Осцилоскоп от стар телевизор

В интернет са публикувани различни инструкции за превръщане на стар (понякога частично неработещ) телевизор в широкоекранен осцилоскоп. Тази статия също ще ви каже как да създадете прилично електронно устройство, използвайки обикновено прецизиране с обща цена около 20 долара. За да може входният сигнал да се показва на екрана и да се възпроизвежда през телевизионния високоговорител, трябва да сглобите обикновено устройство, което комутира силовата верига на отклоняващата система. Разбира се, не можете да разширите големия честотен спектър на такъв инструмент (всъщност 20-20000 kHz), но е напълно възможно да проследите вибрациите с ниска честота.

Можете също да инсталирате основните конектори и контролни елементи на устройството в телевизионния калъф (за щастие, това позволява място). Например, наличието на RCA конектор ще бъде чудесна възможност за свързване на iPod и в същото време да позволи захранване на променлив ток от миливолта до стотици волта. Наблизо можете да поставите настройка на съпротивление от 1 mOhm и 6-секционен ротационен превключвател. С малък тример ще бъде удобно да контролирате хоризонталната честота на почистване, а яркочервен бутон е подходящ за включване на устройството.
Остава да добавим, че тази схема на свързване не е подходяща за всички телевизионни модели и е по-полезна за хора, които могат да се справят със схемата и имат опит в електрониката. Но самата идея съдържа много интересни точки.

Изисквания за безопасност

Изпълнението на описания проект включва работа до отворен телевизионен трансформатор и кондензатори с високо напрежение. Напрежението в магнетрона достига 120 kV! За да се изключи възможността от фатален токов удар, трябва стриктно да се спазват правилата за безопасност. Първата стъпка към всяко действие трябва да бъде пълно затъмняване на устройството. Тук не трябва да забравяме за кондензаторите с високо напрежение. Следователно защитният капак на модула с високо напрежение се отстранява много внимателно. Важно е да не повредите проводниците на платката и да не докосвате отворените й контакти.
На следващо място, трябва да принудите да освободите голям капацитет (50 V или повече). Това става с добре изолирана отвертка или пинсета. Техните контакти са затворени един към друг или към корпуса до пълно изхвърляне. Не правете това на печатна платка, тъй като следите могат да изгорят. Когато извършвате работа или тествате устройството, уверете се, че има някой близо до вас, който може да се обади на лекар или да окаже първа помощ.

Принцип на работа

Телевизионните лъчи (CRT) телевизори и осцилоскопи се считат за най-взаимозаменяемите устройства. Също така телевизионният приемник е по-сложен от основния лабораторен осцилоскоп. За нейното изменение е достатъчно да се отървете от някои от вградените в него телевизионни функции и да добавите обикновен усилвател. В края на краищата всяка разширяема линия на телевизионния екран създава електронен лъч, бързо сканиран през прозрачния материал на луминисцентния субстрат на тръбата.
Заредените електрони се управляват от електрически и магнитни полета, създадени от намотки, разположени зад тръбата. Тези ядра с жица отклоняват лъча в хоризонтална и вертикална равнина, контролирайки местоположението на изображението на екрана. За да го коригирате в центъра на линията на осцилоскопа, трябва да направите някои настройки с тях.
Припомняме, че видеосигналът произвежда 32 кадъра в секунда, всеки от които се състои от две „преплетени“ изображения (тоест 64 кадъра се сканират). Стандартът NTSC определя 525 реда в екранен формат, други стандарти имат малко по-различни стойности. Това означава, че за възпроизвеждането на запълнена картина на екрана електронният лъч трябва да се отклонява вертикално на всеки 1/64 секунди (честота 64 Hz) и хоризонтално 1 / (64x525) секунди (честота 32000 Hz). За да се осигурят такива стойности, напрежението на хоризонталния трансформатор надвишава 15 000 волта. В този случай устройството работи като телевизор и създава подробно изображение на екрана.
За да го накарате да нарисува изображение на много тънка линия, вертикално отхвърлена от входния сигнал, трябва да коригирате броя на завоите на екрановите бобини. Също така е важно да се "работи" с индукторната бобина. Неговият импеданс зависи от честотата. Колкото по-висока е честотата, толкова по-трудно ще бъде показването й на екрана. С външен диаметър на тороидалната сърцевина от 10 mm и дебелина 2 mm, намотките I и III трябва да съдържат 100 оборота на тел PELSHO 0,1, а намотката II - 30 оборота.
Също така си струва да запомните, че сигналът в телевизора е интегриран математически. Това води до факта, че входната правоъгълна вълна ще бъде показана на екрана триъгълна, а триъгълната - синусоида. Това се отнася само за изображенията, но не и за звука. Синусоидите ще се показват без изкривяване. Явлението няма да бъде толкова забележимо при много стари телевизори, които могат да показват бял шум или син екран при липса на сигнал и не изключват автоматично изображението.

Премахване на излишни възли

В нашия случай използвахме стар телевизионен приемник с 15-инчов екран и класически UHF / VHF тунер. За да създадете осцилоскоп, той не се изисква, така че тунерът може да бъде незабавно отстранен и да забравите за съществуването му. Можете също така постепенно да изключвате допълнителните модули един по един, като проверявате дали телевизорът все още може да функционира. Трябва ви само основната платка и всичко, което е свързано с тръбата за картина. Необходимо е той да показва само бял шум или син екран. Можете просто да освободите кутията от останалите части.
В предната част на преобразувания телевизор имаше два потенциометра. Едната от тях служи за включване и регулиране на силата на звука, а другата контролирана яркост. И двете са премахнати: първият е заменен от захранващ превключвател (голям червен бутон), вторият трябва да бъде настроен на максимална яркост и фиксиран чрез запояване на допълнителни съпротивления във веригата. Веднага трябва да обърнете внимание, че устройство с вграден контрол на силата на звука за преработка не е подходящо. Той усилва сигнала, прикрепен към телевизора и ще трябва да потърсите усилвател на основната платка и това ще доведе до допълнителни проблеми. Говорителите на този етап също могат да бъдат изключени.

Подготовка на отклоняващата система

За да се постигне осцилоскопска картина на екрана на кинескопа, ще е необходимо да се приложи генерираният усилен сигнал на рамкови и хоризонтални импулси на синхронизация към отклоняващите бобини H и V. Как да го получите ще бъде разглобен малко по-късно, а сега е необходимо да се подготви отклоняваща система. Намотките са свързани към основната платка с четири щифта. Необходимо е да изключите хоризонталните, червените и сините проводници отиват към него. Като свържете iPod или компютър директно към тези изходи, можете да получите музикален дисплей на екрана на тръбата. Вертикалната намотка има жълт и оранжев проводник, но за да получите сканиране с 64 Hz, те трябва да бъдат превключени към хоризонтална намотка.
Сега трябва да намерите къде намотките са свързани към малка платка на тръбата на тръбата. Ако телевизорът не е много нов, има само две намотки и 4 проводника от тях към основната платка. В противен случай ще има повече намотки и в тази форма промяната няма да работи. Но не се отказвайте от това, което сте започнали, и можете да експериментирате малко. Междувременно приемаме, че проводниците все още са 4. Остава да се справим с проводниците, които отиват към тръбата. Според правилото на дясната ръка (F = qVxB), премахваме един от тях в произволен ред. Ако на екрана се покаже хоризонтална линия, когато устройството е включено, вертикалната намотка е деактивирана, ако е вертикална, тогава обратно. Съответните краища се намират от тестера и се маркират.
Сега проводниците за хоризонтална намотка се отстраняват от основната платка. Не забравяйте, че ще трябва да се справите с честота от 30 000 Hz и напрежение над 15 000 волта. Бъдещият осцилоскоп няма нужда от тях. Преди да докоснат, те трябва да бъдат късо съединени, след това да бъдат изолирани добре и поставени вътре в кутията, така че да не докосват нищо след включване на устройството. И така, вертикалната маркировъчна линия от 60 Hz е готова. За да се получи една и съща хоризонтална линия от 60 Hz, двата останали проводника към вертикалната намотка са споени към хоризонталната. А вертикалата ще бъде входът на осцилоскопа за свързване на веригата на усилвателя.

Настройка на сканирането

По-нататъшната част от работата е най-опасна, тъй като ще се извърши при свързване на напрежението. Бъдете особено внимателни! Опитваме се да свържем източника на сигнал към вертикална отклоняваща бобина (може да бъде MP3 плейър или изход за компютърни слушалки). За да покажете една честота на екрана, опитайте се да генерирате стабилен тон. Когато телевизорът е включен с изолирана отвертка, внимателно докоснете проводниците с високо напрежение, като разберете до какви промени на екрана ще доведе (вашият асистент трябва да гледа за това или да използва голямо огледало).
Един от тях ще повлияе на честотата на сканиране. На дъската, където влиза, трябва да спойкате съпротивлението на настройката (приблизително 50-60 kOhm). След като се уверите, че устройството работи, можете да извадите дръжката на включения резистор от тялото на устройството. Дори перфектно изпълнена хоризонтална настройка на честотата няма да ви позволи да видите горния диапазон, а само показва формата на вълната на превъртане на екрана. Можете също да персонализирате съществуващите пръстеновидни раздели, разположени около тясната част на тръбата на тръбата. Обикновено те са черни или тъмносиви и също косвено контролират крайното изображение.

Входна печалба

Всичко, което беше направено до този момент, ни позволи да създадем добър визуализатор на входния сигнал. На екрана ще се покаже достатъчно за свързване на жака за iPod към бобината с вертикално отклонение и звучеща музика. Но за да получите истински осцилоскоп, имате нужда от допълнителен усилвател (можете да го сглобите там, където се намира изхвърленият UHF / VHF тунер). Идеята му е заимствана от няколко тематични сайта, с цел постигане на минимални разходи и максимална ефективност. Разработката на Павел Фалстад беше взета за основа, а представената платка представлява модифицирана схема на двутактов аудио усилвател.
За да го реализираме, се нуждаем от: микрокомпонент TL082, включващ 2 оптични усилвателя, чифт транзистори (например 41НПН / 42ПНП), регулатор на мощността LM317, въртящ се превключвател "Полюс", потенциометър 1 mOhm, два тримера 10 kOhm, 4 диода 1А, трансформатор 30 V AC, електролит 1000 μF 50 V, два електролита 470 μF 16 V и 5 резистора (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm и 10 mOhm).
Първият оптичен усилвател контролира усилването на входния сигнал по формулата R1 / R2, където R1 е съпротивлението, избрано от въртящия се превключвател, R2 е 1 mΩ гърне. Теоретично той е в състояние да усилва входния сигнал до 1 милион пъти (с минимум 1 ома, наличен на въртящия се превключвател). Вторият гарантира, че транзисторите получават необходимото напрежение за отваряне на съединенията и компенсират изкривяванията. Те се нуждаят от 0,7 V за отваряне и 1,4 V за превключване.
Готовата схема изисква задължително калибриране. Регулаторът на мощност е проектиран за разлика от 30 V, така че оп-усилвателят стандартно извежда + 15 / -15 V, но за добра филтрация изходът му трябва да е с няколко волта по-нисък от напрежението в капацитета на 1000 микрофарада. За да направите това, има тример 1. Изходът на веригата е свързан към хоризонтална отклоняваща бобина. Музиката, която се предава през веригата, започва да бъде "отрязана" отгоре / отдолу. За да избегнете това, тримерът 2 се регулира, докато горните части на клиповете докоснат краищата на екрана. Това ще понижи напрежението и ще попречи на транзисторите да претоварят радиочестотния път на устройството (изгорете отклоняващата бобина).
Сега можете да свържете вградената система от високоговорители към телевизионния изход. При прекомерен обем се добавя голямо съпротивление на натоварване (например 10 Ohm 1 W), при липса на звук съпротивлението на товара се поставя върху отклоняващата бобина, след което последната се калибрира. За да се предпазите от прекомерни досадни звукови сигнали, докато гледате необходимия входен сигнал, можете да инсталирате превключвател на високоговорителя.

Монтаж всички заедно

Допълнителен усилвател може да генерира силно магнитно поле, така че трябва да се погрижите за неговия дизайн. Бордът трябва да бъде възможно най-компактен, с къси отвори и добро групиране. Тя не се нуждае от специално екраниране, но за да избегнете смущения с други телевизори във вашия дом, уверете се, че тя е разположена в случая, без да причинява смущения в основните възли. В крайни случаи можете да използвате дървен или пластмасов калъф, залепен вътре с фолио.
В разглобения телевизор при премахване на аналоговия тунер беше освободено достатъчно място за инсталирането на трансформатор с такава платка и дори се появи отвор за превключвателя на захранването. Също така е желателно да защитете трансформатора, за да не пречите на телевизионните канали. Свържете клемите за свързване на синхронизиращото напрежение и тестовия сигнал към платката само със екраниран проводник.
След като свържете трансформатора към веригата, свържете съответно S1 и S2, пуснете входните проводници през отвора в телевизионния приемник, свържете изхода на веригата към високоговорителя и отхвърлената бобина. Използвайте минималната дължина на проводника във всички проводими връзки, за да намалите разсейваната индуктивност на веригата. Остава да намерите удобно място за инсталиране на S1 и S2, да затворите задния капак и да продължите с тестовото устройство.

Проверка на работата на устройството

По своята функционалност сглобеният осцилоскоп далеч не е достойни лабораторни модели, но е незаменим за използване в прости проекти, където искате да видите формата на вълната. Също така, определена новост има способността да чува изследвания сигнал, особено при получаване на обратна връзка, наподобяваща „знаци“. В този пример можем да наблюдаваме промяна в сигнала, предизвикан от конвенционална телена намотка, когато е разположен на произволно място, над вътрешния трансформатор на инструмента и когато е над процесора на лаптопа.
Възможността за усилване на входящия сигнал е чудесна функция, ако не се нуждаете от неговите абсолютно точни параметри. Шумът от честотата 60 Hz, усилен от веригата, засега може да бъде определен с достатъчна грешка. Но това явление също предизвиква бездомна индуктивност на входния проводник. Само екранираното заземяване на всички части на веригата може да намали смущения.
Демонстрираната намотка с проводник, свързан към входа на устройството, позволява използването на голяма индуктивност със силно усилване. Тя може да открие източници на енергия в продължение на няколко метра, като насочва намотката в посока на трансформаторите и след това визуално да види работата им. Можете също така да откриете местоположението на процесора вътре в сложно устройство. Можете да използвате бобината като индуктивен микрофон, като я поставите близо до високоговорител, който свири музика. Магнитното поле, възпроизведено от бобината на високоговорителя, ще бъде открито и усилено от създаденото устройство, след което възпроизведената музика ще бъде отразена върху тръбата на осцилоскопа.
Можете да видите визуално устройството и работата на интернет канала. Специална домашна линия (120 VAC) беше използвана като входен сигнал за това и, като показа „своята картина“, устройството все още работи.
Оригинална статия на английски

Гледайте видеоклипа: Peter Hirshberg: The Web and TV, a sibling rivalry (Ноември 2024).