Ostsilloskoop vanast telerist

Internetis on postitatud mitmesuguseid juhiseid, kuidas muuta vana (mõnikord osaliselt mittetöötav) teler laiekraaniga ostsilloskoobiks. See artikkel räägib teile ka sellest, kuidas luua korralik elektrooniline seade, kasutades lihtsat viimistlust, mille kogumaksumus on umbes 20 dollarit. Selleks, et sisendsignaali saaks ekraanil kuvada ja läbi teleri kõlari esitada, peate kokku panema lihtsa seadme, mis pendeldava süsteemi toiteahela kommuteerib. Muidugi ei saa sellise instrumendi suurt sagedusspektrit laiendada (tegelikult 20-20000 kHz), kuid madalsageduslike vibratsioonide jälgimine on täiesti võimalik.

Teleriümbrisesse saate installida ka seadme peamised pistikud ja juhtelemendid (õnneks võimaldab see ruumi). Näiteks RCA-pistiku olemasolu on suurepärane võimalus iPodi ühendamiseks ja samal ajal vahelduvvoolu sisenemiseks millivoltidest sadade voltideni. Lähedal saate paigutada häälestamistakistuse 1 mOhm ja 6-sektsioonilise pöördlüliti. Väikese trimmi abil on mugav juhtida horisontaalset pühkimise sagedust ning seadme sisselülitamiseks sobib erkpunane nupp.
Jääb veel lisada, et see ühendusskeem ei sobi kõigile telerite mudelitele ja on kasulikum inimestele, kes saavad vooluringidega hakkama ja kellel on kogemusi elektroonika alal. Kuid idee ise sisaldab palju huvitavaid punkte.

Ohutusnõuded

Kirjeldatud projekti elluviimine hõlmab tööd avatud televisioonitrafo ja kõrgepingekondensaatorite kõrval. Magnetroni pinge ulatub 120 kV-ni! Surmaga lõppeva elektrilöögi välistamiseks tuleb rangelt järgida asjakohaseid ettevaatusabinõusid. Mis tahes toimingu esimene samm peaks olema seadme täielik elektrikatkestus. Siinkohal ei tohi unustada kõrgepingekondensaatoreid. Seetõttu eemaldatakse kõrgepingeüksuse kaitsekate väga ettevaatlikult. Oluline on mitte kahjustada trükkplaadi juhtmeid ja mitte puudutada selle avatud kontakte.
Järgmisena peate sundima suurte võimsuste (50 V või rohkem) tühjendamist. Seda tehakse hästi isoleeritud kruvikeeraja või pintsettide abil. Nende kontaktid on üksteise või korpusega suletud kuni täieliku tühjenemiseni. Ärge tehke seda trükkplaadil, kuna rajad võivad läbi põleda. Tööd tehes või seadet testides veenduge, et teie lähedal oleks keegi, kes võib helistada arstile või osutada esmaabi.

Tööpõhimõte

Kõige vahetatavamateks seadmeteks peetakse telereid (CRT) ja ostsilloskoope. Ka televiisor on keerulisem kui põhiline labori ostsilloskoop. Selle muutmiseks piisab, kui vabaneda mõnest sellesse sisseehitatud teleri funktsioonist ja lisada lihtne võimendi. Lõppude lõpuks loob teleriekraani iga laiendatav joon elektronkiire, mis skaneeritakse kiiresti läbi toru luminestsentsmaterjali läbipaistva materjali.
Laetud elektrone juhitakse toru taga asuvate mähiste tekitatud elektriliste ja magnetväljade abil. Need juhtmega südamikud suunavad tala horisontaal- ja vertikaaltasandisse, kontrollides pildi asukohta ekraanil. Selle reguleerimiseks ostsilloskoobi joone keskel peate nendega mõned muudatused tegema.
Tuletame meelde, et videosignaal tekitab 32 kaadrit sekundis, millest igaüks koosneb kahest "põimitud" pildist (see tähendab, et skaneeritakse 64 kaadrit). NTSC standard määratleb ekraanivormingus 525 rida, teiste standardite väärtused on pisut erinevad. See tähendab, et ekraanil täidetud pildi taasesitamiseks tuleb elektronkiirt suunata vertikaalselt iga 1/64 sekundi jooksul (sagedus 64 Hz) ja horisontaalselt 1 / (64x525) sekundi jooksul (sagedus 32000 Hz). Selliste väärtuste tagamiseks ületab horisontaaltrafo pinge 15 000 volti. Sel juhul töötab seade nagu teler ja loob ekraanile üksikasjaliku pildi.
Selleks, et ta joonistaks pildi väga õhukesele joonele, mille sisendsignaal vertikaalselt tagasi lükkab, peate kohandama ekraanimähiste pöörde arvu. Samuti on oluline "töötada" induktiivpooliga. Selle takistus sõltub sagedusest. Mida suurem on sagedus, seda keerulisem on seda ekraanil kuvada. Toroidaalse südamiku välisläbimõõduga 10 mm ja paksusega 2 mm peavad I ja III mähised sisaldama 100 pööret PELSHO 0,1 traati ja mähis II - 30 pööret.
Samuti tasub meeles pidada, et teleris olev signaal on matemaatiliselt integreeritud. See toob kaasa asjaolu, et sisendatud ristkülikukujuline laine kuvatakse ekraanil kolmnurgana ja kolmnurkne - sinusoidina. See kehtib ainult piltide kohta, kuid mitte heli kohta. Siinuslaineid kuvatakse moonutusteta. Nähtus pole nii märgatav väga vanades telerites, mis suudavad signaali puudumisel kuvada valget müra või sinist ekraani ega lülita pilti automaatselt välja.

Liigsete sõlmede eemaldamine

Meie puhul kasutasime vana 15-tollise ekraaniga televiisorit ja klassikalist UHF / VHF-tuunerit. Ostsilloskoobi loomiseks pole seda vaja, nii et tuuneri saab kohe eemaldada ja unustada selle olemasolu. Lisamoodulid saate ka järk-järgult ükshaaval välja lülitada, kontrollides, kas teler saab endiselt toimida. Teil on vaja ainult põhiplaati ja kõike, mis on ühendatud pilditoruga. On vaja, et see kuvaks ainult valget müra või sinist ekraani. Võite kasti ülejäänud osadest lihtsalt vabastada.
Muundatud teleri esiküljel oli kaks potentsiomeetrit. Üks neist oli sisse lülitatud ja helitugevuse seadmiseks ning teine ​​reguleeritud heleduse jaoks. Mõlemad eemaldati: esimene asendati toitelülitiga (suur punane nupp), teine ​​tuli seada maksimaalsele heledusele ja fikseerida, joottes vooluahelasse täiendavaid takistusi. Peaksite kohe tähelepanu pöörama sellele, et ümberehitamiseks sisseehitatud helitugevuse regulaatoriga seade ei sobi. See võimendab televiisorile kinnitatud signaali ja peate emaplaadilt võimendi otsima ja see põhjustab täiendavaid probleeme. Selles etapis saab ka kõlareid välja lülitada.

Deformatsioonisüsteemi ettevalmistamine

Ostsilloskoobi pildi saamiseks kineskoobi ekraanil on vaja rakendada kaadri ja horisontaalsete sünkroimpulsside genereeritud võimendatud signaali paindemähistele H ja V. Kuidas seda saada, demonteeritakse veidi hiljem ja nüüd on vaja ette valmistada paindesüsteem. Rullid on ühendatud põhiplaadiga nelja tihvtiga. On vaja lahti ühendada horisontaalne, punane ja sinine juhtmed lähevad sellele. Kui ühendate iPodi või arvuti otse nende väljunditega, saate muusikat kuvada tuubi ekraanil. Vertikaalsel mähisel on kollane ja oranž juhe, kuid 64 Hz skannimise saamiseks tuleb need horisontaalseks mähiseks lülitada.
Nüüd peate leidma, kus mähised on ühendatud toru torul oleva väikese trükkplaadiga. Kui teler pole eriti uus, on neist vaid kaks mähist ja 4 juhet põhiplaadile. Vastasel juhul on rohkem mähiseid ja sellisel kujul muutmine ei tööta. Kuid ärge loobuge sellest, mida alustasite, ja saate natuke katsetada. Vahepeal eeldame, et juhtmeid on endiselt 4. Jääb tegeleda torusse minevate juhtmetega. Parema käe reegli (F = qVxB) kohaselt eemaldame ühe neist juhuslikus järjekorras. Kui seadme sisselülitamisel kuvatakse ekraanil horisontaalset joont, on vertikaalne mähis keelatud, kui see on vertikaalne, siis vastupidi. Vastavad otsad leiab testija ja need tähistatakse.
Nüüd on spiraalpoolide horisontaalsed ühendusjuhtmed põhiplaadilt eemaldatud. Ärge unustage, et peate hakkama saama sagedusega 30 000 Hz ja pingega üle 15 000 volti. Tulevane ostsilloskoop ei vaja neid. Enne puudutamist tuleb need lühistada, seejärel korralikult isoleerida ja asetada korpuse sisse nii, et pärast seadme sisselülitamist ei puutuks nad midagi. Niisiis, 60 Hz vertikaalne märgistusjoon on valmis. Sama horisontaaljoone 60 Hz saamiseks joodetakse kaks vertikaalse mähise külge minevat traati horisontaaljoone külge. Ja vertikaalne on võimendiahela ühendamiseks ostsilloskoobi sisend.

Skaneerimise häälestus

Töö edasine osa on kõige ohtlikum, kuna see viiakse läbi pinge ühendamisel. Ole eriti ettevaatlik! Proovime ühendada signaaliallika vertikaalse läbipainde mähisega (see võib olla MP3-mängija või arvuti kõrvaklappide väljund). Ekraanil ühe sageduse kuvamiseks proovige luua stabiilset tooni. Kui teler on isoleeritud kruvikeerajaga sisse lülitatud, puudutage hoolikalt kõrgepinge juhtmeid, uurides, milliseid muudatusi ekraanil see viib (teie abiline peaks seda jälgima või kasutama suurt peeglit).
Üks neist mõjutab skannimissagedust. Tahvlil, kuhu see siseneb, peate jootma häälestustakistuse (umbes 50–60 kOhm). Pärast seadme töökorras oleku kontrollimist saate seadme korpusest eemaldatud takisti käepideme eemaldada. Isegi ideaalselt teostatud horisontaalse sageduse seade ei võimalda teil ülemist vahemikku näha, vaid kuvab ekraanil ainult kerimislainekuju. Samuti saate kohandada olemasolevaid rõngakujulisi sakke, mis asuvad toru toru kitsa osa ümber. Tavaliselt on need mustad või tumehallid ja kontrollivad kaudselt ka lõplikku pilti.

Sisendi võimendus

Kõik, mis selle hetkeni tehti, võimaldas meil luua sisendsignaali hea visualiseerija. Piisab iPodi pesa ühendamiseks vertikaalse kõrvalekalde mähisega ja ekraanil kuvatakse heli kõlav muusika. Kuid tõelise ostsilloskoobi saamiseks vajate täiendavat võimendit (saate selle kokku panna seal, kus asus kasutuselt kõrvaldatud UHF / VHF-tuuner). Tema idee laenati mitmelt temaatiliselt saidilt, eesmärgiga saada minimaalsed kulud ja maksimaalne tõhusus. Aluseks võeti Pavel Falstadi areng ja esitatud trükkplaat oli kahetaktilise helivõimendi modifitseeritud vooluring.
Selle rakendamiseks vajame: mikrokoostu TL082, sealhulgas 2 op-amprit, transistoride paari (näiteks 41НПН / 42ПНП), toiteregulaatorit LM317, pöördlülitit "Pole", potentsiomeetrit 1 mOhm, kahte trimmerit 10 kOhm, 4 dioodi 1A, trafot 30 V vahelduvvool, elektrolüüdid 1000 μF 50 V, kaks elektrolüüti 470 μF 16 V ja 5 takistit (10 oomi, 220 oomi, 1 kOhm, 100 kOhm ja 10 mOhm).
Esimene opvõimendi kontrollib sisendsignaali võimendust vastavalt valemile R1 / R2, kus R1 on pöördlüliti poolt valitud takistus, R2 on 1 mΩ pott. Teoreetiliselt on see võimeline sisendsignaali võimendama kuni miljon korda (pöördlülitil on vähemalt 1 oom). Teine tagab, et transistorid saavad ristmike avamiseks vajaliku pinge ja kompenseerivad moonutusi. Nad vajavad avamiseks 0,7 V ja ümberlülitamiseks 1,4 V.
Valmis vooluring nõuab kohustuslikku kalibreerimist. Toiteregulaator on ette nähtud 30 V erinevuseks, nii et op-amp väljastab tavaliselt + 15 / -15 V, kuid hea filtreerimise jaoks peaks selle väljund olema mitu volti madalam kui pinge kogu 1000 μF mahtuvuse korral. Selleks on olemas trimmer 1. Vooluahela väljund on ühendatud horisontaalse läbipainde mähisega. Vooluringist läbi viidavat muusikat hakatakse ülalt / alt “katkestama”. Selle vältimiseks reguleeritakse trimmer 2 seni, kuni klambrite ülaosad puudutavad ekraani servi. See alandab pinget ja hoiab ära transistoride ülekoormamise seadme raadiosageduslikul teel (põletage läbipainepool).
Nüüd saate ühendada sisseehitatud kõlarisüsteemi teleri väljundiga. Liigse mahu korral lisatakse suur koormustakistus (näiteks 10 oomi 1 W), heli puudumisel pannakse koormustakistus painutusmähisele, misjärel viimane kalibreeritakse uuesti. Vajaliku sisendsignaali vaatamise ajal end liigsete tüütute helisignaalide eest kaitsmiseks võite kõlarisse paigaldada lüliti.

Kokkupanek kõik koos

Täiendav võimendi võib tekitada tugeva magnetvälja, nii et peaksite selle disaini eest hoolitsema. Tahvel peaks olema võimalikult kompaktne, lühikeste juhtmetega ja hea rühmitusega. Ta ei vaja spetsiaalset varjestust, kuid selleks, et vältida häireid teie kodu teiste teleritega, veenduge, et see asub korpuses, ilma et see häiriks peamisi sõlme. Äärmuslikel juhtudel võite kasutada puust või plastikust korpust, liimitud seest fooliumiga.
Lahtimonteeritud teleris vabanes analoogtuuneri eemaldamisel sellise plaadiga trafo paigaldamiseks piisavalt ruumi ja tekkis isegi auk toitelüliti jaoks. Samuti on soovitatav trafo varjestus, et mitte häirida telekanaleid. Ühendage klemmid sünkroniseerimispinge ja katsesignaali ühendamiseks tahvliga ainult varjestatud juhtmega.
Pärast trafo ühendamist vooluahelaga ühendage vastavalt S1 ja S2, juhtige sisendjuhtmed läbi teleri vastuvõtja ava, ühendage vooluahela väljund kõlariga ja tagasilükkav mähis. Vooluringi hajutatud induktiivsuse vähendamiseks kasutage kõigis juhtivates ühendustes minimaalset traadi pikkust. Jääb alles leida S1 ja S2 jaoks mugav paigalduskoht, sulgeda tagakaas ja jätkata proovisõitu.

Seadme jõudluse kontrollimine

Oma funktsionaalsuse poolest pole kokkupandud ostsilloskoop kaugeltki väärt laboratoorseid mudeleid, kuid on hädavajalik kasutamiseks lihtsates projektides, kus soovite lainekuju näha. Samuti on teatud uudsusel võime uuritavat signaali kuulda, eriti kui saadakse tagasisidet, mis meenutab „märke”. Selles näites võime jälgida tavalise traatmähise põhjustatud signaali muutust, kui see asub suvalises kohas, instrumendi sisemise trafo kohal ja sülearvuti protsessori kohal.
Võimalus sissetulevat signaali võimendada on suurepärane omadus, kui te ei vaja selle absoluutselt täpseid parameetreid. Ahela võimendatud sageduse 60 Hz müra on seni võimalik kindlaks teha piisava veaga. Kuid see nähtus põhjustab ka sisendtraadi hajuvat induktiivsust. Ahela kõigi osade ainult varjestatud maandus võib häireid vähendada.
Näidatud mähis koos seadme sisendiga ühendatud juhtmega võimaldab kasutada suurt induktiivsust, millel on tugev võimendus. Ta suudab mitme meetri kaugusel tuvastada energiaallikaid, suunates mähise trafode suunas ja seejärel visuaalselt nende tööd näha. Samuti saate tuvastada protsessori asukoha keeruka seadme sees. Mähist saate kasutada induktiivmikrofonina, asetades selle muusikat esitava kõlari lähedusse. Kõlarimäära reprodutseeritud magnetväli tuvastatakse ja võimendatakse loodud seadmega, mille järel kajastatud muusika kajastub ostsilloskoobi torus.
Saate seadmes ja Interneti-kanali toimimist visuaalselt vaadata. Selle jaoks kasutati sisendsignaalina spetsiaalset koduliini (120 VAC) ja seade on oma pilti näidates endiselt töös.
Algne artikkel inglise keeles