Osciloskopas iš seno televizoriaus

Internete buvo paskelbtos įvairios instrukcijos, kaip seną (kartais iš dalies neveikiantį) televizorių paversti plačiaekraniu osciloskopu. Šis straipsnis taip pat papasakos, kaip susikurti padorų elektroninį įrenginį naudojant paprastą patobulinimą, kurio bendra kaina yra apie 20 USD. Norint, kad įvesties signalas būtų rodomas ekrane ir atkuriamas per televizoriaus garsiakalbį, turite surinkti paprastą įrenginį, kuris įjungia nukreipiančiosios sistemos maitinimo grandinę. Žinoma, jūs negalite išplėsti tokio instrumento didelio dažnio spektro (iš tikrųjų 20-20000 kHz), tačiau visiškai įmanoma sekti žemo dažnio virpesius.

Televizijos dėžutėje taip pat galite įdiegti pagrindines įrenginio jungtis ir valdymo elementus (laimei, tai užima vietos). Pavyzdžiui, RCA jungties buvimas bus puiki proga prijungti „iPod“ ir tuo pačiu leisti kintamajai energijai tiekti energiją nuo milivoltų iki šimtų voltų. Netoliese galite nustatyti 1 mOhm atsparumą derinimui ir 6 sekcijų sukamąjį jungiklį. Turint mažą žoliapjovę, bus patogu valdyti horizontalųjį valymo dažnį, o prietaisui įjungti tinka ryškiai raudonas mygtukas.
Belieka pridurti, kad ši jungimo schema netinka visiems televizoriaus modeliams ir yra naudingesnė žmonėms, galintiems tvarkyti grandines ir turintiems patirties elektronikos srityje. Tačiau pati idėja turi daug įdomių punktų.

Saugos reikalavimai

Aprašyto projekto įgyvendinimas apima darbą šalia atviro televizijos transformatoriaus ir aukštos įtampos kondensatorių. Magnetrono įtampa siekia 120 kV! Norint išvengti mirtino elektros smūgio, būtina griežtai laikytis tinkamų saugos priemonių. Pirmasis bet kokio veiksmo veiksmas turėtų būti visiškas įrenginio užtemimas. Čia neturime pamiršti apie aukštos įtampos kondensatorius. Todėl labai atsargiai nuimamas aukštos įtampos įrenginio apsauginis dangtelis. Svarbu nepažeisti plokštės laidų ir neliesti jos atvirų kontaktų.
Kitas, jūs turite priversti iškrauti didelius pajėgumus (50 V ar daugiau). Tai atliekama gerai izoliuotu atsuktuvu arba pincetu. Jų kontaktai yra uždaryti vienas su kitu arba prie korpuso iki visiško išleidimo. Nedarykite to ant spausdintinės plokštės, nes takeliai gali sudegti. Atlikdami darbą ar tikrindami prietaisą, įsitikinkite, kad šalia yra kažkas, kas gali paskambinti gydytojui arba suteikti pirmąją pagalbą.

Darbo principas

Televizijos spinduliuotės (CRT) televizoriai ir osciloskopai laikomi labiausiai keičiamais prietaisais. Be to, televizijos imtuvas yra sudėtingesnis nei pagrindinis laboratorinis osciloskopas. Norint jį pakeisti, pakanka atsikratyti kai kurių jame esančių televizoriaus funkcijų ir pridėti paprastą stiprintuvą. Galų gale kiekviena išplečiama televizoriaus ekrano linija sukuria elektronų pluoštą, greitai nuskaitytą per skaidrią vamzdelio fluorescencinio pagrindo medžiagą.
Įkrauti elektronai yra kontroliuojami elektriniais ir magnetiniais laukais, kuriuos sukuria ritės, esančios už vamzdelio. Šios šerdys su viela nukreipia spindulį horizontalioje ir vertikalioje plokštumose, kontroliuodamos vaizdo vietą ekrane. Norėdami jį sureguliuoti osciloskopo linijos centre, turite su jais šiek tiek pakoreguoti.
Primename, kad vaizdo signalas sukuria 32 kadrus per sekundę, kiekvieną iš jų sudaro du „susipynę“ vaizdai (tai yra, nuskaityti 64 kadrai). NTSC standartas ekrano formatu nusako 525 eilutes, kitų standartų reikšmės šiek tiek skiriasi. Tai reiškia, kad norint atkurti užpildytą paveikslėlį ekrane, elektronų pluoštas turi būti nukreiptas vertikaliai kas 1/64 sekundes (dažnis 64 Hz), o horizontaliai - 1 / (64x525) sekundes (dažnis 32000 Hz). Norint užtikrinti tokias vertes, horizontaliojo transformatoriaus įtampa viršija 15 000 voltų. Tokiu atveju įrenginys veikia kaip televizorius ir sukuria išsamų vaizdą ekrane.
Norėdami priversti jį piešti vaizdą labai plona linija, vertikaliai atmesta įvesties signalu, turite pakoreguoti ekrano ritinių apsisukimų skaičių. Taip pat svarbu „dirbti“ su induktoriaus ritė. Jo varža priklauso nuo dažnio. Kuo didesnis dažnis, tuo sunkiau bus jį rodyti ekrane. Kai išorinis toroidinės šerdies skersmuo yra 10 mm, o storis - 2 mm, I ir III apvijose turi būti 100 apsisukimų PELSHO 0,1 laido, o apvijose II - 30 posūkių.
Taip pat verta prisiminti, kad signalas televizoriuje yra matematiškai integruotas. Tai lemia, kad įvestos stačiakampės bangos ekrane bus rodomos trikampės, o trikampės - sinusoidinės. Tai taikoma tik vaizdams, bet ne garsui. Sinusinės bangos bus rodomos be iškraipymų. Reiškinys nebus toks pastebimas labai senuose televizoriuose, kurie gali parodyti baltą triukšmą arba mėlyną ekraną, jei nėra signalo, o ne automatiškai išjungti vaizdą.

Pašalinti nereikalingus mazgus

Mūsų atveju mes naudojome seną televizijos imtuvą su 15 colių ekranu ir klasikiniu UHF / VHF imtuvu. Norėdami sukurti osciloskopą, jis nėra būtinas, todėl imtuvą galima nedelsiant pašalinti ir pamiršti apie jo egzistavimą. Taip pat galite palaipsniui išjungti papildomus modulius po vieną, patikrindami, ar televizorius vis dar gali veikti. Jums reikia tik pagrindinės plokštės ir visko, kas sujungta su vaizdo vamzdeliu. Būtina, kad jame būtų rodomas tik baltas triukšmas arba mėlynas ekranas. Galite tiesiog atlaisvinti dėžę nuo likusių dalių.
Konvertuoto televizoriaus priekyje buvo du potenciometrai. Vienas iš jų buvo skirtas įjungti ir reguliuoti garsumą, o kitas valdė ryškumą. Abu buvo pašalinti: pirmasis buvo pakeistas maitinimo jungikliu (didelis raudonas mygtukas), antrasis turėjo būti nustatytas maksimaliam ryškumui ir pritvirtintas lituojant papildomą varžą. Turėtumėte nedelsdami atkreipti dėmesį, kad įrenginys su įmontuotu garsumo valdymu pertvarkymui nėra tinkamas. Tai sustiprina prie televizoriaus pritvirtintą signalą ir jūs turėsite ieškoti stiprintuvo pagrindinėje plokštėje, ir tai sukels papildomų problemų. Šiame etape garsiakalbius taip pat galima išjungti.

Įlinkio sistemos paruošimas

Norint gauti osciloskopo vaizdą kineskopo ekrane, reikės sugeneruotą kadro ir horizontaliųjų sinchronizacijos impulsų signalą nukreipti į ritinius H ir V. Kaip jį gauti, bus išmontuota šiek tiek vėliau, o dabar reikia paruošti nukreipimo sistemą. Ritės yra sujungtos su pagrindine lenta keturiais kaiščiais. Būtina atjungti horizontalius, raudoni ir mėlyni laidai eina į jį. Prijungę „iPod“ arba kompiuterį tiesiai prie šių išėjimų, galite gauti muzikos rodymą vamzdelio ekrane. Vertikalioje ritėje yra geltonos ir oranžinės spalvos viela, tačiau norint gauti 64 Hz nuskaitymą, ją reikia perjungti į horizontalią ritę.
Dabar jums reikia rasti, kur ritės yra sujungtos su maža plokštė ant vamzdžio vamzdžio. Jei televizorius nėra labai naujas, nuo jų iki pagrindinės plokštės yra tik dvi ritės ir 4 laidai. Priešingu atveju bus daugiau ritinių ir tokiu pavidalu pakeitimas neveiks. Tačiau neatsisakykite to, ką pradėjote, ir galite šiek tiek eksperimentuoti. Tuo tarpu mes manome, kad laidai vis dar yra 4. Lieka elgtis su laidais, einančiais į vamzdelį. Pagal dešinės rankos taisyklę (F = qVxB) vieną iš jų pašaliname atsitiktine tvarka. Jei įjungus įrenginį ekrane rodoma horizontali linija, vertikali ritė yra išjungta, jei ji yra vertikali, tada atvirkščiai. Testuotojas nustato ir pažymi atitinkamus galus.
Dabar horizontaliosios ritės prijungimo laidai yra pašalinti nuo pagrindinės plokštės. Nepamirškite, kad turėsite susidurti su 30 000 Hz dažniu ir didesne kaip 15 000 voltų įtampa. Būsimam osciloskopui jų nereikia. Prieš liečiant, jie turi būti trumpai sujungti, tada gerai izoliuojami ir dedami į korpuso vidų, kad įjungę prietaisą jie nieko neliestų. Taigi, 60 Hz vertikalaus žymėjimo linija yra paruošta. Norint gauti tą pačią 60 Hz horizontalią liniją, du likę laidai, einantys į vertikalią ritę, yra sulydomi prie horizontalios. O vertikali bus osciloskopo įvestis, skirta prijungti stiprintuvo grandinę.

Nuskaitymo sąranka

Tolesnė darbo dalis yra pavojingiausia, nes ji bus atliekama prijungus įtampą. Būkite ypač atsargūs! Stengiamės prijungti signalo šaltinį prie vertikalios kreipiančiosios ritės (tai gali būti MP3 grotuvas arba kompiuterio ausinių išvestis). Norėdami ekrane rodyti vieną dažnį, pabandykite sukurti stabilų toną. Kai televizorius įjungiamas su izoliuotu atsuktuvu, atsargiai palieskite aukštos įtampos laidus savo ruožtu, išsiaiškindami, kokie pokyčiai ekrane tai sukels (jūsų padėjėjas turėtų tai stebėti arba naudoti didelį veidrodį).
Vienas iš jų paveiks nuskaitymo dažnį. Ant plokštės, kur ji patenka, turite išlyginti nustatymo varžą (maždaug 50–60 kOhm). Įsitikinę, kad blokas veikia, galite nuimti įtaiso rezistoriaus rankeną iš įrenginio korpuso. Net nepriekaištingai atliktas horizontalus dažnio nustatymas neleis pamatyti viršutinio diapazono, o ekrane rodys tik slinkties bangos formą. Taip pat galite tinkinti esamus žiedinius skirtukus, esančius aplink siaurą vamzdžio vamzdžio dalį. Paprastai jie yra juodos arba tamsiai pilkos spalvos, be to, netiesiogiai kontroliuoja galutinį vaizdą.

Įėjimo prieaugis

Viskas, kas buvo padaryta iki šios akimirkos, leido mums sukurti gerą įvesties signalo vizualizatorių. Pakanka prijungti „iPod“ lizdą prie vertikalaus nuokrypio ritės, o ekrane pasirodys skambanti muzika. Bet norint gauti tikrą osciloskopą, jums reikia papildomo stiprintuvo (jį galite surinkti ten, kur buvo išmestas UHF / VHF imtuvas). Jo idėja buvo pasiskolinta iš kelių teminių svetainių, siekiant kuo mažesnių išlaidų ir maksimalaus efektyvumo. Remtasi Pavelo Falstado plėtra, o pateikta plokštė buvo modifikuota dvitakčio garso stiprintuvo grandinė.
Norėdami jį įgyvendinti, mums reikia: mikrotarpo TL082, įskaitant 2 op-amperius, porą tranzistorių (pvz., 41НПН / 42ПНП), galios reguliatorių LM317, sukamąjį jungiklį „Pole“, potenciometrą 1 mOhm, du trimerius 10 kOhm, 4 diodus 1A, transformatorių. 30 V kintamoji dalis, elektrolitas 1000 μF 50 V, du elektrolitai 470 μF 16 V ir 5 rezistoriai (10 omų, 220 omų, 1 kOhm, 100 kOhm ir 10 mOhm).
Pirmasis optinis stiprintuvas kontroliuoja įvesties signalo padidėjimą pagal formulę R1 / R2, kur R1 yra pasukimo jungiklio parinktas pasipriešinimas, R2 yra 1 mΩ puodas. Teoriškai jis gali sustiprinti įvesties signalą iki 1 milijono kartų (sukamuoju jungikliu turėdamas mažiausiai 1 omą). Antrasis užtikrina, kad tranzistoriai gauna reikiamą įtampą sankryžoms atidaryti ir kompensuoja iškraipymus. Jiems reikia 0,7 V atidaryti ir 1,4 V perjungti.
Užbaigtą grandinę reikia privalomai kalibruoti. Galios reguliatorius yra skirtas 30 V skirtumui, todėl op-amp įtampa paprastai išduos + 15 / -15 V, tačiau norint gerai filtruoti, jo išėjimas turėtų būti keliais voltais mažesnis už įtampą, tenkančią 1000 mikrofaradų talpos. Norėdami tai padaryti, yra trimeris 1. Grandinės išėjimas yra prijungtas prie horizontalios įlinkio ritės. Per grandinę sklindanti muzika pradedama „išjungti“ iš viršaus / apačios. Norėdami to išvengti, žoliapjovė 2 sureguliuojama tol, kol viršutinės spaustukų dalys liečia ekrano kraštus. Tai sumažins įtampą ir neleis tranzistoriams perkrauti įrenginio RF kelio (sudegins įlinkio ritę).
Dabar galite prijungti įmontuotą garsiakalbių sistemą prie televizoriaus išvesties. Esant per dideliam tūriui, pridedamas didelis atsparumas apkrovai (pavyzdžiui, 10 omų 1 W), o trūkstant garso, apkrovos pasipriešinimas uždedamas ant įlinkio ritės, po kurios pastaroji vėl kalibruojama. Norėdami apsisaugoti nuo per daug erzinančių garso signalų žiūrėdami reikiamą įvesties signalą, garsiakalbyje galite įdiegti jungiklį.

Surinkime visus kartu

Papildomas stiprintuvas gali generuoti stiprų magnetinį lauką, todėl turėtumėte pasirūpinti jo dizainu. Plokštė turėtų būti kuo kompaktiškesnė, su trumpais laidais ir geru grupavimu. Jai nereikia specialaus ekrano, tačiau norėdami išvengti trikdžių su kitais jūsų namų televizoriais, įsitikinkite, kad jis yra korpuse, nesukeldamas trikdžių pagrindiniams mazgams. Kraštutiniais atvejais galite naudoti medinį ar plastikinį dėklą, klijuotą viduje folija.
Išmontuotame televizoriuje, išėmus analoginį imtuvą, buvo pakankamai laisvos vietos transformatoriaus įrengimui su tokia lenta ir atsirado net skylė maitinimo jungikliui. Taip pat pageidautina ekranuoti transformatorių, kad netrukdytų televizijos kanalams. Prijunkite sinchronizacijos įtampos ir bandymo signalo gnybtus prie plokštės tik ekranuotu laidu.
Prijungę transformatorių prie grandinės, atitinkamai prijunkite S1 ir S2, įleiskite įvesties laidus per televizoriaus imtuvo angą, prijunkite grandinės išvestį prie garsiakalbio ir atmetimo ritę. Visose laidžiose jungtyse naudokite mažiausią laido ilgį, kad sumažintumėte grandinės išsklaidytą induktyvumą. Lieka rasti patogią S1 ir S2 diegimo vietą, uždaryti galinį dangtį ir tęsti bandomąją važiavimą.

Tikrinamas įrenginio veikimas

Pagal savo funkcionalumą surinktas osciloskopas toli gražu nėra vertas laboratorinių modelių, tačiau yra būtinas norint naudoti paprastuose projektuose, kur norite pamatyti bangos formą. Be to, tam tikra naujovė turi galimybę išgirsti tiriamąjį signalą, ypač kai gaunami atsiliepimai, primenantys „ženklus“. Šiame pavyzdyje galime pastebėti signalo pokytį, kurį sukelia įprasta vielos ritė, kai jis yra pasirinktoje vietoje, virš prietaiso vidinio transformatoriaus ir kai jis yra virš nešiojamojo kompiuterio procesoriaus.
Galimybė sustiprinti gaunamą signalą yra puiki savybė, jei jums nereikia absoliučiai tikslių jo parametrų. 60 Hz dažnio triukšmas, kurį sustiprina grandinė, iki šiol gali būti nustatytas pakankamai paklaida. Tačiau šis reiškinys taip pat sukelia įvesties laido pasklidąjį induktyvumą. Tik ekranuotas visų grandinės dalių įžeminimas gali sumažinti trikdžius.
Parodyta ritė su viela, sujungta su prietaiso įvestimi, leidžia naudoti didelį induktyvumą, esant stipriam padidėjimui. Ji gali aptikti kelių metrų galios šaltinius, nukreipti ritę transformatorių kryptimi ir tada vizualiai pamatyti jų darbą. Taip pat galite aptikti procesoriaus vietą sudėtingame įrenginyje. Galite naudoti ritę kaip indukcinį mikrofoną, pastatydami ją šalia garsiakalbio, grojančio muziką. Garsiakalbio ritės atkuriamas magnetinis laukas bus aptiktas ir sustiprintas sukurtu prietaisu, po kurio atkuriama muzika atsispindės osciloskopo vamzdyje.
Galite vizualiai peržiūrėti įrenginį ir interneto kanalo veikimą. Tam skirtas įvesties signalas buvo naudojamas specialiai namų linijai (120 VAC), o parodžius „vaizdą“, prietaisas vis tiek veikia.
Originalus straipsnis anglų kalba

Žiūrėkite vaizdo įrašą: Vysokofrekvenčnímu 5G záření ze satelitů na oběžné dráze neunikne na zemi nic padlé světlo (Lapkritis 2024).