Oscilloskop fra en gammel TV

Det finnes forskjellige instruksjoner på Internett for å gjøre om en gammel (noen ganger delvis ikke-fungerende) TV til et widescreen-oscilloskop. Denne artikkelen vil også fortelle deg hvordan du lager en anstendig elektronisk enhet ved å bruke enkle modifikasjoner til en total kostnad på rundt $20. For at inngangssignalet skal vises på skjermen og reproduseres gjennom TV-høyttaleren, må du sette sammen en enkel enhet som bytter strømforsyningskretsen til avbøyningssystemet. Selvfølgelig kan du ikke strekke ut et stort frekvensspektrum med en slik enhet (faktisk 20-20 000 kHz), men overvåking av lavfrekvente svingninger er ganske tilgjengelig.

Se videoen

Du kan også installere hovedkontaktene og kontrollene til enheten i TV-dekselet (heldigvis tillater plassen dette). For eksempel vil tilstedeværelsen av en RCA-kontakt være en utmerket måte å koble til en iPod og samtidig tillate tilførsel av vekselspenningssignaler fra millivolt til hundrevis av volt. I nærheten kan du plassere en 1 mOhm trimmer og en 6-seksjons roterende bryter. En liten trimmer vil være praktisk å kontrollere den horisontale skannefrekvensen, og en knallrød knapp er egnet for å slå på enheten.

Det gjenstår å legge til at dette koblingsskjemaet ikke passer for alle TV-modeller og er mer nyttig for folk som vet hvordan de skal håndtere kretser og har erfaring med elektronikk. Men selve ideen inneholder mange interessante poeng.

Sikkerhetskrav

Gjennomføringen av det beskrevne prosjektet innebærer å utføre arbeid i nærheten av en åpen TV-transformator og høyspentkondensatorer. Spenningen ved magnetronen når 120 kV! For å eliminere muligheten for dødelig elektrisk støt, må riktige sikkerhetstiltak følges nøye. Det første trinnet for å utføre en handling bør være å slå av enheten fullstendig. Her må vi ikke glemme høyspentkondensatorer. Derfor fjernes beskyttelseshuset til høyspenningsenheten ekstremt forsiktig. Det er viktig å ikke skade ledningene til det trykte kretskortet eller berøre dets eksponerte kontakter.



Deretter må du kraftutlade store kapasiteter (50 V eller mer). Dette gjøres med en godt isolert skrutrekker eller pinsett. Kontaktene deres er lukket til hverandre eller til huset til de er helt utladet. Du bør ikke gjøre dette på et kretskort, da sporene kan brenne ut. Når du utfører arbeid eller tester enheten, sørg for at noen nær deg er i nærheten som kan ringe lege eller yte førstehjelp.

Prinsipp for operasjon

Katodestrålerør (CRT) fjernsyn og oscilloskop regnes som de mest utskiftbare enhetene. Dessuten er en TV-mottaker mer kompleks enn et grunnleggende laboratorieoscilloskop. For å lage den på nytt er det nok å kvitte seg med noen av TV-funksjonene som er innebygd i den og legge til en enkel forsterker. Tross alt er hver utfoldet linje på TV-skjermen skapt av en elektronstråle, raskt skannet gjennom det gjennomsiktige materialet til det selvlysende substratet til røret.


De ladede elektronene styres av elektriske og magnetiske felt skapt av spoler plassert bak røret. Disse trådkjernene avleder strålen horisontalt og vertikalt, og kontrollerer plasseringen av bildet på skjermen. For å justere den til midten av oscilloskoplinjen, er det nødvendig å gjøre noen modifikasjoner på dem.



La oss huske at videosignalet produserer 32 bilder per sekund, som hver består av to "sammenflettede" bilder (det vil si at 64 bilder skannes). NTSC-standarden definerer 525 linjer i skjermformatet, andre standarder har litt andre verdier. Dette betyr at for å reprodusere et fylt bilde på skjermen, må elektronstrålen avbøyes vertikalt hvert 1/64 sekund (frekvens 64 Hz), og horisontalt 1/(64x525) sekunder (frekvens 32000 Hz). For å sikre slike verdier overstiger spenningen til linjetransformatoren 15 000 volt. I dette tilfellet fungerer enheten som en TV og lager et detaljert bilde på skjermen.

For å få det til å tegne et bilde på en veldig tynn linje vertikalt avbøyet av inngangssignalet, må du justere antall omdreininger på skjermspolene. Det er også viktig å "arbeide" med induktorspolen. Impedansen avhenger av frekvensen. Jo høyere frekvens, desto vanskeligere vil det være å vise den på skjermen. Med en ytre diameter på den toroidale kjernen på 10 mm og en tykkelse på 2 mm, skal viklinger I og III hver inneholde 100 vindinger PELSHO 0,1 ledning, og vikling II skal inneholde 30 vindinger.

Det er også verdt å huske at signalet på en TV er matematisk integrert. Dette fører til at inngangsfirkantbølgen vises som en trekantbølge på skjermen, og inngangstrekantbølgen som en sinusbølge. Dette gjelder kun bildet, ikke lyden. Sinusbølger vil vises uten forvrengning.Fenomenet vil ikke være like merkbart på veldig gamle TV-er som er i stand til å vise hvit støy eller en blå skjerm når det ikke er noe signal, i stedet for å automatisk slå av bildet.

Fjerne unødvendige noder

I vårt tilfelle brukte vi en gammel TV-mottaker med 15-tommers skjerm og en klassisk UHF/VHF-tuner. Det er ikke nødvendig å lage et oscilloskop, så du kan umiddelbart fjerne tuneren og glemme dens eksistens. Du kan også gradvis koble fra unødvendige moduler én etter én, og kontrollere at TV-en fortsatt kan fungere. Du trenger bare hovedkortet og alt som er koblet til kinescope. Det er nødvendig at den bare viser hvit støy eller en blå skjerm. Du kan ganske enkelt tømme esken for de resterende delene.




TV-en som konverteres hadde to potensiometre foran. En av dem tjente til å slå på og justere volumet, og den andre kontrollerte lysstyrken. Begge ble fjernet: den første ble erstattet med en strømbryter (stor rød knapp), den andre måtte settes til maksimal lysstyrke og fikses ved å lodde ytterligere motstander inn i kretsen. Du bør umiddelbart merke deg at en enhet med innebygd volumkontroll ikke er egnet for modifikasjon. Den forsterker signalet som er koblet til fjernsynet, og du må se etter en forsterker på hovedkortet, og dette vil føre til ytterligere problemer. Høyttalerne kan også slås av på dette stadiet.

Klargjøring av avbøyningssystemet

For å oppnå et oscilloskopbilde på kinescope-skjermen, må du bruke det genererte forsterkede signalet med vertikale og horisontale synkroniseringspulser til avbøyningsspolene H og V. Hvordan du får det vil bli diskutert litt senere, men nå er det nødvendig å forberede avbøyningssystemet.Spolene er koblet til hovedkortet med fire pinner. Du må koble fra den horisontale, de røde og blå ledningene går til den. Ved å koble en iPod eller datamaskin direkte til disse terminalene kan du vise musikk på kinescope-skjermen. Den vertikale spolen har en gul og oransje ledning, men for å få en 64Hz skanning må de byttes til den horisontale spolen.


Nå må du finne hvor spolene kobles til det lille kretskortet på bilderørsrøret. Hvis fjernsynsmottakeren ikke er veldig ny, er det bare to spoler og 4 ledninger går fra dem til hovedkortet. Ellers vil det være flere spoler og modifikasjonen vil ikke fungere i denne formen. Men ikke gi opp det du startet, og du kan eksperimentere litt. Foreløpig vil vi anta at det fortsatt er 4 ledninger. Det gjenstår å håndtere ledningene som går til kinescope. I følge høyrehåndsregelen (F=qVxB) fjerner vi en av dem i tilfeldig rekkefølge. Hvis, når du slår på enheten, vises en horisontal linje på skjermen, er den vertikale spolen deaktivert; hvis den er vertikal, så omvendt. De tilsvarende endene blir funnet av testeren og merket.

De horisontale spoletilkoblingsledningene er nå fjernet fra hovedkretskortet. Ikke glem at du må forholde deg til en frekvens på 30 000 Hz og en spenning på mer enn 15 000 volt. Det fremtidige oscilloskopet trenger dem ikke. Før berøring må de kortsluttes, deretter godt isoleres og plasseres inne i etuiet slik at de ikke berører noe etter at enheten er slått på. Så den vertikale markeringslinjen på 60 Hz er klar. For å oppnå den samme horisontale linjen på 60 Hz, lodder vi de to gjenværende ledningene som går til den vertikale spolen til den horisontale.Og den vertikale vil bli inngangen til oscilloskopet for tilkobling av forsterkerkretsen.

Feieinnstilling

Den videre delen av arbeidet er den farligste, siden det vil bli utført med spenningen tilkoblet. Vær spesielt forsiktig! Vi prøver å koble signalkilden til den vertikale avbøyningsspolen (dette kan være en MP3-spiller eller en datamaskinhodetelefonutgang). For å vise én frekvens på skjermen, prøv å generere en konsistent tone. Med TV-en slått på, bruk en isolert skrutrekker til å berøre høyspentledningene forsiktig én etter én, for å finne ut hvilke endringer på skjermen dette vil føre til (assistenten din bør se dette eller bruke et stort speil).




En av dem vil påvirke skannefrekvensen. På brettet der den kommer inn, må du lodde en trimmermotstand (omtrent 50-60 kOhm). Etter å ha forsikret deg om at enheten fungerer, kan du fjerne håndtaket til den involverte motstanden fra enhetens kropp. Selv en upåklagelig utført horisontal frekvensinnstilling vil ikke tillate deg å se det øvre området, men vil bare vise rullebølgeformen på skjermen. Du kan også tilpasse de eksisterende ringtappene rundt den smale delen av kinescope-røret. De er vanligvis svarte eller mørkegrå i fargen og kontrollerer også indirekte det endelige bildet.

Innkommende signalforsterkning

Alt som har blitt gjort frem til dette punktet har tillatt oss å lage en god inngangssignalvisualisering. Det er nok å koble iPod-kontakten til den vertikale avbøyningsspolen og den lydende musikken vises på skjermen. Men for å få et ekte oscilloskop trenger du en ekstra forsterker (du kan montere den der den kasserte UHF/VHF-tuneren var plassert).Ideen hans ble lånt fra flere tematiske nettsteder for å oppnå minimale kostnader og maksimal effektivitet. Designet til Pavel Falstad ble lagt til grunn, og det presenterte kretskortet er en modifisert krets av en push-pull lydforsterker.

For å implementere det trenger vi: en TL082-mikroenhet, inkludert 2 op-ampere, et par transistorer (for eksempel 41NPN/42PNP), en LM317-strømregulator, en pol-rotasjonsbryter, et 1 mOhm-potensiometer, to 10 kOhm-trimere, 4 1A dioder, en transformator for 30 VAC, 1000 µF 50 V elektrolytt, to 470 µF 16 V elektrolytter og 5 motstander (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm og 10 mOhm).



Den første op-ampen kontrollerer forsterkningen til inngangssignalet ved å bruke formelen R1/R2, der R1 er motstanden valgt av dreiebryteren, R2 er 1 mOhm-potten. Teoretisk sett er den i stand til å forsterke inngangssignalet opptil 1 million ganger (med minimum 1 ohm tilstede på dreiebryteren). Den andre overvåker at transistorene mottar den nødvendige spenningen for å åpne kryssene og kompenserer for forvrengninger. De trenger 0,7 V for å åpne og 1,4 V for å bytte.

Den ferdige kretsen krever obligatorisk kalibrering. Strømregulatoren er designet for en forskjell på 30 V, så op-ampen vil typisk gi ut +15/-15 V, men for god filtrering bør utgangen være noen få volt lavere enn spenningen over 1000 uF-kondensatoren. Til dette formålet er det trimmer 1. Utgangen til kretsen er koblet til den horisontale avbøyningsspolen. Musikk som sendes gjennom kretsen begynner å bli "avskåret" på toppen/bunnen. For å unngå dette justeres trimmer 2 til toppen av klipsene berører kantene på skjermen. Dette vil senke spenningen og forhindre at transistorene overbelaste RF-banen til enheten (brenner avbøyningsspolen).

Nå kan du koble det innebygde høyttalersystemet til TV-utgangen. Hvis volumet er for stort, legges det til en stor belastningsmotstand (for eksempel 10 Ohm 1 W); hvis det ikke er nok lyd, plasseres belastningsmotstanden på avbøyningsspolen, hvoretter sistnevnte kalibreres på nytt. For å beskytte deg mot unødvendige plagsomme pip mens du skanner etter ønsket inngangssignal, kan du installere en bryter på høyttaleren.

Sette alt sammen

En ekstra forsterker kan generere et sterkt magnetfelt, så det er verdt å ta vare på designet. Brettet bør gjøres så kompakt som mulig, med korte føringer og god gruppering. Den krever ikke spesiell skjerming, men for å unngå forstyrrelser med andre TV-er i hjemmet ditt, sørg for at den er plassert i etuiet uten å skape forstyrrelser på hovedkomponentene. Som en siste utvei kan du bruke en tre- eller plastkasse dekket med folie på innsiden.



I TV-en som ble demontert, når du fjerner den analoge tuneren, ble det frigjort nok plass til å installere en transformator med et slikt brett, og det var til og med et hull for strømbryteren. Det er også tilrådelig å skjerme transformatoren for ikke å skape forstyrrelser på TV-kanaler. Koble terminalene for tilkobling av synkroniseringsspenningen og signalet som studeres til brettet kun med en skjermet ledning.

Etter å ha koblet transformatoren til kretsen, koble til henholdsvis S1 og S2, kjør inngangsledningene gjennom hullet i TV-mottakerens kropp, koble kretsens utgang til høyttaleren og avbøyningsspolen. En minimum ledningslengde bør brukes i alle tilkoblinger som er laget for å redusere lekkasjeinduktans.Alt som gjenstår er å finne et praktisk sted å installere S1 og S2, lukke bakdekselet og starte prøvekjøringen.

Kontrollerer funksjonaliteten til enheten

Når det gjelder funksjonalitet, er det sammensatte oscilloskopet langt fra verdige laboratoriemodeller, men er uunnværlig for bruk i enkle prosjekter hvor du trenger å se bølgeformen. En viss nyhet er også evnen til å høre signalet som studeres, spesielt når du mottar tilbakemeldinger som ligner "tegn". I eksemplet under vurdering kan man observere en endring i signalet indusert av en konvensjonell trådspole når den er plassert på et vilkårlig sted, over den interne transformatoren til enheten og når den er plassert over den bærbare prosessoren.

Muligheten til å forsterke det innkommende signalet er en flott funksjon hvis du ikke trenger den for å være helt presis. 60 Hz-støyen forsterket av kretsen kan fortsatt oppdages med rimelig nøyaktighet. Men dette fenomenet er også forårsaket av strøinduktansen til inngangsledningen. Bare skjermet jording av alle deler av kretsen kan redusere interferens.


Den demonstrerte ledningsspolen koblet til inngangen til enheten tillater bruk av stor induktans med høy forsterkning. Den kan oppdage strømkilder flere meter unna ved å peke spolen mot plasseringen av transformatorene, og deretter visuelt se hvordan de fungerer. Du kan også oppdage plasseringen av prosessoren inne i en kompleks enhet. Du kan bruke spolen som en induktiv mikrofon ved å plassere den i nærheten av en høyttaler som spiller musikk. Magnetfeltet som reproduseres av høyttalerspolen vil bli oppdaget og forsterket av den opprettede enheten, hvoretter musikken som spilles vil bli reflektert på oscilloskopets kineskop.

Du kan tydelig se driften av Internett-kanalen på enheten.En dedikert hjemmelinje (120 VAC) ble brukt som inngangssignal for dette, og etter å ha vist "bildet" fungerer enheten fortsatt.
Originalartikkel på engelsk