Osciloskop ze staré televize

Na internetu byly zveřejněny různé pokyny, jak změnit starou (někdy částečně nefunkční) televizi na širokoúhlý osciloskop. Tento článek vám také řekne, jak vytvořit slušné elektronické zařízení pomocí jednoduchého upřesnění s celkovými náklady asi 20 $. Aby byl vstupní signál zobrazen na obrazovce a přehráván prostřednictvím reproduktoru TV, je třeba sestavit jednoduché zařízení, které přepíná výkonový obvod vychylovacího systému. Samozřejmě nemůžete rozšířit velké frekvenční spektrum na takovém nástroji (ve skutečnosti 20-20000 kHz), ale je docela možné sledovat nízkofrekvenční vibrace.

Můžete také nainstalovat hlavní konektory a ovládací prvky zařízení do televizního pouzdra (naštěstí to umožňuje prostor). Například přítomnost konektoru RCA bude skvělou příležitostí pro připojení iPodu a zároveň umožní vstup střídavého proudu od milivoltů do stovek voltů. Nedaleko můžete umístit ladicí odpor 1 mOhm a 6dílný otočný přepínač. S malým zastřihovačem bude vhodné ovládat frekvenci horizontálního rozmítání a pro zapnutí zařízení je vhodné jasně červené tlačítko.
Zbývá dodat, že toto schéma připojení není vhodné pro všechny televizní modely a je užitečnější pro lidi, kteří zvládnou obvody a mají zkušenosti s elektronikou. Samotná myšlenka však obsahuje mnoho zajímavých bodů.

Bezpečnostní požadavky

Realizace popsaného projektu zahrnuje práci vedle otevřeného televizního transformátoru a vysokonapěťových kondenzátorů. Napětí magnetronu dosahuje 120 kV! Abyste vyloučili možnost smrtelného úrazu elektrickým proudem, je nutné přísně dodržovat příslušná bezpečnostní opatření. Prvním krokem k jakékoli akci by mělo být úplné zatemnění zařízení. Zde nesmíme zapomenout na vysokonapěťové kondenzátory. Ochranný kryt vysokonapěťové jednotky je proto velmi opatrně sejmut. Je důležité nepoškodit vodiče desek plošných spojů a nedotýkat se otevřených kontaktů.
Dále musíte vynutit vybití velkých kapacit (50 V nebo více). To se provádí pomocí dobře izolovaného šroubováku nebo pinzety. Jejich kontakty jsou sepnuty k sobě nebo k pouzdru až do úplného vybití. Nedělejte to na desce s plošnými spoji, protože stopy mohou vyhořet. Při provádění práce nebo testování zařízení se ujistěte, že je blízko vás někdo, kdo může zavolat lékaře nebo poskytnout první pomoc.

Pracovní princip

Televizory a osciloskopy s televizními trubicemi (CRT) jsou považovány za nejvíce zaměnitelná zařízení. Televizní přijímač je také složitější než základní laboratorní osciloskop. Pro jeho změnu stačí zbavit se některých funkcí televizoru, které jsou v něm zabudovány, a přidat jednoduchý zesilovač. Každá rozšiřitelná linie televizní obrazovky nakonec vytváří elektronový paprsek, rychle naskenovaný průhledným materiálem luminiscenčního substrátu zkumavky.
Nabité elektrony jsou řízeny elektrickými a magnetickými poli vytvořenými cívkami umístěnými za trubicí. Tato jádra s drátem odklánějí paprsek ve vodorovné a svislé rovině a řídí umístění obrazu na obrazovce. Chcete-li jej upravit ve středu osciloskopické linie, musíte s nimi provést některé úpravy.
Připomínáme, že video signál produkuje 32 snímků za sekundu, z nichž každý se skládá ze dvou „prokládaných“ obrazů (tj. Je skenováno 64 snímků). Norma NTSC definuje 525 řádků ve formátu obrazovky, ostatní standardy mají mírně odlišné hodnoty. To znamená, že pro reprodukci vyplněného obrazu na obrazovce musí být elektronový paprsek svisle vychýlen každých 1/64 sekundy (frekvence 64 Hz) a vodorovně 1 / (64x525) sekund (frekvence 32000 Hz). Pro zajištění těchto hodnot přesahuje napětí horizontálního transformátoru 15 000 voltů. V tomto případě zařízení funguje jako televizor a na obrazovce vytvoří podrobný obrázek.
Chcete-li, aby nakreslil obraz na velmi tenké čáře, vertikálně odmítnut vstupním signálem, musíte upravit počet otáček cívek obrazovky. Je také důležité „pracovat“ s indukční cívkou. Jeho impedance je závislá na frekvenci. Čím vyšší je frekvence, tím obtížnější bude zobrazení na obrazovce. S vnějším průměrem toroidního jádra 10 mm a tloušťkou 2 mm musí vinutí I a III obsahovat 100 závitů drátu PELSHO 0,1 a vinutí II - 30 závitů.
Rovněž je třeba si uvědomit, že signál v televizi je matematicky integrován. To vede ke skutečnosti, že vstupní pravoúhlá vlna se zobrazí na obrazovce trojúhelníková a trojúhelníková - sinusoidní. To platí pouze pro obrázky, ale ne pro zvuk. Sinusové vlny budou zobrazeny bez zkreslení. Tento jev nebude tak znatelný u velmi starých televizorů, které mohou zobrazovat bílý šum nebo modrou obrazovku, pokud není signál, a nebudou automaticky vypínat obraz.

Odebrání redundantních uzlů

V našem případě jsme použili starý televizní přijímač s 15palcovou obrazovkou a klasický tuner UHF / VHF. Pro vytvoření osciloskopu to není nutné, takže tuner lze okamžitě odstranit a zapomenout na jeho existenci. Můžete také postupně postupně vypínat další moduly a kontrolovat, zda televizor stále funguje. Potřebujete pouze základní desku a vše, co je připojeno k zkumavce. Je nutné, aby zobrazoval pouze bílý šum nebo modrou obrazovku. Krabičku můžete jednoduše uvolnit od ostatních částí.
Na přední straně převedené televize byly dva potenciometry. Jeden z nich sloužil k zapnutí a nastavení hlasitosti a druhý k ovládání jasu. Oba byly odstraněny: první byl nahrazen vypínačem (velké červené tlačítko), druhý musel být nastaven na maximální jas a fixován pájením dalších odporů do obvodu. Okamžitě byste měli věnovat pozornost tomu, že zařízení s vestavěným ovladačem hlasitosti pro přepracování není vhodné. Zesiluje signál připojený k televizoru a budete muset hledat zesilovač na hlavní desce, což způsobí další problémy. Reproduktory v této fázi lze také vypnout.

Příprava vychylovacího systému

Aby se dosáhlo osciloskopického obrazu na obrazovce kineskopu, bude nutné aplikovat generovaný zesílený signál rámečkových a horizontálních synchronizačních impulsů na vychylovací cívky H a V. Jak to získat, bude rozebráno o něco později a nyní je nutné připravit vychylovací systém. Cívky jsou spojeny se základní deskou pomocí čtyř kolíků. Je nutné odpojit vodorovné, červené a modré dráty k němu. Připojením iPodu nebo počítače přímo k těmto výstupům získáte hudební displej na obrazovce zkumavky. Svislá cívka má žlutý a oranžový drát, ale pro získání 64 Hz skenování musí být přepnuta na horizontální cívku.
Nyní musíte zjistit, kde jsou cívky připojeny k malé desce plošných spojů na zkumavce. Pokud televizor není příliš nový, jsou k hlavní desce pouze dvě cívky a 4 dráty. Jinak bude více cívek a v této formě nebude změna fungovat. Nepřestávejte však, co jste začali, a můžete trochu experimentovat. Mezitím předpokládáme, že dráty jsou stále 4. Zbývá se vypořádat s dráty směřujícími do trubice. Podle pravidla pravé ruky (F = qVxB) jednu z nich v náhodném pořadí odstraníme. Pokud se při zapnutí zařízení na obrazovce zobrazí vodorovná čára, vertikální cívka je deaktivována, pokud je vertikální, pak obráceně. Odpovídající konce jsou nalezeny testerem a označeny.
Nyní jsou vodorovné spojovací vodiče cívky odstraněny z hlavní desky. Nezapomeňte, že budete muset vypořádat s frekvencí 30 000 Hz a napětím vyšším než 15 000 V. Budoucí osciloskop je nepotřebuje. Před dotykem musí být zkratovány, poté dobře izolovány a umístěny uvnitř pouzdra tak, aby se po zapnutí zařízení nedotýkaly nic. Takže 60 Hz vertikální značení je připraveno. Aby se získala stejná vodorovná čára 60 Hz, jsou dva zbývající dráty vedoucí do svislé cívky připájeny k vodorovné. A vertikální bude vstup osciloskopu pro připojení obvodu zesilovače.

Nastavení skenování

Další část práce je nejnebezpečnější, protože bude provedena při připojení napětí. Buďte obzvláště opatrní! Snažíme se připojit zdroj signálu ke svislé vychylovací cívce (může to být MP3 přehrávač nebo výstup pro počítačová sluchátka). Chcete-li na obrazovce zobrazit jednu frekvenci, zkuste vytvořit stabilní tón. Když se televizor zapne izolovaným šroubovákem, opatrně se dotkněte vodičů vysokého napětí a zjistěte, k jakým změnám na obrazovce povede (váš asistent by to měl sledovat nebo použít velké zrcadlo).
Jeden z nich ovlivní frekvenci skenování. Na desce, na kterou vstupuje, musíte pájet odpor ladění (přibližně 50–60 kOhm). Poté, co se ujistíte, že je jednotka funkční, můžete z těla zařízení vyjmout držadlo příslušného rezistoru. Dokonce ani dokonale provedené nastavení horizontální frekvence neumožňuje vidět horní rozsah, ale zobrazuje pouze vlnovou křivku na obrazovce. Můžete také přizpůsobit existující prstencové jazýčky umístěné kolem úzké části trubice trubice. Obvykle jsou černé nebo tmavě šedé a také nepřímo kontrolují konečný obrázek.

Zisk vstupu

Všechno, co se do této chvíle stalo, nám umožnilo vytvořit dobrý vizualizér vstupního signálu. Dostatek pro připojení konektoru iPod ke svitku vertikální odchylky a zvukové hudby se zobrazí na obrazovce. K získání skutečného osciloskopu však potřebujete další zesilovač (můžete jej sestavit tam, kde byl umístěn vyřazený UHF / VHF tuner). Jeho myšlenka byla zapůjčena z několika tematických stránek s cílem získat minimální náklady a maximální účinnost. Základem byl vývoj Pavla Falstada a prezentovaná deska s obvody byla modifikovaným obvodem dvoudobého zvukového zesilovače.
K jeho implementaci potřebujeme: mikrosestavu TL082, včetně 2 operačních zesilovačů, pár tranzistorů (například 41НПН / 42ПНП), regulátor výkonu LM317, otočný přepínač „Pole“, potenciometr 1 mOhm, 4 trimry 10 kOhm, 4 diody 1A, transformátor 30 V AC, elektrolyt 1000 μF 50 V, dva elektrolyty 470 μF 16 V a 5 odporů (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm a 10 mOhm).
První operační zesilovač řídí zisk vstupního signálu podle vzorce R1 / R2, kde R1 je odpor vybraný otočným přepínačem, R2 je 1 mΩ pot. Teoreticky je schopen zesílit vstupní signál až 1 milionkrát (s minimálním 1 ohmem dostupným na otočném spínači). Druhý zajišťuje, že tranzistory obdrží potřebné napětí pro otevření spojů a kompenzují zkreslení. Potřebují 0,7 V pro otevření a 1,4 V pro přepínání.
Dokončený obvod vyžaduje povinnou kalibraci. Regulátor výkonu je navržen pro rozdíl 30 V, takže operační zesilovač bude standardně vydávat + 15 / -15 V, ale pro dobré filtrování by měl být jeho výstup o několik voltů nižší než napětí při kapacitě 1000 μF. K tomu je zastřihovač 1. Výstup obvodu je připojen k horizontální vychylovací cívce. Hudba, která prochází obvodem, se začíná „odřezávat“ shora / dolů. Aby se tomu zabránilo, je zastřihovač 2 nastaven tak, aby se horní části klipů dotýkaly okrajů obrazovky. Tím se sníží napětí a zabrání se přetížení tranzistorů vysokofrekvenční cestou zařízení (spálení vychylovací cívky).
Nyní můžete k televiznímu výstupu připojit vestavěný reproduktorový systém. Při nadměrném objemu se přidá velký odpor zátěže (například 10 Ohm 1 W), při nedostatku zvuku se zátěžový odpor umístí na vychylovací cívku, po které se tato rekalibruje. Chcete-li se při sledování potřebného vstupního signálu chránit před nadměrným nepříjemným zvukovým signálem, můžete do reproduktoru nainstalovat přepínač.

Shromážděte dohromady

Další zesilovač může generovat silné magnetické pole, takže byste se měli o jeho design starat. Deska by měla být co nejkompaktnější, s krátkými přívody a dobrým seskupením. Nepotřebuje speciální stínění, ale aby se zabránilo rušení s jinými televizory ve vaší domácnosti, ujistěte se, že je umístěna v pouzdru, aniž by způsobovala rušení hlavních uzlů. V extrémních případech můžete použít dřevěné nebo plastové pouzdro, nalepené dovnitř folií.
V demontované televizi, při odstraňování analogového tuneru, byl uvolněn dostatek prostoru pro instalaci transformátoru s takovou deskou a dokonce se objevil otvor pro vypínač napájení. Je také žádoucí stínění transformátoru, aby nedošlo k narušení televizních kanálů. Terminály pro připojení synchronizačního napětí a zkušebního signálu připojte k desce pouze stíněným drátem.
Po připojení transformátoru k obvodu připojte S1 a S2, protáhněte vstupní dráty otvorem v televizním přijímači, připojte výstup obvodu k reproduktoru a vyřazovací cívce. Ve všech vodivých spojích použijte minimální délku vodiče, abyste snížili rozptýlenou indukčnost obvodu. Zbývá najít vhodné místo pro instalaci S1 a S2, zavřít zadní kryt a pokračovat s testovací jízdou.

Kontrola výkonu zařízení

Sestavený osciloskop není z hlediska své funkce zdaleka hoden laboratorních modelů, ale je nezbytný pro použití v jednoduchých projektech, kde chcete vidět průběh. Určitá novinka má také schopnost slyšet zkoumaný signál, zejména při přijímání zpětné vazby připomínající „příznaky“. V tomto příkladu můžeme pozorovat změnu signálu vyvolanou běžnou cívkou drátu, když je umístěna na libovolném místě, nad interním transformátorem nástroje a když je nad procesorem notebooku.
Schopnost zesílit příchozí signál je skvělá funkce, pokud nepotřebujete jeho absolutně přesné parametry. Hluk o frekvenci 60 Hz, zesílený obvodem, lze zatím určit s dostatečnou chybou. Tento jev však způsobuje také rozptylovou indukčnost vstupního drátu. Rušení může omezit pouze stíněné uzemnění všech částí obvodu.
Ukázaná cívka s drátem připojeným ke vstupu zařízení umožňuje použití velké indukčnosti se silným ziskem. Dokáže detekovat zdroje energie pro několik metrů, nasměrovat cívku ve směru k transformátorům a poté vizuálně vidět jejich práci. Můžete také zjistit umístění procesoru uvnitř komplexního zařízení. Cívku můžete použít jako indukční mikrofon umístěním poblíž reproduktoru přehrávajícího hudbu. Magnetické pole reprodukované cívkou reproduktoru bude detekováno a zesíleno vytvořeným zařízením, po kterém se přehrávaná hudba odrazí na trubici osciloskopu.
Můžete vizuálně sledovat zařízení a provoz internetového kanálu. Jako vstupní signál se pro tento účel použila vyhrazená domácí linka (120 VAC) a po zobrazení jeho „obrázku“ zařízení stále funguje.
Původní článek v angličtině