Det finns olika instruktioner på Internet för att förvandla en gammal (ibland delvis icke-fungerande) TV till ett widescreen-oscilloskop. Den här artikeln kommer också att berätta hur du skapar en anständig elektronisk enhet med enkla modifieringar för en total kostnad på cirka $20. För att ingångssignalen ska visas på skärmen och reproduceras genom TV-högtalaren måste du montera en enkel enhet som växlar strömförsörjningskretsen till avböjningssystemet. Naturligtvis kan du inte sträcka ut ett stort frekvensspektrum med en sådan enhet (faktiskt 20-20 000 kHz), men att övervaka lågfrekventa svängningar är ganska lättillgängligt.
Titta på videon
Du kan också installera enhetens huvudkontakter och kontroller i tv-fodralet (lyckligtvis tillåter utrymmet detta). Till exempel kommer närvaron av en RCA-kontakt att vara ett utmärkt sätt att ansluta en iPod och samtidigt tillåta tillförsel av växelspänningssignaler från millivolt till hundratals volt. I närheten kan du placera en 1 mOhm trimmer och en 6-sektions vridomkopplare. En liten trimmer kommer att vara bekväm att kontrollera den horisontella skanningsfrekvensen, och en ljusröd knapp är lämplig för att slå på enheten.
Det återstår att tillägga att detta anslutningsdiagram inte är lämpligt för alla TV-modeller och är mer användbart för personer som vet hur man hanterar kretsar och har erfarenhet av elektronik. Men själva idén innehåller många intressanta poäng.
Säkerhetskrav
Genomförandet av det beskrivna projektet innebär att utföra arbete nära en öppen tv-transformator och högspänningskondensatorer. Spänningen vid magnetronen når 120 kV! För att eliminera risken för dödlig elektrisk stöt måste lämpliga säkerhetsåtgärder följas strikt. Det första steget för att utföra någon åtgärd bör vara att helt strömlösa enheten. Här får vi inte glömma högspänningskondensatorer. Därför avlägsnas högspänningsenhetens skyddshölje extremt försiktigt. Det är viktigt att inte skada ledningarna på kretskortet eller vidröra dess exponerade kontakter.
Därefter måste du kraftfullt ladda ur stora kapaciteter (50 V eller mer). Detta görs med en välisolerad skruvmejsel eller pincett. Deras kontakter är stängda till varandra eller till huset tills de är helt urladdade. Du bör inte göra detta på ett kretskort, eftersom spåren kan brinna ut. När du utför arbete eller testar enheten, se till att någon i din närhet finns i närheten som kan ringa läkare eller ge första hjälpen.
Funktionsprincip
Katodstrålerör (CRT) TV-apparater och oscilloskop anses vara de mest utbytbara enheterna. Dessutom är en tv-mottagare mer komplex än ett grundläggande laboratorieoscilloskop. För att göra om den räcker det att bli av med några av de inbyggda TV-funktionerna och lägga till en enkel förstärkare. När allt kommer omkring skapas varje ovikt linje på TV-skärmen av en elektronstråle, som snabbt skannas genom det genomskinliga materialet i rörets självlysande substrat.
De laddade elektronerna styrs av elektriska och magnetiska fält som skapas av spolar placerade bakom röret. Dessa trådkärnor avböjer strålen horisontellt och vertikalt och styr bildens placering på skärmen. För att justera den till mitten av oscilloskoplinjen är det nödvändigt att göra några ändringar av dem.
Låt oss komma ihåg att videosignalen producerar 32 bildrutor per sekund, som var och en består av två "interlaced" bilder (det vill säga 64 bildrutor skannas). NTSC-standarden definierar 525 rader i skärmformatet, andra standarder har något annorlunda värden. Detta innebär att för att återge en fylld bild på skärmen måste elektronstrålen avböjas vertikalt var 1/64:e sekund (frekvens 64 Hz), och horisontellt 1/(64x525) sekund (frekvens 32000 Hz). För att säkerställa sådana värden överstiger nättransformatorns spänning 15 000 volt. I det här fallet fungerar enheten som en TV och skapar en detaljerad bild på skärmen.
För att få den att rita en bild på en mycket tunn linje som är vertikalt avböjd av insignalen måste du justera antalet varv på skärmspolarna. Det är också viktigt att "arbeta" med induktorspolen. Dess impedans beror på frekvensen. Ju högre frekvens, desto svårare blir det att visa den på skärmen. Med en ytterdiameter på den toroidformade kärnan på 10 mm och en tjocklek på 2 mm bör lindningarna I och III vardera innehålla 100 varv PELSHO 0,1 tråd och lindning II bör innehålla 30 varv.
Det är också värt att komma ihåg att signalen på en TV är matematiskt integrerad. Detta gör att den ingående fyrkantvågen visas som en triangelvåg på skärmen och den ingående triangelvågen som en sinusvåg. Detta gäller bara bilden, inte ljudet. Sinusvågor kommer att visas utan distorsion.Fenomenet kommer inte att vara lika märkbart på mycket gamla TV-apparater som kan visa vitt brus eller en blå skärm när det inte finns någon signal, snarare än att automatiskt stänga av bilden.
Ta bort onödiga noder
I vårt fall använde vi en gammal tv-mottagare med 15-tumsskärm och en klassisk UHF/VHF-tuner. Det är inte nödvändigt att skapa ett oscilloskop, så du kan omedelbart ta bort tunern och glömma dess existens. Du kan också gradvis koppla bort onödiga moduler en efter en och kontrollera att TV:n fortfarande kan fungera. Du behöver bara huvudkortet och allt som är kopplat till kinescope. Det är nödvändigt att den bara visar vitt brus eller en blå skärm. Du kan helt enkelt tömma lådan på de återstående delarna.
TV:n som konverteras hade två potentiometrar på framsidan. En av dem tjänade till att slå på och justera volymen, och den andra styrde ljusstyrkan. Båda togs bort: den första ersattes med en strömbrytare (stor röd knapp), den andra måste ställas in på maximal ljusstyrka och fixeras genom att löda in ytterligare motstånd i kretsen. Du bör omedelbart notera att en enhet med en inbyggd volymkontroll inte är lämplig för modifiering. Det förstärker signalen som är ansluten till TV:n och du måste leta efter en förstärkare på moderkortet, och detta kommer att orsaka ytterligare problem. Högtalarna kan också stängas av i detta skede.
Förbereder avböjningssystemet
För att uppnå en oscilloskopbild på kinescope-skärmen måste du applicera den genererade förstärkta signalen av vertikala och horisontella synkpulser till avböjningsspolarna H och V. Hur man får det kommer att diskuteras lite senare, men nu är det nödvändigt att förbereda avböjningssystemet.Spolarna är anslutna till huvudkortet med fyra stift. Du måste koppla bort den horisontella, de röda och blå ledningarna går till den. Genom att ansluta en iPod eller dator direkt till dessa uttag kan du visa musik på kinescope-skärmen. Den vertikala spolen har en gul och orange tråd, men för att få en 64Hz scan måste de bytas till den horisontella spolen.
Nu måste du hitta var spolarna ansluter till det lilla kretskortet på bildrörsröret. Om tv-mottagaren inte är särskilt ny finns det bara två spolar och 4 ledningar går från dem till huvudkortet. Annars kommer det att finnas fler spolar och modifieringen kommer inte att fungera i denna form. Men ge inte upp det du började, och du kan experimentera lite. För tillfället kommer vi att anta att det fortfarande finns 4 trådar.Det återstår att ta itu med trådarna som går till kinescope. Enligt högerregeln (F=qVxB) tar vi bort en av dem i slumpmässig ordning. Om, när du slår på enheten, en horisontell linje visas på skärmen, är den vertikala spolen inaktiverad, om den är vertikal, då vice versa. Motsvarande ändar hittas av testaren och markeras.
De horisontella spolanslutningsledningarna är nu borttagna från huvudkretskortet. Glöm inte att du kommer att behöva hantera en frekvens på 30 000 Hz och en spänning på mer än 15 000 volt. Det framtida oscilloskopet behöver dem inte. Innan de berörs måste de kortslutas, sedan välisoleras och placeras inuti fodralet så att de inte rör vid någonting efter att enheten har slagits på. Så den 60 Hz vertikala markeringslinjen är klar. För att få samma horisontella linje på 60 Hz löder vi de två återstående ledningarna som går till den vertikala spolen till den horisontella.Och den vertikala kommer att bli ingången till oscilloskopet för anslutning av förstärkarkretsen.
Sweep inställning
Den ytterligare delen av arbetet är den farligaste, eftersom det kommer att utföras med spänningen ansluten. Var särskilt försiktig! Vi försöker ansluta signalkällan till den vertikala avböjningsspolen (detta kan vara en MP3-spelare eller en datorhörlursutgång). För att visa en frekvens på skärmen, försök att generera en konsekvent ton. Med TV:n påslagen, använd en isolerad skruvmejsel för att försiktigt röra vid högspänningskablarna en efter en, ta reda på vilka förändringar på skärmen detta kommer att leda till (din assistent bör titta på detta eller använda en stor spegel).
En av dem kommer att påverka skanningsfrekvensen. På brädet där det kommer in måste du löda ett trimmermotstånd (cirka 50-60 kOhm). Efter att ha kontrollerat att enheten fungerar kan du ta bort handtaget på det berörda motståndet från enhetens kropp. Även en oklanderligt utförd horisontell frekvensinställning låter dig inte se det övre intervallet, utan visar bara rullningsvågformen på skärmen. Du kan också anpassa de befintliga ringflikarna runt den smala delen av kinescope-röret. De är vanligtvis svarta eller mörkgrå till färgen och styr även indirekt den slutliga bilden.
Inkommande signalförstärkning
Allt som har gjorts fram till denna punkt har gjort det möjligt för oss att skapa en bra insignalvisualiserare. Det räcker med att ansluta iPod-uttaget till den vertikala avböjningsspolen och den ljudande musiken kommer att visas på skärmen. Men för att få ett riktigt oscilloskop behöver du en extra förstärkare (du kan montera den där den kasserade UHF/VHF-tunern var placerad).Hans idé lånades från flera tematiska webbplatser för att få minimal kostnad och maximal effektivitet. Designen av Pavel Falstad togs som grund, och det presenterade kretskortet är en modifierad krets av en push-pull ljudförstärkare.
För att implementera det behöver vi: en TL082-mikroenhet, inklusive 2 op-amps, ett par transistorer (till exempel 41NPN/42PNP), en LM317-strömregulator, en Pole-rotationsströmbrytare, en 1 mOhm-potentiometer, två 10 kOhm-trimers, 4 1A dioder, en transformator för 30 VAC, 1000 µF 50 V elektrolyt, två 470 µF 16 V elektrolyter och 5 motstånd (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm och 10 mOhm).
Den första operationsförstärkaren styr förstärkningen av insignalen med formeln R1/R2, där R1 är resistansen som väljs av vridomkopplaren, R2 är 1 mOhm-potten. Teoretiskt sett kan den förstärka insignalen upp till 1 miljon gånger (med minst 1 ohm närvarande på vridomkopplaren). Den andra övervakar att transistorerna får den nödvändiga spänningen för att öppna korsningarna och kompenserar för distorsioner. De behöver 0,7 V för att öppna och 1,4 V för att byta.
Den färdiga kretsen kräver obligatorisk kalibrering. Strömregulatorn är designad för en skillnad på 30 V, så operationsförstärkaren kommer vanligtvis att mata ut +15/-15 V, men för bra filtrering bör dess uteffekt vara några volt lägre än spänningen över 1000 uF kondensatorn. För detta ändamål finns trimmer 1. Kretsens utgång är ansluten till den horisontella avböjningsspolen. Musik som passerar genom kretsen börjar "klippas av" längst upp/botten. För att undvika detta justeras trimmer 2 tills toppen av klämmorna vidrör kanterna på skärmen. Detta kommer att sänka spänningen och förhindra transistorerna från att överbelasta enhetens RF-bana (bränna avböjningsspolen).
Nu kan du ansluta det inbyggda högtalarsystemet till TV-utgången. Om volymen är för hög läggs ett stort belastningsmotstånd till (till exempel 10 Ohm 1 W); om det inte finns tillräckligt med ljud placeras belastningsmotståndet på avböjningsspolen, varefter den senare omkalibreras. För att skydda dig mot onödiga störande pip medan du skannar efter önskad insignal kan du installera en strömbrytare på högtalaren.
Få alltid att falla på plats
En extra förstärkare kan generera ett starkt magnetfält, så det är värt att ta hand om dess design. Tavlan bör göras så kompakt som möjligt, med korta ledningar och bra gruppering. Den kräver ingen speciell avskärmning, men för att undvika störningar med andra TV-apparater i ditt hem, se till att den sitter i fodralet utan att störa huvudkomponenterna. Som en sista utväg kan du använda en trä- eller plastlåda täckt med folie på insidan.
I TV:n som demonterades, när man tog bort den analoga tunern, frigjordes tillräckligt med utrymme för att installera en transformator med ett sådant kort, och det fanns till och med ett hål för strömbrytaren. Det är också lämpligt att skärma transformatorn för att inte skapa störningar på TV-kanaler. Anslut terminalerna för anslutning av synkroniseringsspänningen och signalen som studeras till kortet endast med en skärmad tråd.
Efter att ha anslutit transformatorn till kretsen, anslut S1 respektive S2, dra ingångskablarna genom hålet i TV-mottagarens kropp, anslut kretsens utgång till högtalaren och avböjningsspolen. En minsta ledningslängd bör användas i alla anslutningar som görs för att minska läckande slinginduktans.Allt som återstår är att hitta en lämplig plats att installera S1 och S2, stänga bakluckan och starta provkörningen.
Kontrollera enhetens funktionalitet
När det gäller funktionalitet är det sammansatta oscilloskopet långt ifrån värdiga laboratoriemodeller, men är oumbärligt för användning i enkla projekt där du behöver se vågformen. En viss nyhet är också förmågan att höra signalen som studeras, speciellt när man får feedback som liknar "tecken". I exemplet under övervägande kan man observera en förändring i signalen inducerad av en konventionell trådspole när den är placerad på en godtycklig plats, ovanför enhetens interna transformator och när den är placerad ovanför den bärbara datorns processor.
Möjligheten att förstärka den inkommande signalen är en utmärkt funktion om du inte behöver den för att vara helt exakt. 60 Hz bruset som förstärks av kretsen kan fortfarande detekteras med rimlig noggrannhet. Men detta fenomen orsakas också av ingångstrådens ströinduktans. Endast skärmad jordning av alla delar av kretsen kan minska störningar.
Den demonstrerade trådspolen ansluten till enhetens ingång tillåter användning av stor induktans med hög förstärkning. Den kan upptäcka strömkällor flera meter bort genom att rikta spolen mot transformatorernas placering och sedan visuellt se deras funktion. Du kan också upptäcka processorns plats inuti en komplex enhet. Du kan använda spolen som en induktiv mikrofon genom att placera den nära en högtalare som spelar musik. Magnetfältet som reproduceras av högtalarspolen kommer att detekteras och förstärkas av den skapade enheten, varefter musiken som spelas kommer att reflekteras på oscilloskopets kineskop.
Du kan tydligt se hur internetkanalen fungerar på enheten.En dedikerad hemlinje (120 VAC) användes som insignal för detta, och efter att ha visat sin "bild" fungerar enheten fortfarande.
Originalartikel på engelska
