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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Reparación del osciloscopio C1-94. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición Este artículo asume el uso del esquema de fábrica del dispositivo. Muchos especialistas, y especialmente los radioaficionados, conocen bien el osciloscopio S1-94 (Fig. 1). El osciloscopio, con sus bastante buenas características técnicas, tiene unas dimensiones y un peso muy reducidos, así como un coste relativamente bajo. Gracias a esto, el modelo ganó popularidad de inmediato entre los especialistas involucrados en la reparación móvil de varios equipos electrónicos, que no requieren un ancho de banda muy amplio de señales de entrada y la presencia de dos canales para mediciones simultáneas. Actualmente, un número bastante grande de estos osciloscopios están en funcionamiento. En este sentido, este artículo está destinado a especialistas que necesitan reparar y configurar el osciloscopio S1-94. El osciloscopio tiene un diagrama de bloques común para dispositivos de esta clase (Fig. 2). Contiene un canal de desviación vertical (VDO), un canal de desviación horizontal (HTO), un calibrador, un indicador de haz de electrones con una fuente de alimentación de alto voltaje y una fuente de alimentación de bajo voltaje. El CVO consta de un divisor de entrada conmutable, un preamplificador, una línea de retardo y un amplificador final. Está diseñado para amplificar la señal en el rango de frecuencia de 0 ... 10 MHz al nivel requerido para obtener un coeficiente de desviación vertical dado (10 mV / div ... 5 V / div en pasos de 1-2-5) , con distorsiones mínimas de amplitud-frecuencia y fase-frecuencia. El CCG incluye un amplificador de temporización, un disparador de temporización, un circuito de disparador, un generador de barrido, un circuito de bloqueo y un amplificador de barrido. Está diseñado para proporcionar una desviación de haz lineal con un factor de barrido especificado de 0,1 µs/div a 50 ms/div en pasos de 1-2-5. El calibrador genera una señal para calibrar el instrumento en términos de amplitud y tiempo. El conjunto CRT consta de un tubo de rayos catódicos (CRT), un circuito de alimentación CRT y un circuito de retroiluminación. La fuente de bajo voltaje está diseñada para alimentar todos los dispositivos funcionales con voltajes de +24 V y ±12 V. Considere la operación del osciloscopio a nivel de circuito. La señal en estudio a través del conector de entrada Ш1 y el pulsador B1-1 ("entrada Abierto/Cerrado") se suministra al divisor conmutable de entrada en los elementos R3...R6, R11, C2, C4...C8. El circuito divisor de entrada garantiza una resistencia de entrada constante independientemente de la posición del interruptor de sensibilidad vertical B1 (“V/DIV”). Los condensadores divisores proporcionan compensación de frecuencia para el divisor en toda la banda de frecuencia. Desde la salida del divisor, la señal en estudio se alimenta a la entrada del preamplificador KVO (bloque U1). Se ensambla un seguidor de fuente para una señal de entrada variable en un transistor de efecto de campo T1-U1. Para corriente continua, esta etapa proporciona simetría del modo de operación para las etapas posteriores del amplificador. El divisor en las resistencias R1-Y1, Ya5-U1 proporciona una impedancia de entrada del amplificador igual a 1 MΩ. El diodo D1-U1 y el diodo zener D2-U1 brindan protección de entrada contra sobrecargas.
El preamplificador de dos etapas está fabricado sobre transistores T2-U1...T5-U1 con retroalimentación negativa general (OOF) a través de R19-Y1, R20-Y1, R2-Y1, R3-Y1, C2-U1, Rl. , C1, lo que permite obtener un amplificador con el ancho de banda requerido, que prácticamente no cambia cuando la ganancia en cascada se cambia paso a paso dos y cinco veces. La ganancia se cambia cambiando la resistencia entre los emisores de los transistores UT2-U1, VT3-U1 cambiando las resistencias R3-y 1, R16-yi y Rl en paralelo con la resistencia R16-yi. El amplificador se equilibra cambiando el potencial base del transistor TZ-U1 mediante la resistencia R9-yi, que se encuentra debajo de la ranura. El haz se desplaza verticalmente mediante la resistencia R2 cambiando los potenciales de base de los transistores T4-U1, T5-U1 en antifase. La cadena de corrección R2-yi, C2-U1, C1 realiza la corrección de frecuencia de la ganancia dependiendo de la posición del interruptor B1.1. Para eliminar conexiones parásitas a lo largo de los circuitos de alimentación, el preamplificador se alimenta a través del filtro R42-U1, S10-U1, R25-yi, C3-U1 desde una fuente de -12 V y a través del filtro R30-yi, S7-U1, R27- yi, S4-U1 desde una fuente de +12 V. Para retrasar la señal con respecto al inicio del barrido, se introdujo la línea de retardo L31, que es la carga de la etapa amplificadora en los transistores T7-U1, T8-U1. La salida de la línea de retardo está incluida en los circuitos básicos de los transistores de la etapa final, ensamblados en los transistores T9-U1, T10-U1, T1-U2, T2-U2. Esta inclusión de la línea de retardo asegura su coordinación con las etapas de los amplificadores preliminar y final. La corrección de frecuencia de la ganancia se realiza mediante la cadena R35-yi, C9-U1, y en la etapa final del amplificador, mediante la cadena C11-U1, R46-yi, C12-U1. La corrección de los valores calibrados del coeficiente de desviación durante el funcionamiento y el cambio de CRT se realiza mediante la resistencia R39-yi, ubicada debajo de la ranura. El amplificador final se ensambla mediante transistores T1-U2, T2-U2 según un circuito de base común con una carga resistiva R11-Y2... R14-Y2, lo que permite lograr el ancho de banda requerido de todo el canal de desviación vertical. . Desde las cargas del colector, la señal se envía a las placas de desviación vertical del CRT.
La señal en estudio del circuito del preamplificador KVO a través de la cascada del seguidor del emisor en el transistor T6-U1 y el interruptor V1.2 también se alimenta a la entrada del amplificador de sincronización KGO para la activación sincrónica del circuito de barrido. El canal de sincronización (bloque estadounidense) está diseñado para ejecutar el generador de escaneo sincrónicamente con la señal de entrada para obtener una imagen fija en la pantalla CRT. El canal consta de un seguidor de emisor de entrada en el transistor T8-UZ, una etapa de amplificación diferencial en los transistores T9-UZ, T12-UZ y un disparador de sincronización en los transistores T15-UZ, T18-UZ, que es un disparador asimétrico con acoplamiento de emisor con un seguidor de emisor en el transistor de entrada T13-U2. El circuito base del transistor T8-UZ incluye un diodo D6-UZ, que protege el circuito de sincronización contra sobrecargas. Desde el seguidor del emisor, la señal de reloj se suministra a la etapa de amplificación diferencial. En la etapa diferencial, la polaridad de la señal de sincronización se cambia (B1-3) y se amplifica a un valor suficiente para activar el disparador de sincronización. Desde la salida del amplificador diferencial, la señal del reloj pasa a través del seguidor del emisor hasta la entrada del disparador de sincronización. Del colector del transistor T18-UZ se extrae una señal normalizada en amplitud y forma, que, a través del seguidor de emisor de desacoplamiento del transistor T20-UZ y la cadena diferenciadora S28-UZ, Ya56-U3, controla el funcionamiento del disparador. circuito. Para aumentar la estabilidad de sincronización, el amplificador de sincronización, junto con el disparador de sincronización, recibe alimentación de un regulador de voltaje de 5 V separado en un transistor T19-UZ. La señal diferenciada se alimenta al circuito de activación que, junto con el generador de barrido y el circuito de bloqueo, proporciona la formación de un voltaje de diente de sierra que cambia linealmente en los modos de espera y autooscilante. El circuito de disparo es un disparador asimétrico con acoplamiento de emisor en los transistores T22-UZ, T23-UZ, T25-UZ con un seguidor de emisor en la entrada del transistor T23-UZ. El estado inicial del circuito de arranque: el transistor T22-UZ está abierto, el transistor T25-UZ está abierto. El potencial al que se carga el condensador C32-UZ está determinado por el potencial del colector del transistor T25-UZ y es de aproximadamente 8 V. El diodo D12-UZ está abierto. Con la llegada de un pulso negativo a la base T22-UZ, el circuito de activación se invierte y el diferencial negativo en el colector T25-UZ cierra el diodo D12-UZ. El circuito de disparo está desconectado del generador de barrido. Comienza la formación de un movimiento de barrido hacia adelante. El generador de escaneo está en modo de espera (el interruptor B1-4 está en la posición “STANDBY”). Cuando la amplitud del voltaje en diente de sierra alcanza aproximadamente 7 V, el circuito de activación a través del circuito de bloqueo, los transistores T26-UZ, T27-UZ vuelve a su estado original. Comienza el proceso de recuperación, durante el cual el condensador de sincronización S32-UZ se carga a su potencial original. Durante la recuperación, el circuito de bloqueo mantiene el circuito de disparo en su estado original, evitando que los pulsos de sincronización lo transfieran a otro estado, es decir, proporciona un retraso en el inicio del barrido durante el tiempo necesario para restaurar el generador de barrido en modo de espera y automáticamente. inicia el barrido en el modo autooscilante. En el modo autooscilante, el generador de escaneo opera en la posición "AVT" del interruptor B1-4, y el arranque y la interrupción del circuito de activación se produce desde el circuito de bloqueo al cambiar su modo. Como generador de barrido se seleccionó un circuito de descarga de un condensador de temporización a través de un estabilizador de corriente. La amplitud del voltaje de diente de sierra que varía linealmente generado por el generador de barrido es de aproximadamente 7 V. El condensador de temporización S32-UZ se carga rápidamente a través del transistor T28-UZ y el diodo D12-UZ durante la recuperación. Durante la carrera de trabajo, el diodo D12-UZ es bloqueado por el voltaje de control del circuito de arranque, desconectando el circuito del condensador de sincronización del circuito de arranque. La descarga del condensador se produce a través del transistor T29-UZ, conectado según el circuito estabilizador de corriente. La velocidad de descarga del condensador de temporización (y, en consecuencia, el valor del factor de barrido) está determinada por el valor actual del transistor T29-UZ y cambia al conmutar las resistencias de temporización R12...R19, R22...R24 en el circuito emisor usando los interruptores B2-1 y B2-2 (“TIME/DIV”). El rango de velocidad de barrido tiene 18 valores fijos. Se garantiza un cambio en el factor de barrido de 1000 veces conectando los condensadores de temporización S32-UZ, S35-UZ con el interruptor Bl-5 ("mS/mS"). El ajuste de los coeficientes de barrido con una precisión determinada se realiza mediante el condensador C3Z-UZ en el rango “mS” y en el rango “mS” mediante la resistencia de recorte R58-y3, cambiando el modo del seguidor del emisor ( transistor T24-UZ), que alimenta las resistencias de temporización. El circuito de bloqueo es un detector emisor basado en un transistor T27-UZ, conectado según un circuito emisor común, y en los elementos R68-y3, S34-UZ. La entrada del circuito de bloqueo recibe un voltaje en diente de sierra del divisor R71-y3, R72-y3 en la fuente del transistor TZO-UZ. Durante la carrera de barrido, la capacitancia del detector S34-UZ se carga sincrónicamente con el voltaje de barrido. Durante la recuperación del generador de escaneo, el transistor T27-UZ se apaga y la constante de tiempo del circuito emisor del detector R68-y3, S34-UZ mantiene el circuito de control en su estado original. El modo de barrido en espera se proporciona bloqueando el seguidor del emisor en el interruptor T26-UZ V1-4 ("ESPERA / AUTOMÁTICO"). En el modo de autooscilación, el seguidor de emisor está en un modo de funcionamiento lineal. La constante de tiempo del circuito de bloqueo se cambia en pasos por el interruptor B2-1 y aproximadamente por B1-5. Desde el generador de barrido, el voltaje de diente de sierra a través del seguidor de fuente en el transistor TZO-UZ se alimenta al amplificador de barrido. Se utiliza un transistor de efecto de campo en el repetidor para aumentar la linealidad del voltaje de diente de sierra y eliminar la influencia de la corriente de entrada del amplificador de barrido. El amplificador de barrido amplifica el voltaje de diente de sierra a un valor que proporciona un factor de barrido dado. El amplificador está hecho como un circuito de cascodo diferencial de dos etapas en los transistores TZZ-UZ, T34-UZ, TZ-U2, T4-U2 con un generador de corriente en el transistor T35-UZ en el circuito emisor. La corrección de frecuencia de la ganancia la realiza el condensador C36-UZ. Para mejorar la precisión de las mediciones de tiempo, el CVO del dispositivo proporciona un estiramiento de barrido, que se proporciona cambiando la ganancia del amplificador de barrido conectando las resistencias Y75-U3, R80-UZ en paralelo cuando los contactos 1 y 2 ("Estiramiento ") del conector ShZ están cerrados. Tabla 1. Modos de corriente continua de elementos activos.
El voltaje de barrido amplificado se elimina de los colectores de los transistores ТЗ-У2, Т4-У2 y se alimenta a las placas deflectoras horizontales del CRT. El nivel de sincronización se cambia cambiando el potencial de la base del transistor T8-UZ por la resistencia R8 ("NIVEL"), que se muestra en el panel frontal del dispositivo. El haz se desplaza horizontalmente al cambiar el voltaje base del transistor T32-UZ con la resistencia R20, que también se muestra en el panel frontal del dispositivo. El osciloscopio tiene la capacidad de suministrar una señal de sincronización externa a través del zócalo 3 ("Salida X") del conector ShZ al seguidor de emisor T32-UZ. Además, se proporciona una salida de voltaje de diente de sierra de aproximadamente 4 V desde el emisor del transistor TZZ-UZ a la ranura 1 ("Salida N") del conector ShZ. El convertidor de alto voltaje (unidad U31) está diseñado para suministrar al CRT todos los voltajes necesarios. Está ensamblado sobre transistores T1-U31, T2-U31, transformador Tpl y está alimentado por fuentes estabilizadas de +12V y -12V, lo que permite tener voltajes de suministro estables para el CRT cuando cambia el voltaje de suministro. La tensión de alimentación del cátodo del CRT -2000 V se elimina del devanado secundario del transformador a través del circuito de duplicación D1-U31, D5-U31, S7-U31, S8-U31. La tensión de alimentación del modulador CRT se elimina de otro devanado secundario del transformador también a través del circuito multiplicador D2-U31, DZ-U31, D4-U31, C3-U31, S4-U31, S5-U31. Para reducir la influencia del convertidor en las fuentes de alimentación, se utiliza el seguidor de emisor TZ-U31. El filamento CRT se alimenta de un devanado separado del transformador Tpl. El voltaje de suministro del primer ánodo del CRT se elimina de la resistencia Ya10-U31 ("ENFOQUE"). El brillo del haz CRT está controlado por la resistencia R18-Y31 ("BRILLO"). Ambas resistencias se llevan al panel frontal del osciloscopio. El voltaje de suministro del segundo ánodo del CRT se elimina de la resistencia Ya19-U2 (se saca debajo de la ranura). El circuito de iluminación del osciloscopio es un disparador simétrico, alimentado desde una fuente separada de 30 V con respecto a la fuente de alimentación del cátodo -2000 V, y se realiza mediante transistores T4-U31, T6-U31. El disparador se activa mediante un pulso positivo extraído del emisor del transistor T23-UZ del circuito del disparador. El estado inicial del disparador de retroiluminación T4-U31 está abierto, T6-U31 está cerrado. Una caída de pulso positiva del circuito disparador mueve el disparador de retroiluminación a otro estado, una negativa lo devuelve a su estado original. Como resultado, se forma un pulso positivo con una amplitud de 6 V en el colector T31-U17, con una duración igual a la duración del recorrido de exploración hacia adelante. Este pulso positivo se aplica al modulador CRT para iluminar el barrido hacia adelante. El osciloscopio tiene un calibrador de amplitud y tiempo simple, que está hecho en un transistor T7-UZ y es un circuito amplificador en modo limitador. La entrada del circuito recibe una señal sinusoidal con la frecuencia de la red de suministro. Del colector del transistor T7-UZ se extraen pulsos rectangulares con la misma frecuencia y amplitud de 11,4...11,8 V, que se suministran al divisor de entrada KVO en la posición 3 del interruptor B1. En este caso, la sensibilidad del osciloscopio se establece en 2 V/div y los pulsos de calibración deben ocupar cinco divisiones de la escala vertical del osciloscopio. El factor de barrido se calibra en la posición 2 del interruptor B2 y en la posición “mS” del interruptor B1-5.
Al realizar reparaciones y posterior ajuste del osciloscopio, en primer lugar, es necesario verificar que los modos de CC de los elementos activos cumplan con los valores indicados en la tabla. 1. Si el parámetro que se está verificando no se ajusta a los límites permitidos, es necesario verificar la capacidad de servicio del elemento activo correspondiente y, si es útil, también los elementos de "tubería" en esta cascada. Al reemplazar un elemento activo por uno similar, puede ser necesario ajustar el modo de funcionamiento de la cascada (si hay un elemento de sintonización correspondiente), pero en la mayoría de los casos esto no es necesario hacerlo, porque las cascadas están cubiertas por retroalimentación negativa y, por lo tanto, la variación de los parámetros de los elementos activos no afecta el funcionamiento normal del dispositivo. En caso de mal funcionamiento asociado con el funcionamiento del tubo de rayos catódicos (mal enfoque, brillo de haz insuficiente, etc.), es necesario verificar el cumplimiento de los voltajes en los terminales CRT con los valores dados en Mesa. 2. Si los valores medidos no corresponden a los valores de la tabla, es necesario verificar la capacidad de servicio de los nodos responsables de la generación de estos voltajes (fuente de alto voltaje, canales de salida de KVO y KTO, etc.). Si los voltajes suministrados al CRT están dentro del rango permitido, entonces el problema está en el tubo mismo y debe ser reemplazado. Tabla 2. Modos CRT de CC
Notas: 1. Comprobación de los modos dados en la tabla. 2 (excepto los contactos 1 y 14) se realiza en relación con la caja del instrumento.
Autor: Zakharychev E.V., ingeniero de diseño; Publicación: cxem.net
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