При ремонте
и настройке аппаратуры где-нибудь
вдали от
хорошо оснащенной лаборатории,
незаменимыми помощниками
радиолюбителя становятся
"братья меньшие"
измерительных приборов —
всевозможные пробники, индикаторы и
Щупы. Наверняка, в арсенале
любого специалиста найдется
хотя
бы одно, а то и
несколько
подобных устройств.
Но вот похвалиться наличием
малогабаритного осциллографа
может далеко не
каждый. Поя
вившиеся в последнее
время импортные
осциллографы на ЖКИ
по своей цене доступны
единицам. А так хотелось
бы иметь малогабаритный
прибор,
позволяющий визуально контролировать сигнал и
хотя
бы примерно
определять его форму, частоту
и амплитуду!
В результате многочисленных
экспериментов на
свет появился
малогабаритный осциллографический
щуп. К его
"плюсам" следует отнести малогабаритность,
автономное питание, малое энергопотребление,
удобную форму, позволяющую,
не
отрывая взгляда от пробника, производить
регул
ировку и ремонт
аппаратуры. К сожалению, из-за
применяемых микросхем,
не отличающихся высоким
быстродействием, щуп
получился низкочастотным,
но ему
можно найти массу
применений. Например, щуп прошел
испытания при ремонте и
настройке телевизоров, часов,
магн
итофонов и других аналоговых и цифровых
устройств.
Как и
настоящий осциллограф, щуп позволяет
визуально контролировать
входной сигнал и
примерно определять
его п
араметры, а также
служит индикатором фазного
провода сети. Схема щупа
приведена на рис.1.
Рис.1. Принципиальная схема щупа
Его основой является светодиодная
матрица
АЛС340, которая
содержит 35 светодиодов -
7 рядов
по 5 колонок.
Генератор тактовых
импульсов (развертки
по горизонтали)
собран на элементах
DD1.1...DD1.3.
Переключателем SA1 выбирают необходимый
частотный диапазон, а
резистором
R3 синхронизируют сигнал. С генератора
импульсы
поступают на
счетчик-дешифратор DD2, выходы которого
управляют работой
транзисторных ключей. Ключи
поочередно перебирают
ряды матрицы,
за счет
чего формируется развертка
по горизонтали. Хотя разрешающая
способность матрицы и невелика,
она все же
способна
отобразить синусоиду, прямоугольные импульсы, п
илу и
другие периодические
сигналы. Особенно эффективно и
"удобочитаемо" смотрится
сигнал, находящийся у
порога синхронизации.
Тогда он
перемещается в
одну из сторон,
что во многих случаях
предпочтительнее полной остановки.
Устройство
вертикального отклонения луча
состоит
из конденсатора С1, переключателя SA2,
позволяющего
контролировать постоянное
или переменное напряжение, резистивного
делителя R1-R4-R5,
переключателя SA3, выбирающего
необходимый диапазон
входного сигнала,
четырех компараторов
микросхемы DA1 и
элементов совпадения DD1.4,
DD3. Диоды VD1, VD2
защищают входы компараторов
от
перегрузок. Резисторы R6...R11 устанавливают
пороговые
напряжения на
компараторах, с одной стороны,
а с
другой - создают
"виртуальную землю",
необходимую для
нормальной работы
микросхемы DA1.
Когда
входной сигнал отсутствует, все
компараторы выключены, и поэтому
в устройстве совпадения
активным
является элемент DD1.4. В
этом
случае излучают
светодиоды средней колонки, образуя
нулевую линию
развертки. При появлении
входного сигнала
положительной полярности
поочередно срабатывают
компараторы DA1.1,
DA1.2, а отрицательного
- DA1.3, DA1.
4. Логика устройства
совпадения
выбрана такой, чтобы в случае
срабатывания
всех компараторов
горели только крайние светодиоды.
Это позволило
добиться на экране
изображения из
цепочки светящихся
точек, объективно
передающих информацию о
форме исследуемого сигнала. Резисторы
R12...R16 - токоограничительные
для светодиодной матрицы.
Уменьшая
их сопротивление, можно повысить яркость,
но
это повлечет
за собой увеличение энергопотребления
щупа. Элементы
VT8, VT9, VD3
образуют стабилизатор
напряжения.
В
авторском варианте
щуп собран в
корпусе от "Знакового логического
индикатора", выпускавшегося ранее нашей
промышленностью. Его вид
изображен
на рис.2. В нем
вместо
"родного" индикатора
АЛС324 установлена матрица АЛС340.
Монтаж деталей
- смешанный (печатно-навесной),
что обусловлено
его большой
плотностью. Компоновка
и размеры щупа
в основном определяются используемыми
переключателями и переменными резисторами.
В качестве корпуса
можно
использовать любую пластиковую коробочку, например,
футляр
от зубной
щетки, авторучки, пенал. Светодиодная
матрица устана
вливается в нижней части
корпуса вблизи
металлической иглы-щупа,
туда же
выводятся органы регулировки.
Монтаж выполнен тонким проводом
МГТФ.
Рис.2. Схема монтажа
Источник питания
-
батарейка 6F22 или "Крона". В
качестве
SA3 и
SA4 использованы микропереключатели ПД9-2,
SA1
совместно с SA2 -
блок переключателей
от импортного
сетевого адаптера.
Переменные резисторы R3,
R5 - регуляторы громкости
плейера. Эти элементы могут
быть и другими,
главное,
чтобы они были малогабаритными. Вместо
АЛС340
можно установить
АЛ306А, Б, Ж, И.
Стабилитрон VD3
- в стеклянном
корпусе. Конденсатор
С1 -
К73-9, С2...
С7 - керамические,
малогабаритные. Все микросхемы серии
К561 заменяются на К176.
Вместо К561ИЕ8 можно
применить
К561ИЕ9 (с учетом различий в
цоколевке).
Счетверенный ОУ
К1401УД2 можно заменить на
два сдвоенных
К157УД2, установив их
друг на
друга.
Щуп,
собранный из
заведомо исправных деталей,
начинает работать сразу. Возможно,
придется подобрать величину R2
- для небольшого
перекрытия
соседних диапазонов, и R8, R11
-для
равномерного срабатывания
компараторов положительного и отрицательного
сигналов. Работа
со щупом практически
ничем не
отличается от
работы с
обыкновенным осциллографом.
Источники
1. Горошков Б.И.
Элементы радиоэлектронных устройств. -
МРБ, N1125.
2.
Гутников
B.C. Интегральная электроника в
измерительных
устройствах.
3.
Пароль Н.В., Кайдалов
С.А.
Знакосинтезирующие индикаторы и
их применение.
- МРБ,
N1122.
4.
Шило В.Л.
Популярные микросхемы КМОП: Справочник.