Приставка, схема которой показана на рис. 1, превращает любой телевизор в осциллограф с большим экраном. На нем можно наблюдать НЧ колебания, а с помощью генератора качающейся частоты (ГКЧ) визуально настраивать усилители ПЧ радиоприемников.

Приставку можно рассматривать как миниатюрный телевизионный передатчик. Несмотря на относительную простоту схемы, в этом передатчике формируется полный телевизионный сигнал, который отличается от стандартного сигнала только отсутствием уравнивающих импульсов.

Кадровые синхроимпульсы формируются из переменного синусоидального напряжения усилителем-ограничителем Т1, дифференцирующей цепью R8С4 и пороговым усилителем Т4. Их длительность около 1,9 мс.

Блокинг-генератор на транзисторе Т5 генерирует строчные синхроимпульсы. Это не основные импульсы блокинг-генератора, а выбросы коллекторного напряжения, возникающие сразу вслед за основными. Между коллекторами транзисторов Т4 и Т5 включен разделительный диод Д3.

В момент генерации основного импульса коллектор транзистора Т4 замыкается на шасси через открытый транзистор Т5 и диод Д3. Вследствие этого в кадровых синхроимпульсах появляются врезки, которые, как и требуется, предшествуют строчным синхроимпульсам. Обмотки трансформатора Тр1 блокинг-генератора намотаны на тороидальном сердечнике из оксифера (ц = 1000).

Внешний диаметр сердечника 10 мм, толщина 2 мм. Обмотки I и III содержат до 100 витков, а II - 30 витков провода ПЭЛШО 0,1.

В начале периода строчной развертки импульс напряжения блокинг-генератора быстро заряжает конденсатор С5 через диод Д2. В течение остальной части периода он медленно разряжается через резистор R6. Возникающее при этом пилообразное напряжение поступает на базу транзистора Т2.

Здесь оно складывается с осциллографируемым напряжением.

Рис. 1. Приставка, превращающая телевизор в осциллограф: а - структурная схема: А- блок формирования импульсов кадровой синхронизации; В - генератор импульсов синхронизации по строкам; С - блокинг-генератор; о-блок, превращающий напряжение в видеоимпульсы; Е - генератор УКВ с амплитудной модуляцией; «Вход» - зажимы, к которым подводится исследуемое напряжение: б - принципиальная электрическая схема.

Трехкаскадный усилитель (Т2, ТЗ, Т6) из-за большого козффициента усиления (50 000-100 000) работает практически в релейном режиме, характеризующемся определенным порогом срабатывания.

Параметры приставки выбраны такими, что при отсутствии исследуемого напряжения осевая линия находится в центре экрана. При необходимости изображение на экране можно сдвинуть в ту или другую сторону изменением сопротивления резистора R3.

Для повышения четкости изображения линии на экране телевизора усилитель (Т2, Т3, Т6) охвачен положительной обратной связью с коллектора транзистора Т3 на базу транзистора Т2 через конденсатор С6. Это значительно повышает усиление в области высоких частот н, следовательно, увеличивает крутизну фронта выходных импульсов. Визуально это проявляется в повышенной резкости перехода от белого к черному.

Кадровые, строчные и видеоимпульсы складываются на входе эмиттерного повторителя T7, который является модуляционным усилителем УКВ генератора Т8. Последний собран по схеме емкостной трехточки. Частота генерации должна быть выбрана равной несущей частоте изображения свободного телевизионного канала.

В противном случае приставка может создавать помехи работе соседних телевизоров. Требуемых частот генерации можно добиться, подбирая число витков катушки L1. При настройке на второй телевизионный канал (59, 25 МГц) катушка L1 содержит 5 витков провода ПЭВ 0,6, диаметр катушки 9 мм.

Модулированное ВЧ напряжение поступает на выход приставки через делитель R18 - R19, который понижает напряжение до 3 мВ во избежание перегрузки ВЧ-тракта телевизора.

Выход приставки коаксиальным кабелем или скрученным двойным проводом соединяют с антенным входом телевизора.

Конструкция и налаживание. Все детали приставки, за исключением УКВ генератора, можно расположить на монтажной плате в произвольном порядке. Детали, относящиеся к УКВ генератору (С11 - С15, L1, Т8), должны иметь короткие выводы, соединяться между собой короткими проводниками, и, кроме того, их следует сгруппировать в одном месте.

Никакой экранировки приставки не требуется. После ее включения необходимо, как обычно, настроить телевизор с помощью регулировочных ручек (частота кадров, частота строк, контрастность).

Если частота импульсов блокинг-генератора приставки не лежит в диапазоне регулировки частоты строк телевизора, необходимо ввести ее в этот диапазон, изменяя в небольших пределах сопротивление резистора R14. Следует отметить, что синхронизация разверток телевизора от приставки обычно получается очень устойчивой, поэтому плохая синхронизация при налаживании приставки указывает на какую-нибудь ошибку в монтаже.

Чтобы добиться точной настройки УКВ генератора приставки на выбранный телевизионный канал, приходится растягивать или сжимать витки обмотки катушки L1, т. е. менять шаг намотки. При правильной настройке линия на экране резко очерчена.

Параметры приставки подобраны так, что наибольший размах изображения на экране телевизора соответствует входному напряжению около 0,3 В. Чувствительность приставки можно регулировать, изменяя сопротивление резистора Я2.

Для проверки чувствительности приставки на ее вход подают переменное напряжение известной величины либо от источника питания напряжением 6 В, частотой 50 Гц через делитель, либо от звукового генератора.

Входное сопротивление и чувствительность приставки при желании можно значительно повысить, подключив к ней обычный усилитель НЧ с эмиттерным повторителем на входе.

Литература: В.Г.Бастанов. 300 практических советов, 1986г.

Измерительная техника

Телевизор в качестве осциллографа

Приставка (см. рисунок), превращает любой телевизор в осциллограф с большим экраном. На нем можно наблюдать НЧ колебания, а с помощью генератора качающей частоты (ГКЧ) визуально настраивать усилители ПЧ радиоприемников. Приставку можно рассматривать как миниатюрный телевизионный передатчик. Несмотря на относительно простую схему, в этом передатчике формируется полный телевизионный сигнал, который отличается от стандартного только отсутствием уравнивающих импульсов. Кадровые синхроимпульсы формируются из эталонного синусоидального напряжения усилителем-ограничителем VT1, дифференцирующей цепью R8C4 и пороговым усилителем на VT4. Их длительность около 1,9 мс. Блокинг-генератор (на транзисторе VT5) генерирует строчные синхроимпульсы. Это неосновные импульсы блокинг-генератора, а выбросы коллекторного напряжения, возникающие сразу вслед за основными. Между коллекторами транзисторов VT4 и VT5 включен разделительный диод VD3. В момент генерации основного импульса коллектор транзистора VT4 замыкается на шасси через открытый транзистор VT5 и диод VD3. Вследствие этого в кадровых синхроимпульсах появляются врезки, которые, как и требуется, предшествуют строчным синхроимпульсам. Обмотки трансформатора VT1 блокинг-генератора намотаны на тороидальном сердечнике из оксиферита(Ф-1000) Внешний диаметр сердечника 10 мм, толщина 2 мм. Обмотки I и III содержат по 100 витков, а обмотка II - 30 витков провода ПЭЛШО o0,1. В начале периода строчной развертки импульс напряжения блокинг-генератора быстро заряжает конденсатор С6 через диод VD2. В течение остальной части периода он медленно разряжается через резистор R6. Возникающее при этом пилообразное напряжение поступает на базу транзистора VT2. Здесь оно складывается с входным напряжением. Трехкаскадный усилитель из-за большого коэффициента усиления (50000-100000) работает практически в релейном режиме, характеризующемся определенным порогом срабатывания. Параметры приставки выбраны такими, что при отсутствии исследуемого напряжения осевая линия находится в центре экрана. При необходимости изображение на экране можно сдвинуть в ту или иную сторону изменением сопротивления резистора R3. Для повышения четкости изображения линии на экране телевизора усилитель (VT2, VT3, VT6) охвачен положительной обратной связью с коллектора транзистора VT3 на базу транзистора VT2 через конденсатор С5. Это значительно повышает усиление в области высоких частот и, следовательно, увеличивает крутизну фронта выходных импульсов. Визуально это проявляется в повышенной резкости перехода от белого к черному. Кадровые, строчные и видеоимпульсы складываются на входе эмитерного повторителя VT7, который является модуляционным усилителем УКВ генератора VT8. Последний собран по схеме емкостной трехточки. Частота генерации должна быть выбрана равной несущей частоте изображения свободного телевизионного канала. В противном случае приставка может создавать помехи работе соседних телевизоров. Требуемые частоты генерации можно получить, подбирая число витков катушки L1.

При настройке на второй телевизионный канал (59,25 МГц) катушка L1 содержит 5 витков провода ПЭВ 0,6, диаметр катушки 9 мм. Модулированное ВЧ напряжение поступает на выход приставки через делитель R18-R19, который понижает напряжение до 3 мВ во избежание перегрузки ВЧ тракта телевизора. Выход приставки коаксиальным кабелем или скрученым двойным проводом соединяют с антенным входом телевизора.

Конструкция и налаживание. Все детали приставки, за исключением УКВ генератора, можно расположить на монтажной плате в произвольном порядке. Детали, относящиеся к УКВ генератору (СП-С15, L1, VT8), должны иметь короткие выводы, соединять их между собой следует короткими проводниками и группировать в одном месте. Никакой экранировки приставки не требуется Если частота импульсов блокииг-генератора не лежит в диапазоне частоты строк телевизора, необходимо ввести ее в этот диапазон, изменяя в небольших пределах сопротивление резистора R14. Следует отметить, что синхронизация разверток телевизора от приставки обычно получается очень устойчивой, поэтому плохая синхронизация при налаживании приставки указывает на какую-нибудь ошибку в монтажа. Чтобы добиться точной настройки УКВ генератора приставки на выбранный телевизионный канал, приходиться растягивать или сжимать витки обмотки катушки L1, т.е. менять шаг намотки. При правильной настройке линия на экране резко очерчена. Параметры приставки подобраны так, что наибольший размер изображения на экране телевизора соответствует входному напряжению около 0,3 В. Чувствительность приставки можно регулировать, изменяя сопротивление резистора R2. Для проверки чувствительности на вход подают переменное напряжение известной величины либо от звукового генераторе.

Блок каналов Y (VERTICAL) содержит входные разъемы CH1 и CH2, входные переключатели AC/DC (закрытый/открытый вход), кнопки GND – заземление входа. Коэффициент отклонения устанавливается калиброванными аттенюаторами (VOLTS/DIV), а также некалиброванной плавной регулировкой VAR. Вертикальное смещение осциллограммы регулируется в каждом канале плавно ручкой POSITION. Осциллограф обеспечивает следующие режимы работы коммутатора каналов ALT/CHOP/ADD – поочередное (на каждый ход развертки) или прерывистое переключение каналов (с частотой 250 кГц). Режим ADD обеспечивает сложение сигналов каналов CH1 + CH2.

Рис. 2.2 . Обозначения органов управления осциллографа GOS-6200

Канал X осциллографа (HORIZONTAL) содержит два генератора: основной (MAIN) и задержанной разверток (DELAY). Коэффициент разверток устанавливается дискретно (TIME/DIV). При необходимости используют некалиброванную плавную регулировку при включенном режиме VAR. Растяжка развертки включается кнопкой 10 MAG. Горизонтальное положение осциллограммы регулируется ручкой POSITION. Режим работы канала Х переключается кнопкой MAIN/ALT/DELAY. При этом реализуются следующие режимы работы канала X :

1. Только развертка MAIN.

2. Совмещение осциллограмм разверток с выделением области действия задержанной развертки.

11 -

3. Только задержанная развертка, запускаемая от основной развертки с плавно регулируемой задержкой (ручкой DELAY TIME).

Отключение развертки осуществляется кнопкой режима X–Y .

Блок синхронизации и запуска (TRIGGER) позволяет выбрать источник сигнала синхронизации (SOURCE), режим работы генератора развертки (MODE) – автоколебательный (ATO), ждущий – NORM и с запуском от видеосигнала (TV). Переключатель COUPLING служит для установки режима обработки сигнала синхронизации.

Функция выключателя SLOPE – это выбор полярности сигнала синхронизации: (+) – синхронизация по возрастанию сигнала (запуск по фронту), (–) – по убыванию (запуск по срезу импульса). Уровень срабатывания устройства синхронизации и запуска регулируется вручную ручкой LEVEL.

В осциллографе предусмотрен режим задержки синхронизации и запуска. С помощью ручки HO (совмещенной с регулировкой DELAY TIME) можно вручную увеличивать время блокировки напряжения развертки t бл . Это позволяет повысить стабильность работы блока синхронизации в случае, когда на периоде сигнала возможна выработка более чем одного сигнала запуска. Нормальное положение этой регулировки – 0 %.

Измерительный блок (MEAS’MT) включает и выключает режим курсорных измерений, переключает вид курсоров. В обычном режиме кнопка FUNC служит для переключения функций измерения параметров сигнала – частоты, периода, длительности и скважности.

Блок установок (SETUPS) позволяет запомнить в памяти состояние органов управления осциллографа и – при необходимости – восстановить предыдущее состояние прибора.

Амплитудные и временные параметры стандартного ТВ-видеосигнала

В лабораторной работе в качестве объекта исследования используется стандартный телевизионный видеосигнал. Параметры этого сигнала для систем вещательного телевидения – период и длительность синхроимпульсов, амплитуда и форма – строго стандартизированы в ГОСТ 7845–92. В табл. 2.2 приведены стандартные параметры видеосигнала отечественного телевидения.

Телевизионный видеосигнал состоит из сигналов изображения, а также строчных и кадровых гасящих (бланкирующих) и синхронизирующих импульсов. В видеосигнале различают:

активный интервал, в течение которого передается изображение;

пассивный интервал, в котором передаются гасящие и синхронизирующие импульсы, сигналы опознавания цвета, сигналы телетекста, тест-сигналы изображения и пр.

	Таблица 2.2
Стандартные параметры видеосигнала
Величина	Значение
Число строк
Частота полей, Гц
Частота строк, Гц
Длительность строки, мкс
Длительность синхроимпульса, мкс
Длительность фронта гасящего импульса строк, мкс
Длительность гасящего строчного импульса, мкс
Длительность полного кадра, мс
Интервал между фронтом строчного и гасящего импульса, мкс
Длительность кадрового гасящего импульса (длительность строки)

Сигнал изображения представляет собой напряжение, значение которого при перемещении луча вдоль строки непрерывно изменяется в соответствии с характером передачи. Это напряжение достигает 75 % максимального значения при передаче белого и уменьшается до 10–15 % при передаче темных мест изображения. На рис. 2.3 показана форма полного видеосигнала двух смежных полей изображения для отечественного телевизионного стандарта.

Амплитудные значения сигнала изображения соответствуют мгновенной яркости передаваемого элемента изображения. Нулевым уровнем в видеосигнале считается уровень гашения. В активной части видеосигнала (выше уровня гашения) находятся уровни «белого» (порядка 70 % от амплитуды сигнала) и «черного» (порядка 5 %). Интервал между уровнем гашения и нулевым уровнем называется защитным. Амплитуда синхроимпульса составляет 30 % от размаха всего видеосигнала.

Полный видеосигнал содержит строчные и кадровые синхроимпульсы. Они передаются во время обратного хода соответственно строчной и кадровой разверток. Чтобы не нарушалась синхронизация строк во время обратного хода кадровой развертки, кадровый синхроимпульс имеет врезки строчных импульсов длительностью 4.7 мкс. При таком расположении передаваемых синхроимпульсов возможен небольшой сдвиг по фазе кадровых синхроимпульсов двух смежных полей. Это приводит к нарушению взаимного положения строк растра, выражающемуся в ухудшении вертикальной четкости изображения на экране телевизора. Для устранения отмеченного явления перед кадровым импульсом и после него передаются уравнивающие импульсы длительностью 2.35 мкс. Частота следования уравнивающих импульсов и врезок в 2 раза выше строчной частоты. При их

наличии выделенные кадровые синхроимпульсы двух смежных полей идентичны
по фазе и форме.
Четное поле					Нечетное поле текущего кадра
предыдущего кадра
				Номера строк
Строчный
	Передний
уравнивающий					уравнивающий
Нечетное поле текущего кадра					Четное поле текущего кадра
				Кадровый гасящий импульс
				Номера строк
Строчный				Кадровый
синхроимпульс			синхроимпульс
			2.3. Полный видеосигнал

Для видеосигналов с упрощенной синхросмесью без врезок и уравнивающих импульсов (например, сигналов от игровых приставок, простейших видеокамер, видеотестеров – генераторов испытательных телесигналов) вертикальная четкость изображения заметно ухудшается.

Таким образом, на кадровом гасящем импульсе стандартного видеосигнала сигналы синхронизации размещаются в следующем порядке: сначала идут шесть уравнивающих импульсов с частотой повторения 31 250 Гц, за ними – шесть широких импульсов, представляющих сигнал кадровой синхронизации, затем – опять шесть уравнивающих импульсов, после чего следуют обычные строчные синхронизирующие импульсы. В связи с применением чересстрочной развертки обратный ход кадровой развертки должен происходить 2 раза в течение передачи полного кадра (сначала – после передачи нечетных, а затем – четных строк). Вначале луч отбрасывается вверх после окончания передачи целой строки, потом – после передачи половины строки. Такая последовательность обеспечивается двумя полукадровыми импульсами, отличающимися один от другого различными сдвигами во времени по отношению к передаче последнего строчного синхронизирующего импульса. В первом из них это время соответствует развертке одной

строки, а во втором – половине строки. Соответственно, оказываются сдвинутыми на половину строки и все другие синхронизирующие импульсы, насаженные на втором полукадровом бланкирующем импульсе. Такая форма сигнала позволяет получить устойчивую чересстрочную развертку, обеспечить непрерывность следования строчных синхронизирующих импульсов во время передачи кадрового бланкирующего сигнала и легко отделить сигналы синхронизации от полного телевизионного сигнала.

Продолжительность передачи импульсов определена стандартом. Время передачи одной строки составляет 64 мкс. Соответственно, продолжительность передачи строчного гасящего импульса составляет 10…11 мкс, строчного синхронизирующего импульса – 4.4…5.1 мкс, кадрового бланкирующего импульса – 1500…1600 мкс, кадрового синхронизирующего импульса – 192 мкс и, наконец, уравнивающих импульсов – 2.56 мкс. Строчные гасящие импульсы посылаются после окончания передачи каждой строки. Значение их фиксировано на уровне 75 % (уровень черного) максимальной амплитуды. Строчные синхронизирующие импульсы размещаются на строчном бланкирующем импульсе, занимая остающиеся 25 % амплитуды. Они регулируют точность начала развертки каждой следующей строки.

Кадровые гасящие импульсы посылаются по окончании развертки последней строки (низ изображения). Они запирают луч во время обратного хода, пока он движется снизу вверх, и служат «подставкой» для импульсов кадровой синхронизации, опуская их над уровнем сигнала в область «чернее черного». Кадровый синхронизирующий импульс заставляет луч совершить обратный ход снизу вверх в точном соответствии с перемещением луча в передающей трубке телевизионного центра.

Лабораторный макет состоит из аналогового телевизионного осциллографа GOS-6200, телевизионной камеры, закрепленной на станине вместе с планшетом с тестовым черно-белым изображением.

Задание и указания к выполнению работы

Подготовка осциллографа к работе

Перед работой изучите назначение органов управления осциллографа. В противном случае многое из задания к работе окажется трудновыполнимым.

Проверьте калибровку осциллографа для второго канала CH2. Для этого соедините осциллографическим щупом 1:1 клемму CAL 2V 1 кHz калибратора осциллографа с входом выбранного канала. Включите осциллограф.

Переключатель входа канала CH2 установите в положение AC – «закрытый вход», кнопку GND надо отключить. Выберите коэффициент отклонения канала

0.5 В/дел., коэффициент основной (MAIN) развертки MTB = 0.5 мс/дел. Напомним, что индикация установленных параметров и режимов осуществляется в служебных зонах экрана. Включите автоколебательный режим работы развертки (ATO), источник синхросигнала (SOURCE) – CH2, фильтр синхронизации (COUPLING) – AС, полярность синхронизации SLOPE – положительная. На экране должно появиться изображение меандра (образцового сигнала калибратора). Получите тонкую линию развертки, регулируя яркость (INTEN) и фокусировку (FOCUS) луча.

Амплитуда сигнала калибратора 2 В, поэтому при правильно откалиброванном канале Y осциллограмма должна занимать 4 дел. по вертикали. С помощью ручки HORIZONTAL POSITION совместите начало первого импульса с левой вертикальной линией шкалы. Совпадение конца пятого периода с последней правой линией шкалы говорит о том, что осциллограф откалиброван по длительности.

Если калибровка по вертикали и/или горизонтали нарушена, то осциллограф требует технического обслуживания в метрологической службе.

Измерение параметров строчного ТВ-видеосигнала

Подайте на вход канала CH1 видеосигнал от телевизионной камеры. Включите канал CH1, а второй канал выключите кратковременным нажатием кнопки

Установите на осциллографе следующие положения органов управления: переключатель входа канала CH1 - в положение DC - «открытый вход»,

кнопку GND надо отключить;

режим развертки – основной (MAIN);

режим запуска развертки (MODE) - TV, источник синхросигнала (SOURCE)

Кнопкой TV-V/TV-H установите режим синхронизации от телевизионного видеосигнала по частоте строк TV-H. Полярность синхронизации SLOPE - отрицательная. Выберите коэффициенты отклонения и развертки так, чтобы получить изображение сигналов одной или нескольких строк на экране. Из-за наличия кадровых синхроимпульсов в видеосигнале на экране могут наблюдаться дрожащие горизонтальные линии. Зарисуйте вид видеосигнала одной строки изображения.

Включите режим курсорных измерений (длительным нажатием кнопки CURSOR ON/OFF). Кратковременным нажатием кнопки FUNC выберите режим измерения длительности Д T D . Нажмите кнопку CURSOR POS и, перемещая курсоры ручками C1 и C2, измерьте период повторения строчных синхроимпульсов. Переведите курсоры в режим измерения частоты 1 Д T D (кратковременным нажатием кнопки FUNC) и запишите частоту строчных импульсов. Зафиксируйте так-

же результат измерения частоты в автоматическом режиме, который выводится в правом нижнем углу экрана. Результаты занесите в таблицу по форме табл. 2.3.

					Таблица 2.3
Измеренные параметры строчного видеосигнала
Параметр	Стандартное			Измеренное	Погрешность,
	значение			значение
Период строчных синхроимпульсов, мкс
Частота строчных импульсов, Гц
Частота строчных импульсов
(автоматическое измерение), кГц
Длительность гасящего импульса строк, мкс
Длительность строчного синхроимпульса,
Длительность сдвига синхроимпульса
относительно начала гасящего импульса, мкс

Для измерения параметров строчного синхроимпульса используйте задержанную развертку. Переведите осциллограф сначала в режим двойной развертки (ALT). На экране появится изображение полного сигнала и фрагмента сигнала, создаваемого задержанной разверткой (область ее действия выделена двумя пунктирными линиями – не путать с курсорами!). Установите область задержанной развертки на строчный синхроимпульс ручками DELAY TIME и TIME/DIV. Переключите осциллограф в режим задержанной развертки (DELAY). На экране появится изображение синхроимпульса в крупном масштабе. Курсорами в режиме Д T D (при включенном режиме CURSOR POS) измерьте длительности гасящего импульса и строчного синхроимпульса, а также сдвиг синхроимпульса относительно начала гасящего импульса (см. рис. 2.3). Сравните их со стандартными значениями. Занесите результаты измерений в таблицу по форме табл. 2.3.

Вернитесь в основной режим развертки MAIN. Измерьте длительность сигнала изображения черно-белых полей. Он имеет вид ступеньки, отражающей урони белого (максимум) и черного (минимум). Включите курсоры измерения разности напряжений V 1 (кнопка FUNC) и измерьте уровни напряжения видеосигнала: уровень белого (максимальное значение напряжения), уровень черного (уровень ступеньки) и уровень гасящих импульсов относительно минимального значения напряжения - уровня строчных синхроимпульсов. Результаты сведите в таблицу по форме табл. 2.4. Зарисуйте вид синхроимпульса и нанесите на него измеренные параметры.

Таблица 2.4

Измеренные параметры сигнала изображения черно-белых полей

Длительность	Длительность			Амплитуда	U си U max ,
	ступеньки			строчного
изображения,	белого уровня,			импульса
		U max , В	U min , В
				U си , В

Измерение параметров кадрового ТВ-видеосигнала

Исследуйте форму кадрового синхроимпульса. Он содержит гасящий кадровый импульс с кадровым синхроимпульсом в его начале (см. рис. 2.3). Кадровый синхроимпульс заполняется импульсами врезок двойной строчной частоты. До и после кадрового синхроимпульса следуют уравнивающие импульсы двойной строчной частоты и длительности, в 2 раза меньшей длительности строчных синхроимпульсов и импульсов врезок.

Для наблюдения кадровых импульсов используйте основную развертку (MAIN). Кнопкой TV-V/TV-H установите режим синхронизации по кадрам TV-V. Полярность синхронизации SLOPE – отрицательная. Подберите коэффициент основной развертки (MTB) так, чтобы получить на экране несколько периодов полей (полукадров) сигнала. Установите режим курсорных измерений длительным нажатием кнопки CURSOR ON/OFF. Выберите режим измерения длительности Д T D кнопкой FUNC. Используя курсоры, измерьте период и частоту кадровых синхроимпульсов по методике, аналогичной изложенной ранее для строчных синхроимпульсов. Запишите результат автоматического измерения частоты, выводимого в нижнем углу экрана. Занесите результаты в таблицу по форме табл.

Таблица 2.5

Измеренные параметры кадрового видеосигнала

	Параметр	Стандартное	Измеренное	Погрешность,
		значение	значение
	Период кадровых синхроимпульсов, мс
	Частота кадровых импульсов, Гц
	Частота кадровых импульсов
	(автоматическое измерение), Гц
	Длительность гасящего импульса кадров, мкс
	Длительность кадрового синхроимпульса,

Включите режим ALT и установите область задержанной развертки на второй кадровый гасящий импульс. Переключите осциллограф в режим задержанной развертки и получите изображение кадрового гасящего импульса от начала синхроимпульса до сигнала изображения следующей строки. Зарисуйте его вид.

Перемещая курсоры ручками C1 и C2, измерьте длительность кадрового гасящего импульса и длительность кадрового синхроимпульса. Сравните их со стандартными значениями. Занесите результаты измерений в таблицу по форме табл. 2.5.

Измерение отношения сигнал/шум видеосигнала с телевизионной камеры

Подайте на вход канала CH1 видеосигнал от телевизионной камеры. Установите на осциллографе следующие параметры органов управления: переключатель входа канала – в положение DC – «открытый вход», кнопку

GND – отключить;

основной режим развертки – MAIN;

режим запуска (MODE) – TV, источник синхросигнала (SOURCE) – CH1; полярность синхронизации (SLOPE) – отрицательная;

кнопкой TV-V/TV-H установите режим выделения заданной строки в систе-

Выберите коэффициенты отклонения и развертки так, чтобы получить изображение одной строки в удобном масштабе. Ручкой TV LINE SELECT выберите строку в пределах центра поля (с номером в пределе 100–200).

Используйте видеокамеру при максимальном усилении, для чего закройте объектив светонепроницаемым колпаком. Система автоматического регулирования усиления (АРУ) камеры установит наибольший коэффициент усиления, а на осциллограмме будет наблюдаться дорожка внутренних шумов камеры на уровне сигнала черного цвета. Зарисуйте полученную осциллограмму видеосигнала.

установите на верхний край шумовой дорожки (по наибольшим выбросам), другой – на нижний. Предполагая нормальное распределение шума, считаем, что ширина шумовой дорожки соответствует отклонению случайного сигнала в пределах 3у. Тогда у (среднеквадратическое значение шума) определим как

V ш 6 .

Измерьте амплитуду полезного сигнала как размах между сигналами от черного и белого полей изображения. На осциллограмме такого изображения наблюдается ступенчатый видеосигнал. Измерьте его размах V с от уровня черного до уровня белого. Рассчитайте отношение сигнал/шум, дБ, по следующей формуле:

Запишите результаты измерения и расчета отношения сигнал/шум.

Отчет по лабораторной работе должен содержать структурную схему осциллографа, результаты измерений, краткие выводы.

Приставка, схема которой показана на рис. 1, превращает любой телевизор в осциллограф с большим экраном. На нем можно наблюдать НЧ колебания, а с помощью генератора качающейся частоты (ГКЧ) визуально настраивать усилители ПЧ радиоприемников.

Рис. 1. Приставка, превращающая телевизор в осциллограф:

а — структурная схема:

А — блок формирования импульсов кадровой синхронизации;

В — генератор импульсов синхронизация по строкам;

С — блокинг-генератор;

D — блок, превращающий напряжение в видеоимпульсы;

Е — генератор УКВ с амплитудной модуляцией;

«Вход» — зажимы, к которым подводится исследуемое напряжение:

б — принципиальная электрическая схема.

Приставку можно рассматривать как миниатюрный телевизионный передатчик. Несмотря на относительную простоту схемы, в этом передатчике формируется полный телевизионный сигнал, который отличается от стандартного сигнала только отсутствием уравнивающих импульсов.

Кадровые синхроимпульсы формируются из переменного синусоидального напряжения усилителем-ограничителем Т1, дифференцирующей цепью R8C4 и пороговым усилителем Т4. Их длительность около 1,9 мс.

Блокинг-генератор на транзисторе Т5 генерирует строчные синхроимпульсы. Это не основные импульсы блокинг-генератора, а выбросы коллекторного напряжения, возникающие сразу вслед за основными. Между коллекторами транзисторов Т4 и Т5 включен разделительный диод Д3. В момент генерации основного импульса коллектор транзистора Т4 замыкается на шасси через открытый транзистор Т5 и диод Д3. Вследствие этого в кадровых синхроимпульсах появляются врезки, которые, как и требуется, предшествуют строчным синхроимпульсам. Обмотки трансформатора Tp1 блокинг-генератора намотаны на тороидальном сердечнике из оксифера (= 1000). Внешний диаметр сердечника 10 мм, толщина 2 мм. Обмотки I и III содержат до 100 витков, а II — 30 витков провода ПЭЛШО 0,1.

В начале периода строчной развертки импульс напряжения блокинг-генератора быстро заряжает конденсатор С5 через диод Д2. В течение остальной части периода он медленно разряжается через резистор R6. Возникающее при этом пилообразное напряжение поступает на базу транзистора Т2. Здесь оно складывается с осциллографируемым напряжением.

Трехкаскадный усилитель (Т2, Т3, Т6) из-за большого коэффициента усиления (50 000 — 100 000) работает практически в релейном режиме, характеризующемся определенным порогом срабатывания.

Параметры приставки выбраны такими, что при отсутствии исследуемого напряжения осевая линия находится в центре экрана. При необходимости изображение на экране можно сдвинуть в ту или другую сторону изменением сопротивления резистора R3.

Для повышения четкости изображения линии на экране телевизора усилитель (Т2, Т3, Т6) охвачен положительной обратной связью с коллектора транзистора Т3 на базу транзистора Т2 через конденсатор С6. Это значительно повышает усиление в области высоких частот и, следовательно, увеличивает крутизну фронта выходных импульсов. Визуально это проявляется в повышенной резкости перехода от белого к черному.

Кадровые, строчные и видеоимпульсы складываются на входе эмиттерного повторителя Т7, который является модуляционным усилителем УКВ генератора Т8. Последний собран по схеме емкостной трехточки. Частота генерации должна быть выбрана равной несущей частоте изображения свободного телевизионного канала. В противном случае приставка может создавать помехи работе соседних телевизоров. Требуемых частот генерации можно добиться, подбирая число витков катушки L1. При настройке на второй телевизионный канал (59, 25 МГц) катушка L2 содержит 5 витков провода ПЭВ 0,6, диаметр катушки 9 мм.

Модулированное ВЧ напряжение поступает на выход приставки через делитель R18 — R19, который понижает напряжение до 3 мВ во избежание перегрузки ВЧ-тракта телевизора.

Выход приставки коаксиальным кабелем или скрученным двойным проводом соединяют с антенным входом телевизора.

Конструкция и налаживание. Все детали приставки, за исключением УКВ генератора, можно расположить на монтажной плате в произвольном порядке. Детали, относящиеся к УКВ генератору (С11 — C15, L1, T8), должны иметь короткие выводы, соединяться между собой короткими проводниками, и, кроме того, их следует сгруппировать в одном месте.

Никакой экранировки приставки не требуется. После ее включения необходимо, как обычно, настроить телевизор с помощью регулировочных ручек (частота кадров, частота строк, контрастность). Если частота импульсов блокинг-генератора приставки не лежит в диапазоне регулировки частоты строк телевизора, необходимо ввести ее в этот диапазон, изменяя в небольших пределах сопротивление резистора R14. Следует отметить, что синхронизация разверток телевизора от приставки обычно получается очень устойчивой, поэтому плохая синхронизация при налаживании приставки указывает на какую-нибудь ошибку в монтаже. Чтобы добиться точной настройки УКВ генератора приставки на выбранный телевизионный канал, приходится растягивать или сжимать витки обмотки катушки L1, т. е. менять шаг намотки. При правильной настройке линия на экране резко очерчена.

Параметры приставки подобраны так, что наибольший размах изображения на экране телевизора соответствует входному напряжению около 0,3 В. Чувствительность приставки можно регулировать, изменяя сопротивление резистора R2.

Для проверки чувствительности приставки на ее вход подают переменное напряжение известной величины либо от источника питания напряжением 6 В, частотой 50 Гц через делитель, либо от звукового генератора.

Входное сопротивление и чувствительность приставки при желании можно значительно повысить, подключив к ней обычный усилитель НЧ с эмиттерным повторителем на входе.

Телевизор превращается в осциллограф поворотом ручки переключателя

Поворот ручки переключателя — и телевизор превращается в осциллограф. Его можно использовать на уроках физики в школе, в лаборатории и радиолюбительской практике. Секрет превращения телевизора в осциллограф — в небольшой приставке, которая крепится на задней стенке телевизора и представляет собой переключатель, с помощью которого коммутируют схему питания отклоняющей системы (рис. 2).

Рис. 2. Электрическая схема приставки-коммутатора.

В положении 1 переключателя телевизор работает как обычно. В положении 2 П1 напряжение от генератора строчной развертки отключается. Если теперь к клеммам У подвести сигнал, на экране телевизора появится осциллограмма исследуемого процесса. Синхронизацию устанавливают вращением ручки «Частота кадров». Регулятором «Размер по вертикали» осциллограмму можно сжать или растянуть по оси X. В положении 3 переключателя отклоняющая система полностью отключается от блока питания. Тогда, подавая напряжение на зажимы X и У, наблюдают фигуры Лиссажу.

Итак, с помощью приставки можно демонстрировать и наблюдать самые разнообразные процессы: выпрямление переменного тока, сложение взаимно перпендикулярных колебаний, сдвиг фаз при индуктивной и емкостной нагрузках, затухающие колебания, биения и т. д. Устройство рассчитано для телевизоров «Рекорд», «Волхов», «Енисей», но его нетрудно настроить и на работу с любым другим телевизионным приемником.

Осциллограф — целая измерительная лаборатория входного контроля

При изготовлении и ремонте радиоэлектронной аппаратуры устанавливаются различные радиоэлементы. Чтобы убедиться в их исправности, проводится предварительный (входной) контроль, который можно осуществлять с помощью приставки к любому осциллографу. Принципиальная схема приставки изображена на рис. 3.

Рис. 3. Принципиальная электрическая схема приставки к осциллографу.

Приставка к осциллографу позволяет проверять практически все элементы, устанавливаемые в радиоэлектронные устройства бытовой аппаратуры: от резисторов до управляемых вентилей (тиристоров), а также дает возможность оценить качество потенциометров, катушек индуктивности, исправность переключателей, реле, трансформаторов и т. д.

Таким образом, один осциллограф может заменить почти всю измерительную лабораторию входного контроля.

Необходимо иметь в виду, что осциллограф служит не только для наблюдений различных процессов, связанных с изменением формы напряжения. Осциллограф можно использовать как электронный вольт-метр, омметр, а применяя приставку к осциллографу, можно наблюдать на экране осциллографа характеристики транзисторов, что расширяет возможности использования осциллографа в ремонтной и любительской практике.

Приставка собирается в металлическом или пластмассовом корпусе размерами 50х75х100 мм с использованием малогабаритного трансформатора, понижающего напряжение с 220 до 6,3 В. Мощность трансформатора небольшая (20 мВт), а потребляемый ток не превышает 2—3 мА.

Работа с приставкой. Выводы приставки 1, 2, 3 соединяют с соответствующими выводами осциллографа (рис. 4).

Рис. 4. Соединение приставки с осциллографом.

Осциллограф переводят в режим работы с внешней синхронизацией или с разверткой от внешнего источника. Подключают приставку к сети. На экране появится горизонтальная линия (если выводы 1 и 2 не замкнуты). Затем нажимают кнопку КН1, линия на экране осциллографа должна при этом отклониться на некоторый угол. Ручками «Усиление по горизонтали», «Усиление по вертикали» и «Установка по вертикали» добиваются того, чтобы линия располагалась в центре экрана под углом 45° к горизонтальной оси. Длина изображения должна быть равна половине диаметра экрана, (рис. 5).

Рис. 5. Осциллограммы, полученные при проверке электрорадиоэлементов.

Проверяемый элемент всегда подключают к выводам приставки 3 и 2. Вертикальная линия на экране (см. рис. 5) свидетельствует о коротком замыкании, горизонтальная — об обрыве в цепи или в элементе. Характер изображения на экране осциллографа определяется зависимостью сопротивления испытуемого элемента от величины и полярности подводимого к нему синусоидального напряжения.

Покажем, что можно увидеть на экране осциллографа при исследовании следующих элементов.

Полупроводниковые диоды. Полярность включения и вид кривых на экране показаны на рис. 5, а, б. При обратном включении диода получается кривая, изображенная на рис. 5, в. Так можно определить выводы анода и катода диодов, у которых стерта маркировка.

Если вершина угла на экране скруглена или одна из его сторон много больше другой, или направление прямых сильно отличается от горизонтального и вертикального, то диод должен быть забракован.

Стабилитроны. Если напряжение стабилизации стабилитрона меньше 10 В, на горизонтальной линии появится излом (рис. 5, г). Расстояние от излома до вертикальной линии будет соответствовать напряжению стабилизации (в нашем случае 10 В).

Селеновые вентили. Если элемент исправный, то луч на экране будет вычерчивать горизонтальную линию, которая плавно переходит в вертикальную (рис. 5, д).

У неисправного элемента вертикальная часть осциллограммы будет очень короткой или с большим наклоном. Такая кривая свидетельствует о большом падении напряжения на вентиле при прохождении тока в прямом направлении. Падение напряжения на селеновых выпрямителях много больше, чем на германиевых или кремниевых.

Туннельные диоды. Способ включения показан на рис. 5, е. Характеристика исправного диода изображена на рисунке (кривая 1). Иногда, увеличивая усиление по горизонтали, удается получить картину, показанную на рисунке (кривая 2), которая представляет собой типичную характеристику туннельного диода. Перед проверкой других деталей ручку «Усиление по горизонтали» необходимо перевести в положение, найденное во время калибровки.

Управляемые вентили (тиристоры) (рис. 5, ж). Вид вольтамперной характеристики для исправного элемента (с отключенным управляющим выводом — УЭ) показан на рис. 5, ж,1. Когда управляющий электрод соединяют с зажимом 2, тиристор открывается и луч рисует на экране кривую, похожую на характеристику обычного диода, включенного в проводящем направлении (рис. 5, ж,2).

Транзисторы. Подключение их к приставке показано на рис. 5, з. Если выводы эмиттера и коллектора поменять местами, рисунок на экране не изменится (база остается не подключенной). Луч на экране прочертит горизонтальную линию, она может быть слегка изогнута. Затем присоединяют базу к зажиму 2 и получают характеристику, изображенную на рис. 5, з (1 — для транзистора типа р-п-р, 2 — для типа п-р-п). Это еще один способ определения выводов электродов неизвестных транзисторов. При переключении вывода базы на зажим 3 первая осциллограмма, изображенная на рис. 5, з, будет соответствовать транзистору п-р-п.

Если при испытаниях транзисторов на экране не появится характеристика в виде буквы L, это значит, что в цепи электродов транзистора имеется обрыв. Когда один из отрезков осциллограммы (буквы L) изогнут, это означает, что неисправен один из р-п переходов транзистора.

Изгиб вертикальной линии свидетельствует о большом сопротивлении в прямом направлении, наклон горизонтальной линии — о малом обратном сопротивлении перехода (большой обратный ток коллектора). Отклонение сторон угла от горизонтали и вертикали указывает на плохое качество переходов.

Обычно у мощных транзисторов (даже у самых лучших) всегда наблюдается большой обратный ток коллектора. Поэтому сначала надо испытать несколько исправных мощных транзисторов и затем уже по ним, как по эталонам, проверять другие. Явления, указывающие на короткое замыкание или обрыв в транзисторе, одинаковы для всех типов транзисторов.

Однопереходные транзисторы. Схема включения показана на рис. 5, к. Сначала следует провести измерение с отключенным эмиттером. На экране осциллографа должна появиться прямая линия с наклоном 30° по отношению к горизонтальной оси (рис. 5, к, 1). Затем соединяют эмиттер с зажимом 2, при этом часть прямой на экране должна изогнуться вверх (рис. 5, к, 2). Если эмиттер подключить к зажиму 3 (к базе транзистора), вертикальным станет нижний конец прямой (рис. 5, к, 3).

Резисторы (постоянные и переменные). Измеряя транспортиром угол наклона прямой на экране относительно горизонтали, можно приблизительно определить величины сопротивлений различных резисторов. Для этого следует использовать схему рис. 5, л и график, изображенный на рис. 6. Для резисторов с сопротивлением до 100 Ом луч на экране будет вычерчивать вертикальную ось, свыше 100 кОм — горизонтальную.

Эти две прямые определяют диапазон измерений осциллографа. Перед измерением резистор следует подключить к зажимам 3 и 2. Один из крайних выводов и средний вывод регулируемого резистора (потенциометра) подключают к приставке. При повороте оси исследуемого переменного резистора наклон прямой на экране должен измениться. Нечеткое изображение линии на экране указывает на загрязнение подвижного контакта резистора.

Фоторезисторы подключают к зажимам 3 и 2. Если входное отверстие фоторегулятора прикрыть, то на экране появится прямая, имеющая небольшой угол наклона. Если прибор осветить, появится вертикальная прямая. Используя график, приведенный на рис. 6, можно определить сопротивление прибора при освещении с различной интенсивностью. Так подбирают фоторезисторы с близкими характеристиками, а также калибруют фотоэкспонометры.

Рис. 6. График для определения величины сопротивления постоянных и переменных резисторов.

Конденсаторы любого типа также присоединяют к зажимам 3 и 2. Для исправных конденсаторов емкостью до 0,85 мкФ на экране появится эллипс с горизонтальной большой осью (см. рис. 5, м). При емкости, близкой к 0,85 мкФ, на экране получится круг, а при емкости, превышающей эту величину, снова эллипс, но с большой вертикальной осью. Измеряя отношения большой и малой осей эллипса, можно по графику, приведенному на рис. 7, найти приблизительную емкость конденсатора. Если большая ось эллипса наклонена, это свидетельствует о слишком большом токе утечки конденсатора.

Рис. 7. График для нахождения емкостей проверяемых конденсаторов.

Катушки, реле и трансформаторы. Выводы катушек, реле и обмоток трансформаторов подключают к зажимам 3 и 2 приставки и наблюдают эллипс на экране осциллографа. При индуктивности катушки меньше 5 Г на экране получится эллипс, большая ось которого слегка наклонена относительно вертикали, при индуктивности 5 Г на экране будет круг, а выше 5 Г — эллипс, большая ось которого немного отклонена от горизонтальной оси. Естественно, что точность таких измерений не высока, так как на вид осциллограммы влияет не только индуктивность, но и емкость обмоток. Форма осциллограммы, отличающаяся от описанной, указывает на короткое замыкание в катушке.

Имея катушки, индуктивность которых известна, измеряемую индуктивность можно определить сравнением.

Проверка электрических цепей. Так как устройство позволяет оценивать очень малые значения сопротивления между зажимами 3 и 2, его можно использовать для проверки выключателей, электроламп, предохранителей, монтажных проводов и электрических цепей.

Приставка к осциллографу для наблюдения характеристик транзисторов

(характериограф)

На рис. 8, а изображена схема приставки для наблюдения на экране осциллографа характеристик транзисторов. Переменный резистор R1 предназначен для регулировки тока базы. К экрану прикладывают лист кальки и обводят характеристику. Типичная характеристика коллекторного перехода показана на рис. 8, б. Вертикальная ось — ток коллектора, горизонтальная — напряжение коллектора. Наклон кривой определяет область насыщения. На горизонтальной части кривой выбирают рабочую точку для усилителя класса А. На рис. 8, в кроме линии горизонтальной развертки 1 изображена характеристика обратного тока коллектора при токе базы 1, равном нулю (кривая 2), а также выходные характеристики при токах базы 0,2 ... 1 мА. Характеристики, полученные с помощью осциллографа, можно сравнить с приведенными в справочниках.

Рис. 8. Приставка к осциллографу для наблюдения характеристик транзисторов:

а — принципиальная электрическая схема для транзисторов р-п-р, а для п-р-п следует поменять полярность включения элементов Б и Д1; б — основная характеристика; в — семейство характеристик.

Транзисторы, предназначенные для работы в двухтактных каскадах, должны иметь близкие параметры. В нашем примере показан транзистор структуры п-р-п, включенный по схеме ОЭ. Так же можно исследовать и р-п-р транзистор, соответствующим образом подключив его к приставке (в схемах ОЭ, ОБ или ОК).

Статья составлена по публикациям В.Г. Бастанова