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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Sonda de osciloscopio en miniatura. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición Cuando se reparan y ajustan equipos electrónicos, a menudo se necesita una sonda de osciloscopio autoalimentada en miniatura, con la que se podría monitorear la presencia de una señal y al menos estimar aproximadamente sus parámetros. La sonda de osciloscopio presentada a la atención de los lectores cumple en gran medida con estos requisitos. El uso de un indicador luminiscente de vacío de varios dígitos de bajo voltaje y microcircuitos digitales de la serie K176 hizo posible diseñar un dispositivo económico del tamaño de una calculadora de bolsillo y alimentado por una batería de 9 V. La corriente consumida por la sonda no supere los 15 mA, y el principal consumidor es el cátodo de calentamiento directo del indicador. La sonda puede controlar señales con una amplitud de 1 ... 320 V con una frecuencia de hasta 50 kHz con un ciclo de trabajo de 1,14 a 8, así como pulsos individuales. Resistencia de entrada en el límite "1 ... 32 V" -220 kOhm, en el límite "10 ... 320 V" - 2,2 MΩ. Hay tres modos de operación: automático, modo de espera activado por un borde de pulso positivo y modo de espera activado por un borde de pulso negativo.
El diagrama esquemático de la sonda se muestra en la Fig. 1, los diagramas de tiempo en sus puntos característicos se encuentran en la Fig. 2 (modo de barrido automático) y 3 (modo de barrido en espera). El dispositivo consta de un generador de escaneo, un dispositivo para la desviación vertical del "haz" y un indicador de señal de varios dígitos HG1. El generador, a su vez, contiene un multivibrador basado en los elementos DD1.1-DD1.3 y un contradecodificador DD2, un dispositivo para la desviación vertical del "haz" - comparadores de positivo (OA DA1) y negativo (OA DA2). niveles y un elemento correspondiente DD1.4. El multivibrador genera una secuencia de pulsos (Fig.2, g), el contador-decodificador genera alternativamente pulsos de alto nivel en sus salidas (Fig.2, h-n), que, llegando secuencialmente a las rejillas del indicador HG1, crean un escaneo horizontal de la imagen.
La señal controlada se alimenta a las entradas de los comparadores a través de un divisor de tensión formado por las resistencias R3, R5 y R6. El potencial del cable común, necesario para el funcionamiento normal del amplificador operacional DA1, DA2 cuando se alimenta desde una fuente unipolar GB1, es creado artificialmente por el divisor de voltaje R8-R11. El mismo divisor también establece los voltajes de umbral en la entrada inversora del amplificador operacional DA1 y la entrada no inversora del amplificador operacional DA2, que difieren del potencial del cable común en +100 y -100 mV, respectivamente; los elementos R3, R5, VDI, VD2 protegen las entradas del amplificador operacional de sobrecargas. La proporción de la señal de entrada en la que se activan los comparadores se establece mediante el interruptor SA1 y la resistencia variable R6 (si es necesario, la amplitud de la señal se determina por las posiciones del interruptor y el control deslizante de la resistencia).
El indicador HG1 utiliza segmentos de ánodo horizontales a, g y d (en los libros de referencia a veces se indican con letras rusas a. g, g), que indican, respectivamente, los niveles positivo, cero y negativo de la señal controlada. Si el voltaje de la señal excede (en valor absoluto) un nivel de umbral positivo o negativo, aparece un voltaje de alto nivel en la salida del amplificador operacional DA1 o DA2 y los segmentos de ánodo a o d se encienden. Si ambos comparadores (DA1 y DA2) están en estado cero (sus salidas son voltajes de bajo nivel), un nivel alto está presente en la salida del elemento DD1.4 y los ánodos-segmentos g están encendidos, mostrando el nivel cero de la señal de entrada (Fig. 3, p ). La tasa de repetición de los pulsos del multivibrador y, por lo tanto, la velocidad de exploración de la imagen en el indicador, la establecen las resistencias R2, R4 y uno de los capacitores C1-C8, seleccionado por el interruptor SA2. Suavemente, la tasa de repetición de pulsos está regulada por una resistencia variable R4. La resistencia R1 limita la corriente de entrada a través del microcircuito, su resistencia se elige dentro de 3 ... 10 kOhm. Si necesita una duración del barrido diferente a la indicada en el diagrama, entonces esto se puede hacer volviendo a calcular (de acuerdo con la fórmula T \u1,4d 1RC, donde T es el período de oscilación) los valores de condensadores C8-C2 y resistencias R4, RXNUMX. En el modo de barrido automático, se forma un ciclo que consta de ocho ciclos, el contador decodificador DD2 se transfiere al estado cero por el frente del noveno pulso (Fig. 2, f). En el modo de espera, el generador de barrido es activado por la propia señal controlada. En este modo, puede iniciarse tanto por una caída de voltaje de entrada positiva (interruptor SA3 en la posición central, según el diagrama), como negativa (interruptor en la posición inferior). Cuando aparece una diferencia de nivel positiva en la salida del comparador, al que está conectado el circuito diferenciador R12C9, se forma un breve pulso de reinicio en la entrada R del contador-decodificador DD2 (Fig. 3, e). Como resultado, aparece un voltaje de bajo nivel en la salida 8 y el multivibrador comienza a generar pulsos. Cuando aparece un contador decodificador de alto nivel en esta salida, la generación se detiene. En otras palabras, el barrido se ejecuta durante un ciclo. Con una señal de entrada periódica, se observa una imagen estable en el indicador HQ1. El cátodo de incandescencia directa del indicador está conectado a la batería GB1 a través de una resistencia limitadora de corriente R13 (la salida I conectada al revestimiento conductor de la superficie interna del cilindro debe conectarse a su terminal negativo). Construcción y detalles. La sonda utiliza resistencias fijas MLT, resistencias variables SPO-0,15, condensadores KM-5. En lugar de OU K140UD6, puede usar OU K140UD7, K140UD8 (con cualquier índice de letras), K140UD12, K140UD14, en lugar de los microcircuitos de la serie K176, sus contrapartes de la serie K561. El zócalo XS1, los interruptores SA1-SA3 y el interruptor QI pueden ser de cualquier tipo, solo es importante que sean pequeños. En la pared frontal de la carcasa de la sonda hay un enchufe XS1 con elementos del divisor de voltaje de entrada R3, R5, R6 y un interruptor SA1, interruptores SA2 (con capacitores C1-C8 soldados a sus contactos) y SA3 (con capacitor C9) , un interruptor de encendido Q1, una resistencia variable R4 y un indicador HG1. Las resistencias variables R4 y R6 están equipadas con escalas, cuya vista aproximada se muestra en la fig. cuatro
La marca "X 1" de la escala de la resistencia R4 ("Tiempo / div.") Corresponde a la posición extrema izquierda (según el diagrama) del motor, y la marca "1V" de la escala de la resistencia R6 ("Nivel") corresponde a la parte superior extrema (también según el esquema). Las partes restantes de la sonda se colocan en la placa de circuito impreso (fig. 5), hecho de lámina de fibra de vidrio con un espesor de 1,5 mm. Es posible una opción de diseño en la que los elementos del divisor de voltaje de entrada, junto con el interruptor SA1, estén montados en una sonda remota (será más conveniente trabajar con una sonda de este tipo). El establecimiento del dispositivo consiste en establecer (mediante la selección de las resistencias R8 y R11) voltajes de +100 mV en el pin 2 del op-amp DA1 y -100 mV en el pin 3 del op-amp DA2 con respecto al punto medio del divisor R8- R11. . Puede aumentar el brillo de los segmentos del indicador aumentando la tensión de alimentación a 9 V (en este caso, la resistencia de la resistencia R12 debe aumentarse a 13 ohmios). Trabajar con una sonda requiere cierta habilidad. Si es necesario determinar solo la presencia de pulsos y su duración, entonces la resistencia variable R6 ("Nivel") establece la sensibilidad igual a 1 V, el interruptor SA2 ("Tiempo / div.") Selecciona dicha duración de barrido en que uno o dos períodos se muestran en la señal del indicador, y una resistencia variable R4 ("Tiempo / div.") Se logra una imagen estable. Si no es posible sincronizar la imagen de esta manera, el dispositivo cambia al modo de barrido en espera con activación por una caída de voltaje de entrada positiva o negativa. El período de oscilaciones controladas o la duración del pulso está determinado por la posición del interruptor SA2 y la perilla de la resistencia variable R4. Si se requiere medir la amplitud de la señal, la perilla de la resistencia variable R6 y el interruptor SA1 se colocan en las posiciones correspondientes al encendido de los segmentos de nivel positivo o negativo (dependiendo de la polaridad de la señal). La amplitud (en el rango de valores establecidos por el interruptor SA1) se mide en la escala de la resistencia. La forma de las oscilaciones está determinada por la naturaleza del cambio en la imagen del indicador cuando se instala con una resistencia variable. R6 diferentes valores de sensibilidad. Como ejemplo, en la fig. 6 muestra la información que muestra el indicador cuando se aplica una señal de forma triangular a la entrada y varias posiciones del control deslizante de resistencia variable R6 (las líneas discontinuas muestran ánodos de segmento que brillan por completo).
Como ha demostrado la práctica, no siempre es necesario lograr una sincronización completa del barrido; en algunos casos, la imagen de la señal controlada se percibe mejor si se mueve lentamente en una dirección u otra. Autores: I. Sinelnikov, V. Ravich, Kaliningrado; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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