Osciloskops no veca televizora

Internetā atrodami dažādi norādījumi, kā vecu (dažkārt daļēji nestrādājošu) televizoru pārvērst par platekrāna osciloskopu. Šis raksts arī pastāstīs, kā izveidot pienācīgu elektronisku ierīci, izmantojot vienkāršas modifikācijas par kopējām izmaksām aptuveni 20 USD. Lai ieejas signāls tiktu parādīts ekrānā un reproducēts caur televizora skaļruni, jums būs jāsamontē vienkārša ierīce, kas pārslēdz novirzes sistēmas barošanas ķēdi. Protams, ar šādu ierīci nevar izstiept lielu frekvenču spektru (faktiski 20-20 000 kHz), taču zemfrekvences svārstību uzraudzība ir diezgan pieejama.

Skatīties video

Ierīces galvenos savienotājus un vadības ierīces varat arī ievietot televizora korpusā (par laimi, telpa to atļauj). Piemēram, RCA savienotāja klātbūtne būs lielisks veids, kā pievienot iPod un tajā pašā laikā nodrošināt mainīga sprieguma signālu no milivoltiem līdz simtiem voltu. Blakus varat novietot 1 mOhm trimmeri un 6 sekciju rotējošo slēdzi. Neliels trimmeris būs ērti, lai kontrolētu horizontālo skenēšanas frekvenci, un ierīces ieslēgšanai ir piemērota spilgti sarkana poga.

Atliek piebilst, ka šī pieslēguma shēma nav piemērota visiem televizoru modeļiem un ir noderīgāka cilvēkiem, kuri zina, kā rīkoties ar shēmām un kuriem ir pieredze elektronikā. Bet pati ideja satur daudz interesantu punktu.

Drošības prasības

Aprakstītā projekta īstenošana ietver darbu veikšanu pie atvērta televīzijas transformatora un augstsprieguma kondensatoriem. Spriegums pie magnetrona sasniedz 120 kV! Lai novērstu nāvējoša elektriskās strāvas trieciena iespējamību, ir stingri jāievēro atbilstoši drošības pasākumi. Pirmajam solim, lai veiktu jebkuru darbību, jābūt pilnīgai ierīces atslēgšanai. Šeit mēs nedrīkstam aizmirst par augstsprieguma kondensatoriem. Tāpēc augstsprieguma bloka aizsargapvalks tiek noņemts īpaši uzmanīgi. Ir svarīgi nesabojāt iespiedshēmas plates vadus un nepieskarties tās atklātajiem kontaktiem.



Pēc tam jums ar spēku jāizlādē lielas jaudas (50 V vai vairāk). To dara ar labi izolētu skrūvgriezi vai pinceti. To kontakti ir aizvērti viens otram vai korpusam, līdz tie ir pilnībā izlādēti. To nevajadzētu darīt uz iespiedshēmas plates, jo sliedes var izdegt. Veicot darbu vai pārbaudot ierīci, pārliecinieties, vai tuvumā atrodas kāds tuvs cilvēks, kurš var izsaukt ārstu vai sniegt pirmo palīdzību.

Darbības princips

Katodstaru lampas (CRT) televizori un osciloskopi tiek uzskatīti par visvairāk maināmajām ierīcēm. Arī televīzijas uztvērējs ir sarežģītāks nekā pamata laboratorijas osciloskops. Lai to pārtaisītu, pietiek atbrīvoties no dažām tajā iebūvētajām televizora funkcijām un pievienot vienkāršu pastiprinātāju. Galu galā katru televizora ekrāna atlocīto līniju veido elektronu stars, kas ātri skenēts caur caurules luminiscējošā substrāta caurspīdīgo materiālu.


Uzlādētos elektronus kontrolē elektriskie un magnētiskie lauki, ko rada spoles, kas atrodas aiz caurules. Šie stiepļu serdeņi novirza staru horizontāli un vertikāli, kontrolējot attēla novietojumu ekrānā. Lai to pielāgotu osciloskopa līnijas centram, tajās ir jāveic dažas modifikācijas.



Atcerēsimies, ka video signāls ģenerē 32 kadrus sekundē, no kuriem katrs sastāv no diviem “pārripotiem” attēliem (tas ir, tiek skenēti 64 kadri). NTSC standarts nosaka 525 rindiņas ekrāna formātā, citiem standartiem ir nedaudz atšķirīgas vērtības. Tas nozīmē, ka, lai reproducētu aizpildītu attēlu uz ekrāna, elektronu stars ir jānovirza vertikāli ik pēc 1/64 sekundēm (frekvence 64 Hz) un horizontāli 1/(64x525) sekundes (frekvence 32000 Hz). Lai nodrošinātu šādas vērtības, līnijas transformatora spriegums pārsniedz 15 000 voltu. Šajā gadījumā ierīce darbojas kā televizors un ekrānā izveido detalizētu attēlu.

Lai tas uzzīmētu attēlu uz ļoti tievas līnijas, ko vertikāli novirza ieejas signāls, jums ir jāpielāgo ekrāna spoļu apgriezienu skaits. Ir svarīgi arī “strādāt” ar induktora spoli. Tās pretestība ir atkarīga no frekvences. Jo augstāka frekvence, jo grūtāk būs to parādīt ekrānā. Ja toroidālās serdes ārējais diametrs ir 10 mm un biezums 2 mm, I un III tinumos katrā jābūt 100 PELSHO 0,1 stieples apgriezieniem, bet II tinumam jābūt 30 apgriezieniem.

Ir arī vērts atcerēties, ka signāls televizorā ir matemātiski integrēts. Tādējādi ievades kvadrātveida vilnis ekrānā parādās kā trīsstūra vilnis, bet ievades trīsstūra vilnis kā sinusoidāls vilnis. Tas attiecas tikai uz attēlu, nevis skaņu. Sinusoidālie viļņi tiks parādīti bez kropļojumiem.Šī parādība nebūs tik pamanāma ļoti vecos televizoros, kas spēj rādīt baltu troksni vai zilu ekrānu, ja nav signāla, nevis automātiski izslēgt attēlu.

Nevajadzīgo mezglu noņemšana

Mūsu gadījumā mēs izmantojām vecu televīzijas uztvērēju ar 15 collu ekrānu un klasisko UHF/VHF uztvērēju. Nav nepieciešams izveidot osciloskopu, lai jūs varētu nekavējoties noņemt uztvērēju un aizmirst par tā esamību. Varat arī pakāpeniski atvienot nevajadzīgos moduļus pa vienam, pārbaudot, vai televizors joprojām var darboties. Jums ir nepieciešama tikai galvenā plate un viss, kas savienots ar kineskopu. Ir nepieciešams, lai tas parādītu tikai baltu troksni vai zilu ekrānu. Jūs varat vienkārši iztukšot atlikušo daļu lodziņu.




Pārveidojamā televizora priekšpusē bija divi potenciometri. Viens no tiem kalpoja, lai ieslēgtu un regulētu skaļumu, bet otrs kontrolēja spilgtumu. Abi tika noņemti: pirmais tika aizstāts ar barošanas slēdzi (liela sarkana poga), otrais bija jāiestata maksimālais spilgtums un jānostiprina, ielodējot ķēdē papildu rezistorus. Nekavējoties jāņem vērā, ka ierīce ar iebūvētu skaļuma regulatoru nav piemērota modifikācijai. Tas pastiprina televizoram pievienoto signālu, un jums būs jāmeklē galvenās plates pastiprinātājs, un tas radīs papildu problēmas. Šajā posmā skaļruņus var arī izslēgt.

Novirzes sistēmas sagatavošana

Lai iegūtu osciloskopa attēlu kineskopa ekrānā, jums būs jāpieliek ģenerētais vertikālo un horizontālo sinhronizācijas impulsu pastiprināts signāls novirzes spolēm H un V. Kā to iegūt, tiks apspriests nedaudz vēlāk, bet tagad ir nepieciešams sagatavot novirzes sistēmu.Spoles ir savienotas ar galveno plati ar četrām tapām. Jums ir jāatvieno horizontālais, sarkanais un zilais vads iet uz to. Pieslēdzot iPod vai datoru tieši šiem termināliem, varat parādīt mūziku kineskopa ekrānā. Vertikālajai spolei ir dzeltens un oranžs vads, bet, lai iegūtu 64 Hz skenēšanu, tie ir jāpārslēdz uz horizontālo spoli.


Tagad jums ir jāatrod vieta, kur spoles savienojas ar mazo shēmas plati uz attēla caurules. Ja televīzijas uztvērējs nav ļoti jauns, tad ir tikai divas spoles un no tām uz galveno plati iet 4 vadi. Pretējā gadījumā būs vairāk spoles, un modifikācija nedarbosies šādā formā. Bet nepametiet iesākto un varat nedaudz eksperimentēt. Pagaidām pieņemsim, ka vadi vēl ir 4. Atliek tikt galā ar vadiem, kas iet uz kineskopu. Saskaņā ar labās puses likumu (F=qVxB) mēs noņemam vienu no tiem nejaušā secībā. Ja, ieslēdzot ierīci, ekrānā tiek parādīta horizontāla līnija, vertikālā spole ir atspējota; ja tā ir vertikāla, tad otrādi. Attiecīgos galus testeris atrod un atzīmē.

Horizontālās spoles savienojuma vadi tagad ir noņemti no galvenās PCB. Neaizmirstiet, ka jums būs jātiek galā ar 30 000 Hz frekvenci un vairāk nekā 15 000 voltu spriegumu. Nākotnes osciloskopam tie nav vajadzīgi. Pirms pieskaršanās tiem jābūt īssavienojumiem, pēc tam labi izolētiem un ievietotiem korpusa iekšpusē, lai pēc ierīces ieslēgšanas tie neko nepieskartos. Tātad, 60 Hz vertikālā marķējuma līnija ir gatava. Lai iegūtu tādu pašu 60 Hz horizontālo līniju, mēs pielodējam divus atlikušos vadus, kas iet uz vertikālo spoli, uz horizontālo.Un vertikālais kļūs par osciloskopa ieeju pastiprinātāja ķēdes pievienošanai.

Slaucīšanas iestatījums

Tālākā darba daļa ir visbīstamākā, jo tā tiks veikta ar pieslēgtu spriegumu. Esiet īpaši uzmanīgi! Signāla avotu cenšamies savienot ar vertikālās novirzes spoli (tas varētu būt MP3 atskaņotājs vai datora austiņu izeja). Lai ekrānā parādītu vienu frekvenci, mēģiniet ģenerēt konsekventu signālu. Kad televizors ir ieslēgts, ar izolētu skrūvgriezi uzmanīgi pieskarieties augstsprieguma vadiem pa vienam, noskaidrojot, kādas izmaiņas ekrānā tas izraisīs (tas jāskatās jūsu asistentam vai jāizmanto liels spogulis).




Viens no tiem ietekmēs skenēšanas biežumu. Uz tāfeles, kur tas ieiet, jums ir nepieciešams pielodēt trimmera pretestību (apmēram 50-60 kOhm). Pārliecinoties, ka iekārta darbojas, varat noņemt iesaistītā rezistora rokturi no ierīces korpusa. Pat nevainojami izpildīta horizontālās frekvences regulēšana neļaus jums redzēt augšējo diapazonu, bet ekrānā parādīs tikai ritināšanas viļņu formu. Varat arī pielāgot esošās gredzenveida cilnes, kas atrodas ap kineskopa caurules šauro daļu. Tie parasti ir melnā vai tumši pelēkā krāsā un arī netieši kontrolē gala attēlu.

Ienākošā signāla pastiprināšana

Viss, kas ir paveikts līdz šim brīdim, ir ļāvis mums izveidot labu ieejas signāla vizualizētāju. Pietiek savienot iPod ligzdu ar vertikālās novirzes spoli, un ekrānā tiks parādīta skanošā mūzika. Bet, lai iegūtu īstu osciloskopu, jums būs nepieciešams papildu pastiprinātājs (to varat salikt tur, kur atradās izmestais UHF/VHF uztvērējs).Viņa ideja tika aizgūta no vairākām tematiskām vietnēm, lai iegūtu minimālas izmaksas un maksimālu efektivitāti. Par pamatu tika ņemts Pāvela Falstada dizains, un uzrādītā iespiedshēmas plate ir modificēta push-pull audio pastiprinātāja shēma.

Lai to ieviestu, mums būs nepieciešams: TL082 mikroelements, ieskaitot 2 darbības ampērus, tranzistoru pāris (piemēram, 41NPN/42PNP), LM317 jaudas regulators, polu rotējošais slēdzis, 1 mOhm potenciometrs, divi 10 kOhm trimeri, 4 1A diodes, transformators 30 V maiņstrāvai, 1000 µF 50 V elektrolītam, divi 470 µF 16 V elektrolīti un 5 rezistori (10 omi, 220 omi, 1 kOhm, 100 kOhm un 10 mOhm).



Pirmais op-amp kontrolē ieejas signāla pastiprinājumu, izmantojot formulu R1/R2, kur R1 ir pretestība, kas izvēlēta ar rotējošo slēdzi, R2 ir 1 mOhm pot. Teorētiski tas spēj pastiprināt ieejas signālu līdz 1 miljonam reižu (ar vismaz 1 omu uz rotējošā slēdža). Otrais uzrauga, lai tranzistori saņemtu nepieciešamo spriegumu, lai atvērtu savienojumus, un kompensē traucējumus. Viņiem ir nepieciešams 0,7 V, lai atvērtu un 1,4 V, lai pārslēgtos.

Gatavā ķēde prasa obligātu kalibrēšanu. Jaudas regulators ir paredzēts 30 V starpībai, tāpēc darbības pastiprinātājs parasti izvadīs +15/-15 V, bet labas filtrēšanas labad tā izvadei jābūt par dažiem voltiem zemākai par spriegumu 1000 uF kondensatorā. Šim nolūkam ir trimmeris 1. Ķēdes izeja ir savienota ar horizontālās novirzes spoli. Mūzika, kas iet caur ķēdi, sāk “nogriezt” augšā/apakšā. Lai no tā izvairītos, trimmeris 2 tiek noregulēts, līdz klipu augšdaļas pieskaras ekrāna malām. Tas pazeminās spriegumu un neļaus tranzistori pārslogot ierīces RF ceļu (izdegt novirzes spoli).

Tagad varat pievienot iebūvēto skaļruņu sistēmu televizora izejai. Ja skaļums ir pārmērīgs, tiek pievienota liela slodzes pretestība (piemēram, 10 omi 1 W); ja nav pietiekami daudz skaņas, slodzes pretestība tiek novietota novirzes spolei, pēc kuras tā tiek atkārtoti kalibrēta. Lai pasargātu sevi no nevajadzīgiem kaitinošiem pīkstieniem, meklējot vajadzīgo ievades signālu, skaļrunī varat uzstādīt slēdzi.

Saliekot to visu kopā

Papildu pastiprinātājs var radīt spēcīgu magnētisko lauku, tāpēc ir vērts parūpēties par tā dizainu. Plāksnei jābūt pēc iespējas kompaktai, ar īsiem vadiem un labu grupējumu. Tam nav nepieciešams īpašs ekranējums, taču, lai netraucētu citiem jūsu mājās esošajiem televizoriem, pārliecinieties, ka tas atrodas korpusā, neradot traucējumus galvenajām sastāvdaļām. Kā pēdējo līdzekli varat izmantot koka vai plastmasas korpusu, kas no iekšpuses pārklāts ar foliju.



Izjaucamajā televizorā, noņemot analogo uztvērēju, atbrīvojās pietiekami daudz vietas, lai uzstādītu transformatoru ar šādu plati, un pat bija caurums strāvas slēdzim. Vēlams arī transformatoru ekranēt, lai neradītu traucējumus televīzijas kanālos. Sinhronizācijas sprieguma un pētāmā signāla pieslēgšanas spailes pievienojiet platei tikai ar ekranētu vadu.

Pēc transformatora pievienošanas ķēdei pievienojiet attiecīgi S1 un S2, izlaidiet ievades vadus caur caurumu televīzijas uztvērēja korpusā, pievienojiet ķēdes izeju skaļrunim un novirzes spoli. Visiem savienojumiem ir jāizmanto minimālais stieples garums, lai samazinātu noplūdes cilpas induktivitāti.Atliek tikai atrast ērtu S1 un S2 uzstādīšanas vietu, aizvērt aizmugurējo vāciņu un sākt testa braucienu.

Ierīces funkcionalitātes pārbaude

Funkcionalitātes ziņā samontētais osciloskops ir tālu no cienīgiem laboratorijas modeļiem, taču tas ir neaizstājams lietošanai vienkāršos projektos, kur nepieciešams redzēt viļņu formu. Zināms jaunums ir arī spēja saklausīt pētāmo signālu, īpaši, saņemot atgriezenisko saiti, kas atgādina “zīmes”. Aplūkotajā piemērā var novērot signāla izmaiņas, ko izraisa parastā stieples spole, ja tā atrodas patvaļīgā vietā, virs ierīces iekšējā transformatora un kad tā atrodas virs klēpjdatora procesora.

Iespēja pastiprināt ienākošo signālu ir lieliska funkcija, ja jums nav nepieciešams, lai tas būtu absolūti precīzs. 60 Hz troksni, ko pastiprina ķēde, joprojām var noteikt ar saprātīgu precizitāti. Bet šo parādību izraisa arī ieejas vada izkliedētā induktivitāte. Traucējumus var samazināt tikai visu ķēdes daļu ekranēts zemējums.


Demonstrētā stieples spole, kas savienota ar ierīces ieeju, ļauj izmantot lielu induktivitāti ar augstu pastiprinājumu. Tas var noteikt strāvas avotus vairāku metru attālumā, vēršot spoli uz transformatoru atrašanās vietu, un pēc tam vizuāli apskatīt to darbību. Varat arī noteikt procesora atrašanās vietu sarežģītā ierīcē. Jūs varat izmantot spoli kā induktīvo mikrofonu, novietojot to netālu no skaļruņa, kurā tiek atskaņota mūzika. Skaļruņa spoles reproducēto magnētisko lauku atklās un pastiprinās izveidotā ierīce, pēc tam atskaņotā mūzika tiks atspoguļota osciloskopa kineskopā.

Ierīcē var skaidri redzēt interneta kanāla darbību.Tam par ieejas signālu tika izmantota speciāla mājas līnija (120 VAC), un, parādot savu “attēlu”, ierīce joprojām darbojas.
Oriģināls raksts angļu valodā