Home Made Osciloskop

Ker v tem oddelkov prav veliko prispevkov doma narejenih projektov s področja elektronike ni (oddelek je bolj servis za vse vrste težav), sem se odločil, da tu opišem moj doma narejen osciloskop. Če bo zanimanje, bo v prihodnje sledil še kakšen podoben prispevek. Seveda ste k objavam vaših izdelkov vabljeni tudi ostali.

Opozorila

V napravi so prisotne visoke napetosti, ki so smrtno nevarne in zato projekt, kljub svoji enostavnosti ni primeren za popolne začetnike!

Če nimate potrpljenja in volje, se projekta ne lotevajte!

Če ne premorete resnosti pri izdelavi, - visoke napetosti niso šala, tudi bolje, če se tega projekta ne lotite

Dolgo let sem imel doma katodno cev osciloskopa, vendar ni bilo ne volje in ne časa uporabiti jo za kaj koristnega.

Letos, sem opazil na spletu češko stran o izgradnji preprostega osciloskopa z elektronkami, po malo brskanja pa sem odkril še zelo lično narejeno domačo stran g. Branka Zupana, na kateri je obilo opisov, nasvetov in koristnih povezav.

In tako je padla odločitev o gradnji preprostega osciloskopa z elektronkami.

Uporabil sem tri, v času ČB televizorjev, zelo razširjene visokofrekvenčne pentode EF80 z 9 polnim Noval podnožjem. Osciloskop preverjeno deluje brez predelave tudi z EF85, EF183 in EF184. Verjetno bi se dobro obnesle tudi druge podobne pentode z Rimlok ali miniaturnim 7 polnim podnožjem.

Sestavil sem usmernik:

Zaradi visokih razlik potencialov (1000V) sem za ogrevanje katodne cevi uporabil ločen transformator. Kdor bi želel uporabiti samo en transformator, mora pri izdelavi le tega nujno poskrbeti za zelo kvalitetno izolacijo med navitjem za ogrevanje katodne cevi in ostalimi navitji.

Zaporedno vezana kondenzatorja v usmerniku za visoko napetost -600V, sta lahko manjša, zadostuje njuna skupna kapaciteta 1uF in je bil na koncu namesto teh dveh elektrolitskih kondenzatorjev vgrajen kondenzator iz odpisane mikrovalovke 1uF 2500V.

V primeru velike kapacitete kondenzatorjev v visokonapetostnem usmerniku, se nekaj sekund po izklopu osciloskopa rada pojavi pika na sredini zaslona, kar je zelo škodljivo za zaslon.

Na plošči iz dvostransko kaširanega pertinaksa sem sestavil ojačevalnika za X in Y os
Stikalo SW3 omogoča, da se veže oba ojačevalnika v kaskado in se tako močno poveča občutljivost vhoda, vendar, ker se pri tem signal fazno zasuče za 180°, je treba upoštevati, da je v tem primeru slika oscilograma zasukana na glavo. Dodatna elektronka ali tranzistor, bi ta problem odpravil, vendar bi to prineslo dodatna popačenja signala, zato sem pustil tako kot je.

in generator žagastih impulzov, v izvedbi Tranzitron- Miller:

Preklopnik je tako kot na sliki 12 polni, vendar ima omejeno možno število položajev na 9.

Sašija je zgrajena klasično, brez tiskanega vezja, saj taka izvedba omogoča več svobode pri eksperimentiranju. Podnožje za cev generatorja žagastih impulzov sem uporabil keramično, saj omogoča montažo dodatnega oklopa, vendar se je izkazalo, da oklop v sami EF80 več kot zadostuje in tako zunanji oklop ni nujen in bi bila lahko vsa podnožja iz pertinaksa, ki so pogosta v radijskih sprejemnikih na elektronke.

Na koncu sem vse skupaj povezal s katodno cevjo:

Potenciometra (vsi linearni) 1M sta namenjena premikanju žarka po X in Y osi, potenciometer katerega drsnik je preko 270k upora vezan na prvo rešetko katodne cevi je namenjen regulaciji osvetlitve, na tem potenciometru je tudi stikalo za vklop in izklop. Drugi 100k potenciometer je namenjen nastavitvi ostrine (fokus) slike.

Po vklopu se je približno po 10. sekundah na zaslonu prikazala zelena črta in tudi X in Y ojačevalnika sta delovala, enako tudi vse komande.

V bistvu dober rezultat za napravo, ki je izgledala kot kak projekt iz strani Afrotech ali sračje gnezdo.

Uporabljeni kondenzatorji so za kapacitete 10 in več nF folijski (400 ali 630V), pod 10nF pa keramični (500V). Elektrolitski kondenzatorji so 400V.

Tako je prišel najbolj zahteven del, vgradnja v ohišje.

Še največji problem je predstavljala montaža katodne cevi, ki je že bila "oblečena" v kovinski ščit pred zunanjimi EM motnjami (tako imenovani MU metall) z ušesci za pritrditev.

Ker je priporočljivo, da je ta pločevina izolirana od ohišja, je odpadla enostavna pritrditev z vijaki, in sem izrezal več obročev iz 10mm vezane plošče in potem sestavil "sendvič" v katerega sem stisnil omenjene nosilce. Za nameček taka izvedba omogoča rotiranje katodne cevi in lahek način iskanja pravega položaja, da slika ni nagnjena.

Elementi so razporejeni na naslednji način:

Izgled sestavljenega ohišja:

Nekaj slik oscilogramov:

Karakteristike so naslednje:
- Časovna baza 10Hz do 100kHz
- Občutljivost X in Y ojačevalnika 150mV/cm
- Maksimalna vhodna napetost vsaj 300V
- Frekvenčni obseg 1MHz
- Mere 100 (v) x 250 (š) x 200 (g) mm
- Masa 5.2kg
- Vgrajene elektronke: 3x EF80 in neznana katodna cev premera 7cm, podobna DG 7-32
- poraba 20W

Verjamem, samo tale moj je bil 8x cenejši, če ne štejem svojega dela.

Glede tistega scopea na sejmu. če bo dobavljiv pri nas za tako ceno, kot praviš, bo končno konkurenca Conradu na tem področju. Sedaj je žal ni, vsi imajo približno isto robo za podobno ceno. 30MHz dvokanalni je ~350 do 400€.

Brane2, nisi dojel - tale Azraelov je ročno delo in ima vgrajen osebni odnos do samogradnje. Nima cene !

Preostale sekunde življenja so omejena dobrina. Če jih že porabljaš, naj bo za nekaj kar šteje, ne pa za nekaj, kar bo po tvoji smrti končalo na smetišču, pred tem pa ne bo videlo resne uporabe.

Samo to pravim.

Koliko stvari, ki sem jih s tako muko ustvarjal, sem potem čez leta moral zabrisati v kanto ;o/

Saj kljub poceni tajvanski in kitajski industriji je še kup stvari, kjer se da ustvariti zadevo, ki šteje. Ki je sicer dražja od potrošne robe, ampak veliko boljša in uporabnejša.

Ne bi se pa spuščal v nekaj, kar je že vnaprej zgubljen boj.

Mogoče bi bilo zanimivo narediti kak full zanimiv in kakovosten analogni scope, če bi dobil dobre Tekove cevi in solidne hitre HV tranzistorje ali kaj podobnega.

Ali če bi recimo fasal kje dobre A/D pretvornike in bi dodal še potrebno logiko zraven in bi dobil povsem uporaben izdelek.

Zame sprejemljiv rezultat je tudi izdelek, ki je slab ali neuporaben ali ki ga celo ni, če zbrano znanje skozi proces upravičuje napor, stroške in zgubljen čas...

Scopei v samogradnji ( nekateri celo s TV cevjo ) so stara stvar, ki je bila na robu sprejemljivosti mogoče tam 20 let nazaj, danes je pa njena uporabnost bolj vprašljiva...

Scope iz ČB TV zna biti slabši, kot tisti iz zvočne kartice.

Problem je prevelika induktivnost magnetnega odklona. Horizontalni ni prevelik problem, saj je po defaultu grajen za 15.625Hz, kriza je vertikalni, ki je grajen za 50Hz. Rabiš pa oba in to v širokem frekvenčnem obsegu.

V reviji TIM 7-9/10 letnik 81-82 je bil objavljen projekt predelave TV v osciloskop. Sicer je bilo vse dokaj na nivoju za takratne čase (linearna ojačevalca X in Y 0- 100kHz, generator žage), samo pri frekvencah nad 10kHz je slika zlezla skupaj.

In še to, uporabljena je bil TV 56 ali 61 diagonale zaslona, slika pa velika samo par cm, da ni bila zgornja meja za odklonski del samo nekaj 100Hz. Torej ogromna kišta in majhna slika.

Zato menim, da male katodne cevi iz TV ali blagajniških monitorja niso preveč uporabne za kaj takega in tudi kar sem poskusil na zgoraj omenjenem ruskem TV, ni dobro.

Induktivnost, kljub temu da so odklonske tuljave majhne, pači vse skupaj, da bi pa z brute force (ojačevalcem velike moči) gonil vse skupaj, se spet ne izide, žica je tanka in tako dimni signali zagotovljeni.

Anodna napetost ni problem, niti ne rabiš tako visoke, kot za TV. Občutljivost katodne cevi je približno v obratnem sorazmerju z anodno napetostjo, problem je samo, da s padanjem anodne napetostji pada .svetilnost in nekoliko tudi ostrina, samo slednji se da korigirati v širokih mejah.

Ker za scope ne rabiš, da bi bil celoten ekran osvetljen, kot pri TV, gre lahko anodna napetost zato temeljito dol. Za ČB na 2-3kV, barvne mogoče kak kV več in bi z barvnim imel trokanalni scope z vsakim kanalom v svoji barvi. Ampak IMO magnetni odklon ni za take hece.

Glede tega mojega, od objave tukaj, je bil predelan usmernik in vertikalni ojačevalec, ker se je predelava obnesla, isto čaka še horizontalni ojačevalec.
Aja napisi so sedaj tudi gor.

Glede lamp pa takole, jasno par 100V tranzistorji danes niso problem, samo ko imaš doma še kakih 10kg razno raznih lamp, zakaj pa ne? Sploh ko nisem bil prepričan ali je katodna cev sploh še v redu (na odpadu se takim stvarem ne godi najbolje).

Ni konkurent kakemu fabriškemu, je pa bistveno manjši, zmore več in je mnogo bolj robusten, kot PC z zvočno predelan v scope.

Pohvale za tale oscilskop, sam sem ga hotel že narediti a sem ugotovil da se cenovno ne splača (mogoče edino ljubiteljsko), saj dobiš za 300 eur že čist soliden scope - npr: http://www.rigol-si.com

Cenovno pa se splača naredit funkcijski generator - sinus, žaga, trikot, kvadrat - ne rabiš več kot 30 eur.