Osciloskop zo starého televízora

Na internete boli uverejnené rôzne pokyny, ako zmeniť starú (niekedy čiastočne nefunkčnú) televíziu na širokouhlý osciloskop. V tomto článku sa dozviete, ako vytvoriť slušné elektronické zariadenie pomocou jednoduchého vylepšenia s celkovými nákladmi približne 20 USD. Aby bol vstupný signál zobrazený na obrazovke a prehrávaný prostredníctvom reproduktora televízora, musíte zostaviť jednoduché zariadenie, ktoré mení výkonový obvod vychyľovacieho systému. Na takomto prístroji samozrejme nemôžete rozšíriť veľké frekvenčné spektrum (v skutočnosti 20 - 200 kHz), ale je celkom možné sledovať nízkofrekvenčné vibrácie.

Do televíznej skrinky môžete nainštalovať aj hlavné konektory a ovládacie prvky zariadenia (našťastie to poskytuje priestor). Napríklad prítomnosť konektora RCA bude vynikajúcou príležitosťou na pripojenie prehrávača iPod a zároveň umožní vstup striedavého prúdu od milivoltov po stovky voltov. V blízkosti môžete umiestniť odpor ladenia 1 mOhm a 6-sekčný otočný spínač. S malým zastrihávačom bude vhodné ovládať frekvenciu horizontálneho zametania a na zapnutie zariadenia je vhodné jasné červené tlačidlo.
Zostáva dodať, že táto schéma pripojenia nie je vhodná pre všetky modely televízorov a je užitočnejšia pre ľudí, ktorí zvládajú obvody a majú skúsenosti s elektronikou. Samotná myšlienka však obsahuje veľa zaujímavých bodov.

Bezpečnostné požiadavky

Realizácia opísaného projektu zahŕňa prácu vedľa otvoreného televízneho transformátora a vysokonapäťových kondenzátorov. Napätie na magnetróne dosahuje 120 kV! Aby sa vylúčila možnosť smrteľného úrazu elektrickým prúdom, musia sa prísne dodržiavať príslušné bezpečnostné opatrenia. Prvým krokom pri akejkoľvek akcii by malo byť úplné zatemnenie zariadenia. Tu nesmieme zabúdať na vysokonapäťové kondenzátory. Preto je ochranný kryt vysokonapäťovej jednotky odstránený veľmi opatrne. Je dôležité nepoškodiť vodiče dosky plošných spojov a nedotýkať sa jej otvorených kontaktov.
Ďalej musíte vynútiť vybitie veľkých kapacít (50 V alebo viac). Toto sa vykonáva pomocou dobre izolovaného skrutkovača alebo pinzety. Ich kontakty sú navzájom uzavreté alebo k telu až do úplného vybitia. Nerobte to na doske plošných spojov, pretože stopy môžu vyhorieť. Pri vykonávaní práce alebo testovaní zariadenia sa uistite, že je blízko vás niekto, kto môže zavolať lekára alebo poskytnúť prvú pomoc.

Pracovný princíp

Televízne a osciloskopy s televíznou trubicou (CRT) sa považujú za najviac zameniteľné zariadenia. Televízny prijímač je tiež zložitejší ako základný laboratórny osciloskop. Na jeho zmenu stačí zbaviť sa niektorých funkcií televízora, ktoré sú v nej zabudované, a pridať jednoduchý zosilňovač. Koniec koncov, každá roztiahnuteľná línia televíznej obrazovky vytvára elektrónový lúč, ktorý sa rýchlo skenuje cez priehľadný materiál luminiscenčného substrátu trubice.
Nabité elektróny sú riadené elektrickými a magnetickými poľami vytvorenými cievkami umiestnenými za trubicou. Tieto jadrá s drôtom odkláňajú lúč v horizontálnej a vertikálnej rovine, čím sa riadi umiestnenie obrazu na obrazovke. Ak ju chcete upraviť v strede osi osciloskopu, musíte s nimi urobiť nejaké úpravy.
Pripomíname, že video signál produkuje 32 snímok za sekundu, z ktorých každý pozostáva z dvoch „prekladaných“ obrazov (to znamená, že sa sníma 64 snímok). Norma NTSC definuje 525 riadkov vo formáte obrazovky, ostatné štandardy majú mierne odlišné hodnoty. To znamená, že na reprodukciu vyplneného obrazu na obrazovke sa musí elektrónový lúč vychýliť vertikálne každých 1/64 sekundy (frekvencia 64 Hz) a horizontálne 1 / (64x525) sekúnd (frekvencia 32000 Hz). Na zabezpečenie týchto hodnôt je napätie horizontálneho transformátora vyššie ako 15 000 voltov. V takom prípade zariadenie funguje ako televízor a vytvára podrobný obraz na obrazovke.
Aby ho nakreslil na veľmi tenkú čiaru, vertikálne odmietnutú vstupným signálom, musíte upraviť počet otočení cievok obrazovky. Je tiež dôležité „pracovať“ s indukčnou cievkou. Jeho impedancia závisí od frekvencie. Čím vyššia je frekvencia, tým ťažšie bude jej zobrazenie na obrazovke. Pri vonkajšom priemere prstencového jadra 10 mm a hrúbke 2 mm musia vinutia I a III obsahovať 100 závitov drôtu PELSHO 0,1 a vinutie II - 30 závitov.
Pamätajte tiež na to, že signál v televízii je matematicky integrovaný. To vedie k tomu, že vstupná pravouhlá vlna sa zobrazí na obrazovke trojuholníková a trojuholníková - sínusoid. Vzťahuje sa to iba na obrázky, ale nie na zvuk. Sinusové vlny sa zobrazia bez skreslenia. Tento jav nebude taký zreteľný na veľmi starých televízoroch, ktoré dokážu bez bieleho signálu zobrazovať biely šum alebo modrú obrazovku a automaticky nevypínajú obraz.

Odstránenie redundantných uzlov

V našom prípade sme použili starý televízny prijímač s 15-palcovou obrazovkou a klasický tuner UHF / VHF. Na vytvorenie osciloskopu to nie je potrebné, takže tuner môže byť okamžite odstránený a zabudnúť na jeho existenciu. Dodatočné moduly môžete postupne postupne vypínať a skontrolovať, či televízor stále funguje. Potrebujete iba základnú dosku a všetko, čo je pripojené k obrazovej trubici. Je potrebné, aby zobrazoval iba biely šum alebo modrú obrazovku. Krabicu môžete jednoducho uvoľniť od ostatných častí.
Na prednej strane konvertovanej televízie boli dva potenciometre. Jeden z nich slúžil na zapnutie a nastavenie hlasitosti a druhý na ovládanie jasu. Oba boli odstránené: prvý bol nahradený vypínačom (veľké červené tlačidlo), druhý musel byť nastavený na maximálny jas a fixovaný spájkovaním ďalších odporov do obvodu. Okamžite by ste mali venovať pozornosť tomu, že zariadenie so vstavanou reguláciou hlasitosti na prepracovanie nie je vhodné. Zosilňuje signál pripojený k televízoru a budete musieť hľadať zosilňovač na hlavnej doske, čo spôsobí ďalšie problémy. Reproduktory v tejto fáze je tiež možné vypnúť.

Príprava vychyľovacieho systému

Aby sa dosiahol osciloskopický obraz na obrazovke kineskopu, bude potrebné aplikovať generovaný zosilnený signál rámcových a horizontálnych synchronizačných impulzov na vychyľovacie cievky H a V. Ako to dosiahnuť, bude rozobrané o niečo neskôr a teraz je potrebné pripraviť vychyľovací systém. Cievky sú spojené so základnou doskou štyrmi kolíkmi. Je potrebné odpojiť vodorovné, červené a modré vodiče k nej. Po pripojení zariadenia iPod alebo počítača priamo k týmto výstupom môžete na obrazovke skúmavky zobraziť hudbu. Vertikálna cievka má žltý a oranžový vodič, ale na získanie skenovania 64 Hz je potrebné prepnúť na horizontálnu cievku.
Teraz musíte zistiť, kde sú cievky pripojené k malej doske plošných spojov na trubici trubice. Ak televízor nie je príliš nový, existujú iba dve cievky a 4 káble z nich k hlavnej doske. Inak bude viac cievok a v tejto forme nebude zmena fungovať. Neprestávajte však to, čo ste začali, a môžete trochu experimentovať. Medzitým predpokladáme, že drôty sú stále 4. Zostáva sa zaoberať drôtmi smerujúcimi do trubice. Podľa pravidla na pravej strane (F = qVxB) jednu z nich odstránime v náhodnom poradí. Ak sa po zapnutí zariadenia na obrazovke zobrazí vodorovná čiara, vertikálna cievka je deaktivovaná, ak je vertikálna, potom naopak. Zodpovedajúce konce nájde tester a označia sa.
Teraz sa horizontálne cievkové spojovacie vodiče odstránia z dosky s hlavnými obvodmi. Nezabudnite, že budete musieť zvládnuť frekvenciu 30 000 Hz a napätie viac ako 15 000 voltov. Budúci osciloskop ich nepotrebuje. Pred dotykom musia byť skratované, potom dobre izolované a umiestnené vo vnútri puzdra tak, aby sa po zapnutí prístroja nedotkli ničoho. Takže 60 Hz vertikálna značkovacia čiara je pripravená. Aby sa získala rovnaká vodorovná čiara 60 Hz, dva zvyšné vodiče vedúce do zvislej cievky sa spájkujú s vodorovnou čiarou. A vertikál bude vstupom osciloskopu na pripojenie obvodu zosilňovača.

Nastavenie skenovania

Ďalšia časť práce je najnebezpečnejšia, pretože sa vykoná po pripojení napätia. Buďte zvlášť opatrní! Snažíme sa pripojiť zdroj signálu na zvislú vychyľovaciu cievku (môže to byť MP3 prehrávač alebo počítačový výstup na slúchadlá). Ak chcete na obrazovke zobraziť jednu frekvenciu, skúste vytvoriť stabilný tón. Keď sa televízor zapne izolovaným skrutkovačom, opatrne sa dotknite drôtov vysokého napätia a zistite, k akým zmenám na obrazovke dôjde (váš asistent by to mal sledovať alebo použiť veľké zrkadlo).
Jeden z nich ovplyvní frekvenciu skenovania. Na doske, na ktorej vstupuje, musíte spájkovať odpor ladenia (približne 50 - 60 kOhm). Po overení funkčnosti jednotky môžete z tela zariadenia odstrániť rukoväť príslušného rezistora. Dokonca ani dokonale vykonané nastavenie horizontálnej frekvencie vám nedovolí vidieť horný rozsah, ale zobrazí iba vlnovú krivku na obrazovke. Existujúce prstencové plôšky môžete tiež prispôsobiť okolo úzkej časti trubice trubice. Zvyčajne sú čierne alebo tmavo šedé a tiež nepriamo kontrolujú výsledný obrázok.

Vstupný zisk

Všetko, čo sa doteraz urobilo, nám umožnilo vytvoriť dobrý vizualizér vstupného signálu. Dostatok na pripojenie konektora iPod k cievke vertikálnej odchýlky a znejúcej hudby sa zobrazí na obrazovke. Ale aby ste získali skutočný osciloskop, potrebujete ďalší zosilňovač (môžete ho zostaviť tam, kde bol umiestnený vyradený UHF / VHF tuner). Jeho nápad bol požičaný z niekoľkých tematických lokalít s cieľom získať minimálne náklady a maximálnu účinnosť. Základom bol vývoj Pavla Falstada a prezentovaná doska plošných spojov bola modifikovaným obvodom dvojtaktného zvukového zosilňovača.
Na jeho implementáciu potrebujeme: mikromontáž TL082, vrátane 2 operačných zosilňovačov, pár tranzistorov (napríklad 41НПН / 42ПНП), regulátor výkonu LM317, otočný spínač „Pole“, potenciometer 1 mOhm, 4 trimre 10 kOhm, 4 diódy 1A, transformátor 30 V AC, elektrolyt 1000 μF 50 V, dva elektrolyty 470 μF 16 V a 5 odporov (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm a 10 mOhm).
Prvý operačný zosilňovač riadi zisk vstupného signálu podľa vzorca R1 / R2, kde R1 je odpor vybraný pomocou otočného prepínača, R2 je 1 mΩ pot. Teoreticky je schopný zosilniť vstupný signál až 1 miliónkrát (s minimálnym 1 ohmom dostupným na otočnom spínači). Druhý zaisťuje, že tranzistory prijímajú potrebné napätie na otvorenie spojov a kompenzujú skreslenia. Potrebujú 0,7 V na otvorenie a 1,4 V na prepínanie.
Hotový obvod vyžaduje povinnú kalibráciu. Regulátor výkonu je navrhnutý pre rozdiel 30 V, takže operačný zosilňovač bude štandardne mať výstup + 15 / -15 V, ale pre dobrú filtráciu by jeho výstup mal byť o niekoľko voltov nižší ako napätie na kapacite 1 000 mikrofarad. Na tento účel existuje zastrihávač 1. Výstup obvodu je pripojený k horizontálnej vychyľovacej cievke. Hudba, ktorá prechádza obvodom, sa začína „odrezávať“ zhora / zdola. Aby ste tomu zabránili, zastrihávač 2 sa nastaví tak, aby sa horné časti klipov dotýkali okrajov obrazovky. Tým sa zníži napätie a zabráni sa preťaženiu tranzistorov preťažením vysokofrekvenčnej dráhy zariadenia (vypálenie vychyľovacej cievky).
Teraz môžete k televíznemu výstupu pripojiť zabudovaný reproduktorový systém. Pri nadmernom objeme sa pridá veľká záťažová odolnosť (napríklad 10 Ohm 1 W), pri nedostatku zvuku sa záťažová záťaž umiestni na vychyľovaciu cievku a potom sa táto rekalibruje. Aby ste sa chránili pred nadmerným nepríjemným zvukovým signálom pri sledovaní potrebného vstupného signálu, môžete do reproduktora nainštalovať spínač.

Zostavte dohromady

Ďalší zosilňovač môže generovať silné magnetické pole, preto by ste sa mali o jeho dizajn starať. Doska by mala byť čo najkompaktnejšia, s krátkymi zvodmi a dobrým zoskupením. Nepotrebuje špeciálne tienenie, ale aby sa predišlo rušeniu s inými televízormi vo vašej domácnosti, uistite sa, že je umiestnená v skrinke bez toho, aby spôsobovala rušenie hlavných uzlov. V extrémnych prípadoch môžete použiť drevené alebo plastové puzdro zlepené fóliou.
Pri demontáži televízora, keď sa odstraňoval analógový tuner, sa uvoľnil dostatočný priestor na inštaláciu transformátora s takouto doskou a dokonca sa objavil otvor pre hlavný vypínač. Je tiež žiaduce tieniť transformátor tak, aby nerušil televízne kanály. Terminály na pripojenie synchronizačného napätia a testovacieho signálu pripojte k doske iba tieneným vodičom.
Po pripojení transformátora k obvodu pripojte S1 a S2, spustite vstupné vodiče cez otvor v televíznom prijímači, výstup obvodu zapojte do reproduktora a cievky na odmietnutie. Vo všetkých vodivých pripojeniach použite minimálnu dĺžku vodiča, aby ste znížili rozptýlenú indukčnosť obvodu. Zostáva nájsť vhodné miesto na inštaláciu S1 a S2, zatvorte zadný kryt a pokračujte v testovacej jazde.

Kontrola výkonu zariadenia

Zostavený osciloskop svojou funkčnosťou nie je ani zďaleka hodný laboratórnych modelov, ale je nevyhnutný na použitie v jednoduchých projektoch, kde chcete vidieť priebeh. Určitá novinka má tiež schopnosť počuť študovaný signál, najmä pri prijímaní spätnej väzby pripomínajúcej „znaky“. V tomto príklade môžeme pozorovať zmenu signálu vyvolaného bežnou cievkou drôtu, keď je umiestnená na ľubovoľnom mieste, nad vnútorným transformátorom nástroja a keď je nad procesorom prenosného počítača.
Schopnosť zosilniť prichádzajúci signál je vynikajúcou vlastnosťou, ak nepotrebujete jeho absolútne presné parametre. Hluk s frekvenciou 60 Hz, zosilnený obvodom, sa doteraz dá určiť s dostatočnou chybou. Tento jav však spôsobuje aj túlavú indukčnosť vstupného vodiča. Len rušené uzemnenie všetkých častí obvodu môže znížiť rušenie.
Ukázaná cievka s vodičom pripojeným na vstup zariadenia umožňuje použitie veľkej indukčnosti so silným ziskom. Dokáže zistiť zdroje energie na niekoľko metrov, nasmerovať cievku v smere k transformátorom a potom vizuálne vidieť ich prácu. Môžete tiež zistiť umiestnenie procesora vo vnútri komplexného zariadenia. Cievku môžete použiť ako indukčný mikrofón umiestnením do blízkosti reproduktora, ktorý prehráva hudbu. Magnetické pole reprodukované cievkou reproduktora bude detegované a zosilnené vytvoreným zariadením, po ktorom sa prehrávaná hudba odrazí na trubici osciloskopu.
Môžete vizuálne sledovať zariadenie a činnosť internetového kanála. Ako vstupný signál sa na tento účel použila vyhradená domáca linka (120 VAC) a po zobrazení svojho „obrázku“ zariadenie stále funguje.
Pôvodný článok v angličtine