теги: Индикатор  
Комментарии принадлежат их авторам. Мы не несем ответственности за их содержание.
Отправитель Нити
MACTEP
Отправлено: 24.11.2008 23:59  Обновлено: 24.11.2008 23:59
Администратор
Дата регистрации: 07.08.2008
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 6468
 Re: Осциллографический индикатор
Вот что то подобное я хотел замутить в тетрисе
Но получилось слишком сложно в основном из за ЖК-матрицы....
KT315A
Отправлено: 13.01.2011 9:19  Обновлено: 13.01.2011 9:19
Главный Технолог
Дата регистрации: 10.01.2011
Откуда: Задрищенск
Сообщений: 334
 Re: Осциллографический индикатор
Ну и смотри осциллограммы своим тетрисом
Лучше сразу купить нормальный осциллограф.
MACTEP
Отправлено: 13.01.2011 9:28  Обновлено: 13.01.2011 9:28
Администратор
Дата регистрации: 07.08.2008
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 6468
 Re: Осциллографический индикатор
Планировал лет 15 назад, когда портативных и в помине небыло. Хотел сделать именно карманный вариант.

PS. По поводу купить не купить я уже упоминал на сайте.
Для радиолюбителя такой вопрос не ставится. И не каждый радиолюбитель готов выложить 500$ за портативный осциллограф

PPS. Сфотографируй свою лабораторию, глянем твои осциллографы)))
evildesign
Отправлено: 13.01.2011 11:31  Обновлено: 13.01.2011 11:31
Модератор
Дата регистрации: 26.01.2010
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 3376
 Re: Осциллографический индикатор
http://masteram.com.ua/ru/Pocket-Size ... scope-DSO-Nano-DS0201.php

лежит 1 штука, у знакомого вторая. И никаких 500$ не надо...
KT315A
Отправлено: 13.01.2011 11:51  Обновлено: 13.01.2011 11:51
Главный Технолог
Дата регистрации: 10.01.2011
Откуда: Задрищенск
Сообщений: 334
 Re: Осциллографический индикатор
Цитата:
лежит 1 штука, у знакомого вторая. И никаких 500$ не надо...

Цитата:
Полоса пропускания 1 МГц
evildesign
Отправлено: 13.01.2011 12:13  Обновлено: 13.01.2011 12:13
Модератор
Дата регистрации: 26.01.2010
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 3376
 Re: Осциллографический индикатор
и что смешного? 1 Мгц хватает для большинства задач на выезде. I2c посмотреть, питание глянуть, автоэлектрика, телики, мониторы, блоки питания, сигналы от различных датчиков. Самое главное- автономность и размеры как у мобильника.
Shurik70
Отправлено: 14.01.2011 7:41  Обновлено: 14.01.2011 7:41
Младший сотрудник
Дата регистрации: 23.07.2010
Откуда: г.Ижевск
Сообщений: 23
 Re: Осциллографический индикатор
полностью согласен. у меня раньше был осциллограф радиолюбителя еще с линзой, вот только не помню марку за давностью лет. и он меня устраивал потому что габариты не большие и для радиолюбительских задач вполне достаточно.
KT315A
Отправлено: 14.01.2011 13:16  Обновлено: 14.01.2011 13:17
Главный Технолог
Дата регистрации: 10.01.2011
Откуда: Задрищенск
Сообщений: 334
 Re: Осциллографический индикатор
Цитата:
PPS. Сфотографируй свою лабораторию, глянем твои осциллографы)))

Пожалуйста. Как раз копал импульсный преобразователь.
Всё фотографировать не стал, одного 112 хватит.

http://imglink.ru/show-image.php?id=6 ... 905fe2dbd9ad55a7ac02a2132

ПС: не могу вставить, кинул просто ссыль.
locksmith4
Отправлено: 07.01.2012 13:48  Обновлено: 07.01.2012 13:48
Сотрудник
Дата регистрации: 11.06.2009
Откуда: Киев
Сообщений: 33
 Re: Осциллографический индикатор
Это как: "телики, мониторы"? кадры-строки? или полоска сузилась с 6,5 (как минимум!) до 1-го мГц??? Короче говоря: и кувалдой можно часы ремонтировать!.. Хотя: для отбивания понтов "типа- ремонтирую" сойдёт!
evildesign
Отправлено: 07.01.2012 20:24  Обновлено: 07.01.2012 20:24
Модератор
Дата регистрации: 26.01.2010
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 3376
 Re: Осциллографический индикатор
модули цветности, радиоканал не глянешь. А вот все остальное- на ура.
locksmith4
Отправлено: 29.10.2012 18:02  Обновлено: 29.10.2012 18:02
Сотрудник
Дата регистрации: 11.06.2009
Откуда: Киев
Сообщений: 33
 Re: Осциллографический индикатор
А яркосной- "глянешь"??! О фронтах и разговора нет...

Разное

Полихлорвиниловые трубки легче натянуть на изолируемые предметы (отвертки, пинцеты, радиодетали), если на 15-20 мин поместить их в ацетон.

Интересно

При первом включении после ремонта (для двухтактных УНЧ):
1. в разрыв "+" и "_" резисторы около 100 Ом для ограничения тока в случае не полного устранения неисправности.

Похожие новости