Sonda-osciloscopio. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición

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Al reparar y configurar equipos en algún lugar lejos de un laboratorio bien equipado, los "hermanos menores" de los instrumentos de medición (todo tipo de sondas, indicadores y sondas) se convierten en asistentes indispensables para un radioaficionado. Seguramente, en el arsenal de cualquier especialista hay al menos uno, o incluso varios de estos dispositivos. Pero no todo el mundo puede presumir de tener un osciloscopio de pequeño tamaño. Los osciloscopios importados basados ​​en LCD que han aparecido recientemente son asequibles para unos pocos a su precio. ¡Y entonces me gustaría tener un dispositivo de tamaño pequeño que le permita controlar visualmente la señal y al menos determinar aproximadamente su forma, frecuencia y amplitud!

Como resultado de numerosos experimentos, nació una sonda de osciloscopio de pequeño tamaño. Sus "ventajas" incluyen tamaño pequeño, fuente de alimentación autónoma, bajo consumo de energía, una forma conveniente que le permite ajustar y reparar equipos sin apartar la vista de la sonda. Desafortunadamente, debido a los microcircuitos utilizados, que no son muy rápidos, la sonda resultó ser de baja frecuencia, pero puede encontrar muchas aplicaciones. Por ejemplo, la sonda se ha probado en la reparación y puesta a punto de televisores, relojes, grabadoras y otros dispositivos analógicos y digitales. Como un osciloscopio real, la sonda le permite controlar visualmente la señal de entrada y determinar aproximadamente sus parámetros, y también sirve como indicador del cable de fase de la red. El diagrama de la sonda se muestra en la Fig.1.

Figura 1. Diagrama esquemático de la sonda (haga clic para ampliar)

Su base es la matriz LED ALS340, que contiene 35 LED, 7 filas de 5 columnas.

El generador de impulsos de reloj (barrido horizontal) se monta en los elementos DD1.1...DD1.3. El interruptor SA1 selecciona el rango de frecuencia requerido y la resistencia R3 sincroniza la señal. Desde el generador, los pulsos se alimentan al contador-decodificador DD2, cuyas salidas controlan el funcionamiento de los interruptores de transistor. Las teclas pasan alternativamente por las filas de la matriz, por lo que se forma un escaneo horizontal. Aunque la resolución de la matriz es baja, aún es capaz de mostrar una onda sinusoidal, pulsos rectangulares, dientes de sierra y otras señales periódicas. Una señal que está cerca del umbral de sincronización parece especialmente efectiva y "legible". Luego se desplaza hacia uno de los lados, lo que en muchos casos es preferible a una parada total.

El dispositivo de deflexión de haz vertical consta de un condensador C1, un interruptor SA2 que le permite controlar un voltaje constante o alterno, un divisor resistivo R1-R4-R5, un interruptor SA3 que selecciona el rango de señal de entrada requerido, cuatro comparadores de DA1 chip y elementos a juego DD1.4, DD3. Los diodos VD1, VD2 protegen las entradas del comparador contra sobrecargas. Las resistencias R6 ... R11 establecen los voltajes de umbral en los comparadores, por un lado, y por otro lado, crean una "tierra virtual" necesaria para el funcionamiento normal del chip DA1.

Cuando no hay señal de entrada, todos los comparadores se apagan y, por lo tanto, el elemento DD1.4 está activo en el comparador. En este caso, los LED de la columna central emiten, formando una línea de exploración cero. Cuando aparece una señal de entrada de polaridad positiva, los comparadores DA1.1, DA1.2 se disparan alternativamente y negativos: DA1.3, DA1.4. La lógica del comparador se elige de modo que, en caso de funcionamiento de todos los comparadores, solo se enciendan los LED más externos. Esto hizo posible lograr una imagen en la pantalla a partir de una cadena de puntos luminosos que transmiten información objetiva sobre la forma de la señal en estudio. Resistencias R12...R16 - limitación de corriente para la matriz LED. Al reducir su resistencia, puede aumentar el brillo, pero esto supondrá un aumento en el consumo de energía de la sonda. Los elementos VT8, VT9, VD3 forman un regulador de voltaje.

En la versión del autor, la sonda se ensambla en una carcasa a partir del "Indicador Lógico de Signos", producido anteriormente por nuestra industria. Su apariencia se muestra en la Fig.2. En él, en lugar del indicador ALS324 "nativo", se instala la matriz ALS340. Instalación de piezas - mixtas (impresas-bisagras), por su alta densidad. El diseño y las dimensiones de la sonda están determinados principalmente por los interruptores y las resistencias variables utilizadas. Como estuche, puede usar cualquier caja de plástico, por ejemplo, un estuche para cepillos de dientes, plumas estilográficas, estuche para lápices. La matriz de LED está instalada en la parte inferior de la carcasa cerca de la sonda de aguja de metal, los órganos de ajuste también se muestran allí. La instalación se realizó con un delgado cable MGTF.

Figura 2. Diagrama de montaje

Fuente de alimentación - batería 6F22 o "Krona". Los microinterruptores PD3-4 se utilizan como SA9 y SA2, SA1 junto con SA2, un bloque de interruptores de un adaptador de red importado. Resistencias variables R3, R5: controles de volumen del reproductor. Estos elementos pueden ser diferentes, lo principal es que sean pequeños. En lugar de ALS340, puede instalar AL306A, B, Zh, I. Diodo Zener VD3, en una caja de vidrio. Condensador C1 - K73-9, C2 ... C7 - cerámico, de pequeño tamaño. Todos los microcircuitos de la serie K561 se reemplazan por K176. En lugar de K561IE8, puede usar K561IE9 (teniendo en cuenta las diferencias en el pinout). El quad OU K1401UD2 se puede reemplazar por dos duales K157UD2 instalándolos uno encima del otro.

La sonda, ensamblada a partir de piezas buenas conocidas, comienza a funcionar de inmediato. Es posible que deba elegir el valor de R2, para una ligera superposición de rangos adyacentes, y R8, R11, para un funcionamiento uniforme de los comparadores de señal positiva y negativa. Trabajar con una sonda prácticamente no es diferente de trabajar con un osciloscopio ordinario.

Literatura

1. Goroshkov B. I. Elementos de dispositivos electrónicos de radio. -MRB, N1125.
2. Gutnikov VS Electrónica integrada en dispositivos de medida.
3. Parol NV, Kaidalov S.A. Indicadores de síntesis de signos y su aplicación. -MRB, N1122.
4. Shilo VL Chips CMOS populares: un manual.

Autor: V. Rubashka, Lisichansk; Publicación: cxem.net

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