Руководство по эксплуатации осциллографа с1 94.

Захарычев Е.В., инженер-конструктор

Продифференцированный сигнал поступает на схему запуска, которая совместно с генератором развертки и схемой блокировки обеспечивает формирование линейно изменяющегося пилообразного напряжения в ждущем и автоколебательном режимах.
Схема запуска представляет собой несимметричный триггер с эмиттерной связью на транзисторах Т22-УЗ, Т23-УЗ, Т25-УЗ с эмиттерным повторителем на входе на транзисторе Т23-УЗ. Начальное состояние схемы запуска: транзистор Т22-УЗ открыт, транзистор Т25-УЗ открыт. Потенциал, до которого заряжен конденсатор С32-УЗ, определяется потенциалом коллектора транзистора Т25-УЗ и равен примерно 8 В. Диод Д12-УЗ открыт. С приходом отрицательного импульса на базу Т22-УЗ схема запуска инвертируется, и отрицательный перепад на коллекторе Т25-УЗ запирает диод Д12-УЗ. Схема запуска отключается от генератора развертки. Начинается формирование прямого хода развертки. Генератор развертки находится в ждущем режиме (переключатель В1-4 в положении «ЖДУЩ»). При достижении амплитуды пилообразного напряжения порядка 7 В схема запуска через схему блокировки, транзисторы Т26-УЗ, Т27-УЗ возвращается в исходное состояние. Начинается процесс восстановления, в течение которого времязадающий конденсатор С32-УЗ заряжается до исходного потенциала. Во время восстановления схема блокировки поддерживает схему запуска в исходном состоянии, не позволяя импульсам синхронизации перевести ее в другое состояние, то есть обеспечивает задержку запуска развертки на время, необходимое для восстановления генератора развертки в ждущем режиме и автоматический запуск развертки в автоколебательном режиме. В автоколебательном режиме работа генератора развертки происходит в положении «АВТ» переключателя В1-4, а запуск и срыв работы схемы запуска - от схемы блокировки изменением ее режима.
В качестве генератора развертки выбрана схема разряда времязадающего конденсатора через стабилизатор тока. Амплитуда линейно изменяющегося пилообразного напряжения, формируемого генератором развертки, равна примерно 7 В. Времязадающий конденсатор С32-УЗ во время восстановления быстро заряжается через транзистор Т28-УЗ и диод Д12-УЗ. Во время рабочего хода диод Д12-УЗ запирается управляющим напряжением схемы запуска, отключая цепь времязадающего конденсатора от схемы запуска. Разряд конденсатора происходит через транзистор Т29-УЗ, включенный по схеме стабилизатора тока. Скорость разряда времязадающего конденсатора (а, следовательно, и значение коэффициента развертки) определяется величиной тока транзистора Т29-УЗ и изменяется при переключении времязадающих сопротивлений R12...R19, R22...R24 в цепи эмиттера с помощью переключателей В2-1 и В2-2 («ВРЕМЯ/ДЕЛ.»). Диапазон скоростей развертки имеет 18 фиксированных значений. Изменение коэффициента развертки в 1000 раз обеспечивается переключением времязадающих конденсаторов С32-УЗ, С35-УЗ переключателем В1-5 («mS/mS»).
Настройка коэффициентов развертки с заданной точностью производится конденсатором СЗЗ-УЗ в диапазоне «mS», а в диапазоне «mS» - подстроеч-ным резистором R58-y3, путем изменения режима эмиттерного повторителя (транзистор Т24-УЗ), питающего вре-мязадающие резисторы.
Схема блокировки представляет собой эмиттерный детектор на транзисторе Т27-УЗ, включенном по схеме с общим эмиттером, и на элементах R68-y3, С34-УЗ. На вход схемы блокировки поступает пилообразное напряжение с делителя R71-y3, R72-y3 в истоке транзистора ТЗО-УЗ. Во время рабочего хода развертки емкость детектора С34-УЗ заряжается синхронно с напряжением развертки. Во время восстановления генератора развертки транзистор Т27-УЗ запирается, а постоянная времени эмиттерной цепи детектора R68-y3, С34-УЗ поддерживает схему управления в исходном состоянии. Ждущий режим развертки обеспечивается запиранием эмиттерного повторителя на Т26-УЗ переключателем В1-4 («ЖДУЩ./АВТ.»). В автоколебательном режиме эмиттерный повторитель находится в линейном режиме работы. Постоянная времени схемы блокировки изменяется ступенчато переключателем В2-1 и грубо В1-5. С генератора развертки пилообразное напряжение через истоковый повторитель на транзисторе ТЗО-УЗ поступает на усилитель развертки. В повторителе применен полевой транзистор для повышения линейности пилообразного напряжения и исключения влияния входного тока усилителя развертки. Усилитель развертки усиливает пилообразное напряжение до величины, обеспечивающей заданный коэффициент развертки. Усилитель выполнен двухкаскадным, дифференциальным, по каскодной схеме на транзисторах ТЗЗ-УЗ, Т34-УЗ, ТЗ-У2, Т4-У2 с генератором тока на транзисторе Т35-УЗ в эмиттерной цепи. Частотная коррекция коэффициента усиления осуществляется конденсатором С36-УЗ. Для повышения точности временных измерений в КВО прибора предусмотрена растяжка развертки, которая обеспечивается изменением коэффициента усиления усилителя развертки путем параллельного соединения резисторов 1175-УЗ, R80-УЗ при замыкании контактов 1 и 2 («Растяжка») разъема ШЗ.
Усиленное напряжение развертки снимается с коллекторов транзисторов ТЗ-У2, Т4-У2 и подается на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ.
Изменение уровня синхронизации производится изменением потенциала базы транзистора Т8-УЗ резистором R8 («УРОВЕНЬ»), выведенным на переднюю панель прибора.
Смещение луча по горизонтали осуществляется изменением напряжения базы транзистора Т32-УЗ резистором R20 («<->»), выведенным также на переднюю панель прибора.
В осциллографе имеется возможность подачи внешнего сигнала синхронизации через гнездо 3 («Выход X») разъема ШЗ на эмиттерный повторитель Т32-УЗ. Кроме того, предусмотрен выход пилообразного напряжения порядка 4 В с эмиттера транзистора ТЗЗ-УЗ на гнездо 1 («Выход "Ч"») разъема ШЗ.
Высоковольтный преобразователь (блок У31) предназначен для питания ЭЛТ всеми необходимыми напряжениями. Он собран на транзисторах Т1-У31, Т2-У31, трансформаторе Tpl и питается от стабилизированных источников +12В и -12В, что позволяет иметь стабильные напряжения питания ЭЛТ при изменении напряжения питающей сети. Напряжение питания катода ЭЛТ -2000 В снимается со вторичной обмотки трансформатора через схему удвоения Д1-У31, Д5-У31, С7-У31, С8-У31. Напряжение питания модулятора ЭЛТ снимается с другой вторичной обмотки трансформатора также через схему умножения Д2-У31, ДЗ-У31, Д4-У31, СЗ-У31, С4-У31, С5-У31. Для уменьшения влияния преобразователя на источники питания применен эмиттерный повторитель ТЗ-У31.
Питание накала ЭЛТ производится от отдельной обмотки трансформатора Tpl. Напряжение питания первого анода ЭЛТ снимается с резистора 1110-У31 («ФОКУСИРОВКА»). Регулирование яркости луча ЭЛТ производится резистором Ш8-У31 («ЯРКОСТЬ»). Оба резистора выведены на переднюю панель осциллографа. Напряжение питания второго анода ЭЛТ снимается с резистора Ш9-У2 (выведен под шлиц).
Схема подсвета в осциллографе представляет собой симметричный триггер, питаемый от отдельного источника 30 В относительно источника питания катода -2000 В, и выполнена на транзисторах Т4-У31, Т6-У31. Запуск триггера осуществляется положительным импульсом, снимаемым с эмиттера транзистора Т23-УЗ схемы запуска. Исходное состояние триггера подсвета Т4-У31 открыт, Т6-У31 закрыт. Положительный перепад импульса со схемы запуска переводит триггер подсвета в другое состояние, отрицательный - возвращает в исходное состояние. В результате на коллекторе Т6-У31 формируется положительный импульс с амплитудой 17 В, по длительности равный длительности прямого хода развертки. Этот положительный импульс подается на модулятор ЭЛТ для подсвета прямого хода развертки.

РЕЖИМЫ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
Обозначение	Напряжение, В
	Коллектор, сток	Эмиттер, исток	База, затвор
Усилитель У1
Т1	8,0-8,3	0,6-1	0
Т2	-(3,8-5,0)	1,3-1,8	0,6-1,2
ТЗ	-(3,8-5,0)	1,3-1,8	0,6-1,2
Т4	-(1,8-2,5)	-(4,5-5,5)	-(3,8-5,0)
Т5	-(1,8-2,5)	-(4,5-5,5)	-(3,8-5,0)
Т6	-(11,3-11,5)	-(1,3-1,9)	-(1,8-2,5)
Т7	0,2-1,2	-(2,6-3,4)	-(1,8-2,5)
Т8	0,2-1,2	-(2,6-3,4)	-(1,8-2,5)
Т9	6,5-7,8	0-0,7	0,2-1,2
Т10	6,5-7,8	0-0,7	0,2-1,2
Усилитель У2
Т1	60-80	8,3-9,0	8,8-9,5
Т2	60-80	8,3-9,0	8,8-9,5
ТЗ	100-180	11,0-11,8	11,8-12,3
Т4	100-180	11,0-11,8	11,8-12,3
Развертка УЗ
Т1	-(11-9)	12	13,5-14,5
Т2	-(11-9)	12	13,5-14,5
ТЗ	-(10,5-11,5)	-(10,1-11,1)	-(11,0-10,4)
Т4	-(18-23)	-(8,2-10,2)	-(8,5-10,5)
Т6	-(14,5-17)	-(8-10,2)	-(8-10,5)
Т7	6-6,5	0	0-0,2
Т8	4,5-5,5	-(0,5-0,8)	0
Т9	4,5-5,5	-(0,7-0,9)	-(0,6-0,8)
Т10	-(11,4-11,8)	0	-(0,6-0,8)
Т12	0,5-1,5	-(0,6-0,8)	0
Т13	4,5-5,5	3,7-4,8	4,5-5,6
Т14	-(12,7-13)	от-0,3 до 2,0	от -1 до 1,5
Т15	3,0-4,2	3,0-4,2	3,6-4,8
Т16	-(25-15,0)	-12	-(12,0-12,3)
Т17	-(25-15)	-(12,0-12,3)	-(12,6-13)
Т18	4,5-5,5	3,0-4,1	2,0-2,6
Т19	7,5-8,5	4,5-5,5	5,2-6,1
Т20	-12	5,1-6,1	4,5-5,5
Т22	0,4-1	от-0,2 до 0,2	0,5-0,8
Т23	12	от-0,3 до 0,3	0,4-1
Т24	-12	-(9,6-11,3)	-(10,5-11,9)
Т25	8,0-8,5	от-0,2 до 0,2	от-0,2 до 0,2
Т26	-12	от-0,2 до 0,2	0,3-1,1
Т27	-12	0,3-1,1	от-0,2 до 0,4
Т28	11,8-12	7,5-7,8	8,0-8,5
Т29	6,8-7,3	-(0,5-0,8)	0
ТЗО	12	7,3-8,3	6,8-7,3
Т32	12	6,9-8,1	7,5-8,8
ТЗЗ	10,6-11,5	6,1-7,6	6,8-8,3
Т34	10,6-11,5	6,1-7,4	6,8-8,1
Т35	-(4,8-7)	-(8,5-8,9)	-(8,0-8,2)

Осциллограф имеет простейший калибратор амплитуды и времени, который выполнен на транзисторе Т7-УЗ и представляет собой схему усилителя в режиме ограничения. На вход схемы поступает синусоидальный сигнал с частотой питающей сети. С коллектора транзистора Т7-УЗ снимаются прямоугольные импульсы с такой же частотой и амплитудой 11,4... 11,8 В, которые подаются на входной делитель КВО в положении 3 («Т») переключателя В1. При этом чувствительность осциллографа устанавливается 2 В/дел, а калибровочные импульсы должны занимать пять делений вертикальной шкалы осциллографа. Калибровка коэффициента развертки производится в положении 2 переключателя В2 и положении «mS» переключателя В1-5.
Напряжения источников 100 В и 200 В не стабилизированы и снимаются со вторичной обмотки силового трансформатора Tpl через схему удвоения ДС2-УЗ, С26-УЗ, С27-УЗ. Напряжения источников +12 В и -12 В стабилизированы и получаются из стабилизированного источника 24 В. Стабилизатор на 24 В выполнен на транзисторах Т14-УЗ, Т16-УЗ, Т17-УЗ. Напряжение на вход стабилизатора снимается со вторичной обмотки трансформатора Tpl через диодный мост ДС1-УЗ. Подстройка стабилизованного напряжения 24 В производится резистором R37-y3, выведенным под шлиц. Для получения источников +12 В и -12 В в схему включен эмиттерный повторитель Т10-УЗ, база которого питается от резистора R24-y3, которым осуществляется подстройка источника +12 В.
При проведении ремонта и последующей настройке осциллографа прежде всего необходимо проверить режимы активных элементов по постоянному току на соответствие их значениям, приведенным в табл. 1. В случае, если проверяемый параметр не укладывается в допустимые границы, нужно проверить исправность соответствующего активного элемента, а при его исправности - и элементы «обвязки» в данном каскаде. При замене активного элемента на аналогичный может потребоваться подстройка режима работы каскада (при наличии соответствующего подстроечного элемента), но в большинстве случаев этого делать не приходиться, т.к. каскады охвачены отрицательной обратной связью, и поэтому разброс параметров активных элементов не сказывается на нормальной работе прибора.
В случае появления неисправностей, связанных с работой электронно-лучевой трубки (плохая фокусировка, недостаточная яркость луча и т.п.), необходимо проверить соответствие напряжений на выводах ЭЛТ значениям, приведенным в табл. 2. Если измеренные величины не соответствуют табличным, нужно проверить исправность узлов, ответственных за выработку этих напряжений (источник высокого напряжения, выходные каналы КВО и КГО и т.д.). Если же подводимые к ЭЛТ напряжения укладываются в пределы допустимого, значит проблема в самой трубке, и ее нужно заменить.

Принципиальная схема осциллографа С1-94 , схемы блоков осциллографа, а также описние и внешний вид измерительного прибора, фото.

Рис. 1. Внешний вид осциллографа С1-94.

Осциллограф универсальный сервисный С1 -94 предназначен для исследования импульсных сигналов; в амплитудном диапазоне от 0,01 до 300 В и до временном диапазоне от 0,1 * 10^-6 до 0,5 с и синусоидальных сигналов амплитудой от 5 * 10^-3 до 150 В частотой от 5 до 107 Гц при проверке промышленной и бытовкой радиоаппаратуры.

Прибор может быть применен в службах ремонта электронной радиоаппаратуры на предприятиях и в быту, а также у радиолюбителей и в учебных заведениях. соответствует требованиям ГОСТ 22261-82, а по условиям эксплуатации соответствует II группе ГОСТ 2226І—82.

Условия эксплуатации прибора.

а) рабочие:

температура окружающей среды от 283 до 308 К (от 10 до 35°С);
относительная влажность воздуха до 80% при температуре 298 К (25°С);
напряжение питающей сети (220 ± 22) В или (240 ± 24) В с частотой 50 или 60 Гц;

б) предельные:

температура окружающей среды в предельных условиях от 223 до 323 К (от минус 50 до плюс 50°С);
относительная влажность воздуха до 95% при температуре 298 К (25°С).

Электрические параметры и характеристики

Рабочая часть экрана 40 X 60 мм (8X10 делений).
Ширина линии луча не более 0,8 мм.
Коэффициент отклонения калиброванный и устанавливается ступенями от 10 мВ/деление до 5 В/деление согласно ряду чисел 1,2,5.
Погрешность калиброванных коэффициентов отклонения не более ± 5%, с делителем 1:10 не более ±8%.

КВО луча имеет следующие параметры:

время нарастания ПХ не более 35 нс (полоса пропускания 0-10 МГц);
выброс на вершине ПХ не более 10%;
время установления ПХ не более 120 нс;
неравномерность вершины ПХ и перекос вершины ПХ из-за раскомпенсации входных делителей не более 3%;
спад вершины ПХ при закрытом входе усилителя на длительности 4 мс не более 10%;
смещение луча из-за дрейфа усилителя в течение 1 ч после 5-ти минутного прогрева не превышает 0,5 деления. Кратковременное смещение луча за 1 мин не превышает 0,2 деления;
смещение луча от переключения переключателя V/ДЕЛ не превышает 0,5 деления;
периодические и случайные отклонения луча от внутренних источников не должны превышать 0,2 деления, а от импульсов внешней синхронизации амплитудой 10 В не более 0,4 деления;
пределы перемещения луча по вертикали не менее двух значений номинального вертикального отклонения. Примечание. При перемещении изображения импульса ручкой ф в пределах рабочей части экрана допустимо искажение изображения импульса. Величина искажения импульса по амплитуде не должна превышать 2 деления на минимальной длительности развертки 0,1 мкс.
входное сопротивление при непосредственном входе (1 ± 0,05) МОм с параллельной емкостью (40 ±4) пФ с делителем 1:1 — (1 ±0,05) МОм с параллельной емкостью порядка 150 пФ,
делителем 1:10 - (10 ± 1) МОм с параллельной емкостью не более 25 пФ. Вход прибора может быть закрытым или открытым;
максимальная амплитуда входного сигнала при минимальном коэффициенте отклонения на открытом входе не более 30 В (с делителем 1:10 — не более 300 В);
допустимое суммарное значение постоянного и переменного напряжений, которое можно подавать при закрытом входе, не должно превышать 250 В;
задержка сигнала относительно начала развертки не менее 20 нс при внутренней синхронизации.

Развертка может работать как в ждущем, так и в автоколебательном режиме и имеет диапазон калиброванных коэффициентов развертки от 0,1 мкс/деление до 50 мс/деление; разбитый на 18 фиксированных поддиапазонов согласно ряду чисел 1, 2, 5.

Погрешность калиброванных коэффициентов развертки не превышает ±5% на всех диапазонах, кроме коэффициента развертки 0,1 мкс/деление. Погрешность калиброванного коэффициента развертки ОД мкс/деление не превышает ± 8%. Перемещение луча по горизонтали обеспечивает установку начала и конца развертки в центре экрана.

Усилитель горизонтального отклонения имеет следующие параметры:

коэффициент отклонения на частоте 10^3 Гц не превышает 0,5 В/деление;
неравномерность амплитудно-частотной характеристики усилителя горизонтального отклонения в диапазоне частот от 20 Гц до 2 * 10^6 Гц не более 3 дБ.

Прибор имеет внутреннюю и внешнюю синхронизацию развертки.

Внутренняя синхронизация развертки осуществляется:

синусоидальным напряжением размахом от 2 до 8 делений в диапазоне частот от 20 Гц до 10 * 10^6 Гц;
синусоидальным напряжении размахом от 0,8 до 8 делений в диапазоне частот от 50 Гц до 2 * 10^6 Гц;
импульсными сигналами любой полярности длительностью от 0,30 мкс и более при величине изображения от 0,8 до 8 делений.

Внешняя синхронизация развертки осуществляется:

синусоидальным сигналом размахом 1 В от пика до пика в диапазоне частот от 20 Гц до 10 * 10^6 Гц;
импульсными сигналами любой полярности длительностью от 0,3 мкс и более при амплитуде от 0,5 до 3 В. Нестабильность синхронизации не более 20 нс.

При пониженном напряжении питающей сети и перемещении ручкой -- прибора изображения импульса допускается увеличение нестабильности синхронизации до 100 нс.

При использовании внешней сихронизации импульсными сигналами амплитудой от 3 до 10 В, допускается наводка сигнала внешней синхронизации на усилитель КВО до 0,4 деления по экрану прибора при минимальном коэффициенте отклонения.

Амплутуда отрицательного пилообразного напряжения развертки на гнезде V не менее 4,0 В. Питание прибора осуществляется от сети переменного тока напряжением (220 ± 22) или (240 ± 24) В (частотой 50 или 60 Гц).

Прибор обеспечивает свои технические характеристики после времени самопрогрева, равного 5 мин. Мощность, потребляемая прибором от сети при номинальном напряжении, не более 32 В. А, Прибор обеспечивает непрерывную работу в рабочих условиях в течение 8 ч при сохранении своих технических характеристик.

Напряжение индустриальных, радиопомех не более 80 дБ на частотах от 0,15 до 0,5 МГц, 74 дБ на частотах от 0,5 до 2,5 МГц, 66 дБ на частотах от 2,5 до 30 МГц.

Напряженность поля радиопомех не более:

60 дБ на частотах от 0,15 до 0,5 МГц;
54.дБ на частотах от 0,5 до 2,5 МГц;
46 дБ на частотах от 2,5 до 300 МГц.

Наработка на отказ прибора не менее 6000 ч.

Габаритные, размеры осциллографа не более 300 X 190 X X 100 мм (250X180X100 мм без учета выступающих частей). Габаритные размеры упаковочного ящика при упаковке по 4 осциллографа не более 900 X 374 X 316 мм. Габаритные размеры ящика при упаковке по 1 осциллографу не более 441 X 266 X 204 мм.

Масса осциллографа не более 3,5 кг. Масса 1-го осциллографа в упаковочном ящике не более 7 кг. Масса 4-х осциллографов в упаковочном ящике не более 30 кг.

Структурная схема

Рис. 2. Структурная схема осциллографа С1-94.

Конструкция

Прибор выполнен в настольном варианте вертикального построения (рис. 3). Несущий каркас выполнен на основе алюминиевых сплавов и состоит из литых передней панели 7 и задней стенки 20 и двух штампованных планок: верхней 5 и нижней 12.П-образный кожух и дно ограничивают доступ, внутрь прибора.

На поверхности кожуха имеются вентиляционные отверстия.

Для удобства работы с прибором и перемещения его на небольшие расстояния предусмотрена подставка 8.

Прибор выполнен в оригинальном каркасе с габаритными размерами 100 X 180 X 250 мм.

Осциллограф состоит из следующих устройств:

корпуса,
развертки,
усилителя (90 X 120’ мм),
усилителя (80 X 100 мм),
силового трансформатора.

Экран ЭЛТ и органы управления прибора находятся на передней панели.

Рис. 3. Конструкция прибора:

1 - скоба; 2 - крышка; 3 - развертка; 4 - экран; 5 - верхняя планка; 6 -винт; 7 - передняя панель; 8 - подставка; 9 - передняя ножка; 10 - усилитель; 11 - линия задержки; 12 - нижняя планка; 13 - задняя ножка; 14 -шнур питания; 15 - силовой трансформатор; 16 - усилитель; 17 - панель ЭЛТ; 18 - винт; 19 - крышка; 20 - задняя стенка.

Таблицы напряжений

Проверка режимов, приведенных в табл. 1 (кроме особо оговоренных) производится относительно корпуса прибора при следующих условиях:

усилители У1 й У2: производится при сбалансированном усилителе; переключатель УЗ-В1-4 устанавливается в положение ЖДУЩ; резисторами R2 и R20 луч устанавливается в центре экрана;
развертка УЗ: резистором R8 (УРОВЕНЬ) потенциал базы транзистора УЗ-Т8 устанавливается О; переключателями УЗ-В1-2, УЗ-В1-З, УЗ-В1-4 устанавливаются в положения ВНУТР, JL, ЖДУЩ соответственно, резистором R20 луч устанавливается в центре экрана; переключатели V/ДЕЛ и ВРЕМЯ/ДЕЛ находятся в положениях „05” и „2” соответственно; напряжение на электродах транзистора УЗ-Т7 снимается в положении* переключателя V/ДЕЛ; напряжения иа электродах транзисторов УЗ-Т4, УЗ-Т6 проверяются относительно общей точки диодов УЗ-Д2 и УЗ-Д3, при этом переключатель УЗ-В1-4 устанавливается в положение АВТ; питающие напряжения 12 и минус 12 В должны быть установлены с точностью ± 0,1 В, при напряжении сети 220 ± 4 В.

Таблица 1.

Таблица 2.

Проверка режимов, приведенных в таблице 2 (кроме особо оговоренных) , производится относительно корпуса прибора. Проверка режима на контактах 1, 14 ЭЛТ (Л2) производится, относительно потенциалакатода(минус 2000 В). Режимы работа могут отличаться от указанных с табл. 1, 2 на ±20%.

Намоточные данные катушек и трансформаторов

Данные намотки трансформатора Тр1 (ШЛ х 25).

Данные намотки трансформатора УЗ-Тр1.

Расположение компонентов

Рис. 1. План размещения элементов на ПУ усилителя У1.

Рис. 2. План размещения элементов на ПУ (усилитель У2).

План размещения элементов на ПУ - развертка У3.

План размещения элементов на задней панели осциллографа.

План размещения элементов на передней панели осциллографа.

Принципиальная схема

Схема осциллографа С1-94 электрическая принципиальная. Усилитель и высоковольтный источник питания осциллографа С1-94.

Если в вашем распоряжении есть осциллограф С1-94, его возможности можно значительно расширить с помощью предлагаемых приставок.

Активный щуп.

Входная емкость осциллографа С1-94 с делителем 1: 1 существенна (150 пФ) для высоких частот, поэтому полное входное сопротивление осциллографа на таких частотах часто оказывается слишком низким. Улучшить этот показатель поможет активный щуп, разработанный И. Нечаевым из г. Курска.
Схема активного щупа приведена на рис. 78. Его входной каскад выполнен на полевом транзисторе (VT1) с изолированным затвором. Для защиты транзистора от перегрузок входным напряжением в цепи затвора установлены диоды VD1 и VD2.

Со стока полевого транзистора исследуемый щупом сигнал поступает на выходной каскад, собранный на биполярном транзисторе VT2. В этом каскаде применена отрицательная обратная связь по напряжению через резистор R4 и конденсатор С4, благодаря чему щуп обладает малым выходным сопротивлением, широкой полосой пропускания и хорошо работает на кабель длиной до 1,5 м.
Коэффициент передачи щупа достигает 1, входная емкость — 5… 6 пФ, входное сопротивление — 250 кОм, полоса пропускания (по уровню — 3 дБ) —0,01 … 10 МГц. На вход щупа можно подавать сигнал амплитудой не более 3 В.

Для щупа подойдут транзисторы КП301Б—КП301Г, КП304 (VT1), КТ315А—КТ315Г, КТ316, КТ342 с любым буквенным индексом (VT2). Диоды могут быть любые кремниевые маломощные с минимальными емкостью и обратным током.

Конструкция щупа зависит от используемых деталей. Например, автор разместил детали на печатной плате размерами 55X15 мм из стеклотекстолита и поместил плату в алюминиевый стаканчик из-под валидола. С осциллографом щуп соединяют любым высокочастотным экранированным кабелем, желательно небольшого диаметра.

При налаживании щупа сначала подбирают (если это понадобится) резистор R1, чтобы обеспечить указанный на схеме режим работы транзистора VT2. Коэффициент передачи устанавливают подбором резистора R4, а верхнюю границу полосы пропускания — подбором конденсатора С4. Нижняя граница полосы пропускания зависит от емкости конденсатора С1.

Желательно проверить амплитудно-частотную характеристику щупа. Если на ней будет обнаружен подъем иа частотах, соответствующих верхней границе полосы пропускания, придется включить последовательно с конденсатором С4 резистор сопротивлением 30… 60 Ом.

Двухканальный электронный коммутатор.

Его также разработал И. Нечаев. Коммутатор (рис. 79) состоит из двух электронных ключей, выполненных на транзисторах VT1, VT2 и устройства управления, в котором используются транзисторы VT2, VT3 и микросхемы DM, DD2. Исследуемые сигналы подаются через конденсаторы С1 и С2 на переменные резисторы R1 и R2 регулировки усиления по каналам. С движков резисторов сигналы поступают на электронные ключи. Если на затвор полевого транзистора подать уровень логической 1 (>4 В), сопротивление его канала будет большим (>1МОм) и входной сигнал не поступит на выход коммутатора. Если же на затворе будет напряжение, соответствующее уровню логического 0, сопротивление канала не превысит 1 кОМ и входной сигнал пройдет на выход коммутатора практически без ослабления. Управляющие напряжения на затворы транзисторов ключей подаются с прямого и инверсного выходов триггера DD2.1, поэтому на вход осциллографа будет поступать то один, то другой исследуемый сигнал. Коммутатор работает в двух режимах «Поочередно» и «Одновременно», устанавливаемых переключателем SA1. Рассмотрим их подробнее.

В режиме «Поочередно», когда контакты переключателя находятся в показанном на схеме положении, частота коммутации определяется длительностью развертки осциллографа. Происходит это так. Пилообразное напряжение с контакта 1 разъема ШЗ (см. схему осциллографа С1-94) поступает на гнездо XS3 коммутатора и далее на формирователь импульсов, собранный на транзисторах VT3 VT4 и логическом элементе DD1.3. Формирователь вырабатывает импульсы положительной полярности, совпадающие по времени и длительности с импульсами обратного хода развертки. Эти импульсы через контакты переключателя SA1 подаются на вход триггера DD2.1 и переводят его (а значит, и ключи) каждый раз в новое состояние. Таким образом, исследуемые сигналы поступают на выход устройства поочередно.

Поскольку коммутация происходит во время обратного хода луча, моменты переключения коммутатора на экране осциллографа не видны и создается полная иллюзия работы с «двухлучевым» осциллографом. Такой режим наиболее удобен, так как частота коммутации синхронизируется частотой развертки, которая, в свою очередь, синхронизирована исследуемым сигналом. В этом режиме коммутатор позволяет наблюдать на экране сигналы частотой до 300 кГц.
В режиме «Одновременно» на вход триггера поступают импульсы с генератора, собранного на элементах DD1.1 и DD1.2. Частота коммутации при этом вдвое меньше частоты следования импульсов генератора и равна 40…50 кГц, исследуемые сигналы наблюдаются на экране одновременно, и электронный луч в моменты переключения коммутатора не гасится. Такой режим не очень удобен, поэтому им целесообразно пользоваться при исследовании сигналов частотой в несколько десятков герц.

Взаимное положение осциллограмм сигналов устанавливают переменным резистором R7, а амплитуду сигналов—переменными резисторами R1 и R2.

В коммутаторе можно применить транзисторы КТ315, КТ301, КТ316 с любыми буквенными индексами (VT3, VT4), КП103И— КП103Л с напряжением отсечки тока стока не более 2,5 В (VT1, VT2). Диод VD1 —любой из серий Д2, Д9. Катушку L1 выполняют на кольце типоразмера К7Х4х1,5 из феррита 2000НМ, она содержит 50… 60 витков провода ПЭВ-2 0,12. Переключатель SA1— МТ-1 или другой малогабаритный.

Налаживание коммутатора сводится в основном к подбору конденсатора С4 для обеспечения устойчивой работы формирователя импульсов и триггера при различных длительностях развертки. Частоту коммутации в режиме «Одновременно» можно изменить подбором конденсатора СЗ либо изменением индуктивности катушки L1.

Измеритель емкости.

Когда понадобиться измерить емкость конденсатора или подобрать два одинаковых, по емкости конденсатора, сделать это можно косвенным путем — по длительности зарядки проверяемого конденсатора через постоянный резистор между двумя высокоточными уровнями напряжения. При таких условиях время зарядки строго пропорционально емкости. Развертка осциллографа С1-94, обладающая достаточной линейностью и стабильностью, позволяет использовать его для измерения временных интервалов.

Москвич И. Боровик разработал на основе упомянутого принципа приставку (рис. 80) для измерения емкости полярных и неполярных конденсаторов от 500 пФ до 50 000 мкФ с погрешностью ±5…7%. Проверяемый конденсатор находится под напряжением, близким к ±1,3 В, размах переменного напряжения на нем не превышает 40 MB. Питание на приставку поступает из блока питания осциллографа, для чего во входной разъем Ш1 в пустующие гнезда 4 и 5 вставляют подходящие контакты и соединяют их с контактами 8, 9 платы У1. Не исключен, конечно, вариант питания приставки от автономного источника.

Приставка представляет собой мультивибратор на микросхеме DA1 с усилителем выходного тока—комплементарным эмиттерным повторителем на транзисторах VT1, VT2. Подключение проверяемого конденсатора к зажимам ХТ1, ХТ2 вызывает автогенерацию. Длительность выходного импульса прямо пропорциональна емкости этого конденсатора. Элементы приставки подобраны так, что длительности импульса 10 мкс соответствует емкость 1 мкФ (или 1000 пФ на другом поддиапазоне, устанавливаемом переключателем SB1). Размах импульса на выходе приставки — около 10 В. Осциллограф работает в ждущем режиме с внутренним запуском фронтом сигнала.

Ключевые теги: Б.С. Иванов. Приставки к осциллографу

Рис. 1. Осциллограф С1-94 (а - вид спереди, б - вид сзади)

Двухкаскадный предварительный усилитель выполнен на транзисторах Т2-У1...Т5-У1 с общей отрицательной обратной связью (ООС) через R19-Y1, R20-Y1, R2-Y1, R3-Y1, С2-У1, Rl, C1, которая позволяет получить усилитель с необходимой полосой пропускания, которая практически не изменяется при ступенчатом изменении коэффициента усиления каскада в два и пять раз. Изменение коэффициента усиления осуществляется изменением сопротивления между эмиттерами транзисторов УТ2-У1, VT3-У1 путем коммутации резисторов R3-y 1, R16-yi и Rl параллельно резистору R16-yi. Балансировка усилителя осуществляется изменением потенциала базы транзистора ТЗ-У1 резистором R9-yi, который выведен под шлиц. Смещение луча по вертикали производится резистором R2 путем изменения базовых потенциалов транзисторов Т4-У1, Т5-У1 в противофазе. Корректирующая цепочка R2-yi, С2-У1, С1 осуществляет частотную коррекцию коэффициента усиления в зависимости от положения переключателя В1.1.

Для задержки сигнала относительно начала развертки введена линия задержки Л31, являющаяся нагрузкой усилительного каскада на транзисторах Т7-У1, Т8-У1. Выход линии задержки включен в базовые цепи транзисторов оконечного каскада, собранного на транзисторах Т9-У1, Т10-У1, Т1-У2, Т2-У2. Такое включение линии задержки обеспечивает согласование ее с каскадами предварительного и оконечного усилителей. Частотная коррекция коэффициента усиления выполняется цепочкой R35-yi, С9-У1, а в каскаде оконечного усилителя - цепочкой С11-У1, R46-yi, С12-У1. Коррекция калиброванных значений коэффициента отклонения при эксплуатации и смене ЭЛТ осуществляется резистором R39-yi, выведенным под шлиц. Оконечный усилитель собран на транзисторах Т1-У2, Т2-У2 по схеме с общей базой с резистивной нагрузкой R11-Y2... R14-Y2, что позволяет достичь необходимой полосы пропускания всего канала вертикального отклонения. С коллекторных нагрузок сигнал поступает на вертикальные отклоняющие пластины ЭЛТ.

Рис. 2. Структурная схема осциллографа С1-94

Исследуемый сигнал со схемы предварительного усилителя КВО через каскад эмиттерного повторителя на транзисторе Т6-У1 и переключатель В1.2 поступает также на вход усилителя синхронизации КГО для синхронного запуска схемы развертки.

Канал синхронизации (блок УЗ) предназначен для запуска генератора развертки синхронно со входным сигналом для получения неподвижного изображения на экране ЭЛТ. Канал состоит из входного эмиттерного повторителя на транзисторе Т8-УЗ, дифференциального каскада усиления на транзисторах Т9-УЗ, Т12-УЗ и триггера синхронизации на транзисторах Т15-УЗ, Т18-УЗ, представляющего собой несимметричный триггер с эмиттер-ной связью с эмиттерным повторителем на входе на транзисторе Т13-У2.

В базовую цепь транзистора Т8-УЗ включен диод Д6-УЗ, предохраняющий схему синхронизации от перегрузок. С эмиттерного повторителя синхронизирующий сигнал поступает на дифференциальный каскад усиления. В дифференциальном каскаде осуществляется переключение (В1-3) полярности синхронизирующего сигнала и усиление его до величины, достаточной для срабатывания триггера синхронизации. С выхода дифференциального усилителя синхросигнал через эмиттерный повторитель поступает на вход триггера синхронизации. С коллектора транзистора Т18-УЗ снимается сигнал, нормированный по амплитуде и форме, который через развязывающий эмиттерный повторитель на транзисторе Т20-УЗ и дифференцирующую цепочку С28-УЗ, Я56-У3 управляет работой схемы запуска.

Для повышения устойчивости синхронизации усилитель синхронизации совместно с триггером синхронизации питается от отдельного стабилизатора напряжения 5 В на транзисторе Т19-УЗ.

Схема запуска представляет собой несимметричный триггер с эмиттерной связью на транзисторах Т22-УЗ, Т23-УЗ, Т25-УЗ с эмиттерным повторителем на входе на транзисторе Т23-УЗ. Начальное состояние схемы запуска: транзистор Т22-УЗ открыт, транзистор Т25-УЗ открыт. Потенциал, до которого заряжен конденсатор С32-УЗ, определяется потенциалом коллектора транзистора Т25-УЗ и равен примерно 8 В. Диод Д12-УЗ открыт. С приходом отрицательного импульса на базу Т22-УЗ схема запуска инвертируется, и отрицательный перепад на коллекторе Т25-УЗ запирает диод Д12-УЗ. Схема запуска отключается от генератора развертки. Начинается формирование прямого хода развертки. Генератор развертки находится в ждущем режиме (переключатель В1-4 в положении «ЖДУЩ»). При достижении амплитуды пилообразного напряжения порядка 7 В схема запуска через схему блокировки, транзисторы Т26-УЗ, Т27-УЗ возвращается в исходное состояние. Начинается процесс восстановления, в течение которого времязадающий конденсатор С32-УЗ заряжается до исходного потенциала. Во время восстановления схема блокировки поддерживает схему запуска в исходном состоянии, не позволяя импульсам синхронизации перевести ее в другое состояние, то есть обеспечивает задержку запуска развертки на время, необходимое для восстановления генератора развертки в ждущем режиме и автоматический запуск развертки в автоколебательном режиме. В автоколебательном режиме работа генератора развертки происходит в положении «АВТ» переключателя В1-4, а запуск и срыв работы схемы запуска - от схемы блокировки изменением ее режима.

В качестве генератора развертки выбрана схема разряда времязадающего конденсатора через стабилизатор тока. Амплитуда линейно изменяющегося пилообразного напряжения, формируемого генератором развертки, равна примерно 7 В. Времязадающий конденсатор С32-УЗ во время восстановления быстро заряжается через транзистор Т28-УЗ и диод Д12-УЗ. Во время рабочего хода диод Д12-УЗ запирается управляющим напряжением схемы запуска, отключая цепь времязадающего конденсатора от схемы запуска. Разряд конденсатора происходит через транзистор Т29-УЗ, включенный по схеме стабилизатора тока. Скорость разряда времязадающего конденсатора (а, следовательно, и значение коэффициента развертки) определяется величиной тока транзистора Т29-УЗ и изменяется при переключении времязадающих сопротивлений R12...R19, R22...R24 в цепи эмиттера с помощью переключателей В2-1 и В2-2 («ВРЕМЯ/ДЕЛ.»). Диапазон скоростей развертки имеет 18 фиксированных значений. Изменение коэффициента развертки в 1000 раз обеспечивается переключением времязадающих конденсаторов С32-УЗ, С35-УЗ переключателем Bl-5 («mS/mS»).

Настройка коэффициентов развертки с заданной точностью производится конденсатором СЗЗ-УЗ в диапазоне «mS», а в диапазоне «mS» - подстроеч-ным резистором R58-y3, путем изменения режима эмиттерного повторителя (транзистор Т24-УЗ), питающего вре-мязадающие резисторы. Схема блокировки представляет собой эмиттерный детектор на транзисторе Т27-УЗ, включенном по схеме с общим эмиттером, и на элементах R68-y3, С34-УЗ. На вход схемы блокировки поступает пилообразное напряжение с делителя R71-y3, R72-y3 в истоке транзистора ТЗО-УЗ. Во время рабочего хода развертки емкость детектора С34-УЗ заряжается синхронно с напряжением развертки. Во время восстановления генератора развертки транзистор Т27-УЗ запирается, а постоянная времени эмиттерной цепи детектора R68-y3, С34-УЗ поддерживает схему управления в исходном состоянии. Ждущий режим развертки обеспечивается запиранием эмиттерного повторителя на Т26-УЗ переключателем В1-4 («ЖДУЩ./АВТ.»). В автоколебательном режиме эмиттерный повторитель находится в линейном режиме работы. Постоянная времени схемы блокировки изменяется ступенчато переключателем В2-1 и грубо В1-5. С генератора развертки пилообразное напряжение через истоковый повторитель на транзисторе ТЗО-УЗ поступает на усилитель развертки. В повторителе применен полевой транзистор для повышения линейности пилообразного напряжения и исключения влияния входного тока усилителя развертки. Усилитель развертки усиливает пилообразное напряжение до величины, обеспечивающей заданный коэффициент развертки. Усилитель выполнен двухкаскадным, дифференциальным, по каскодной схеме на транзисторах ТЗЗ-УЗ, Т34-УЗ, ТЗ-У2, Т4-У2 с генератором тока на транзисторе Т35-УЗ в эмиттерной цепи. Частотная коррекция коэффициента усиления осуществляется конденсатором С36-УЗ. Для повышения точности временных измерений в КВО прибора предусмотрена растяжка развертки, которая обеспечивается изменением коэффициента усиления усилителя развертки путем параллельного соединения резисторов Я75-У3, R80-УЗ при замыкании контактов 1 и 2 («Растяжка») разъема ШЗ.

Таблица 1. РЕЖИМЫ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ

Обозначение	Напряжение, В
Обозначение	Коллектор, сток	Эмиттер, исток	База, затвор
Усилитель У1
Т1	8,0-8,3	0,6-1	0
Т2	-(3,8-5,0)	1,3-1,8	0,6-1,2
ТЗ	-(3,8-5,0)	1,3-1,8	0,6-1,2
Т4	-(1,8-2,5)	-(4,5-5,5)	-(3,8-5,0)
Т5	-(1,8-2,5)	-(4,5-5,5)	-(3,8-5,0)
Т6	-(11,3-11,5)	-(1,3-1,9)	-(1,8-2,5)
Т7	0,2-1,2	-(2,6-3,4)	-(1,8-2,5)
Т8	0,2-1,2	-(2,6-3,4)	-(1,8-2,5)
Т9	6,5-7,8	0-0,7	0,2-1,2
Т1О	6,5-7,8	0-0,7	0,2-1,2
Усилитель У2
Т1	60-80	8,3-9,0	8,8-9,5
Т2	60-80	8,3-9,0	8,8-9,5
ТЗ	100-180	11,0-11,8	11,8-12,3
Т4	100-180	11,0-11,8	11,8-12,3
Развертка УЗ
Т1	-(11-9)	12	13,5-14,5
Т2	-(11-9)	12	13,5-14,5
ТЗ	-(10,5-11,5)	-(10,1-11,1)	-(11,0-10,4)
Т4	-(18-23)	-(8,2-10,2)	-(8,5-10,5)
Т6	-(14,5-17)	-(8-10,2)	-(8-10,5)
Т7	6-6,5	0	0-0,2
Т8	4,5-5,5	-(0,5-0,8)	0
Т9	4,5-5,5	-(0,7-0,9)	-(0,6-0,8)
Т1О	-(11,4-11,8)	0	-(0,6-0,8)
Т12	0,5-1,5	-(0,6-0,8)	0
Т13	4,5-5,5	3,7-4,8	4,5-5,6
Т14	-(12,7-13)	от -0,3 до 2,0	от -1 до 1,5
Т15	3,0-4,2	3,0-4,2	3,6-4,8
Т16	-(25-15,0)	-12	-(12,0-12,3)
Т17	-(25-15)	-(12,0-12,3)	-(12,6-13)
Т18	4,5-5,5	3,0-4,1	2,0-2,6
Т19	7,5-8,5	4,5-5,5	5,2-6,1
Т2О	-12	5,1-6,1	4,5-5,5
Т22	0,4-1	от-0,2 до 0,2	0,5-0,8
Т23	12	от -0,3 до 0,3	0,4-1
Т24	-12	-(9,6-11,3)	-(10,5-11,9)
Т25	8,0-8,5	от-0,2 до 0,2	от-0,2 до 0,2
Т26	-12	от-0,2 до 0,2	0,3-1,1
Т27	-12	0,3-1,1	от -0,2 до 0,4
Т28	11,8-12	7,5-7,8	8,0-8,5
Т29	6,8-7,3	-(0,5-0,8)	0
ТЗО	12	7,3-8,3	6,8-7,3
Т32	12	6,9-8,1	7,5-8,8
ТЗЗ	10,6-11,5	6,1-7,6	6,8-8,3
Т34	10,6-11,5	6,1-7,4	6,8-8,1
Т35	-(4,8-7)	-(8,5-8,9)	-(8,0-8,2)

Усиленное напряжение развертки снимается с коллекторов транзисторов ТЗ-У2, Т4-У2 и подается на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ.

Изменение уровня синхронизации производится изменением потенциала базы транзистора Т8-УЗ резистором R8 («УРОВЕНЬ»), выведенным на переднюю панель прибора.

Смещение луча по горизонтали осуществляется изменением напряжения базы транзистора Т32-УЗ резистором R20, выведенным также на переднюю панель прибора.

В осциллографе имеется возможность подачи внешнего сигнала синхронизации через гнездо 3 («Выход X») разъема ШЗ на эмиттерный повторитель Т32-УЗ. Кроме того, предусмотрен выход пилообразного напряжения порядка 4 В с эмиттера транзистора ТЗЗ-УЗ на гнездо 1 («Выход N») разъема ШЗ.

Высоковольтный преобразователь (блок У31) предназначен для питания ЭЛТ всеми необходимыми напряжениями. Он собран на транзисторах Т1-У31, Т2-У31, трансформаторе Tpl и питается от стабилизированных источников +12В и -12В, что позволяет иметь стабильные напряжения питания ЭЛТ при изменении напряжения питающей сети. Напряжение питания катода ЭЛТ -2000 В снимается со вторичной обмотки трансформатора через схему удвоения Д1-У31, Д5-У31, С7-У31, С8-У31. Напряжение питания модулятора ЭЛТ снимается с другой вторичной обмотки трансформатора также через схему умножения Д2-У31, ДЗ-У31, Д4-У31, СЗ-У31, С4-У31, С5-У31. Для уменьшения влияния преобразователя на источники питания применен эмиттерный повторитель ТЗ-У31.

Питание накала ЭЛТ производится от отдельной обмотки трансформатора Tpl. Напряжение питания первого анода ЭЛТ снимается с резистора Я10-У31 («ФОКУСИРОВКА»). Регулирование яркости луча ЭЛТ производится резистором R18-Y31 («ЯРКОСТЬ»). Оба резистора выведены на переднюю панель осциллографа. Напряжение питания второго анода ЭЛТ снимается с резистора Я19-У2 (выведен под шлиц).

Схема подсвета в осциллографе представляет собой симметричный триггер, питаемый от отдельного источника 30 В относительно источника питания катода -2000 В, и выполнена на транзисторах Т4-У31, Т6-У31. Запуск триггера осуществляется положительным импульсом, снимаемым с эмиттера транзистора Т23-УЗ схемы запуска. Исходное состояние триггера подсвета Т4-У31 открыт, Т6-У31 закрыт. Положительный перепад импульса со схемы запуска переводит триггер подсвета в другое состояние, отрицательный - возвращает в исходное состояние. В результате на коллекторе Т6-У31 формируется положительный импульс с амплитудой 17 В, по длительности равный длительности прямого хода развертки. Этот положительный импульс подается на модулятор ЭЛТ для подсвета прямого хода развертки.