Осциллограф — это устройство, помогающее увидеть динамику колебаний. С его помощью можно выявлять различные поломки и получать нужные данные в радиоэлектронике.
Цифровой осциллограф своими руками
Для того, чтобы смастерить осциллограф своими руками, нужно подготовить:
- KIT-набор или конструктор.
- Паяльник, сплав металлов, флюс.
- Кусачки.
- Инструмент для пайки – третья рука.
- Тестер.
- Отвертка плоского типа.
- Смартфон со штекером 3, 5 мм.
Все вышеперечисленное потребуется чтобы сделать самодельный осциллограф.
Описание процедуры изготовления:
Этап первый. Сначала разбор KIT-набора. Тут у нас есть плата для печати, которая выполнена на алом текстолите с уже распаянным на ней микроскопическим процессором. Также в комплектации есть цветной экран, который стоит на плате для печати, он будет крепиться поверх главной платы посредством специальных разъемов, которые тоже присутствуют в наборе.
Для того чтобы не допустить ошибок при сборке имеется англоязычная инструкция, в ней показаны номиналы всех компонентов, их месторасположение, для большего удобства есть места, чтобы ставить галку на той детали, которую вы уже установили, что очень упрощает работу, также в конце расписана настройка кита. В наборе присутствуют высококачественные щупы с разъемом. Так как в комплекте есть СМД-элементы, то паяльник в этом случае понадобится с тоненьким жалом. Теперь переходим непосредственно к сборке осциллографа на 20 мгц своими руками, схема в этом поможет.
Этап второй. Первое, что будем устанавливать на плату, так это SMD-компоненты, в данном случае это резисторы, их сопротивление написано на упаковке. Сами номиналы выделены на их корпусе числовым кодом.
По маркировке из инструкции расставьте компоненты и сразу нанесите на место пайки флюс, а после припаяйте паяльником с тоненьким жалом. Поставьте на плату СМД-транзистор с 3 выводами.
После припаяйте микроскопическую схему, совмещая ключ на корпусе в форме точки с ключом на плате. С SMD-деталями закончили, теперь можно переходить к DIP-компонентам.
Этап третий. По такому же принципу ставим остальные ДИП-резисторы, то есть те, которые вставляются в дырочки на плате.
Узнать их сопротивление можно несколькими методами, посредством мультиметра, цветовой маркировки, а также в онлайн-калькуляторе, где нужно лишь ввести цвет полос с корпуса.
После монтажа, припаяйте резисторы, закрепите плату в приспособлении «третья рука». Потом необходимо убрать остатки выводов посредством бокорезов. При работе будьте внимательны, так как можно случайно убрать дорожку с платы.
Этап четвертый. Резисторы установлены, теперь начинайте припаивать неполярного типа конденсаторы, маркировка которых обозначается цифрой, к примеру, конденсатор с №104 на корпусе имеет номинал, который равен 10*10 в 4 степени, а значит его емкость = 100000 пикофарад = 0,1 мкф, расположите их на плате по инструкции.
Далее, вставьте полярного типа конденсаторы. На их покрытии указан минусовой контакт белоснежной полоской, а плюсом считается длинная ножка. На самой плате таким же образом подписан плюс, номиналы сверяем по инструкции.
Этап пятый. На плате разложите катушки индуктивности, определять их номиналы не нужно, так как они все идентичные. Установите их по правилам, после чего припаяйте с обратной стороны платы. Потом вставьте транзисторы, их номер есть как на корпусном покрытии, так и на плате, на ней красуется рисунок, который повторяет форму корпуса, согласно чему и надо поставить их. После припаяйте транзисторы выводы к контактам. В наборе также должно быть два диода, их требуется установить согласно маркировке на корпусе.
Этап шестой. Для индикации припаяйте зеленый светодиод, длинная ножка это плюс, короткая минус, на самой плате для монтажа выделен плюсовой контакт.
Практически все детали уже стоят на плате, осталось впаять разъемы, клавиши и переключатели.
После этого припаяйте контакты к экрану.
Этап седьмой. Плата полностью готова, поставьте ее на специальные ножки из пластика из набора. Теперь необходимо сделать перемычку в месте JP3. Перед подключением экрана к плате, требуется проверить собранный девайс, для этого потребуется мультиметр. Подключаем питание 9 вольт к прибору и в режиме измерения напряжения выставляем минусовой щуп мультиметра к контакту на плате с надписью GND, а плюсовой к контакту 3,3 вольт, который находится чуть выше СМД-транзистора, на мультиметре должно быть такое напряжение, т. е 3,3 В. После этой проверки отключаем питание и делаем перемычку в зоне JP4, а уже потом ставим модуль дисплея.
Шаг восьмой. Так как агрегат еще не настроен, то использовать его нет смысла, поэтому для начала выполним настройку. Запустите осциллограф, и переместите 2 переключатель в позицию 0,1. В, нижний в X5, а верхний переставьте на ДС.
Плюсовой крокодил подключите к контрольной точке в виде перемычки. Кривую перенесите немного ниже, нажмите на правую клавишу снизу, тем самым переключаясь на левый ползунок, который теперь можно отрегулировать средними кнопками + или -.
Выставьте более ровненькую линию на графике посредством регулировки емкости переменных конденсаторов, используя отвертку.
Шаг девятый. Теперь стоит подключить телефон с программой генератора сигналов через выход аудио к щупам осциллографа. На смартфоне измените частоту, на дисплее агрегата появится график, который можно увеличивать и уменьшать, полная инструкция к тому, как этим пользоваться также присутствует в комплектации. Для радиолюбителей этот кит-набор будет самым настоящим подарком.
Важно! Чтобы сделать Осциллограф на микроконтроллере ATMEGA32А. нужно использовать другую схему.
Схемы самодельных осциллографов на микросхемах
Сначала разберем несложную схему осциллографа на мк, который собран всего на 3 транзисторах.
Для налаживания усилителя или любого иного радиолюбительского девайса, в схеме в которой присутствуют электрического типа колебания, очень удобен осциллограф, с помощью которого можно понаблюдать за формой сигнала. Здесь приведено описание осциллографа созданного из трех транзисторах, двух диодов и электронно-лучевой трубочки. Схема устройства осциллограф на мк представлена на изображении №1:
Несложно смастерить любительские осциллографы, схемы ведь вполне понятные.
Oscillo состоит из усилителя отклонения вертикального луча на транзисторе ВТ1, генераторной установки развертки на транзисторе ВТ2 и усилителя горизонт. отклонения на ВТ3. Для устранения искажений усилительный агрегат на ВТ1 охвачен отрицательными обратными связями (через Р4 и Р6). С коллектора ВТ1 усиленного типа напряжение подается через конденсатор С2 на одну из пластинок вертикального отклонения луча.
Генераторная установка развертки на ВТ2 функционирует в лавинном режиме.
Частотный диапазон задающего генераторного прибора развертки разделен на 4 поддиапазона. Резистор Р13 нужен для плавного изменения частоты внутри поддиапазона. Синхронизация частоты генераторной установки выполняется частотой изучаемого сигнала, напряжение которого через С3 и Р9 подается в цепочку базы ВТ2, уровень синхронизации контролируется резистором Р11. С выхода умножителя, напряжение пилообразного типа передается через С11, Р18 на базу ВТ3, а с его коллектора через С12 на пластинку горизонт. отклонения луча.
При амплитуде пилообразного напряжения на выходе усилителя 70В длина горизонт. линии на дисплее трубочки составляет 50 мм. Яркость и фокусирование луча регулируются переменными резисторными девайсами Р23, Р24, а перемещение луча по вертикали и горизонтали – резисторными приборами Р10 и Р15. Из-за слабой чувствительности осциллографа, его стоит дополнять усилителем, схема которого представлена на изображении №2:
Усилитель может находиться как внутри корпуса, так и отдельно от него.
При сборке конструкции трансформатор питания нужно разместить так, чтобы ось его катушки была продолжением продольной оси трубочки. Также, трубку потребуется заключить в магнитный экран.
Собранный осциллограф не нужно настраивать, особенно если он ЮСБ. Иногда генератор развертки начинает функционировать не сразу, в такой ситуации надо поменять ВТ2. Вспомогательная я усилительная приставка включается в разрыв схемы в точке «А», вход усилителя подсоединить к С1 а выход к базе ВТ1. Если усилитель реализуется в виде отдельного самодельного блока в осциллографе, то делитель на Р1-Р3 надо расположить в этом же блоке.
В осциллографе можно использовать транзисторы ВТ1, ВТ3 – КТ502Е, КТ632Б, МП26Б, КТ3157А; ВТ2 – КТ3107, КТ361, КТ203Б, В. Диоды ВД1 и ВД2 должны быть рассчитаны на обратного типа напряжение не ниже 700 В – Д217, Д218, КД203Г и так далее.
Теперь рассмотрим вторую схему, стандартного импульсного осциллографа, который помогает контролировать сигналы в приборах аналогового и цифрового типа.
Показанная вам схема осциллографа очень похожа на предыдущую, но не во всем.
Основой агрегата является ЭЛТ 5ЛО38 и источник питания от приемника. Канал вертикального отклонения выполнен на лампе Н1. Есть 2 входа вертикального отклонения. На вход Х1 передают сигналы импульсного или переменного напряжения. Чувствительность входа 0,5 вольт на 1 деление. Переменный резисторный прибор Р24 нужен для плавной настройки чувствительности.
Переключатель С2 помогает выбрать режим чувствительности. Выключатель С3 создан для выбора входного сигнала тока. Если постоянную часть сигнала видеть не надо С3 отключен, если С3 замкнуть, то входной сигнал проходит весь, запуская все. Для просмотра слабоватых сигналов присутствует второй вход Х2. Сигнал, поступающий на него, усиливается предварительно. В этом случае на вход устройства переходит лишь переменное напряжение.
Чтобы активировать вход Х2 необходимо переключить С2 в нижнее по схеме положение. Резистор Р2 нужен для балансировки измерительного прибора по вертикали, а Р1 по горизонтали. Резистором Р11 выставляется уровень синхронизации, чтобы изображение осциллограммы сигнала на дисплее нормально держалось. Резистором Р5 контролируется напряжение на фокусирующей сетке трубочки. Р6 регулирует настройки яркости.
Важно! Usb осциллограф своими руками сделать намного сложнее, как и коммутатор.
Датчик разряжения и индуктивная линейка для осциллографа
Теперь подробнее рассмотрим дополнительные приспособления. А точнее датчик разряжения для осциллографа и индуктивную линейку. С помощью подключенного измерительного преобразователя разряжения к осциллографу можно произвести оценку состояния механики мотора по графику разряжения во впускном коллекторе при прокрутке двигателя и другое.
Индуктивные датчики-линейки используются для проверки систем зажигания, бортового питания, различных средств измерения, а также исполнительных механизмов.
Поиск неисправностей выполняется с помощью визуального контроля формы сигнала искрового разряда выводимого на мониторе ПК, к которому подсоединены осциллограф с линейками. Сигналы снимаются бесконтактным образом. Для съема сигналов применяется емкостные и индуктивные экспресс-датчики.
Как сделать щуп для прибора самостоятельно, в чем его особенности
Ну и под конец, стоит изучить измерительные пробники и узнать, как можно сделать их самостоятельно. Пробник-это реальный прибор, который обеспечивает электрического типа соединение контрольной точки с входом осциллографа. Он нужен почти повсеместно при осциллографических измерениях, так как обычно соединение между контрольной точкой и входом осциллографа нельзя обеспечить посредством других соединительных девайсов, таких, как специализированная кабельная сборка.
Исходя из этого, можно прийти к выводу, что пробник является нужной частью измерительного тракта осциллографа и его хар-ки также важны для достоверности новых измерений, как и любые иные части тракта измерений. Поэтому, к выбору версий пробников и вопросу их правильной эксплуатации надо подходить также ответственно, как и к выбору главного измерительного устройства-осциллографа.
Как сделать кабельный щуп для низкочастотного виртуального осциллографа, инструкция:
Схема пробника для осциллографа, которую, сейчас будем рассматривать очень простая. Если отыскать указанные микроскопические схемы, то установка займет всего сутки.
Из плюсов схемы стоит выделить полную гальванического типа развязку до 3 кВ. Из минусов — малую частоту сигналов, которые можно изучать. Для прямоугольника 20 кГц будет предельное значение. Если настраивать с небольшим сдвигом фазы, то синус можно смотреть около 50 кГц.
Щуп для осциллографа своими руками — советы по установке и калибровке
Основание конструкции — гальванически изолированная усилительная приставка ACPL-790. Отсюда главное ограничение частот работы зонда. Устройство для усиления питается от преобразователя напряжения изолированного типа. Входной сигнал (макс.300 мВ) снимается с резисторного делителя для осциллографа.
В отображенном экземпляре рассчитано на 2,5 кВ постоянного тока на входе. У AD620 скорость возрастания сигнала на выходе микросхемы 0,3 В/мкс. Питание усилительной приставки измерения также от преобразователя ±5 вольт. На входе двадцать резисторов в две полосы.
При высоких напряжениях на них выделится огромная мощность, при 2,5 кВ около 3 Вт. Плата с размером 100×65 мм прекрасно подходит для маленького корпуса из пластика. Производство платы для печати — китайское. После завершения работы и проверки, всю высоковольтную часть ОПП и элементов стоит покрыть лаком. Питание — от внешнего БП на 24 В.
Калибровка: применялось напряжение 220 В и высококачественный мультиметр цифрового типа. Настраивайте подстроечники до тех пор, пока на экране не появятся показания Vrms.
Осциллографры являются просто незамениными устройствами в работе, но для того чтобы правильно их эксплуатировать в домашних условиях, нужно понимать как они устроены, идеи, на основании которых они разработаны, а также знать какие хар-ки прибора считаются существенными. Благодаря ним даже можно проверить давление в цилиндре. Если вы не хотите покупать устройство, вы можете сделать его самостоятельно, в этом вам помогут схемы цифровых осциллографов. Читайте здесь как сделать осциллограф на Ардуино для компьютера.
