Схема. Малогабаритный осциллограф-пробник

Предлагаем несложный малогабаритный прибор, который может найти применение при разработке разнообразных поделок для дома, при ремонте автомобилей, на предприятиях с большими магнитными полями, где применение классических осциллографов просто невозможно. В нем индицируемый сигнал выводится наточенную светодиодную матрицу.
Схема Малогабаритный осциллограф-пробник 1
Принципиальная схема осциллографа-пробника показана на рисунке. Он состоит из входного усилителя, собранного на транзисторе VT1, и операционного усилителя DA1, АЦП, состоящего из цепочки резисторов R10—R18 и семи элементов «исключающее ИЛИ» DD1.1—DD1.4 и DD2.1 — DD2.3, коммутатора строк, собранного на транзисторах VT2—VT8, генератора развертки, собранного на элементе D2.4 и транзисторе VT9, коммутатора разрядов DD3, узла синхронизации, выполненного на диодах VD2—VD4, и индикатора захвата синхронизации HL1.

Сформированный входной сигнал с выхода операционного усилителя DA1 поступает на цепочку резисторов и в зависимости от амплитуды входного сигнала вызывает включение одного из элементов D1.1—D1.4, D2.1—D2.3, который, в свою очередь, откроет один из ключей «строк», соединив тем самым одну из «строк» через резисторы R26, R27 с общим проводом. Изменением сопротивления резистора R26 выбирают рабочий ток включенного светодиода и тем самым изменяют яркость его свечения. Таким образом, мы развернули входной сигнал по вертикали.

Развертка по горизонтали. Сигнал генератора развертки с выхода транзистора VT9 поступает на счетный вход СР микросхемы DD3. Коммутатор DD3 поочередно устанавливает уровень лог. 1 на одном из выходов 0—9 этой микросхемы, подавая питание на анод одного из светодиодов, в выбранной строке и в выбранном столбце. Таким образом, в определенный момент времени светится только один из светодиодов матрицы HL2—HL64. Меняя напряжение смещения на инвертирующем входе операционного усилителя DA1 резистором R7, можно сместить светящуюся точку («луч») вверх или вниз.

Работа узла синхронизации. При включении переключателя SA5 в верхнее по схеме положение «Синхронизация» — «Ждущая» импульс разрядов, дойдя до выхода 9 микросхемы DD3, через диод VD2 запретит работу генератора развертки, коммутатор DD3 останется в состоянии 9. Это состояние сохраняется до тех пор, пока сигнал выходов микросхем DD1, DD2 через переключатель SA3 не сбросит счетчик DD3 в состояние лог. О и разрешит работу генератора развертки, тем самым засинхронизировав ее с входным сигналом.

Технические характеристики
Число позиций поля псевдографики (горизонталь-вертикаль)………7×9
Чувствительность, В/поз……………………………………………………0,1.. .1 и 1…70
Скорость развертки (8 поддиапазонов), мс/поз………………………..0,01…33
Синхронизация………………………………………………………………..по фронту и спаду импульса
Входное сопротивление на пределах чувствительности
0,1 В, кОм……………………………………………………………………..300
1 В, МОм……………………………………………………………………….3
Напряжение питания, В……………………………………………………..12
Ток потребления, мА, не более……………………………………………20

Входной формирователь. Коэффициент усиления операционного усилителя DA1 выбран таким, чтобы при подаче напряжения в 100 мВ луч в столбце сместился на одну строку.
Аналого-цифровой преобразователь. Известно, что порог переключения цифровых микросхем равен примерно Uпит/2. Микросхема К176ЛП2 имеет такую особенность, что для переключения из одного состояния в другое не обязательно подавать на входы уровень лог. 1 или лог. 0 — достаточно, чтобы разность между входами достигала несколько десятков милливольт. То есть, если при Uпит = 10 В на один из входов подать напряжение 5,05 В, а на другой — 4,95 В, элемент «поймет» это как лог. 1 на одном входе и лог. 0 на другом. Микросхемы серии К561 таким свойством не обладают, поэтому работать в этом приборе не будут! На основе такого свойства и построена работа АЦП. При подаче напряжения +5 В в точку соединения резисторов R13 и R14 на входах (выводы 1, 2, 5, 6, 8, 9) элементов D1.1 —D1.3 будет лог. 1, на входах элементов D2.1 —D2.3 — лог 0, на выводе 12 входа элемента D1.4— лог. 1, а на выводе 13 входа элемента D1.4 — лог. 0. Следовательно, на выходе элемента D1.4 — состояние лог. 1, которое и открывает ключ «строки» VT5. Если напряжение на входе АП снизится, переключится следующий нижний по схеме элемент, если повысится — следующий верхний по схеме элемент.

Настройка. Очень желательно выбрать микросхемы DD1 и DD2 из одной партии, поточнее подобрать резисторы R10—Р17 и конденсаторы С2—С7. При выключенной синхронизации (SA5 в нижнем по схеме положении) проверить работоспособность генератора раз- вертки на всех диапазонах (коллектор VT9), проверить циклическое появление лог. 1 на каждом из выходов коммутатора «разрядов» DD3. Индикацией работы коммутатора «разрядов» может служить мигание светодиода HL1. Резистор R7 установить в такое положение, чтобы при подаче на вход прибора напряжения 100 мВ на дисплее светилась строка 1, при подаче напряжения 200 мВ — строка 2 и так далее.

Конструктивно прибор собран на одной печатной плате. Переключатели SA3, SA4 — самодельные, выполнены печатным монтажом из соображений уменьшения высоты, остальные переключатели — от импортной техники подходящих размеров, переменные сопротивления — импортные, под печатный монтаж.
Прибор собран в корпусе размерами 120x80x30 мм. Для этих целей можно использовать корпус от карманного приемника.
При разработке данного прибора были учтены рекомендации Романа Краузе в его публикации описания аналогичного устройства («Цифровой осциллограф». — Praktyczny Eektronik, 2001, № 4, с. 4 — 8). У названного автора конструкция была выполнена с использованием специализированной ИМС и линейной светодиодной матрицы.

Б. МАКЕЕНКО, А. ЖЕБРИКОВ, г.Саяногорск, Хакассия
«Радио» №8 2004г.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *