微型示波器探头。方案、说明

微型示波器探头。无线电电子电气工程百科全书

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在维修和调整电子设备时，通常需要一个微型自供电示波器探头，用它可以监测信号的存在并至少粗略估计其参数。

呈现给读者的示波器探头在很大程度上满足了这些要求。使用 K176 系列的低压多位真空发光指示器和数字微电路，可以设计出袖珍计算器大小的经济型设备，由 9 V 电池供电。探头消耗的电流不会超过15毫安，主要消耗是指示器的直热阴极。该探头可以控制幅度为 1 ... 320 V、频率高达 50 kHz、占空比为 1,14 至 8 的信号以及单脉冲。输入电阻在“1 ... 32 V”极限 -220 kOhm，在“10 ... 320 V”极限 - 2,2 MΩ。有三种工作模式：自动、正脉冲沿触发待机和负脉冲沿触发待机。

图1（点击放大）

探头原理图如图所示。 1、其特征点的时间图——如图。 2（自动扫描模式）和3（待机扫描模式）。该装置由扫描发生器、“光束”垂直偏差装置和多位符号指示器HG1组成。发生器又包含元件 DD1.1-DD1.3 上的多谐振荡器和计数器解码器 DD2、用于“光束”垂直偏转的装置 - 正比较器（运算放大器 DA1）和负比较器（运算放大器 DA2）。 -amp DA1.4) 电平和重合元件 DD2。多谐振荡器产生一系列脉冲（图 2，g），计数器解码器在其输出端交替产生高电平脉冲（图 1，c-p），这些脉冲依次进入 HGXNUMX 指示器的网格，创建水平脉冲。图像的扫描。

微型示波器探头
Ris.2

受控信号通过由电阻器 R3、R5 和 R6 组成的分压器馈送到比较器的输入端。当由单极电源 GB1 供电时，运算放大器 DA2、DA1 正常工作所必需的公共线的电位是由分压器 R8-R11 人为产生的。相同的分压器还设置了运算放大器 DA1 的反相输入和运算放大器 DA2 的同相输入的阈值电压，它们与公共线的电位分别相差 +100 和 -100 mV；元件 R3、R5、VDI、VD2 保护运算放大器的输入免受过载。触发比较器的输入信号的比例由开关SA1和可变电阻R6设定（如果需要，信号的幅值由开关和电阻滑块的位置来判断）。

微型示波器探头
Ris.3

HG1 指示器使用水平阳极段 a、g 和 d（在参考书中有时用俄语字母 a.g、g 表示），分别表示受控信号的正、零和负电平。如果信号电压（绝对值）超过正或负阈值电平，则在运算放大器 DA1 或 DA2 的输出端出现高电平电压，并且阳极段 a 或 d 被点亮。如果两个比较器（DA1 和 DA2）都处于零状态（它们的输出为低电平电压），则 DD1.4 元件的输出端出现高电平，并且阳极段 g 点亮，显示零电平的输入信号（图 3，p）。

多谐振荡器脉冲的重复率，以及指示器上图像的扫描速度，由电阻器 R2、R4 和电容器 C1-C8 中的一个（由开关 SA2 选择）设置。平滑的脉冲重复率由可变电阻器 R4 调节。电阻 R1 限制通过微电路的输入电流，其电阻选择在 3 ... 10 kOhm 范围内。如果您需要除图中所示以外的扫描持续时间，则可以通过重新计算（根据公式 T \u1,4d 1RC，其中 T 是振荡周期）值来完成 \u8b\u2bof电容器 C4-CXNUMX 和电阻器 RXNUMX、RXNUMX。

在自动扫描模式下，形成一个由2个周期组成的周期，计数器-译码器DD2在第3个脉冲的前面被转移到零状态（图12，f）。在待机模式下，扫描发生器由受控信号本身触发。在这种模式下，它可以通过正输入电压降（开关 SA9 在中间 - 根据图表 - 位置）和负输入电压降（开关在较低位置）来启动。当在连接有微分电路 R2C3 的比较器的输出端出现正电平差时，在计数器译码器 DD8 的输入端 R 形成一个短复位脉冲（图 1，e）。结果，输出 1 出现低电平电压，多谐振荡器开始产生脉冲。当此输出出现高级计数器解码器时，生成停止。换言之，扫描运行一个周期。使用周期性输入信号，在 HQ13 指示器上观察到稳定的图像。指示器的直接辉光阴极通过限流电阻RXNUMX与GBXNUMX电池相连（输出I接圆柱内表面导电涂层必须接其负极）。

建筑和细节。探头采用固定电阻MLT、可变电阻SPO-0,15、电容KM-5。代替 OU K140UD6，您可以使用 OU K140UD7、K140UD8（任何字母索引）、K140UD12、K140UD14，而不是 K176 系列微电路——它们与 K561 系列的对应物。插座 XS1、开关 SA1-SA3 和开关 QI 可以是任何类型，重要的是它们要小。

在探头外壳的前壁上有一个 XS1 插座，带有输入分压器 R3、R5、R6 的元件和一个开关 SA1、开关 SA2（电容器 C1-C8 焊接到其触点）和 SA3（电容器 C9）、电源开关Q1、可变电阻R4和指示灯HG1。可变电阻器 R4 和 R6 配有刻度，其大致视图如图 4 所示。四。

微型示波器探头
Ris.4

电阻R1的刻度标记“X 4”（“Time / div.”）对应发动机的最左侧（根据图表）位置，电阻R1的刻度标记“6V” （“级别”）对应于极端顶部（也根据方案）。探头的其余部分放置在印刷电路板上（图 5），由厚度为 1,5 毫米的箔玻璃纤维制成。一种设计选项是可能的，其中输入分压器的元件与 SA1 开关一起安装在远程探头中（使用这种探头会更方便）。

建立该器件包括（通过选择电阻器 R8 和 R11）在运算放大器 DA100 的引脚 2 上设置 +1 mV 电压，在运算放大器 DA100 的引脚 3 上相对于分压器 R2- 的中点设置 -8 mV- R11.. 您可以通过将电源电压增加到 9 V 来增加指示灯段的亮度（在这种情况下，电阻器 R12 的电阻必须增加到 13 欧姆）。

使用探头需要一些技巧。如果只需要确定脉冲的存在及其持续时间，则可变电阻器 R6（“电平”）将灵敏度设置为 1 V，开关 SA2（“时间/格”）选择这样的扫描持续时间指示信号上显示一个或两个周期，并通过可变电阻器 R4（“时间/格”）实现稳定的图像。如果无法以这种方式同步图像，则设备将切换到待机扫描模式，并由正或负输入电压降触发。受控振荡的周期或脉冲的持续时间由开关 SA2 的位置和可变电阻器 R4 的旋钮决定。

如果需要测量信号幅度，则将可变电阻R6的旋钮和开关SA1设置在正或负（取决于信号极性）电平段的点火对应的位置。幅度（在开关 SA1 设置的值范围内）在电阻器的刻度上测量。

当安装了可变电阻器时，振荡的形状取决于指示器上图像变化的性质。 R6 不同的灵敏度值。例如，在图。图 6 显示了当三角形信号施加到可变电阻器 R6 滑块的输入和各个位置时指示器显示的信息（虚线表示完全发光的分段阳极）。

微型示波器探头
Ris.6

正如实践所表明的那样，并不总是需要实现扫描的完全同步——在某些情况下，如果受控信号在一个方向或另一个方向上缓慢移动，则可以更好地感知受控信号的图像。

作者：I. Sinelnikov、V. Ravich，加里宁格勒；出版物：N. Bolshakov，rf.atnn.ru

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