2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Осциллограф из старого телевизора

Используем телевизор в качестве осциллографа

Приставка, схема которой показана на рисунке 1, превращает любой телевизор в осциллограф с большим экраном. На нем можно наблюдать НЧ колебания, а с помощью генератора качающейся частоты (ГКЧ) визуально настраивать усилители ПЧ радиоприемников.

Приставку можно рассматривать как миниатюрный телевизионный передатчик. Несмотря на относительную простоту схемы, в этом передатчике формируется полный телевизионный сигнал, который отличается от стандартного сигнала только отсутствием уравнивающих импульсов.

Приниципиальная схема

Кадровые синхроимпульсы формируются из переменного синусоидального напряжения усилителем-ограничителем Т1, дифференцирующей цепью R8C4 и пороговым усилителем Т4. Их длительность около 1,9 мс.

Блокннг-генератор на транзисторе Т5 генерирует строчные синхроимпульсы. Это не основные импульсы блокинг-генератора, а выбросы коллекторного напряжения, возникающие сразу вслед за основными. Между коллекторами транзисторов Т4 и Т5 включен разделительный диод ДЗ.

В момент генерации основного импульса коллектор транзистора Т4 замыкается на шасси через открытый транзистор Т5 и диод ДЗ. Вследствие.этого в кадровых синхроимпульсах появляются врезки, которые, как и требуется, предшествуют строчным синхроимпульсам.

Обмотки трансформатора Тр1 блокинг-генератора намотаны на тороидальном сердечнике из оксифера (ц = 1000). Внешний диаметр сердечника 10 мм, толщина 2 мм. Обмотки I и III содержат до 100 витков, а II — 30 витков провода ПЭЛШО 0,1.

В начале периода строчной развертки импульс напряжения блокинг-генератора быстро заряжает конденсатор С5 через диод Д2. В течение остальной части периода он медленно разряжается через резистор R6. Возникающее при этом пилообразное напряжение поступает на базу транзистора Т2. Здесь оно складывается с осциллографируемым напряжением.

Трехкаскадный усилитель (Т2, ТЗ, Тб) из-за большого козффициента усиления (50 000—100 000) работает практически в релейном режиме, характеризующемся определенным порогом срабатывания.

Рис. 1. Принципиальная схема приставки, которая превращающает телевизор в осциллограф:

а — структурная схема: Л—блок формирования импульсов кадровой синхронизации; В — генератор импульсов синхронизации по строкам; С — блокинг-генератор; D—блок, превращающий напряжение в видеоимпульсы; Е — генератор УКВ с амплитудной модуляцией; «Вход» — зажимы, к которым подводится исследуемое напряжение: 6 — принципиальная электрическая схема.

Параметры приставки выбраны такими, что при отсутствии исследуемого напряжения осевая линия находится в центре экрана. При необходимости изображение на экране можно сдвинуть в ту или другую сторону изменением сопротивления резистора R3.

Для повышения четкости изображения линии на экране телевизора усилитель (Т2, ТЗ, Тб) охвачен положительной обратной связью с коллектора транзистора ТЗ на базу транзистора Т2 через конденсатор Сб. Это значительно повышает усиление в области высоких частот н, следовательно, увеличивает крутизну фронта выходных импульсов. Визуально это проявляется в повышенной резкости перехода от белого к черному.

Кадровые, строчные и видеоимпульсы складываются на входе эмиттерного повторителя Т1, который является модуляционным усилителем УКВ генератора Т8.

Последний собран по схеме емкостной трехточки. Частота генерации должна быть выбрана равной несущей частоте изображения свободного телевизионного канала. В противном случае приставка может создавать помехи работе соседних телевизоров.

Требуемых частот генерации можно добиться, подбирая число витков катушки L1. При настройке на второй телевизионный канал (59, 25 МГц) катушка L1 содержит 5 витков провода ПЭВ 0,6, диаметр катушки 9 мм.

Модулированное ВЧ напряжение поступает на выход приставки через делитель R18 — R19, который понижает напряжение до 3 мВ во избежание перегрузки ВЧ-тракта телевизора. Выход приставки коаксиальным кабелем или скрученным двойным проводом соединяют с антенным входом телевизора.

Конструкция и налаживание

Все детали приставки, за исключением УКВ генератора, можно расположить на монтажной плате в произвольном порядке. Детали, относящиеся к УКВ генератору (С11 — C15, L1, Т8), должны иметь короткие выводы, соединяться между собой короткими проводниками, и, кроме того, их следует сгруппировать в одном месте.

Никакой экранировки приставки не требуется. После ее включения необходимо, как обычно, настроить телевизор с помощью регулировочных ручек (частота кадров, частота строк, контрастность).

Если частота импульсов блокинг-генератора приставки не лежит в диапазоне регулировки частоты строк телевизора, необходимо ввести ее в этот диапазон, изменяя в небольших пределах сопротивление резистора R14.

Следует отметить, что синхронизация разверток телевизора от приставки обычно получается очень устойчивой, поэтому плохая синхронизация при налаживании приставки указывает на какую-нибудь ошибку в монтаже. Чтобы добиться точной настройки УКВ генератора приставки на выбранный телевизионный канал, приходится растягивать или сжимать витки обмотки катушки L1, т. е. менять шаг намотки. При правильной настройке линия на экране резко очерчена.

Читать еще:  Как переделать болгарку на 12 В

Параметры приставки подобраны так, что наибольший размах изображения на экране телевизора соответствует входному напряжению около 0,3 В. Чувствительность приставки можно регулировать, изменяя сопротивление резистора R2.

Для проверки чувствительности приставки на ее вход подают переменное напряжение известной величины либо от источника питания напряжением 6 В, частотой 50 Гц через делитель, либо от звукового генератора.

Входное сопротивление и чувствительность приставки при желании можно значительно повысить, подключив к ней обычный усилитель НЧ с эмиттерным повторителем на входе.

Осциллограф из старого телевизора

Смотрите видео


Можно также установить в телевизионный корпус основные разъемы и элементы управления прибором (благо, место это позволяет). Например, наличие разъема RCA станет прекрасной возможностью подключать iPod и в то же время позволит подачу входных сигналов переменного напряжения от милливольт до сотен вольт. Поблизости можно разместить подстроечное сопротивление на 1 мОм и 6-ти секционный поворотный переключатель. Небольшим триммером будет удобно контролировать горизонтальную частоту развертки, а яркая красная кнопка подойдет для включения прибора.

Остается добавить, что данная схема подключения подойдет не для всех моделей телевизоров и больше полезна для людей, умеющих обращаться со схемотехникой и имеющих опыт в электронике. Но сама идея содержит много интересных моментов.

Требования безопасности

Далее нужно принудительно разрядить большие емкости (50 В и более). Это делается хорошо изолированной отверткой или пинцетом. Их контакты замыкаются между собой либо на корпус до полного разряда. Не стоит это делать на печатной плате, так как могут выгореть дорожки. Выполняя работы или испытывая прибор, позаботьтесь, чтобы недалеко находился кто-то из ваших близких, способный вызвать врача или оказать первую помощь.

Принцип работы

Вспоминаем, что видеосигнал выдает в секунду 32 кадра, каждый из которых состоит из двух «чересстрочных» изображений (то есть сканируется 64 кадра). Стандарт NTSC определяет 525 строк в формате экрана, другие стандарты чуть отличные значения. Значит, для воспроизводства на экране заполненной картинки, требуется отклонение электронного луча по вертикали каждые 1/64 секунды (частота 64 Гц), а по горизонтали 1/(64х525) секунды (частота 32000Гц). Для обеспечения таких значений напряжение строчного трансформатора превышает 15000 вольт. В этом случае прибор работает как телевизор, и создает развернутое изображение на экране.

Чтобы заставить его нарисовать изображение на очень тонкой линии, вертикально отклоненной входным сигналом, нужно скорректировать количество витков экранных катушек. Также важно «поработать» с катушкой индуктора. Ее импедансное сопротивление зависит от частоты. Чем выше будет частота, тем труднее будет отобразить ее на экране. При внешнем диаметре тороидального сердечника 10 мм и толщине 2 мм, обмотки I и III должны содержать по 100 витков провода ПЭЛШО 0.1, а обмотка II – 30 витков.

Еще стоит помнить, что сигнал в телевизоре математически интегрирован. Это приводит к тому, что входная прямоугольная волна будет отображаться на экране треугольной, а треугольная – синусоидой. Это касается только изображения, но не звука. Синусоидальные волны будут отображены без искажений. Явление не будет столь заметно в очень старых телевизорах, способных отображать белый шум либо синий экран при отсутствии сигнала, а не отключающих автоматически изображение.

Удаление лишних узлов

На переделываемом телевизоре спереди стояло два потенциометра. Один из них служил для включения и регулировки громкости, а другой контролировал яркость. Были удалены оба: первый был заменен выключателем питания (большой красной кнопкой), второй пришлось установить на максимальную яркость и зафиксировать ее впайкой дополнительных сопротивлений в схему. Сразу стоит обратить внимание, что устройство со встроенным регулятором громкости для переделки не годится. Он усиливает сигнал, прикрепленный к телевизионному и искать усилитель придется на основной плате, а это вызовет дополнительные проблемы. Динамики на данном этапе также можно отключить.

Подготовка отклоняющей системы

Теперь нужно найти, где катушки подключаются к небольшой монтажной плате на трубке кинескопа. Если телевизионный приемник не очень новый, катушки только две и от них отходит 4 провода к основной плате. В противном случае катушек будет больше и в таком виде переделка работать не будет. Но не стоит бросать начатое, и можно немного поэкспериментировать. Пока же будем считать, что проводов все же 4. Осталось разобраться с проводами, идущими к кинескопу. По правилу правой руки (F=qVxB) снимаем один из них в случайном порядке. Если при включении прибора на экране отобразилась горизонтальная линия, отключена вертикальная катушка, если вертикальная, то наоборот. Соответствующие концы находятся тестером и помечаются.

Теперь провода подключения горизонтальной катушки снимаются с главной печатной платы. Не стоит забывать, что дело придется иметь с частотой 30000 Гц и напряжением более 15000 вольт. Будущему осциллографу они не нужны. Перед касанием их необходимо закоротить, потом хорошо заизолировать и разместить внутри корпуса так, чтобы они ничего не касались после включения прибора. Итак, вертикальная разметочная линия 60 Гц готова. Для получения такой же горизонтальной линии 60 Гц, два оставшихся провода, идущих на вертикальную катушку, подпаиваем к горизонтальной. А вертикальная станет входом осциллографа для подключения схемы усилителя.

Читать еще:  Преобразователь который заставит светится светодиод от одной батарейки

Настройка развертки

Один из них будет влиять на частоту сканирования. На плате, где он заходит, нужно впаять подстроечное сопротивление (примерно 50-60 кОм). Убедившись в работоспособности узла, можно вывести ручку задействованного резистора из корпуса прибора. Даже безукоризненно выполненная горизонтальная частотная настройка не позволит видеть верхний диапазон, а лишь выведет форму волны прокрутки на экран. Также можно настроить имеющиеся кольцевые вкладки, расположенные вокруг узкой части трубы кинескопа. Обычно они имеют черный или темно серый цвет и также косвенно управляют конечным изображением.

Усиление входящего сигнала

Все, что было сделано до этого момента, позволило нам создать неплохой визуализатор входного сигнала. Достаточно гнездо для подключения iPod соединить с катушкой вертикального отклонения и звучащая музыка отобразится на экране. Но чтобы получить настоящий осциллограф, понадобится дополнительный усилитель (собрать его можно там, где размещался выброшенный UHF/VHF тюнер). Его идея была заимствована с нескольких тематических сайтов, с целью получения минимальной себестоимости и максимальной эффективности. За основу бралась разработка Павла Фальстада, а представленная печатная плата — доработанная схема двухтактного аудио усилителя.

Для его реализации нам понадобится: микросборка TL082, включающая 2 ОУ, пара транзисторов (например, 41НПН/42ПНП), регулятор мощности LM317, поворотный переключатель «Полюс», потенциометр 1 мОм, два тримера на 10 кОм, 4 диода на 1А, трансформатор на 30 В переменного напряжения, электролит 1000 мкФ 50 В, два электролита 470 мкФ 16 В и 5 резисторов (10 Ом, 220 Ом, 1 кОм, 100 кОм и 10 мОм).

Первым ОУ контролируется усиление входного сигнала по формуле R1/R2, где R1 – сопротивление, выбранное поворотным переключателем, R2 – горшок 1 мОм. Теоретически он способен усилить входной сигнал до 1 млн. раз (при имеющемся на вращающемся переключателе минимуме 1 Ом). Второй отслеживает, чтобы транзисторы получали необходимое напряжение для открытия переходов и компенсирует перекосы. Им нужно 0.7 В на раскрытие и 1.4 В на переключение.

Готовая схема требует обязательной калибровки. Регулятор мощности рассчитан на разницу в 30 В, поэтому ОУ стандартно выдаст +15/-15 В, но для хорошей фильтрации его выход должен быть на несколько вольт ниже, чем напряжение на емкости в 1000 мкФ. Для этого существует триммер 1. Выход цепи подключается к горизонтальной катушке отклонения. Музыка, пропускаемая через схему, начинает «обрезаться» сверху/снизу. Чтобы избежать этого, триммер 2 регулируют до тех пор, пока верхние части клипов не коснутся границ экрана. Это понизит напряжение и не даст транзисторам перегрузить ВЧ-тракт прибора (сжечь катушку отклонения).

Теперь можно подключить на выход телевизора встроенную акустическую систему. При чрезмерной громкости добавляют большое сопротивление нагрузки (например, 10 Ом 1 Вт), при недостатке звука сопротивление нагрузки ставят на отклоняющую катушку, после чего последнюю перекалибровывают. Чтобы защитить себя от излишних раздражающих звуковых сигналов в процессе просматривания необходимого сигнала входа, на динамик можно установить выключатель.

Сборка все вместе

В разбираемом телевизоре при удалении аналогового тюнера освободилось достаточно места для установки трансформатора с такой платой и даже подошло отверстие под переключатель мощности. Трансформатор желательно также экранировать, чтобы не создавать помех по ТВ-каналам. Клеммы для подключения напряжения синхронизации и исследуемого сигнала соединяйте с платой только экранированным проводом.

После подключения трансформатора к цепи, подключаем S1 и S2 соответственно, запускаем входные провода через отверстие в корпусе телевизионного приемника, подключаем выход цепи к динамику и катушке отклонения. Следует использовать минимальную длину провода во всех проводимых соединениях, чтобы уменьшить рассеянную индуктивность контура. Осталось найти удобное место установки S1 и S2, закрыть заднюю крышку и приступить к тест-драйву.

Проверка работоспособности прибора

По своему функционалу собранный осциллограф далек от достойных лабораторных моделей, но незаменим для использования в несложных проектах, где требуется увидеть форму волны. Также определенную новизну имеет возможность слышать исследуемый сигнал, особенно при получении обратной связи, напоминающей «знаки». В рассматриваемом примере можно наблюдать изменение сигнала, наводимого обычной проволочной катушкой при ее расположении в произвольном месте, над внутренним трансформатором прибора и в момент нахождения над процессором ноутбука.

Возможность усиливать входящий сигнал – отличная функция, если вам не требуется его абсолютно точных параметров. Шум частоты 60 Гц, усиливаемый схемой, может пока определяться с достаточной погрешностью. Но это явление вызывает и блуждающая индуктивность входного провода. Уменьшить помехи может только экранированное заземление всех частей схемы.

Демонстрируемая катушка с проводом, соединенная со входом прибора, позволяет использовать большую индуктивность при сильном усилении. Ей можно обнаружить источники питания за несколько метров, направляя катушку в сторону расположения трансформаторов, после чего наглядно просмотреть их работу. Также можно обнаружить расположение процессора внутри сложного девайса. Можно использовать катушку, как индуктивный микрофон, поместив ее около динамика, играющего музыку. Магнитное поле, воспроизводимое катушкой диктора, будет обнаружено и усилено созданным прибором, после чего на кинескопе осциллографа отразится играемая музыка.

Читать еще:  Простой автоматический регулятор

Можно наглядно просмотреть на приборе и работу канала интернета. В качестве входного сигнала для этого была задействована выделенная домашняя линия (120 VAC), и, показав ее «картинку», прибор по-прежнему работает.
Original article in English

Телевизор в качестве осциллографа

Приставка превращает любой телевизор в осциллограф с большим экраном. На нем можно наблюдать НЧ колебания, а с помощью генератора качающей частоты (ГКЧ) визуально настраивать усилители ПЧ радиоприемников. Приставку можно рассматривать как миниатюрный телевизионный передатчик. Несмотря на относительно простую схему, в этом передатчике формируется полный телевизионный сигнал, который отличается от стандартного только отсутствием уравнивающих импульсов.

Кадровые синхроимпульсы формируются из эталонного синусоидального напряжения усилителем-ограничителем VT1, дифференцирующей цепью R8C4 и пороговым усилителем на VT4. Их длительность около 1,9 мс. Блокинг-генератор (на транзисторе VT5) генерирует строчные синхроимпульсы. Это неосновные импульсы блокинг-генератора, а выбросы коллекторного напряжения, возникающие сразу вслед за основными. Между коллекторами транзисторов VT4 и VT5 включен разделительный диод VD3. В момент генерации основного импульса коллектор транзистора VT4 замыкается на шасси через открытый транзистор VT5 и диод VD3. Вследствие этого в кадровых синхроимпульсах появляются врезки, которые, как и требуется, предшествуют строчным синхроимпульсам. Обмотки трансформатора VT1 блокинг-генератора намотаны на тороидальном сердечнике из оксиферита (Ф-1000) Внешний диаметр сердечника 10 мм, толщина 2 мм. Обмотки I и III содержат по 100 витков, а обмотка II — 30 витков провода ПЭЛШО o0,1. В начале периода строчной развертки импульс напряжения блокинг-генератора быстро заряжает конденсатор С6 через диод VD2. В течение остальной части периода он медленно разряжается через резистор R6. Возникающее при этом пилообразное напряжение поступает на базу транзистора VT2. Здесь оно складывается с входным напряжением. Трехкаскадный усилитель из-за большого коэффициента усиления (50000-100000) работает практически в релейном режиме, характеризующемся определенным порогом срабатывания. Параметры приставки выбраны такими, что при отсутствии исследуемого напряжения осевая линия находится в центре экрана. При необходимости изображение на экране можно сдвинуть в ту или иную сторону изменением сопротивления резистора R3. Для повышения четкости изображения линии на экране телевизора усилитель (VT2, VT3, VT6) охвачен положительной обратной связью с коллектора транзистора VT3 на базу транзистора VT2 через конденсатор С5. Это значительно повышает усиление в области высоких частот и, следовательно, увеличивает крутизну фронта выходных импульсов. Визуально это проявляется в повышенной резкости перехода от белого к черному. Кадровые, строчные и видеоимпульсы складываются на входе эмиттерного повторителя VT7, который является модуляционным усилителем УКВ генератора VT8. Последний собран по схеме емкостной трехточки. Частота генерации должна быть выбрана равной несущей частоте изображения свободного телевизионного канала. В противном случае приставка может создавать помехи работе соседних телевизоров. Требуемые частоты генерации можно получить, подбирая число витков катушки L1.

При настройке на второй телевизионный канал (59,25 МГц) катушка L1 содержит 5 витков провода ПЭВ 0,6, диаметр катушки 9 мм. Модулированное ВЧ напряжение поступает на выход приставки через делитель R18-R19, который понижает напряжение до 3 мВ во избежание перегрузки ВЧ тракта телевизора. Выход приставки коаксиальным кабелем или скрученным двойным проводом соединяют с антенным входом телевизора.

Конструкция и налаживание. Все детали приставки, за исключением УКВ генератора, можно расположить на монтажной плате в произвольном порядке. Детали, относящиеся к УКВ генератору (СП-С15, L1, VT8), должны иметь короткие выводы, соединять их между собой следует короткими проводниками и группировать в одном месте. Никакой экранировки приставки не требуется Если частота импульсов блокииг-генератора не лежит в диапазоне частоты строк телевизора, необходимо ввести ее в этот диапазон, изменяя в небольших пределах сопротивление резистора R14. Следует отметить, что синхронизация разверток телевизора от приставки обычно получается очень устойчивой, поэтому плохая синхронизация при налаживании приставки указывает на какую-нибудь ошибку в монтажа. Чтобы добиться точной настройки УКВ генератора приставки на выбранный телевизионный канал, приходиться растягивать или сжимать витки обмотки катушки L1, т.е. менять шаг намотки. При правильной настройке линия на экране резко очерчена. Параметры приставки подобраны так, что наибольший размер изображения на экране телевизора соответствует входному напряжению около 0,3 В. Чувствительность приставки можно регулировать, изменяя сопротивление резистора R2. Для проверки чувствительности на вход подают переменное напряжение известной величины либо от звукового генераторе.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector