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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Sonde d'oscilloscope miniature. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure Lors de la réparation et du réglage d'équipements électroniques, on a souvent besoin d'une sonde d'oscilloscope miniature auto-alimentée, avec laquelle on pourrait surveiller la présence d'un signal et estimer au moins grossièrement ses paramètres. La sonde oscilloscope présentée à l'attention des lecteurs répond largement à ces exigences. L'utilisation d'un indicateur luminescent sous vide multichiffres basse tension et de microcircuits numériques de la série K176 a permis de concevoir un appareil économique de la taille d'une calculatrice de poche et alimenté par une pile 9 V. Le courant consommé par la sonde ne dépasser 15 mA, et le consommateur principal est la cathode à chauffage direct de l'indicateur. La sonde peut contrôler des signaux d'une amplitude de 1 ... 320 V avec une fréquence allant jusqu'à 50 kHz avec un rapport cyclique de 1,14 à 8, ainsi que des impulsions simples. Résistance d'entrée à la limite "1 ... 32 V" -220 kOhm, à la limite "10 ... 320 V" - 2,2 MΩ. Il existe trois modes de fonctionnement : automatique, veille déclenchée par un front d'impulsion positif et veille déclenchée par un front d'impulsion négatif.
Le schéma de principe de la sonde est illustré à la fig. 1, diagrammes de temps à ses points caractéristiques - dans la fig. 2 (mode de balayage automatique) et 3 (mode de balayage en veille). Le dispositif se compose d'un générateur de balayage, d'un dispositif de déviation verticale du "faisceau" et d'un indicateur de signe à plusieurs chiffres HG1. Le générateur, à son tour, contient un multivibrateur sur les éléments DD1.1-DD1.3 et un contre-décodeur DD2, un dispositif de déviation verticale du "faisceau" - comparateurs de positif (ampli-op DA1) et négatif (op -ampères DA2) et un élément de coïncidence DD1.4. Le multivibrateur génère une séquence d'impulsions (Fig.2, g), le compteur-décodeur génère alternativement des impulsions de haut niveau à ses sorties (Fig.2, c-p), qui, entrant séquentiellement dans les grilles de l'indicateur HG1, créent un horizontal numérisation de l'image.
Le signal commandé est envoyé aux entrées des comparateurs à travers un diviseur de tension constitué des résistances R3, R5 et R6. Le potentiel du fil commun, nécessaire au fonctionnement normal de l'amplificateur opérationnel DA1, DA2 lorsqu'il est alimenté à partir d'une source unipolaire GB1, est créé artificiellement par le diviseur de tension R8-R11. Le même diviseur définit également les tensions de seuil à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel DA1 et à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel DA2, qui diffèrent du potentiel du fil commun de +100 et -100 mV, respectivement ; les éléments R3, R5, VDI, VD2 protègent les entrées de l'ampli-op contre les surcharges. La proportion du signal d'entrée à laquelle les comparateurs sont déclenchés est définie par le commutateur SA1 et la résistance variable R6 (si nécessaire, l'amplitude du signal est jugée par les positions du commutateur et du curseur de résistance).
L'indicateur HG1 utilise des segments d'anode horizontaux a, g et d (dans les ouvrages de référence, ils sont parfois désignés par des lettres russes a. g, g), indiquant respectivement les niveaux positif, zéro et négatif du signal contrôlé. Si la tension du signal dépasse (en valeur absolue) un niveau de seuil positif ou négatif, une tension de niveau haut apparaît en sortie de l'ampli-op DA1 ou DA2 et les segments d'anode a ou d s'allument. Si les deux comparateurs (DA1 et DA2) sont à l'état zéro (leurs sorties sont des tensions de niveau bas), un niveau haut est présent à la sortie de l'élément DD1.4 et les anodes-segments g sont allumés, affichant le niveau zéro du signal d'entrée (Fig. 3, p ). Le taux de répétition des impulsions du multivibrateur, et donc la vitesse de balayage de l'image sur l'indicateur, est fixé par les résistances R2, R4 et l'un des condensateurs C1-C8, sélectionné par le commutateur SA2. En douceur, le taux de répétition des impulsions est régulé par une résistance variable R4. La résistance R1 limite le courant d'entrée à travers le microcircuit, sa résistance est choisie entre 3 ... 10 kOhm. Si vous avez besoin d'autre chose que celle indiquée dans le diagramme, la durée du balayage, cela peut être fait en recalculant (selon la formule T \u1,4d 1RC, où T est la période d'oscillation) les valeurs de condensateurs C8-C2 et résistances R4, RXNUMX. En mode de balayage automatique, un cycle composé de huit cycles est formé, le compteur-décodeur DD2 est transféré à l'état zéro par le front de la neuvième impulsion (Fig. 2, f). En mode veille, le générateur de balayage est déclenché par le signal commandé lui-même. Dans ce mode, il peut être démarré à la fois par une chute de tension d'entrée positive (interrupteur SA3 au milieu - selon le schéma - position) et négative (interrupteur en position basse). Lorsqu'une différence de niveau positive apparaît à la sortie du comparateur auquel le circuit différentiateur R12C9 est connecté, une courte impulsion de réinitialisation est formée à l'entrée R du compteur-décodeur DD2 (Fig. 3, e). En conséquence, une tension de niveau bas apparaît à la sortie 8 et le multivibrateur commence à générer des impulsions. Lorsqu'un compteur-décodeur de niveau haut apparaît sur cette sortie, la génération s'arrête. En d'autres termes, le balayage dure un cycle. Avec un signal d'entrée périodique, une image stable est observée sur l'indicateur HQ1. La cathode à incandescence directe de l'indicateur est connectée à la batterie GB1 via une résistance de limitation de courant R13 (la sortie I connectée au revêtement conducteur de la surface interne du cylindre doit être connectée à sa borne négative). Construction et détails. La sonde utilise des résistances fixes MLT, des résistances variables SPO-0,15, des condensateurs KM-5. Au lieu de l'ampli op K140UD6, vous pouvez utiliser les amplis op K140UD7, K140UD8 (avec n'importe quel index alphabétique), K140UD12, K140UD14, au lieu des microcircuits de la série K176 - leurs homologues de la série K561. La prise XS1, les commutateurs SA1-SA3 et le commutateur QI peuvent être de n'importe quel type, il est seulement important qu'ils soient petits. Sur la paroi avant du boîtier de la sonde, il y a une prise XS1 avec des éléments du diviseur de tension d'entrée R3, R5, R6 et un interrupteur SA1, interrupteurs SA2 (avec condensateurs C1-C8 soudés à ses contacts) et SA3 (avec condensateur C9 ), un interrupteur de puissance Q1, une résistance variable R4 et un indicateur HG1. Les résistances variables R4 et R6 sont équipées d'échelles dont une vue approximative est illustrée à la fig. quatre.
Le repère "X 1" de l'échelle de la résistance R4 ("Time/div.") correspond à la position extrême gauche (selon le schéma) du moteur, et le repère "1V" de l'échelle de la résistance R6 ("Niveau") correspond à l'extrême sommet (également selon le schéma). Les parties restantes de la sonde sont placées sur le circuit imprimé (Fig. 5), en fibre de verre feuille d'une épaisseur de 1,5 mm. Une option de conception est possible, dans laquelle les éléments du diviseur de tension d'entrée, ainsi que le commutateur SA1, sont montés dans une sonde à distance (il sera plus pratique de travailler avec une telle sonde). L'établissement du dispositif consiste à régler (en sélectionnant les résistances R8 et R11) des tensions de +100 mV sur la broche 2 de l'ampli-op DA1 et -100 mV sur la broche 3 de l'ampli-op DA2 par rapport au point milieu du diviseur R8- R11. . Vous pouvez augmenter la luminosité des segments indicateurs en augmentant la tension d'alimentation à 9 V (dans ce cas, la résistance de la résistance R12 doit être augmentée à 13 Ohms). Travailler avec une sonde nécessite une certaine habileté. S'il est nécessaire de déterminer uniquement la présence d'impulsions et leur durée, la résistance variable R6 ("Level") fixe la sensibilité égale à 1 V, le commutateur SA2 ("Time / div.") Choisissez une telle durée de balayage à dont une ou deux périodes sont affichées sur le signal indicateur, et une résistance variable R4 (« Time / div. ») Une image stable est obtenue. S'il n'est pas possible de synchroniser l'image de cette manière, l'appareil est commuté en mode balayage de veille avec déclenchement par une chute de tension d'entrée positive ou négative. La période des oscillations contrôlées ou la durée de l'impulsion est déterminée par la position de l'interrupteur SA2 et le bouton de la résistance variable R4. S'il est nécessaire de mesurer l'amplitude du signal, le bouton de la résistance variable R6 et le commutateur SA1 sont réglés sur les positions correspondant à l'allumage des segments d'un niveau positif ou négatif (selon la polarité du signal). L'amplitude (dans la plage de valeurs fixées par le commutateur SA1) est mesurée sur l'échelle de la résistance. La forme des oscillations est déterminée par la nature du changement d'image sur l'indicateur lorsqu'il est installé avec une résistance variable. R6 différentes valeurs de sensibilité. A titre d'exemple, sur la fig. 6 montre les informations affichées par l'indicateur lorsqu'un signal de forme triangulaire est appliqué à l'entrée et aux différentes positions du curseur de la résistance variable R6 (les lignes en pointillés montrent des anodes de segment qui brillent complètement).
Comme l'a montré la pratique, il n'est pas toujours nécessaire d'obtenir une synchronisation complète du balayage - dans certains cas, l'image du signal contrôlé est mieux perçue si elle se déplace lentement dans une direction ou une autre. Auteurs : I. Sinelnikov, V. Ravich, Kaliningrad ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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