Conserto do osciloscópio C1-94. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Este artigo pressupõe o uso do esquema de fábrica do dispositivo.

Muitos especialistas, especialmente os radioamadores, conhecem bem o osciloscópio S1-94 (Fig. 1). O osciloscópio, com suas características técnicas bastante boas, tem dimensões e peso muito pequenos, além de um custo relativamente baixo. Graças a isso, o modelo ganhou popularidade imediatamente entre os especialistas envolvidos no reparo móvel de vários equipamentos eletrônicos, que não requerem uma largura de banda muito ampla de sinais de entrada e a presença de dois canais para medições simultâneas. Atualmente, um número bastante grande de tais osciloscópios está em operação.

Nesse sentido, este artigo é destinado a especialistas que precisam reparar e configurar o osciloscópio S1-94. O osciloscópio possui um diagrama de blocos comum para dispositivos desta classe (Fig. 2). Ele contém um canal de deflexão vertical (VDO), um canal de deflexão horizontal (HTO), um calibrador, um indicador de feixe de elétrons com uma fonte de alimentação de alta tensão e uma fonte de alimentação de baixa tensão.

O CVO consiste em um divisor de entrada comutável, um pré-amplificador, uma linha de atraso e um amplificador final. Ele é projetado para amplificar o sinal na faixa de frequência de 0 ... 10 MHz até o nível necessário para obter um determinado coeficiente de desvio vertical (10 mV / div ... 5 V / div em etapas de 1-2-5) , com mínimas distorções de frequência de amplitude e frequência de fase.

O CCG inclui um amplificador de temporização, um gatilho de temporização, um circuito de gatilho, um gerador de varredura, um circuito de bloqueio e um amplificador de varredura. Ele foi projetado para fornecer deflexão linear do feixe com um fator de varredura especificado de 0,1 µs/div a 50 ms/div em 1-2-5 etapas.

O calibrador gera um sinal para calibrar o instrumento em termos de amplitude e tempo.

O conjunto CRT consiste em um tubo de raios catódicos (CRT), um circuito de alimentação CRT e um circuito de luz de fundo.

A fonte de baixa tensão é projetada para alimentar todos os dispositivos funcionais com tensões de +24 V e ±12 V.

Considere a operação do osciloscópio no nível do circuito.

O sinal investigado através do conector de entrada Ш1 e do botão de pressão V1-1 ("entrada aberta / fechada") é alimentado ao divisor de entrada comutável nos elementos R3 ... R6, R11, C2, C4 ... C8 . O circuito divisor de entrada garante que a impedância de entrada seja constante, independentemente da posição da chave de sensibilidade vertical B1 ("V/DIV."). Os capacitores do divisor fornecem compensação de frequência do divisor em toda a banda de frequência.

A partir da saída do divisor, o sinal em estudo é alimentado na entrada do pré-amplificador KVO (bloco U1). Um seguidor de fonte para um sinal de entrada variável é montado em um transistor de efeito de campo T1-U1. Para corrente contínua, este estágio fornece simetria do modo de operação para os estágios subsequentes do amplificador. O divisor nos resistores R1-Y1, Ya5-U1 fornece uma impedância de entrada do amplificador igual a 1 MΩ. O diodo D1-U1 e o diodo zener D2-U1 fornecem proteção de entrada contra sobrecargas.

Arroz. 1. Osciloscópio S1-94 (a - vista frontal, b - vista traseira)

O pré-amplificador de dois estágios é feito nos transistores T2-U1 ... T5-U1 com um feedback negativo comum (OOS) através de R19-Y1, R20-Y1, R2-Y1, R3-Y1, C2-U1, Rl, C1 , que permite obter um amplificador com a largura de banda necessária, que praticamente não muda com uma mudança de passo no ganho de palco em duas e cinco vezes. A alteração do ganho é realizada alterando a resistência entre os emissores dos transistores UT2-U1, VT3-U1, alternando os resistores R3-y 1, R16-yi e Rl em paralelo com o resistor R16-yi. O amplificador é balanceado alterando o potencial da base do transistor TZ-U1 com um resistor R9-yi, que é colocado sob o slot. O feixe é deslocado verticalmente pelo resistor R2 alterando os potenciais de base dos transistores T4-U1, T5-U1 em antifase. A cadeia de correção R2-yi, C2-U1, C1 realiza a correção de frequência do ganho dependendo da posição da chave B1.1.

Para eliminar conexões parasitas nos circuitos de alimentação, o pré-amplificador é alimentado através do filtro R42-U1, S10-U1, R25-yi, C3-U1 de uma fonte de -12 V e através dos filtros R30-yi, S7-U1, R27- yi, filtro S4-U1 da fonte de +12 V.

Para atrasar o sinal em relação ao início da varredura, é introduzida uma linha de atraso L31, que é a carga do estágio de amplificação nos transistores T7-U1, T8-U1. A saída da linha de atraso está incluída nos circuitos básicos dos transistores do estágio final, montados nos transistores T9-U1, T10-U1, T1-U2, T2-U2. Esta inclusão da linha de atraso garante sua coordenação com as cascatas dos amplificadores preliminares e finais. A correção de frequência do ganho é realizada pela cadeia R35-yi, C9-U1 e no estágio final do amplificador - pela cadeia C11-U1, R46-yi, C12-U1. A correção dos valores calibrados do coeficiente de desvio durante a operação e a mudança do CRT é realizada pelo resistor R39-yi, colocado sob o slot. O amplificador final é montado nos transistores T1-U2, T2-U2 de acordo com um circuito de base comum com uma carga resistiva R11-Y2 ... R14-Y2, que permite atingir a largura de banda necessária de todo o canal de deflexão vertical. Das cargas do coletor, o sinal é alimentado para as placas defletoras verticais do CRT.

Arroz. 2. Diagrama estrutural do osciloscópio S1-94

O sinal em estudo do circuito pré-amplificador KVO através da cascata do seguidor de emissor no transistor T6-U1 e da chave V1.2 também é alimentado na entrada do amplificador de sincronização KGO para lançamento síncrono do circuito de varredura.

O canal de sincronização (bloco US) é projetado para iniciar o gerador de varredura em sincronia com o sinal de entrada para obter uma imagem estática na tela CRT. O canal consiste em um seguidor de emissor de entrada em um transistor T8-UZ, um estágio de amplificação diferencial nos transistores T9-UZ, T12-UZ e um gatilho de sincronização nos transistores T15-UZ, T18-UZ, que é um emissor assimétrico acoplado disparar com um seguidor de emissor na entrada do transistor T13-U2.

O diodo D8-UZ está incluído no circuito base do transistor T6-UZ, que protege o circuito de sincronização de sobrecargas. Do seguidor de emissor, o sinal de clock é alimentado ao estágio de amplificação diferencial. O estágio diferencial muda (B1-3) a polaridade do sinal de sincronização e o amplifica para um valor suficiente para disparar o gatilho de sincronização. Da saída do amplificador diferencial, o sinal de clock é alimentado através do seguidor de emissor para a entrada do disparador de sincronização. Um sinal normalizado em amplitude e forma é removido do coletor do transistor T18-UZ, que, por meio do seguidor do emissor de desacoplamento no transistor T20-UZ e do circuito diferenciador S28-UZ, Ya56-U3, controla a operação do gatilho o circuito.

Para aumentar a estabilidade de sincronização, o amplificador de sincronização, juntamente com o gatilho de sincronização, é alimentado por um regulador de tensão de 5 V separado em um transistor T19-UZ.

O sinal diferenciado é alimentado ao circuito de disparo, que, juntamente com o gerador de varredura e o circuito de bloqueio, proporciona a formação de uma tensão dente de serra que muda linearmente nos modos standby e auto-oscilante.

O circuito de disparo é um gatilho assimétrico acoplado ao emissor nos transistores T22-UZ, T23-UZ, T25-UZ com um seguidor de emissor na entrada do transistor T23-UZ. O estado inicial do circuito de disparo: o transistor T22-UZ está aberto, o transistor T25-UZ está aberto. O potencial para o qual o capacitor C32-UZ é carregado é determinado pelo potencial do coletor do transistor T25-UZ e é de aproximadamente 8 V. O diodo D12-UZ está aberto. Com a chegada de um pulso negativo na base T22-UZ, o circuito de disparo é invertido e a queda negativa no coletor T25-UZ bloqueia o diodo D12-UZ. O circuito de disparo está desconectado do gerador de varredura. A formação do golpe para frente da varredura começa. O gerador de varredura está no modo de espera (interruptor B1-4 na posição "WAITING"). Quando a amplitude da tensão do dente de serra atinge cerca de 7 V, o circuito de disparo através do circuito de bloqueio, os transistores T26-UZ, T27-UZ retorna ao seu estado original. O processo de recuperação começa, durante o qual o capacitor de ajuste de tempo C32-UZ é carregado com o potencial inicial. Durante a recuperação, o circuito de bloqueio mantém o circuito de disparo em seu estado original, impedindo que os pulsos de sincronização o transfiram para outro estado, ou seja, atrasa o início da varredura pelo tempo necessário para restaurar o gerador de varredura em modo de espera e automaticamente inicia a varredura no modo auto-oscilante. No modo auto-oscilatório, o gerador de varredura opera na posição "AWT" da chave B1-4 e inicia e interrompe a operação do circuito de gatilho - do circuito de bloqueio alterando seu modo.

Como gerador de varredura, foi escolhido um circuito para descarregar um capacitor de ajuste de tempo através de um estabilizador de corrente. A amplitude da tensão dente de serra de mudança linear gerada pelo gerador de varredura é de aproximadamente 7 V. O capacitor de ajuste de tempo C32-UZ durante a recuperação é carregado rapidamente através do transistor T28-UZ e do diodo D12-UZ. Durante o curso de trabalho, o diodo D12-UZ é bloqueado pela tensão de controle do circuito de disparo, desconectando o circuito do capacitor de temporização do circuito de disparo. O capacitor é descarregado através do transistor T29-UZ, que é conectado de acordo com o circuito estabilizador de corrente. A taxa de descarga do capacitor de ajuste de tempo (e, consequentemente, o valor do fator de varredura) é determinada pelo valor atual do transistor T29-UZ e muda quando as resistências de ajuste de tempo R12 ... R19, R22 .. .R24 são comutados no circuito emissor usando as chaves B2-1 e B2-2 ("TIME/DIV."). A faixa de velocidade de varredura tem 18 valores fixos. Uma mudança no fator de varredura por um fator de 1000 é fornecida pela troca dos capacitores de ajuste de tempo C32-UZ, S35-UZ com a chave Bl-5 ("mS / mS").

A definição dos coeficientes de varredura com uma determinada precisão é realizada pelo capacitor C3З-UZ na faixa "mS" e na faixa "mS" - pelo resistor de compensação R58-y3, alterando o modo do seguidor do emissor (transistor T24-UZ), que alimenta os resistores de temporização. O circuito de bloqueio é um detector de emissor baseado em um transistor T27-UZ, conectado de acordo com um circuito emissor comum, e nos elementos R68-y3, S34-UZ. Uma tensão dente de serra é fornecida à entrada do circuito de bloqueio do divisor R71-y3, R72-y3 na fonte do transistor TZO-UZ. Durante o curso de trabalho da varredura, a capacitância do detector S34-UZ é carregada em sincronia com a tensão da varredura. Durante a recuperação do gerador de varredura, o transistor T27-UZ é fechado e a constante de tempo do circuito emissor do detector R68-y3, C34-UZ mantém o circuito de controle em seu estado original.

O modo de varredura em espera é fornecido travando o seguidor de emissor na chave T26-UZ V1-4 ("WAITING / AUTO."). No modo auto-oscilante, o seguidor de emissor está em um modo de operação linear. A constante de tempo do circuito de bloqueio é alterada em etapas pela chave B2-1 e grosseiramente pela B1-5. Do gerador de varredura, a tensão dente de serra é alimentada através do seguidor de fonte no transistor TZO-UZ para o amplificador de varredura. O repetidor usa um transistor de efeito de campo para aumentar a linearidade da tensão dente de serra e eliminar a influência da corrente de entrada do amplificador de varredura. O amplificador de varredura amplifica a tensão dente de serra para um valor que fornece uma determinada taxa de varredura. O amplificador é feito como um circuito cascode diferencial de dois estágios nos transistores TZZ-UZ, T34-UZ, TZ-U2, T4-U2 com um gerador de corrente no transistor T35-UZ no circuito emissor. A correção de frequência do ganho é realizada pelo capacitor C36-UZ. Para melhorar a precisão das medições de tempo, o CVO do dispositivo prevê um alongamento de varredura, que é fornecido alterando o ganho do amplificador de varredura conectando os resistores Y75-U3, R80-UZ em paralelo quando os contatos 1 e 2 ("Esticamento ") do conector ShZ estão fechados.

Tabela 1. Modos de elementos ativos para corrente contínua

A tensão de varredura amplificada é removida dos coletores dos transistores ТЗ-У2, Т4-У2 e alimenta as placas defletoras horizontais do CRT.

O nível de sincronização é alterado alterando o potencial da base do transistor T8-UZ pelo resistor R8 ("LEVEL"), exibido no painel frontal do dispositivo.

O feixe é deslocado horizontalmente alterando a tensão de base do transistor T32-UZ com o resistor R20, que também é exibido no painel frontal do dispositivo.

O osciloscópio tem a capacidade de fornecer um sinal de sincronização externo através do soquete 3 ("Saída X") do conector ShZ ao seguidor de emissor T32-UZ. Além disso, uma saída de tensão dente de serra de cerca de 4 V é fornecida do emissor do transistor TZZ-UZ para o slot 1 ("Saída N") do conector ShZ.

O conversor de alta tensão (bloco U31) é projetado para alimentar o CRT com todas as tensões necessárias. É montado nos transistores T1-U31, T2-U31, transformador Tpl e é alimentado por fontes estabilizadas de +12V e -12V, o que permite ter tensões de alimentação CRT estáveis ​​quando a tensão da rede muda. A tensão de alimentação do cátodo CRT -2000 V é removida do enrolamento secundário do transformador através do circuito de duplicação D1-U31, D5-U31, S7-U31, S8-U31. A tensão de alimentação do modulador CRT também é removida do outro enrolamento secundário do transformador através do circuito de multiplicação D2-U31, DZ-U31, D4-U31, C3-U31, S4-U31, S5-U31. Para reduzir a influência do conversor nas fontes de energia, foi usado um seguidor de emissor ТЗ-У31.

O filamento CRT é alimentado por um enrolamento separado do transformador Tpl. A tensão de alimentação do primeiro ânodo do CRT é removida do resistor Ya10-U31 ("FOCUSING"). O brilho do feixe CRT é controlado pelo resistor R18-Y31 ("BRIGHTNESS"). Ambos os resistores são trazidos para o painel frontal do osciloscópio. A tensão de alimentação do segundo ânodo do CRT é removida do resistor Ya19-U2 (trazido sob o slot).

O circuito de luz de fundo no osciloscópio é um gatilho simétrico, alimentado por uma fonte separada de 30 V em relação à fonte de alimentação catódica de -2000 V e é feito nos transistores T4-U31, T6-U31. O disparo é acionado por um pulso positivo retirado do emissor do transistor T23-UZ do circuito de disparo. O estado inicial do gatilho de luz de fundo T4-U31 é aberto, T6-U31 é fechado. Uma borda positiva do pulso do circuito de disparo muda o gatilho da luz de fundo para outro estado, um negativo o retorna ao seu estado original. Como resultado, um pulso positivo com amplitude de 6 V é formado no coletor T31-U17, com duração igual à duração da varredura direta. Este pulso positivo é aplicado ao modulador CRT para iluminar a varredura direta.

O osciloscópio possui o calibrador de amplitude e tempo mais simples, que é feito no transistor T7-UZ e é um circuito amplificador no modo de limitação. A entrada do circuito recebe um sinal senoidal com a frequência da fonte de alimentação. Pulsos retangulares são retirados do coletor do transistor T7-UZ com a mesma frequência e amplitude de 11,4 ... 11,8 V, que são alimentados no divisor de entrada KVO na posição 3 da chave B1. Nesse caso, a sensibilidade do osciloscópio é definida como 2 V / div e os pulsos de calibração devem ocupar cinco divisões da escala vertical do osciloscópio. A calibração da base de tempo é realizada na posição 2 da chave B2 e na posição "mS" da chave B1-5.
As tensões das fontes 100 V e 200 V não são estabilizadas e são tomadas do enrolamento secundário do transformador de potência Tpl através do circuito de duplicação DS2-UZ, S26-UZ, S27-UZ. As tensões da fonte de +12 V e -12 V são estabilizadas e são obtidas a partir de uma fonte estabilizada de 24 V. O estabilizador de 24 V é feito nos transistores T14-UZ, T16-UZ, T17-UZ. A tensão na entrada do estabilizador é removida do enrolamento secundário do transformador Tpl através da ponte de diodos DS1-UZ. O ajuste da tensão estabilizada de 24 V é realizado pelo resistor Y37-U3, colocado sob o slot. Para obter fontes de +12 V e -12 V, um seguidor de emissor T10-UZ é incluído no circuito, cuja base é alimentada por um resistor R24-y3, que ajusta a fonte de +12 V.

Ao realizar reparos e posterior ajuste do osciloscópio, antes de mais nada, é necessário verificar os modos dos elementos ativos para corrente contínua quanto ao cumprimento de seus valores dados na tabela. 1. Se o parâmetro verificado não estiver dentro dos limites permitidos, é necessário verificar a operacionalidade do elemento ativo correspondente e, se estiver operacional, os elementos "cintagem" nesta cascata. Ao substituir o elemento ativo por um semelhante, pode ser necessário ajustar o modo de operação da cascata (se houver um elemento de ajuste apropriado), mas na maioria dos casos isso não é necessário, porque. as cascatas são cobertas por feedback negativo e, portanto, a dispersão dos parâmetros dos elementos ativos não afeta o funcionamento normal do dispositivo.

Em caso de mau funcionamento associado à operação do tubo de raios catódicos (focagem deficiente, brilho insuficiente do feixe, etc.), é necessário verificar a conformidade das tensões nos terminais CRT com os valores fornecidos em Mesa. 2. Caso os valores medidos não correspondam aos valores da tabela, é necessário verificar a operacionalidade dos nós responsáveis ​​pela geração dessas tensões (fonte de alta tensão, canais de saída do KVO e KTO, etc.). Se as tensões fornecidas ao CRT estiverem dentro da faixa permitida, o problema está no próprio tubo e deve ser substituído.

Tabela 2. Modos DC CRT

Notas:

1. Verificando os modos dados na tabela. 2 (exceto os contatos 1 e 14) é feito em relação à caixa do instrumento.
2. A verificação dos modos nos contatos 1 e 14 do CRT é realizada em relação ao potencial catódico (-2000 V).
3. Os modos de operação podem diferir daqueles indicados na Tabela. 1 e 2 em ±20%.

Autor: Zakharychev E.V., engenheiro de projeto; Publicação: cxem.net

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