КАК ВЫГЛЯДИТ ЗВУК
ЮТ Для умелых рук 1988 №9
Собрать осциллограф в своей домашней мастерской удается только самым опытным. Причин тому много: сложность электронной схемы, дефицитные детали, большой объем работы... Промышленность, правда, выпускает две-три модели для радиолюбителей, но они довольно дороги, да и в магазинах бывают нечасто.
Предлагаем несложную приставку, с помощью которой вы сможете превратить любой промышленный или собранный из РК телевизор в простейший осциллограф. Никаких изменений в схему телевизора при этом вносить не придется, выход приставки достаточно соединить с антенным входом телевизора, и на экране появится изображение исследуемого сигнала.
Давайте теперь познакомимся с основными принципами работы приставки-осциллографа. С помощью блокинг-генератора и формирователя импульсов приставка вырабатывает кадровые и строчные синхроимпульсы. Складываясь, они образуют полный сигнал телевизионного изображения. Когда на выход приставки подается исследуемый сигнал, его периодически меняющееся напряжение управляет засвечиванием отдельных сегментов строк растра. Таким образом приставка формирует полный телевизионный видеосигнал с картинкой, который затем подается на вход УКВ-генератора и модулирует его излучение по частоте. Сам генератор работает в диапазоне второго телевизионного канала, так что если выход приставки соединить с антенным входом телевизора, настроенного на этот же канал, то на экране появится изображение исследуемого сигнала.
Как вы уже заметили, на вход приставки подаются два напряжения - исследуемый сигнал Uсигн и переменное напряжение 6,3 В синхронизации кадровой развертки частотой 50 Гц. Его можно снимать с накальной обмотки любого сетевого трансформатора или со специальной дополнительной обмотки трансформатора блока питания приставки.
Переменное напряженнее частотой 50 Гц поступает на формирователь импульсов, выполненный на транзисторах VT6 и VT7. Транзистор VT6 образует каскад усиления по напряжению. Как только амплитуда синхронизирующего напряжения превышает определенный уровень, транзистор входит в режим насыщения и запирается, т. е. работает одновременно в двух режимах - усилительном и ключевом. Затем через дифференцирующую цепочку из конденсатора С11 и резистора R13 напряжение синхронизации поступает на базу транзистора VТ7, который формирует кадровые синхроимпульсы по телевизионному стандарту.
Строчные синхроимпульсы вырабатывает транзисторный блокинг-генератор на транзисторе VТ8 с индуктивной положительной обратной связью. Пилообразная форма строчных синхроимпульсов получается за счет периодического процесса заряда-разряда конденсатора С13, включенного в цепь обмотки II блокинг-трансформатора Т1. С нее строчные синхроимпульсы через резистор R19 и конденсатор С15 поступают на базу транзистора VT3.
Исследуемый сигнал усиливается каскадами на транзисторах VT1, VТ2 и VТ3. Большой коэффициент усиления этих каскадов определяется номиналами резистора R3 и конденсатора С3, которые включены в цепь положительной обратной связи. Периодически меняющееся напряжение исследуемого сигнала управляет яркостью засвечиваемых строк - как бы моделируя строчные синхроимпульсы. Транзистор VТ4 включен по схеме эмиттерного повторителя и работает как усилитель тока.
Полный сигнал телевизионного изображения, сформированный приставкой, поступает на вход УКВ-генератора, собранного на транзисторе VT5, который моделирует его по частоте. Выходной сигнал приставки снимается с делителя напряжения из резисторов R9 и R10. При указанных на схеме номиналах деталей этот УКВ-генератор работает в диапазоне частот второго телевизионного канала метровых волн.
Питается приставка от стабилизированного источника напряжения 12 В, в качестве которого можно использовать блок питания, описанный в № 2 приложения за 1987 год. Впрочем, его можно собрать и по упрощенной схеме (см. рис. 4), используя трансформатор серии ТВК. Стабилитрон VD1 задает напряжение стабилизации, которое поступает на базу мощного транзистора VТ1, работающего в режиме усилителя тока. Резистор R1 задает ток базы, а конденсатор С2 "набело" фильтрует выходное напряжение.
Вместо стабилитрона Д814Д можно использовать Д813 или КС512 с любым буквенным индексом. Транзистор можно заменить на любой другой n-p-n с номинальной мощностью рассеивания не менее 1 Вт. Блок питания монтируется на печатной или макетной плате. Транзистор VT1 закрепите на радиаторе с общей площадью 15-20 см2.
Схема самой приставки монтируется на печатной плате фольгированного по одной стороне текстолита или гетинакса. Расположение печатных проводников показано на рисунке 2, а радиодеталей на плате - на рисунке 3.
Трансформатор Т1 намотайте на кольцевом ферритовом сердечнике размером 10x14x2 мм. Обмотка I содержит 100 витков, II -35, a III - 90 витков провода ПЭЛ-0,1. Процедуру намотки трансформатора можно упростить, если ферритовый сердечник предварительно аккуратно расколоть на две части, намотать на них обмотки, а затем склеить клеем БФ-2 или "Моментом". Катушка L1 колебательного контура УКВ-генератора содержит всего 6 витков медного провода в эмалевой оболочке толщиной 0,6-0,8 мм и наматывается на пластмассовом каркасе с ферритовым сердечником, например, от контуров старого телевизора.
Транзисторы VT1-VT8 - КТ315, диоды VD1-VD6 - КД522.
Печатную плату приставки необходимо поместить в корпус из экранирующего материала - латуни или алюминия, соединив общий провод с корпусом.
Если же корпус выполнен из дерева или пластмассы, его внутреннюю поверхность склейте медной или алюминиевой фольгой и соедините ее с общим проводом схемы.
На передней панели корпуса разместите клеммы для подключения напряжения синхронизации и исследуемого сигнала. Соединять их с платой можно только экранированным проводом.
Возможности приставки значительно расширятся, если вы проведете следующую доработку. Например, если замените резистор на другой, с сопротивлением 50 Ом, и последовательно с ним включите переменное сопротивление в 100 Ом, то сможете регулировать амплитуду выходного телевизионного сигнала приставки. Меняя сопротивление резисторов R15 и R8, можно управлять размером изображения по вертикали и горизонтали.
Выход приставки соединяется с антенным гнездом телевизора только коаксиальным кабелем типа РК-75. Оплётки его спаяйте с шиной общего провода. Сам кабель после пайки необходимо закрепить на плате с помощью хомутиков из жести или алюминия. Для удобства подключения к коаксиальному кабелю можно припаять антенный штекер.
Когда все детали будут установлены на плате и припаяны, тщательно проверьте правильность монтажа, обращая особое внимание на зазоры между токоведущими дорожками платы. Если между ними образовались перемычки из натеков припоя, их надо аккуратно удалить с помощью канифольного флюса или просто процарапать острым шилом. А если все в порядке, можно начать испытания.
Прежде всего отключите телевизор от антенны и соедините его с приставкой. Переключатель телепрограмм поставьте на второй канал. Затем установите частоты кадровой и строчной разверток. На экране телевизора при этом должен появиться растр. Синхронизация телевизора от правильно собранной приставки, как правило, получается очень устойчивой, поэтому если вдруг по экрану побегут строки или рамки кадров, то ошибку надо искать в монтаже. Возможно, придется более точно подобрать номиналы резисторов в схеме генератора разверток или заново перемотать блокинг-трансформатор. Может случиться и так, что на экране телевизора при подключении приставки вообще не окажется никакого изображения. В этом случае необходимо еще раз проверить транзистор УКВ-генератора. Точно настроить его на частоту второго телевизионного канала можно, вращая ферритовый сердечник катушки L1 или просто меняя расстояние между витками (шаг намотки). Окончательно настройка УКВ-генератора проверяется по четкости осевой линии на экране телевизора при отсутствии на входе приставки исследуемого сигнала. Если линия все время остается нечеткой, то скорее всего виноваты паразитные наводки, которые исчезнут, как только вы заземлите приставку.
Чувствительность приставки такова, что максимальный размах изображения на экране получается при амплитуде исследуемого сигнала около 0,3 В. И чтобы исследовать сигналы большей амплитуды, придется сделать аттенюратор (ослабитель) на базе простейшего делителя напряжения. Правильно рассчитать его помогут формулы и схема на рисунке 5. Для исследования слабых сигналов к входу можно подключить чувствительный УНЧ с эмиттерным повторителем.
Пригодится ваш самодельный осциллограф и для измерения напряжения исследуемого сигнала. Для того чтобы превратить приставку в вольтметр, достаточно закрепить на экране масштабную сетку. Ее можно сделать из листа оргстекла, а линии прочертить иголкой циркуля. Для четкости процарапанные бороздки прокрасьте черным или коричневым фломастером. Остатки краски с поверхности оргстекла легко удаляются ваткой, смоченной в одеколоне. Когда сетка будет готова, подайте на вход приставки напряжение с заведомо известной амплитудой и зафиксируйте его значение на масштабной сетке. Так проводится калибровка.
А теперь расскажем еще об одном приборе, который должен быть в каждой домашней радиолаборатории,- функциональном генераторе. Его можно собрать из специального РК "Старт 7218" "Функциональный генератор". Он вырабатывает колебания синусоидальной, треугольной и прямоугольной формы. С его помощью можно настраивать и снимать характеристики с УНЧ всех видов и назначения, магнитофонов, телевизоров, радиоприемников - словом, практически с любой промышленной и самодельной бытовой радиоаппаратуры. Используют такой генератор и для налаживания устройств, собранных на цифровых микросхемах,- здесь как нельзя кстати окажутся прямоугольные импульсы.
В комплект РК входит печатная плата, переключатели и полный набор деталей. Корпус и блок питания для него вам предстоит сделать самостоятельно. Технические характеристики РК следующие: Рабочий диапазон частот - 20-135000 Гц.
Количество частотных диапазонов - 4.
Выходное напряжение сигнала синусоидальной формы - 0,3 В (эффективное значение).
Выходное напряжение сигнала треугольной формы - 1,8 В (амплитудное значение). Кг - не более 6%. Выходное сопротивление - 600 Ом. Напряжение питания - 8-12 мВ. Потребляемый ток - 60 мА.
РК "Функциональный генератор" собран на микросхеме К155ЛА, которая содержит четыре элемента 2И-НЕ с открытым коллектором. От аналогичной К155ЛАЗ она отличается только тем, что рассчитана на более высокую нагрузку или, иначе говоря, мощность. Все четыре элемента микросхемы в РК включены как инверторы. На них выполнены основные узлы генератора: задающий генератор, интегратор, компаратор и линейный усилитель. Между ними включены RC-цепочки, задающие частоту и форму импульсов. Малый потребляемый ток и стандартное напряжение позволяют подключить к РК любой блок питания от переносной радиоаппаратуры.
Надо сказать, что возможности этого РК используются далеко не полностью. Если вы добавите к группе частотно задающих конденсаторов C1-С4 еще один конденсатор, то рабочий диапазон генератора увеличится от мегагерца. Правда, придется брать конденсатор ёмкостью 50-100 пФ и включать его так, чтобы при отключенном переключателе SA1 он определял частоту генератора.
Более подробно узнать о том, как работать с нашими приборами, можно, просмотрев материалы рубрики "Радио начинающим". Последние полтора года журнал "Радио" публикует интересную серию материалов по измерительной технике и налаживанию с ее помощью разных самоделок.
С. МУХАМЕДОВ