Oscilloskop från en gammal TV

Olika instruktioner har publicerats på Internet för att förvandla en gammal (ibland delvis inoperativ) tv till ett widescreen-oscilloskop. Den här artikeln kommer också att berätta hur du skapar en anständig elektronisk enhet med en enkel förfining till en total kostnad på cirka 20 dollar. För att insignalen ska visas på skärmen och spelas upp via TV-högtalaren måste du montera en enkel enhet som pendlar strömkretsen för avböjningssystemet. Naturligtvis kan du inte utöka det stora frekvensspektrumet på ett sådant instrument (faktiskt 20-20000 kHz), men det är fullt möjligt att spåra lågfrekvensvibrationer.

Du kan också installera huvudanslutningarna och styrelementen på enheten i tv-fodralet (lyckligtvis tillåter detta utrymme). Exempelvis är närvaron av en RCA-anslutning en stor möjlighet att ansluta en iPod och samtidigt tillåta växelströmsingång från millivolt till hundratals volt. I närheten kan du placera en inställningsmotstånd på 1 mOhm och en 6-sektions vridbrytare. Med en liten trimmer är det bekvämt att styra den horisontella svepfrekvensen och en ljusröd knapp är lämplig för att slå på enheten.
Det återstår att tillägga att detta anslutningsschema inte är lämpligt för alla TV-modeller och är mer användbart för personer som kan hantera kretsar och har erfarenhet av elektronik. Men själva idén innehåller många intressanta punkter.

Säkerhetskrav

Implementeringen av det beskrivna projektet innebär arbete bredvid en öppen tv-transformator och högspänningskondensatorer. Spänningen vid magnetron når 120 kV! För att utesluta risken för dödlig elektrisk chock måste lämpliga säkerhetsåtgärder följas strikt. Det första steget till alla åtgärder bör vara en fullständig blackout av enheten. Här får vi inte glömma högspänningskondensatorer. Därför tas högspänningsenhetens skydd av mycket försiktigt. Det är viktigt att inte skada kretskortsledningarna och inte vidröra dess öppna kontakter.
Därefter måste du tvinga urladdning av stora kapaciteter (50 V eller mer). Detta görs med en välisolerad skruvmejsel eller pincett. Deras kontakter är stängda till varandra eller till huset tills fullständig urladdning. Gör inte detta på ett tryckt kretskort, eftersom spår kan brinna ut. När du utför arbete eller testar enheten, se till att det finns någon nära dig som kan ringa en läkare eller ge första hjälpen.

Arbetsprincip

TV-strålerör (CRT) -tv-apparater och oscilloskop anses vara de mest utbytbara enheterna. En TV-mottagare är också mer komplex än ett grundläggande laboratorieoscilloskop. För att ändra det räcker det med att bli av med några av TV-funktionerna som är inbäddade i den och lägga till en enkel förstärkare. När allt kommer omkring skapar varje utvidgbar linje på TV-skärmen en elektronstråle som snabbt skannas genom det transparenta materialet i rörets självlysande underlag.
Laddade elektroner styrs av elektriska och magnetiska fält skapade av spolar belägna bakom röret. Dessa kärnor med en tråd avböjar strålen i det horisontella och vertikala planet och kontrollerar platsen för bilden på skärmen. För att justera den i mitten av oscilloskoplinjen måste du göra några justeringar med dem.
Vi minns att videosignalen producerar 32 bilder per sekund, som var och en består av två "sammanflätade" bilder (det vill säga 64 bilder skannas). NTSC-standarden definierar 525 rader i skärmformat, andra standarder har något olika värden. Detta innebär att för reproduktion av en fylld bild på skärmen måste elektronstrålen avböjas vertikalt var 1/64 sekund (frekvens 64 Hz) och horisontellt 1 / (64x525) sekunder (frekvens 32000 Hz). För att säkerställa sådana värden överstiger den horisontella transformatorns spänning 15 000 volt. I det här fallet fungerar enheten som en TV och skapar en detaljerad bild på skärmen.
För att få honom att rita en bild på en mycket tunn linje, vertikalt avvisad av insignalen, måste du justera antalet varv på skärmspolarna. Det är också viktigt att "arbeta" med induktionsspolen. Dess impedans är frekvensberoende. Ju högre frekvens, desto svårare blir det att visa den på skärmen. Med en ytterdiameter på den toroidkärnan på 10 mm och en tjocklek på 2 mm, måste lindningarna I och III innehålla 100 varv PELSHO 0,1-ledning och lindningen II - 30 varv.
Det är också värt att komma ihåg att signalen i TV: n är matematiskt integrerad. Detta leder till det faktum att den ingående rektangulära vågen visas på skärmen triangulär och den triangulära - en sinusform. Detta gäller endast bilder, men inte ljud. Sinusvågor visas utan snedvridning. Fenomenet kommer inte att märkas i mycket gamla TV-apparater som kan visa vitt brus eller en blå skärm i frånvaro av en signal och inte automatiskt stänga av bilden.

Ta bort redundanta noder

I vårt fall använde vi en gammal TV-mottagare med en 15-tums skärm och en klassisk UHF / VHF-mottagare. För att skapa ett oscilloskop krävs det inte, så att mottagaren omedelbart kan tas bort och glömma bort dess existens. Du kan också gradvis stänga av de extra modulerna en efter en och kontrollera att TV: n fortfarande kan fungera. Du behöver bara huvudkortet och allt som är anslutet till bildröret. Det är nödvändigt att det bara visar vitt brus eller en blå skärm. Du kan bara frigöra rutan från resten av delarna.
Det fanns två potentiometrar på framsidan av den konverterade TV: n. En av dem tjänade till att slå på och justera volymen, och den andra kontrollerade ljusstyrkan. Båda togs bort: den första ersattes av en strömbrytare (stor röd knapp), den andra måste ställas in på maximal ljusstyrka och fixeras genom att löda ytterligare motstånd i kretsen. Du bör genast uppmärksamma att en enhet med en inbyggd volymkontroll för omarbetning inte är lämplig. Det förstärker signalen som är ansluten till TV: n och du måste leta efter en förstärkare på huvudkortet, och detta kommer att orsaka ytterligare problem. Högtalare i detta skede kan också stängas av.

Förberedelse för avböjningssystem

För att uppnå en oscilloskopbild på kineskopskärmen kommer det att vara nödvändigt att applicera den genererade förstärkta signalen för ram- och horisontalsynkpulser på avböjningsspolarna H och V. Hur man får det kommer att demonteras lite senare, och nu är det nödvändigt att förbereda ett avböjningssystem. Spolarna är anslutna till huvudkortet med fyra stift. Det är nödvändigt att koppla bort de horisontella, röda och blå trådarna till den. Genom att ansluta en iPod eller en dator direkt till dessa utgångar kan du få musikvisning på tubskärmen. Den vertikala spolen har en gul och orange tråd, men för att få en 64 Hz-skanning måste de bytas till en horisontell spole.
Nu måste du hitta var spolarna är anslutna till ett litet kretskort på rörets rör. Om TV: n inte är så ny, finns det bara två spolar och fyra ledningar från dem till huvudkortet. Annars kommer det att finnas fler spolar och i denna form kommer förändringen inte att fungera. Men sluta inte med det du började, och du kan experimentera lite. Under tiden antar vi att ledningarna fortfarande är 4. Det återstår att ta itu med ledningarna som går till röret. Enligt högerregeln (F = qVxB) tar vi bort en av dem i slumpmässig ordning. Om en horisontell linje visas på skärmen när enheten slås på, inaktiveras den vertikala spolen, om den är vertikal, vice versa. Motsvarande ändar hittas av testaren och markeras.
Nu avlägsnas de horisontella spolanslutningskablarna från huvudkretskortet. Glöm inte att du kommer att behöva hantera en frekvens på 30 000 Hz och en spänning på mer än 15 000 volt. Det framtida oscilloskopet behöver dem inte. Innan du vidrör måste de kortslutas, sedan isoleras väl och placeras inuti höljet så att de inte vidrör någonting efter att du har slagit på enheten. Så den 60 Hz vertikala markeringslinjen är klar. För att erhålla samma horisontella linje på 60 Hz lödas de två återstående ledningarna som går till den vertikala spolen till den horisontella. Och vertikalen kommer att vara ingången till oscilloskopet för att ansluta förstärkarkretsen.

Skanna inställningar

Den ytterligare delen av arbetet är den farligaste, eftersom den kommer att utföras när spänningen är ansluten. Var särskilt försiktig! Vi försöker ansluta signalkällan till en vertikal avböjningsspole (det kan vara en MP3-spelare eller en datorhörlurarutgång). För att visa en enda frekvens på skärmen, försök att generera en stabil ton. När TV: n är påslagen med en isolerad skruvmejsel, berör försiktigt högspänningsledningarna i tur och ordning, ta reda på vilka förändringar på skärmen den kommer att leda till (din assistent bör titta på detta eller använda en stor spegel)
En av dem kommer att påverka skanningsfrekvensen. På brädet där det kommer in måste du löda inställningsmotståndet (cirka 50-60 kOhm). När du har kontrollerat att enheten är i drift kan du ta bort handtaget på det involverade motståndet från enhetens kropp. Även en perfekt utförd horisontell frekvensinställning låter dig inte se det övre intervallet, utan visar bara rullvågformen på skärmen. Du kan också anpassa de befintliga ringformade flikarna runt den smala delen av rörets rör. Vanligtvis är de svarta eller mörkgrå och kontrollerar också indirekt den slutliga bilden.

Ingångsvinst

Allt som gjordes fram till detta ögonblick gjorde det möjligt för oss att skapa en bra visualisering av insignalen. Tillräckligt för att ansluta iPod-uttaget till spolen med vertikal avvikelse och ljudmusik visas på skärmen. Men för att få ett riktigt oscilloskop behöver du en ytterligare förstärkare (du kan montera den där den kasserade UHF / VHF-tunern var belägen). Hans idé lånades från flera tematiska sajter med syfte att få minimikostnader och maximal effektivitet. Utvecklingen av Pavel Falstad togs som grund och det presenterade kretskortet var en modifierad krets för en tvåtakts ljudförstärkare.
För att implementera det behöver vi: en mikromontering TL082, inklusive 2 op-ampere, ett par transistorer (till exempel 41НПН / 42ПНП), effektregulator LM317, rotationsomkopplare "Pole", potentiometer 1 mOhm, två trimrar 10 kOhm, 4 dioder 1A, transformator 30 V AC, elektrolyt 1000 μF 50 V, två elektrolyter 470 μF 16 V och 5 motstånd (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm och 10 mOhm).
Den första op-förstärkaren styr ingångssignalens förstärkning enligt formeln R1 / R2, där R1 är det motstånd som väljs av vridomkopplaren, R2 är en 1 mΩ kruka. Teoretiskt kan den förstärka insignalen upp till 1 miljon gånger (med minst 1 ohm tillgänglig på vridomkopplaren). Den andra säkerställer att transistorerna får den nödvändiga spänningen för att öppna korsningarna och kompenserar för störningar. De behöver 0,7 V för öppning och 1,4 V för omkoppling.
Den färdiga kretsen kräver obligatorisk kalibrering. Kraftregulatorn är konstruerad för en skillnad på 30 V, så att förstärkaren kommer normalt att mata ut + 15 / -15 V, men för god filtrering bör dess utgång vara flera volt lägre än spänningen över kapaciteten på 1000 μF. För att göra detta finns det en trimmer 1. Kretsutgången är ansluten till en horisontell avböjningsspole. Musik som passeras genom kretsen börjar "stängas av" ovanifrån / underifrån. För att undvika detta justeras trimmer 2 tills klippens övre delar berör skärmens kanter. Detta kommer att sänka spänningen och förhindra transistorer från att överbelasta enhetens RF-bana (bränna avböjningsspolen).
Nu kan du ansluta det inbyggda högtalarsystemet till TV-utgången. Vid överdriven volym läggs ett stort belastningsmotstånd (till exempel 10 Ohm 1 W), med brist på ljud, sätts lastmotståndet på avböjningsspolen, varefter den senare kalibreras. För att skydda dig mot alltför irriterande ljudsignaler när du tittar på nödvändig insignal kan du installera en strömbrytare på högtalaren.

Montera alla tillsammans

En ytterligare förstärkare kan generera ett starkt magnetfält, så du bör ta hand om dess design. Brädet ska vara så kompakt som möjligt, med korta ledningar och god gruppering. Hon behöver inte speciell avskärmning, men för att undvika störningar med andra TV-apparater i ditt hem, se till att det finns i fodralet utan att orsaka störningar i huvudnoderna. I extrema fall kan du använda ett trä- eller plastfodral, limmat inuti med folie.
I den demonterade TV: n, när man tog bort den analoga tunern, frigjordes tillräckligt med utrymme för installation av en transformator med ett sådant kort, och till och med en öppning för strömbrytaren kom upp. Det är också önskvärt att skydda transformatorn för att inte störa TV-kanalerna. Anslut terminalerna för anslutning av synkroniseringsspänningen och testsignalen till kortet endast med en skärmad tråd.
När du har anslutit transformatorn till kretsen, anslut S1 respektive S2, kör ingångsledningarna genom hålet i TV-mottagaren, anslut kretsutgången till högtalaren och avvisningsspolen. Använd minsta ledningslängd i alla ledande anslutningar för att minska kretsens spridda induktans. Det återstår att hitta en bekväm installationsplats för S1 och S2, stäng bakluckan och fortsätt med testenheten.

Kontrollera enhetens prestanda

Genom sin funktionalitet är det monterade oscilloskopet långt ifrån värdefulla laboratoriemodeller, men är nödvändigt för användning i enkla projekt där du vill se vågformen. En viss nyhet har också förmågan att höra signalen som studeras, särskilt när man får feedback som liknar “tecken”. I det här exemplet kan vi observera en förändring i signalen som induceras av en konventionell trådspole när den är placerad på ett godtyckligt ställe, ovanför instrumentets interna transformator och när den är ovanför den bärbara datorns processor.
Möjligheten att förstärka den inkommande signalen är en bra funktion om du inte behöver dess absolut exakta parametrar. Bruset med frekvensen 60 Hz, förstärkt av kretsen, kan hittills bestämmas med ett tillräckligt fel. Men detta fenomen förorsakar också inledningsinduktans hos ingångsledningen. Endast skärmad jordning på alla kretsdelar kan minska störningarna.
Den demonstrerade spolen med en tråd ansluten till ingången till enheten tillåter användning av en stor induktans med stark förstärkning. Hon kan upptäcka strömkällor i flera meter, rikta spolen i riktning på transformatorerna och sedan se visuellt deras arbete. Du kan också upptäcka processorns plats i en komplex enhet. Du kan använda spolen som induktiv mikrofon genom att placera den nära en högtalare som spelar musik. Det magnetiska fältet som återges av högtalarspolen kommer att detekteras och förstärkas av den skapade anordningen, varefter den spelade musiken reflekteras på oscilloskopröret.
Du kan visuellt visa på enheten och funktionen för internetkanalen. En dedikerad hemmalinje (120 VAC) användes som insignal för detta, och efter att ha visat sin "bild" fungerar enheten fortfarande.
Originalartikel på engelska