Oscylograf H3017. Jak rozebrać, oraz opis wnętrza urządzenia.

Zdjęcie urządzenia rosyjskiej produkcji. Oscylograf H3017.
Plomby były zabezpieczone więc jestem chyba pierwszą osobą rozkręcającą to urządzenie od nowości.
Kolejne etapy rozkręcania:

Widok bocznych. śrub od obudowy. Śruba od rączki przykryta plastykową osłoną.

Boczne śruby od obudowy oraz jedna od rączki.


Ściągnięta plastikowa osłona rączki.



Odkręcone boczne śruby.


Widok od góry po ściągnięciu obudowy.


Zdjęcie ścieżek na płycie.


Widok urządzenia od dołu. Widoczne są tu elementy na płycie.
W lewym górnym rogu jest widoczny transformator. Po prawej cztery kondensatory 100nF, 500V, będące elementami powielacza napięcia. Na prawo 4 diody od powielacza.
W dół od transformatora znajdują się dwa kondensatory filtrujące dla dodatniego i ujemnego napięcia potrzebne dla wzmacniacza operacyjnego będącego generatorem podstawy czasu. Na prawo od nich widać diodę zenera VD7, będącą stabilizatorem dla jednego z tych napięć.
Na środku widoczny jest kondensator C7, robiący filtrację dla napięcia anodowego pierwszego.
W dolnej części widać układ scalony który jest wzmacniaczem operacyjnym oraz tranzystory.



Dodatkowe zdjęcie ze zbliżeniem na fragment płyty od strony potencjometrów panelu.



Ogólnie konstrukcja prosta, jakość działania tragiczna. Potencjometry szaleją jak się je dotyka. Tor odchylania w pionie jest nieliniowy ma mniejsze wzmocnienie dla większych napięć wejściowych co ładnie widać na poniższym zdjęciu gdzie próbowałem wyświetlać kwadraty.


Ponieważ zafascynowała mnie prostota tego urządzenia i chęć przeanalizowania działania jakiegoś oscyloskopu, a ten wydaje się prosty w porównaniu do innych jakich widziałem.
Dodatkowo przedstawiam dalej opis działania odtworzony, na podstawie schematu.

Analiza schematu


Schemat oscylografu pokazuje, że nie jest to zbyt skomplikowane urządzenie, ale zrozumienie niektórych obwodów nie jest łatwe.

Sekcja zasilania
Analizę najłatwiej rozpocząć będzie od sekcji zasilania.


Analizując od lewej mamy złącze sieciowe, potem bezpiecznik F1, włącznik zasilania S2.
Kondensator C5, nie do końca wiem po co. Być może chodzi o dużą indukcyjność transformatora, aby nie niszczyła przełącznika przy wyłączaniu.
Po stronie wtórnej mamy 4 uzwojenia.
Pierwsze od góry z oznaczonymi wyprowadzeniami 11 i 12, generuje napięcie 112V. Jest ono prostowane jednokierunkowo diodą VD3 i filtrowane kondensatorem C7. Pomiar multimetrem pokazywał 117V napięcia na tym kondensatorze. Napięcie to podawane jest przez potencjometr R20 na nóżkę nr 9 lampy, czyli napięcie anodowe 2. W prawo idzie połączenie oznaczone numerem 7. Linia ta zasila wzmacniacze odchylania poziomego i pionowego.

Drugie uzwojenie z odczepami nr 10 i 9 generuje napięcie 12V, które jest prostowane diodą VD4 dla otrzymania dodatniego napięcia oraz diodą VD5 dla ujemnego. Oba jednopołówkowe prostowniki filtrowane są przez kondensatory C8 i C9.
Oba napięcia są stabilizowane. Napięcie dodatnie przy pomocy R23 i VD6, a napięcie ujemne przy pomocy R24 i VD7.
Przy okazji LED VD2 zasilany jest z dodatniego napięcia przez rezystor R29. Z tego co pamiętam to te napięcia są chyba tak około +/6V.
Tutaj przy odczepie nr 10 widać linię idącą do góry. Napięcie to jest również używane do synchronizacji podstawy czasu z siecią.

Uzwojenie z odczepami nr 3 i 4, zasila piny lampy 1 i 14, czyli uzwojenie żarzenia.

Ostatnie uzwojenie o pinach 14-15, zasila powielacz napięcia. Na rysunku wejście do powielacza oznaczone jest numerami 1-2. Powielacz składa się z 4 kondensatorów C11, C12, C15 C16 oraz czterech diod VD8, VD9, VD10, VD11. Na wyjściu powielacza pomiar multimetrem UT70B pokazał około -580V. Napięcie jest to ujemne względem punktu masy.
Napięcie to jest używane do generowania napięć zasilających lampę.

Obwód zasilania lampy


Idąc od lewej od góry pierwsza linia to zasilanie około 117V, z kondensatora C7, poprzez potencjometr R20. Zasila ona pin 9 lampy czyli anodę drugą będąca też przyspieszającą .
Druga linia od góry to wyjście z powielacza. Czyli napięcie około -580V.
Jest ono podawane przez rezystor R47 na cylinder Wehnelta.
Napięcie to jest również podawane na potencjometr od jasności plamki R42 który wraz z rezystorem R60 znajdującym się po prawej stronie, koło napisu 51k, rezystorem R41 i R38 tworzą dzielnik napięcia. Zmiana wartości potencjometru zmienia, wszystkie napięcia sterujące, ale najbardziej wþływa na napięcie między cylindrem Wehnelta a katodą, zmieniając w ten sposób jasność. Na dzielniku za rezystorem R60, umieszczony jest kondensator względem masy. Napięcie to oznaczone jest cyfrą 9. Dla uproszczenia rozumowania przerysowałem ten dzielnik:

Zmiana wartości rezystora R42 zmienia wartość napięcia między katodą a cylindrem Wehnelta, stąd steruje jasnością. Ponieważ zmienia wartość rezystancji sumy dzielnika wpływa też na zmianę napięcia na A1, która służy do regulacji ostrości. Napięcie na katodzie jest stabilizowane kondensatorem C?, którego numer ze schematu trudno odczytać.
Do katody dołączony jest kondensator który służy do wygaszania plamki przez podstawę czasu przy powrocie na początek ekranu. Gdy plamka przesuwa się po ekranie kondensator ten zwarty do masy.

Obwód wejściowy


Oscyloskop posiada dwa wejścia. Wejście oznaczone X3 wchodzi na dzielnik R3 R50 i podawane jest przez przełącznik na wejście wzmacniacza odchylania w poziomie.

Wejście X1 posiada dzielnik R1, R2. Wejście jest to wykorzystywane do odchylania w pionie. Sygnał jest podawany z bezpośrednio lub przez dzielnik na wzmacniacz. Wybór jest za pomocą przełącznika.

Wzmacniacze odchylania plamki
Wzmacniacz odchylania X

Wzmacnia zbudowany jest jako para różnicowa VT11 i VT22. Zasilanie doprowadzone linią nr 7, czyli około 117V. Wyjścia na kolektorach na linie 12 i 13, czyli do pinów 7 i 8 na lampie.
Tranzystor VT12, ma polaryzację bazy, czyli jedno z wejść wzmacniacza różnicowego sterowane potencjometrem, który widoczny jest na przednim panelu i służy do ustalania pozycji na ekranie wzdłuż osi czasu. Drugie wejście sterowane jest tranzystorem VT10 JFET z kanałem typu P(kp103l). Z jednej strony zasilany przez rezystor R52 5.6k, napięciem 6V, a z drugiej strony -6V. Bramka sterowana jest z dzielnika rezystora R50 1kOhm, gdy przełącznik jest w pozycji dolnej. Lub sygnałem piły z podstawy czasu. Jest to układ wtórnika.
Bramka ma punkt pracy w okolicach 0V. Przez tranzystor musi płynąć prąd ponad 1mA, wtedy napięcie na źródle spada poniżej 0V i złącze bramka-źródło spolaryzowane jest zaporowo. Dioda VD13 jest prawdopodobnie zabezpieczeniem przed zbyt dużym napięciem na bramce, aby nie przebić złącza w kierunku zaporowym.

Wzmacniacz odchylania Y




Para różnicowa VT5 i VT6 tworzy wzmacniacz do odchylania plamki odchylania osi Y w pionie. Wzmacniacz sterowany jest różnicowo z poprzedniego stopnia. Układ zasilany jest z 117V. Sygnał z kolektora podawany jest na płytki odchylania na lampie.
Wyjście przez rezystor R28 podawane jest dalej na tranzystor, który realizuje funkcjonalność triggera dla podstawy czasu. Wyjście w tym punkcie z pary różnicowej, powoduje, że wyzwalanie realizowane jest dla niskich częstotliwości, ponieważ C10 i R25 stanowią filtr, gdzie dla wyższych częstotliwości C10 stanowi zwarcie i sygnał różnicowy w tym punkcie jest nie widoczny.
Potencjometr R19 realizuje przesuwanie przebiegu na lampie w pionie. Środkowy punkt potencjometru połączony jest do masy przez R18, powoduje to zmianę impedancji obciążenia w taki sposób, że gdy odchodzimy od położenia środkowego to jedna linia widzi większą impedancję druga mniejszą, co powoduje asymetrie w sterowaniu VT5 i VT6, generując składową stałą na wyjściu, wokół której pojawia się sygnał zmienny.

Generator podstawy czasu


Do generacji podstawy czasu użyto wzmacniacza operacyjnego, który ładuje stałym prądem kondensator C17 lub C18 w zależności od wybranej szybkości podstawy czasu. Wybór następuje przełącznikiem S3. Wyjście sygnału piłokształtnego poprzez S3 podawane jest dalej na przełącznik S5, który wybiera źródło sygnału dla wzmacniacza odchylania osi X.
Synchronizacja podstawy czasu z przebiegiem następuje z wykorzystaniem tranzystora VT7, który jest sterowany niskoczęstotliwościową składową sygnału wejściowego. Sygnał jest podawany na przełącznik S4 dostępny na panelu, który wybiera czy źródłem wyzwalania ma być sygnał wejściowy czy sygnał sieciowy 50Hz podawany z jednego uzwojeń transformatora. Należy tu zaznaczyć, że poziom wyzwalania jest stały i nie ma możliwości regulacji.
Wzmacniacz pracuje z dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Zakładając zasilanie 6V i że tranzystor VT7 jest włączony, zwierając swój kolektor w przybliżeniu do masy. To dzielnik R44, R39 ,R35 ma podział przez 5. Stąd skoro na wyjściu wzmacniacza(pin nr 7), będzie trochę mniej około 5.5V, co daje 5.5/5 około 1.1V na wejściu nieodwracającym wzmacniacza, ustalając w tych okolicach próg przełączania.
Gdy na wyjściu wzmacniacza jest około 5.5V kondensator C17 lub C18 ładowany jest przez źródło prądowe zbudowane na VT8, R34, R36, R37 i potencjometr R13 dostępny na panelu do płynnej regulacji prędkości ładowania. Gdy napięcie na nóżce numer 10, wejściu odwracającym przekroczy około 1.1V wtedy wzmacniacz na wyjściu przełącza się na około -5.5V. Powoduje to szybkie rozładowanie pojemności C17, C18 przez przewodzące złącze kolektor-baza VT8 i diodę VD12.
W sytuacji gdy wyjście wzmacniacza jest ujemne, dzielnik R35, R39, R44 ustala następujące napięcie −5,5×10÷(39+10+1,8)=-1V.
Baza tranzystora VT7 dostaje sygnał sterujący w ten sposób, że gdy napięcie na wejściu pomiarowym narasta to tranzystor jest przymykany.(gdy sygnał wejściowy narasta to napięcie na wyjściu bufora VT1, wzrasta, jest ono podawane na bazę VT3, co powoduje spadek napięcia na kolektorze VT3, podawane jest dalej na bazę VT6 powodując zmniejszenie jego prądu, a więc spadek napięcia podawanego na bazę VT7) .Powoduje to wzrost napięcia na kolektorze V7, więc wzrost napięcia na wejściu nieodwracającym wzmacniacza.
W analizie założyłem, że na kolektorze VT7 jest około 0V prawdopodobnie płynie przez niego prąd około 1mA,, a nie wiem czy tak jest, stąd można przyjąć obliczenia za bardzo przybliżone.
Przyznam, że do końca nie rozumiem tego układu wyzwalania choć wydaje się, że wyzwalanie następuje na zboczu opadającym sygnału obserwowanego, ponieważ to powoduje obniżenie progu przełączania wzmacniacza, a więc powrót plamki do początku ekranu. Nie testowałem też urządzenia z różnymi sygnałami więc nie wiem jak dobrze ten układ się sprawuje.
Jak ktoś wie jak to działa, albo ma pomysł albo czas to zapraszam do dyskusji.

Obwód wygaszania plamki
Na schemacie widoczny jest jeszcze tranzystor VT9, którego kolektor podłączony jest przez kondensator do katody. Jest to obwód wygaszania plamki. W momencie gdy plamka jest przesuwana po ekranie, wzmacniacz operacyjny włącza tranzystor VT9, ściągając kolektor do masy, co powoduje również że kondensator C20 jest naładowany ujemnym napięciem katody. W momencie przełączenia wyjścia wzmacniacza operacyjnego na sygnał ujemny tranzystor zostaje na chwilę wyłączony, co powoduje podłączenie rezystora R48 100k z kondensatorem, i do napięcia 117V, usuwając na chwilę przyspieszającą elektrony różnicę potencjałów między anodą 2, a katodą, powodując zniknięcie plamki.


Wzmacniacz wejściowy


Sygnał wejściowy jest podawany z przełącznika S1, przez R4,C4 na bramkę jfeta typu P.
Jest to prawdopodobnie obwód, to wypłaszczania pasma.
Obwód jest zasilany z 6V przez rezystor R10 1k, którego napięcie jest filtrowane za pomocą C6.
Wygląda to jakby filtr R10, C6 był potrzebny aby zakłócenia z innych stopni jak na przykład podstawy czasu nie przedostawały się na wejście.
Układ jest topologią wtórnika, ale wyjście nie jest na źródle tylko na rezystorach. Stąd układ robi za bufor o wzmocnieniu mniejszym od 1. Potencjometr R8 na panelu(balans) reguluje za jednym razem wzmocnienie oraz składową stałą na wyjściu, co przesuwa pozycję rysowanego przebiegu wzdłuż osi Y. Od strony bramki jest regulowany układ polaryzacji, potencjometrem R62.
Na bramce utrzymywane jest napięcie ujemne, ponieważ obwód zasilany jest z -6V.
Dioda VD1 to prawdopodobnie zabezpieczenie przed zbyt dużym napięciem.
Nie wiem do końca czym jest element oznaczony R. Wyjście z tego pewnie potencjometru podawane jest na dzielnik R12, R11 do regulacji wzmocnienia.

Użytkowanie tego układu regulacji w mojej opinii jest tragiczne, każda zmiana wzmocnienia, wymaga korekcji pozycji za pomocą R8, a w skrajnych położeniach nawet za pomocą R19.
Ciekawe jest, że nazwali potencjometr R12 nazwą плавно co według słownika oznacza płynnie.

Zaznaczam, że analiza jest przybliżona i możliwe są niedociągnięcia, nie pomierzyłem wszystkiego dokładnie, robiłem uproszczenia.