Elektronika rozwija się w zawrotnym tempie, technologie się zmieniają, a wraz z nimi zmieniają się narzędzia potrzebne przy projektowaniu, budowie i naprawie urządzeń elektronicznych. To, co kiedyś było marzeniem każdego hobbysty, teraz jest porzucone, zapomniane, niepotrzebne. Czasami, niektóre z narzedzi znajdują niszowe zastosowania w mocno wyspecjalizowanych dziedzinach, ale współcześni hobbyści w większości nawet nie wiedzieliby, do czego one służą i jak działają. Inne narzędzia zostały wyparte przez lepsze rozwiązania albo w ogóle nie miały okazji zagościć w warsztatach polskich amatorów lutowania. Chciałbym kilka z nich przypomnieć.
Lutownice bez regulacji temperatury
W świecie zachodnim popularne do czasów pojawienia się półprzewodników, a nawet wcześniej wypierane były przez sprzęt wyposażony w jakąś formę termostatu. W biedzie PRLu jednak te relikty przetrwały do lat 90tych, a nawet teraz niektórzy upierają się używać prymitywnych lutownic transformatorowych, bo do tego przywykli. Moje pierwsze dwie lutownice były transformatorowe. Trzecia, którą dostałem w prezencie, była lutownicą grzałkową z "grotem" zrobionym chyba z gwoździa.
Narzędzia te odeszły w kolektywną niepamięć na Zachodzie z prostej przyczyny: brak regulacji temperatury i nadmiar mocy bez precyzyjnej kontroli prowadzą do łatwego przegrzania komponentów i laminatu. Gdy lutowano grube druty do ceramicznych podstawek lampowych, nadmierna temperatura i moc nie były problemem. Ba, czasem wręcz były zaletą, bo te lutownice radziły sobie świetnie w sytuacjach, gdy mamy dużą pojemność termiczną do pokonania. Oczywiście, sprawny operator lutownicy transformatorowej potrafi lutować nią nawet drobne i delikatne komponenty SMD, są nawet groty typu "minifala" do lutownic transformatorowych - sam taki raz kupiłem. Jednak spora masa lutownicy transformatorowej szybko męczy rękę, co prowadzi do drżenia i do popełniania błędów.
Lutownice oporowe bez regulacji są jeszcze gorsze - nagle przytykamy grot o nieznanej, ale za wysokiej temperaturze do płytki i komponentu, i liczymy, że cyna stopi się, nim od nadmiaru ciepła ścieżka się odklei, albo komponent spali. Nawet najtańsze lutownice oporowe dostępne na rynku mają jakąś formę regulacji, choćby w formie termostatu bimetalowego w rączce. Dołożenie regulatora mocy do lutownicy oporowej nie mającej żadnej regulacji zmienia ją w dużo bezpieczniejsze narzędzie, bo można sobie ograniczyć maksymalną temperaturę metodą prób i błędów z płytką i tak przeznaczoną "na straty".Czy to ma sens? Nie za bardzo, bo najtańsze lutownice z regulacją temperatury i o mocy 60W są dostępne za mniej niż 50 złotych. Generalnie uważam, że jedynym miejscem lutownic transformatorowych czy oporowych bez regulacji jest walka z dużą pojemnością termiczną grubych kabli, wielkich komponentów i wylewek masy. Do lutowania precyzyjnego potrzeba już lutownicy oporowej lub hot-air z regulacją temperatury. Dlatego cieszę się, że akurat te prymitywne narzędzia odchodzą w zapomnienie także i u nas.
Grid Dip Meter
Przyznam się szczerze, że nie znam polskiej nazwy tego instrumentu. Nie jestem nawet pewien, czy ma polską nazwę. Jest to instrument pozwalający bezdotykowo testować obwody rezonansowe układów radiowych. Oryginalnie przyrząd ten był zbudowany na bazie pojedynczej lampy pracującej jako generator przestrajalny LC. Poza samą lampą (najczęściej triodą lub pentodą) układ zawierał też mikroamperomierz w obwodzie siatki. Cewka, nieekranowana, znajdowała się w górnej części przyrządu, a na froncie był mirkoamperomierz i pokrętło ze skalą częstotliwości. Cewkę przyrządu zbliżało się do cewki obwodu rezonansowego w układzie, a następnie regulowało się częstotliwość, póki prąd siatki nie spadł. Odczytana częstotliwość była częstotliwością rezonansową badanego obwodu. Układ mógł pracować też w drugą stronę: ustawiamy pożądaną częstotliwość na instrumencie i stroimy obwód rezonansowy układu, aż prąd siatki spadnie, sygnalizując osiągnięcie częstotliwości rezonansowej.
Późniejsze wersje grid dip metera używały tranzystorów, a dodatkowo miały wymienne zestawy cewek, czasem z dodatkowymi kondensatorami, by móc pracować dla wielu zakresów częstotliwości. Obecnie te instrumenty zniknęły z arsenału elektronika, bo przydają się głównie przy strojeniu obwodów rezonansowych, czego już prawie nikt nie robi. Nawet krótkofalowcy, którzy używali tych mierników przez dekady przy budopwie swoich sprzętów nadawczo-odbiorczych już ich nie potrzebują - kupują "gotowce". Ponadto analogowe generatory lokalne zostały zastąpione syntezą PLL i DDS, a zamiast ręcznie wykonanych filtrów pasmowych stosuje się albo gotowe, dedykowane układy, albo filtry na bazie rezonatorów. SDR też "wykosiło" zapotrzebowanie na konstrukcje DIY.
Przez lata rozważałem budowę tego instrumentu, ale zawsze powstrzymywał mnie brak porządnego miernika częstotliwości. Teraz ten problem mam za sobą, więc być może przykładowy grid dip meter zostanie wykonany i przedstawiony na Elektrodzie, jeśli będzie zainteresowanie.
Tester lamp elektronowych
Kiedyś niezbędnik każdego serwisu RTV, teraz sprzęt poszukiwany przez wąskie grono konstruktorów i szersze grono sprzedawców lamp. Tester pozwalał sprawdzić różne lampy elektronowe pod kątem sprawności, a także zmierzyć ich istotne parametry. Do wyboru był typ lampy, konfiguracja wyprowadzeń, napięcie żarzenia, rodzaj żarzenia: prądem zmiennym lub stałym, napięcie anodowe, prąd siatki, etc. Tester pozwalał m.in. zmierzyć prąd anody i sprawdzić, czy lampa w ogóle działa. Bardziej zaawansowaną wersją testera był opisany poniżej charakterograf. Testery lamp przestały być potrzebne, gdy zrezygnowano z technik lampowych. Teraz są poszukiwanymi urządzeniami wśród audiofilów i ludzi na audiofilach zarabiających.
Oscylograf
Elektromechaniczny przodek oscyloskopu, wciąż jednak występujący jako element najróżniejszych urządzeń. Oscylografy rysowały badane sygnały na taśmie papierowej, która przesuwała się pod rysikiem sprzężonym z przetwornikiem elektromechanicznym. Oscylografy pozwalały podglądać intymne życie sygnałów zmiennych, ale miały ograniczone pasmo przenoszenia z powodu konieczności przesuwania fizycznego rysika po taśmie. Obecnie najczęściej widzimy je jako elementy aparatury EKG i EEG, a także jako część rejestrującą sejsmografów. Stosowane też były w rejestratorach różnych wartości w przemyśle, na przykład przy kontroli procesów. Nadal się je spotyka, gdyż są proste i dość trwałe, więc zwykle nie ma potrzeby ich wymieniać.
Ciekawostką są "oscylografy" będące prymitywnymi oscyloskopami, gdzie nie ma układu wyzwalania, i jedynym sposobem ustabilizowania przebiegu na ekranie jest taka regulacja częstotliwości/podstawy czasu, by przebieg zatrzymać. Urządzenia te występowały przez krótki okres czasu, gdyż oscyloskopy z wyzwalaniem były dużo bardziej użyteczne, mimo większego skomplikowania, a zatem kosztów.
Charakterograf
Kolejny, niszowy instrument, występujący zarówno jako zintegrowane urządzenie, jak i w formie przystawki do oscyloskopu. Spotykany częściej w laboratoriach producentów lamp i półprzewodników oraz w uczelnianych pracowniach, rzadziej w rękach hobbystów. Charakterograf pozwalał wyznaczyć zależność napięcia zasilającego element i prądu przezeń płynącego. Najprostszym przykładem jest wyznaczanie zależności prądu przewodzenia i napięcia przewodzenia diody. Dla tranzystorów bipolarnych można wyznaczyć prąd kolektora dla różnych napięć kolektor-emiter i wybranego prądu bazy. Charakterograf generuje zmienne napięcie między dwoma terminalami i jednocześnie mierzy prąd przez nie płynący. Dodatkowo może posiadać dodatkowy terminal dla stałego, przełączanego prądu dla elementów wzmacniających. W praktyce elektronika-hobbysty jest to urządzenie zbędne, jako że wyznaczone charakterystyki są dostępne w notach katalogowych.
Spotkałem się w przeszłości ze schematami prostych przystawek oscyloskopowych realizujących funkcję charakterografu, i rozważałem nawet wykonanie, ale w ostateczności doszedłem do wniosku, iż jest to zwyczajnie strata czasu. Ponadto precyzyjną wersję przystawki można zrealizować używając mikrokontroler, przetwornik ADC i szczyptę elektroniki analogowej. Polecam jako eksperyment myślowy dla początkujących.
Wobuloskop
Rezultat połączenia wobulatora i oscyloskopu (z dodatkiem wzmacniacza logarytmicznego i idealnego prostownika) przeznaczony do realizacji jednego, specyficznego rodzaju pomiarów. Wobulator zaś to po prostu generator, który sam się przestraja od jednej częstotliwości do drugiej, "omiatając" wybrany zakres. Wobuloskop generuje właśnie taki sygnał zmiennej częstotliwości i podaje ten sygnał na wejście badanego układu. Sygnał z wyjścia tego układu trafia (przez wzmacniacz logarytmiczny i prostownik) na wejście części oscyloskopowej. Na ekranie wyświetlana jest amplituda sygnału (w dB) w funkcji częstotliwości. Inaczej pisząc wobuloskop pozwala zbadać pasmo przenoszenia wzmacniaczy i filtrów.
Obecnie tradycyjne wobuloskopy ze względu na wąską dziedzinę zastosowań są instrumentami rzadkimi. Zamiast nich można spotkać przystawki oscyloskopowe realizujące te same funkcje. W ostatnich latach funkcja rysowania wykresów Bodego, czyli właśnie zależności amplitudy (i fazy) od częstotliwości pojawia się w coraz tańszych oscyloskopach cyfrowych. Do użycia tej funkcji potrzebny jest generator z funkcją wobulatora. Sygnał z niego podawany jest zarówno na wejście badanego układu, jak i na wejście jednego z kanałów oscyloskopu. Sygnał wyjściowy układu podawany jest na drugi kanał oscyloskopu, ten zaś realizuje analizę FFT i rysuje wykres Bodego.
Dla budowniczych sprzętu audio analizy pasma przenoszenia, fazy, a także wielu innych, istotnych parametrów można zrealizować z użyciem zwykłego komputera. Programy te używają wyjścia audio karty dźwiękowej do generowania sygnałów testowych, oraz wejścia mikrofonowego lub liniowego do ich mierzenia. Przed właściwym pomiarem wyjście i wejście łączy się ze sobą by program mógł "odjąć" pasmo i inne parametry karty dźwiękowej od właściwego pomiaru.
Sonda logiczna
Bieda-wersja analizatora. Jeden kanał, i możemy sprawdzić tylko, czy stan jest niski, wysoki czy zmienny. Projekt dość popularny w czasach, gdy analizatory kosztowały tyle, co kilka miesięcznych pensji, a komputery spotykało się głównie w księgowości co bogatszych firm. Jednym z pierwszych moich kitów była sonda logiczna z wyświetlaczem siedmiosegmentowym w formie przystosowanej do ukrycia w obudowie zużytego mazaka. Diabli teraz wiedzą, gdzie to się podziało...
Analizator stanów logicznych
Ten instrument przeszedł pewną ewolucję i nie tyle odszedł, co zmienił formę. Analizatory logiczne z czasów świetności komputerów na układach TTL i CMOS często same były mocno specjalizowanymi komputerami przypominającymi wyglądem oscyloskopy. W miejscu gniazd BNC było szerokie, wielopitowe gniazdo, do którego można było podłączyć taśmę zakończoną haczykami pomiarowymi. Na ekranie można było wyświetlić stany logiczne na wszystkich wejściach, a oprogramowanie pozwalało reagować na określone stany czy kombinacje stanów, czy dekodować protokoły szeregowe i równoległe wtedy stosowane. Z czasem jednak zapotrzebowanie na przyrząd mogący analizować stany wielu linii na raz spadło. Hobbyści dostali proste analizatory podpinane do komputera albo przez port równoległy, albo do gniazda USB. Dekodowanie protokołów szeregowych stało się jedną z funkcji cyfrowych oscyloskopów, często płatną, dla amatorów dostępną po prostym shackowaniu urządzenia, co spopularyzował Rigol, czasem dodawaną gratis, jak w niektórych modelach Siglenta. Jednocześnie pojawiły się droższe oscyloskopy mieszane, MSO, które poza wejściami analogowymi oferowały 8/16/32 wejścia cyfrowe. To eliminuje konieczność posiadania dedykowanego narzędzia, jak i potrzebę używania komputera.
Warto pamiętać, iż hobbyści nieczęsto potrzebują analizować więcej, jak cztery sygnały logiczne na raz, a osiem wystarczy nawet w szczególnych sytuacjach. Jeśli ktoś nie zajmuje się wielobitowymi szynami danych i adresów czy komputerami na układach logicznych i mikroprocesorach, to raczej dedykowanego analizatora logicznego, czy oscyloskopu z funkcją MSO potrzebował nie będzie. Im wystarczą ośmiokanałowe przystawki za ~50 złotych, jak chińskie klony Saleae Logic 8.
Zasilacz warsztatowy z przełącznikiem napięć
To jedno z tych urządzeń, co ma sens i sensu nie ma. Zasilacze takie, popularne swego czasu w szkolnych pracowniach fizycznych i jako uproszczona wersja zasilacza regulowanego. Sens ma, bo większość elektroników używa tylko kilku napięć: 3,3V, 4,2V 5V, 9V, 12V i 24V. Ale trafiają się też sytuacje, gdy płynna regulacja też się przydaje. Dlatego zasilacze przełączane z rynku niemal całkowicie zniknęły. Fajnie by było jednak zobaczyć zasilacz, gdzie mamy kilka standardowych napięć do wyboru + napięcie nastawiane ręcznie. Ograniczenie prądowe też można tak zrealizować: kilka wartości typowych + wartość własna. Bardziej zaawansowane zasilacze laboratoryjne z cyfrowym sterowaniem oferują opcję nastaw domyślnych, ale zwykle ograniczają się do czterech lub dziewięciu ustawień użytkownika. W tańszych zasilaczach i w układach DIY tego nie ma, a szkoda.
Kasownik EPROMów
Kolejny relikt przeszłości. Nie tyle zapomniany, co obecnie zbędny w większości wypadków. Występował w parze z programatorem rzeczonych układów, ale gdy charakterystyczne scalaki z okienkiem zastąpiono wariantami EEPROM, a potem Flash, kasownik przestał być potrzebny. W przeciwieństwie do samego programatora, który spotyka się zarówno w serwisach komputerów, jak i tam, gdzie naprawia się lub tuninguje ECU samochodów. Programatory przydają się też w wielu innych sytuacjach, na przykład przy naprawie starych komputerów. Kasowniki już nie za bardzo. Jak ktoś potrzebuje wymazać pamięć EPROM, to wystarczy zdjąć zabezpieczającą naklejkę i zostawić na słońcu na dwie godzinki.
Oscyloskop analogowy
Przyrząd nie tyle zapomniany, co wyparty przez cyfrowe odpowiedniki oferujące dużo więcej opcji i możliwości. Choć to nie do końca prawda, bo modele analogowe z górnej półki oferowały wiele funkcji modeli cyfrowych, jak choćby wbudowany licznik częstotliwości czy kursory do pomiaru różnych parametrów badanego sygnału. W Polsce, na rynku wtórnym te zaawansowane modele wciąż mają ceny wręcz zaporowe, bo u nas nie występowały zbyt powszechnie. Za to nie brakuje produktów polskich, czechosłowackich i radzieckich, choć i ich ceny są, moim zdaniem, dość zawyżone.
Oscyloskopy analogowe odchodzą powoli w zapomnienie, bo rynek pełen jest cyfrowych alternatyw, które nie kosztują dużo więcej, od używanych produktów sprzed 20-50 lat. Są sytuacje, gdy oscyloskop cyfrowy sprawdza się gorzej od analogowego, ale są to sytuacje nieliczne i obecnie rzadko spotykane. Dotyczy to głównie ukazywania sygnałów z modulacją amplitudy - te wyglądają lepiej na ekranie CRT, niż LCD, oraz gdy chcemy rysować wzory i animacje w trybie XY. Lepsze oscyloskopy analogowe mają dodatkowe wejścia i wyjścia, których w tańszych modelach cyfrowych nie znajdziemy, a i droższe mogą mieć z nimi problemy - zna ktoś jakiś DSO z wejściem "jasności plamki"? Jak tak, poproszę nazwę modelu, bo jestem ciekawy.
Czy warto zatem mieć oscyloskop analogowy w obecnych czasach? Tak, ale tylko gdy potrzebujemy i planujemy wykorzystać jego przewagi nad oscyloskopem cyfrowym, i tylko wtedy, gdy cena jest rozsądna, a nie absurdalna, a budżet na zakup w miarę dobrego DSO nie pozwala. O dostępnych opcjach pisałem tutaj.
Multimetr analogowy
Kolejny relikt słusznie minionej przeszłości. O ile wskaźniki wychyłowe są całkiem fajne, i wyglądają bardzo retro, oferując przy tym przyzwoitą czytelność, o tyle dokładne pomiary takim miernikiem są raczej wątpliwą opcją. Jasne, do pomiaru napięcia i prądu multimetr analogowy nie potrzebuje zasilania, ale pomiar rezystancji już go potrzebuje, oferując przy tym urokliwą skalę logarytmiczną ograniczającą mocno dokładność w części każdego zakresu. Pod tym względem nawet najtańszy miernik cyfrowy wygrywa z analogowym. Pomijam już problemy paralaksy, zerowania i fakt, że nowe modele analogowe kosztują więcej niż cyfrowe alternatywy o lepszych parametrach.
Mimo to jest jakiś czar w wahającej się wskazówce, więc z wielką chęcią wykorzystałbym jakiś wskaźnik tego typu w projekcie. One są po prostu zwyczajnie ładne. Nie do końca praktyczne, ale ładne.
Analogowy mostek pomiarowy LC
To kolejny instrument, który został wyparty przez cyfrowe odpowiedniki. Mostek składa się z czterech gałęzi, każda z nich zawiera jakiś zestaw komponentów składający się na reaktancję. Trzy z nich są znane i są częścią instrumentu. W miejsce czwartej wpina się badany kondensator lub cewkę. Na mostek podawany jest sygnał zmienny z generatora, a zadaniem operatora jest tak manipulować reaktancjami, które są częścią instrumentu, by między gałęziami mostka nie płynął prąd w żadną stronę. Następnie z nastaw można odczytać pojemność lub indukcyjność badanego elementu. Pomiar jest w miarę dokładny i zależy głównie od jakości kalibracji samego instrumentu oraz jego klasy. Mostki wciąż bywają używane w warunkach profesjonalnych, ale dla hobysty nie za bardzo mają sens.
Na rynku wtórnym dostępne są instrumenty mające przynajmniej 25-30 lat, jak nie starsze. Ceny nie są niskie, same urządzenia z racji wieku mogą mieć różne problemy, jak wyeksploatowane przełączniki i wyślizgane potencjometry. Jakakolwiek ingerencja we wnętrze oznacza, że trzeba instrument skalibrować, a ta usługa tania nie jest. Ba, nawet jak się uda kupić mostek nie wymagający naprawy czy czyszczenia, to prawdopodobnie ostatnia kalibracja miała miejsce dekadę lub dwie temu, a to oznacza potrzebę jej odnowienia. W tej cenie możemy kupić nowy cyfrowy miernik LCR, już skalibrowany. Ponadto są inne metody wyznaczania pojemności i indukcyjności, a do tego wiele współczesnych multimetrów mierzy pojemność z wystarczającą dokładnością. Warto pamiętać o mostkach i pomiarach mostkowych, ale nie warto inwestować w stare instrumenty sprzed lat.
Analizator widma
Ostatni instrument na naszej liście. I nie mam tu na myśli modeli współczesnych z cenami wyższymi, niż koszt porządnego oscyloskopu cyfrowego. Mam na myśli modele posiadające jeszcze ekrany kineskopowe, mające 2-3 dekady "na karku" i z cenami wyższymi niż nowe, przyzwoite oscyloskopy cyfrowe dla początkujących. Współczesny analizator widma jest nieodzowną częścią laboratorium w firmie, która zajmuje się projektowaniem lub budową czegokolwiek związanego z komunikacją radiową. Te starsze modele właśnie pochodzą z takich pracowni, bo zwykłego śmiertelnika na nie nie było stać. Ba, tylko wąska grupa elektroników-krótkofalarzy może potrzebować analizatora widma. Uproszczoną wersję analizy widma znajdziemy zresztą w większości oscyloskopów cyfrowych jako funkcja FFT. Działa to wcale nieźle, choć do pełoprawnego analizatora widma trochę jednak brakuje.
Analizator widma to coś, co chciałbym mieć dla samego faktu posiadania. Ale widzę też praktyczne zastosowanie w swojej przyszłości, bo od lat pragnę mieć licencję krótkofalarską i budować własną aparaturę radiową - coś w kręgach krótkofalarskich obecnie niespotykanego. Funkcja FFT w oscyloskopie wystarczy, ale czy nie byłoby fajnie mieć dedykowany instrument? Moja Luba ma w tej kwestii odrębne zdanie.
Czy o czymś nie wspomniałem? Czy coś pominąłem? Co z tej listy posiadacie i jak często tego używacie? Czekam na Wasze komentarze, opinie i laurki pełne miłości od użytkowników "transformatorówek".
Lutownice bez regulacji temperatury
W świecie zachodnim popularne do czasów pojawienia się półprzewodników, a nawet wcześniej wypierane były przez sprzęt wyposażony w jakąś formę termostatu. W biedzie PRLu jednak te relikty przetrwały do lat 90tych, a nawet teraz niektórzy upierają się używać prymitywnych lutownic transformatorowych, bo do tego przywykli. Moje pierwsze dwie lutownice były transformatorowe. Trzecia, którą dostałem w prezencie, była lutownicą grzałkową z "grotem" zrobionym chyba z gwoździa.
Narzędzia te odeszły w kolektywną niepamięć na Zachodzie z prostej przyczyny: brak regulacji temperatury i nadmiar mocy bez precyzyjnej kontroli prowadzą do łatwego przegrzania komponentów i laminatu. Gdy lutowano grube druty do ceramicznych podstawek lampowych, nadmierna temperatura i moc nie były problemem. Ba, czasem wręcz były zaletą, bo te lutownice radziły sobie świetnie w sytuacjach, gdy mamy dużą pojemność termiczną do pokonania. Oczywiście, sprawny operator lutownicy transformatorowej potrafi lutować nią nawet drobne i delikatne komponenty SMD, są nawet groty typu "minifala" do lutownic transformatorowych - sam taki raz kupiłem. Jednak spora masa lutownicy transformatorowej szybko męczy rękę, co prowadzi do drżenia i do popełniania błędów.
Lutownice oporowe bez regulacji są jeszcze gorsze - nagle przytykamy grot o nieznanej, ale za wysokiej temperaturze do płytki i komponentu, i liczymy, że cyna stopi się, nim od nadmiaru ciepła ścieżka się odklei, albo komponent spali. Nawet najtańsze lutownice oporowe dostępne na rynku mają jakąś formę regulacji, choćby w formie termostatu bimetalowego w rączce. Dołożenie regulatora mocy do lutownicy oporowej nie mającej żadnej regulacji zmienia ją w dużo bezpieczniejsze narzędzie, bo można sobie ograniczyć maksymalną temperaturę metodą prób i błędów z płytką i tak przeznaczoną "na straty".Czy to ma sens? Nie za bardzo, bo najtańsze lutownice z regulacją temperatury i o mocy 60W są dostępne za mniej niż 50 złotych. Generalnie uważam, że jedynym miejscem lutownic transformatorowych czy oporowych bez regulacji jest walka z dużą pojemnością termiczną grubych kabli, wielkich komponentów i wylewek masy. Do lutowania precyzyjnego potrzeba już lutownicy oporowej lub hot-air z regulacją temperatury. Dlatego cieszę się, że akurat te prymitywne narzędzia odchodzą w zapomnienie także i u nas.
Grid Dip Meter
Przyznam się szczerze, że nie znam polskiej nazwy tego instrumentu. Nie jestem nawet pewien, czy ma polską nazwę. Jest to instrument pozwalający bezdotykowo testować obwody rezonansowe układów radiowych. Oryginalnie przyrząd ten był zbudowany na bazie pojedynczej lampy pracującej jako generator przestrajalny LC. Poza samą lampą (najczęściej triodą lub pentodą) układ zawierał też mikroamperomierz w obwodzie siatki. Cewka, nieekranowana, znajdowała się w górnej części przyrządu, a na froncie był mirkoamperomierz i pokrętło ze skalą częstotliwości. Cewkę przyrządu zbliżało się do cewki obwodu rezonansowego w układzie, a następnie regulowało się częstotliwość, póki prąd siatki nie spadł. Odczytana częstotliwość była częstotliwością rezonansową badanego obwodu. Układ mógł pracować też w drugą stronę: ustawiamy pożądaną częstotliwość na instrumencie i stroimy obwód rezonansowy układu, aż prąd siatki spadnie, sygnalizując osiągnięcie częstotliwości rezonansowej.
Późniejsze wersje grid dip metera używały tranzystorów, a dodatkowo miały wymienne zestawy cewek, czasem z dodatkowymi kondensatorami, by móc pracować dla wielu zakresów częstotliwości. Obecnie te instrumenty zniknęły z arsenału elektronika, bo przydają się głównie przy strojeniu obwodów rezonansowych, czego już prawie nikt nie robi. Nawet krótkofalowcy, którzy używali tych mierników przez dekady przy budopwie swoich sprzętów nadawczo-odbiorczych już ich nie potrzebują - kupują "gotowce". Ponadto analogowe generatory lokalne zostały zastąpione syntezą PLL i DDS, a zamiast ręcznie wykonanych filtrów pasmowych stosuje się albo gotowe, dedykowane układy, albo filtry na bazie rezonatorów. SDR też "wykosiło" zapotrzebowanie na konstrukcje DIY.
Przez lata rozważałem budowę tego instrumentu, ale zawsze powstrzymywał mnie brak porządnego miernika częstotliwości. Teraz ten problem mam za sobą, więc być może przykładowy grid dip meter zostanie wykonany i przedstawiony na Elektrodzie, jeśli będzie zainteresowanie.
Tester lamp elektronowych
Kiedyś niezbędnik każdego serwisu RTV, teraz sprzęt poszukiwany przez wąskie grono konstruktorów i szersze grono sprzedawców lamp. Tester pozwalał sprawdzić różne lampy elektronowe pod kątem sprawności, a także zmierzyć ich istotne parametry. Do wyboru był typ lampy, konfiguracja wyprowadzeń, napięcie żarzenia, rodzaj żarzenia: prądem zmiennym lub stałym, napięcie anodowe, prąd siatki, etc. Tester pozwalał m.in. zmierzyć prąd anody i sprawdzić, czy lampa w ogóle działa. Bardziej zaawansowaną wersją testera był opisany poniżej charakterograf. Testery lamp przestały być potrzebne, gdy zrezygnowano z technik lampowych. Teraz są poszukiwanymi urządzeniami wśród audiofilów i ludzi na audiofilach zarabiających.
Oscylograf
Elektromechaniczny przodek oscyloskopu, wciąż jednak występujący jako element najróżniejszych urządzeń. Oscylografy rysowały badane sygnały na taśmie papierowej, która przesuwała się pod rysikiem sprzężonym z przetwornikiem elektromechanicznym. Oscylografy pozwalały podglądać intymne życie sygnałów zmiennych, ale miały ograniczone pasmo przenoszenia z powodu konieczności przesuwania fizycznego rysika po taśmie. Obecnie najczęściej widzimy je jako elementy aparatury EKG i EEG, a także jako część rejestrującą sejsmografów. Stosowane też były w rejestratorach różnych wartości w przemyśle, na przykład przy kontroli procesów. Nadal się je spotyka, gdyż są proste i dość trwałe, więc zwykle nie ma potrzeby ich wymieniać.
Ciekawostką są "oscylografy" będące prymitywnymi oscyloskopami, gdzie nie ma układu wyzwalania, i jedynym sposobem ustabilizowania przebiegu na ekranie jest taka regulacja częstotliwości/podstawy czasu, by przebieg zatrzymać. Urządzenia te występowały przez krótki okres czasu, gdyż oscyloskopy z wyzwalaniem były dużo bardziej użyteczne, mimo większego skomplikowania, a zatem kosztów.
Charakterograf
Kolejny, niszowy instrument, występujący zarówno jako zintegrowane urządzenie, jak i w formie przystawki do oscyloskopu. Spotykany częściej w laboratoriach producentów lamp i półprzewodników oraz w uczelnianych pracowniach, rzadziej w rękach hobbystów. Charakterograf pozwalał wyznaczyć zależność napięcia zasilającego element i prądu przezeń płynącego. Najprostszym przykładem jest wyznaczanie zależności prądu przewodzenia i napięcia przewodzenia diody. Dla tranzystorów bipolarnych można wyznaczyć prąd kolektora dla różnych napięć kolektor-emiter i wybranego prądu bazy. Charakterograf generuje zmienne napięcie między dwoma terminalami i jednocześnie mierzy prąd przez nie płynący. Dodatkowo może posiadać dodatkowy terminal dla stałego, przełączanego prądu dla elementów wzmacniających. W praktyce elektronika-hobbysty jest to urządzenie zbędne, jako że wyznaczone charakterystyki są dostępne w notach katalogowych.
Spotkałem się w przeszłości ze schematami prostych przystawek oscyloskopowych realizujących funkcję charakterografu, i rozważałem nawet wykonanie, ale w ostateczności doszedłem do wniosku, iż jest to zwyczajnie strata czasu. Ponadto precyzyjną wersję przystawki można zrealizować używając mikrokontroler, przetwornik ADC i szczyptę elektroniki analogowej. Polecam jako eksperyment myślowy dla początkujących.
Wobuloskop
Rezultat połączenia wobulatora i oscyloskopu (z dodatkiem wzmacniacza logarytmicznego i idealnego prostownika) przeznaczony do realizacji jednego, specyficznego rodzaju pomiarów. Wobulator zaś to po prostu generator, który sam się przestraja od jednej częstotliwości do drugiej, "omiatając" wybrany zakres. Wobuloskop generuje właśnie taki sygnał zmiennej częstotliwości i podaje ten sygnał na wejście badanego układu. Sygnał z wyjścia tego układu trafia (przez wzmacniacz logarytmiczny i prostownik) na wejście części oscyloskopowej. Na ekranie wyświetlana jest amplituda sygnału (w dB) w funkcji częstotliwości. Inaczej pisząc wobuloskop pozwala zbadać pasmo przenoszenia wzmacniaczy i filtrów.
Obecnie tradycyjne wobuloskopy ze względu na wąską dziedzinę zastosowań są instrumentami rzadkimi. Zamiast nich można spotkać przystawki oscyloskopowe realizujące te same funkcje. W ostatnich latach funkcja rysowania wykresów Bodego, czyli właśnie zależności amplitudy (i fazy) od częstotliwości pojawia się w coraz tańszych oscyloskopach cyfrowych. Do użycia tej funkcji potrzebny jest generator z funkcją wobulatora. Sygnał z niego podawany jest zarówno na wejście badanego układu, jak i na wejście jednego z kanałów oscyloskopu. Sygnał wyjściowy układu podawany jest na drugi kanał oscyloskopu, ten zaś realizuje analizę FFT i rysuje wykres Bodego.
Dla budowniczych sprzętu audio analizy pasma przenoszenia, fazy, a także wielu innych, istotnych parametrów można zrealizować z użyciem zwykłego komputera. Programy te używają wyjścia audio karty dźwiękowej do generowania sygnałów testowych, oraz wejścia mikrofonowego lub liniowego do ich mierzenia. Przed właściwym pomiarem wyjście i wejście łączy się ze sobą by program mógł "odjąć" pasmo i inne parametry karty dźwiękowej od właściwego pomiaru.
Sonda logiczna
Bieda-wersja analizatora. Jeden kanał, i możemy sprawdzić tylko, czy stan jest niski, wysoki czy zmienny. Projekt dość popularny w czasach, gdy analizatory kosztowały tyle, co kilka miesięcznych pensji, a komputery spotykało się głównie w księgowości co bogatszych firm. Jednym z pierwszych moich kitów była sonda logiczna z wyświetlaczem siedmiosegmentowym w formie przystosowanej do ukrycia w obudowie zużytego mazaka. Diabli teraz wiedzą, gdzie to się podziało...
Analizator stanów logicznych
Ten instrument przeszedł pewną ewolucję i nie tyle odszedł, co zmienił formę. Analizatory logiczne z czasów świetności komputerów na układach TTL i CMOS często same były mocno specjalizowanymi komputerami przypominającymi wyglądem oscyloskopy. W miejscu gniazd BNC było szerokie, wielopitowe gniazdo, do którego można było podłączyć taśmę zakończoną haczykami pomiarowymi. Na ekranie można było wyświetlić stany logiczne na wszystkich wejściach, a oprogramowanie pozwalało reagować na określone stany czy kombinacje stanów, czy dekodować protokoły szeregowe i równoległe wtedy stosowane. Z czasem jednak zapotrzebowanie na przyrząd mogący analizować stany wielu linii na raz spadło. Hobbyści dostali proste analizatory podpinane do komputera albo przez port równoległy, albo do gniazda USB. Dekodowanie protokołów szeregowych stało się jedną z funkcji cyfrowych oscyloskopów, często płatną, dla amatorów dostępną po prostym shackowaniu urządzenia, co spopularyzował Rigol, czasem dodawaną gratis, jak w niektórych modelach Siglenta. Jednocześnie pojawiły się droższe oscyloskopy mieszane, MSO, które poza wejściami analogowymi oferowały 8/16/32 wejścia cyfrowe. To eliminuje konieczność posiadania dedykowanego narzędzia, jak i potrzebę używania komputera.
Warto pamiętać, iż hobbyści nieczęsto potrzebują analizować więcej, jak cztery sygnały logiczne na raz, a osiem wystarczy nawet w szczególnych sytuacjach. Jeśli ktoś nie zajmuje się wielobitowymi szynami danych i adresów czy komputerami na układach logicznych i mikroprocesorach, to raczej dedykowanego analizatora logicznego, czy oscyloskopu z funkcją MSO potrzebował nie będzie. Im wystarczą ośmiokanałowe przystawki za ~50 złotych, jak chińskie klony Saleae Logic 8.
Zasilacz warsztatowy z przełącznikiem napięć
To jedno z tych urządzeń, co ma sens i sensu nie ma. Zasilacze takie, popularne swego czasu w szkolnych pracowniach fizycznych i jako uproszczona wersja zasilacza regulowanego. Sens ma, bo większość elektroników używa tylko kilku napięć: 3,3V, 4,2V 5V, 9V, 12V i 24V. Ale trafiają się też sytuacje, gdy płynna regulacja też się przydaje. Dlatego zasilacze przełączane z rynku niemal całkowicie zniknęły. Fajnie by było jednak zobaczyć zasilacz, gdzie mamy kilka standardowych napięć do wyboru + napięcie nastawiane ręcznie. Ograniczenie prądowe też można tak zrealizować: kilka wartości typowych + wartość własna. Bardziej zaawansowane zasilacze laboratoryjne z cyfrowym sterowaniem oferują opcję nastaw domyślnych, ale zwykle ograniczają się do czterech lub dziewięciu ustawień użytkownika. W tańszych zasilaczach i w układach DIY tego nie ma, a szkoda.
Kasownik EPROMów
Kolejny relikt przeszłości. Nie tyle zapomniany, co obecnie zbędny w większości wypadków. Występował w parze z programatorem rzeczonych układów, ale gdy charakterystyczne scalaki z okienkiem zastąpiono wariantami EEPROM, a potem Flash, kasownik przestał być potrzebny. W przeciwieństwie do samego programatora, który spotyka się zarówno w serwisach komputerów, jak i tam, gdzie naprawia się lub tuninguje ECU samochodów. Programatory przydają się też w wielu innych sytuacjach, na przykład przy naprawie starych komputerów. Kasowniki już nie za bardzo. Jak ktoś potrzebuje wymazać pamięć EPROM, to wystarczy zdjąć zabezpieczającą naklejkę i zostawić na słońcu na dwie godzinki.
Oscyloskop analogowy
Przyrząd nie tyle zapomniany, co wyparty przez cyfrowe odpowiedniki oferujące dużo więcej opcji i możliwości. Choć to nie do końca prawda, bo modele analogowe z górnej półki oferowały wiele funkcji modeli cyfrowych, jak choćby wbudowany licznik częstotliwości czy kursory do pomiaru różnych parametrów badanego sygnału. W Polsce, na rynku wtórnym te zaawansowane modele wciąż mają ceny wręcz zaporowe, bo u nas nie występowały zbyt powszechnie. Za to nie brakuje produktów polskich, czechosłowackich i radzieckich, choć i ich ceny są, moim zdaniem, dość zawyżone.
Oscyloskopy analogowe odchodzą powoli w zapomnienie, bo rynek pełen jest cyfrowych alternatyw, które nie kosztują dużo więcej, od używanych produktów sprzed 20-50 lat. Są sytuacje, gdy oscyloskop cyfrowy sprawdza się gorzej od analogowego, ale są to sytuacje nieliczne i obecnie rzadko spotykane. Dotyczy to głównie ukazywania sygnałów z modulacją amplitudy - te wyglądają lepiej na ekranie CRT, niż LCD, oraz gdy chcemy rysować wzory i animacje w trybie XY. Lepsze oscyloskopy analogowe mają dodatkowe wejścia i wyjścia, których w tańszych modelach cyfrowych nie znajdziemy, a i droższe mogą mieć z nimi problemy - zna ktoś jakiś DSO z wejściem "jasności plamki"? Jak tak, poproszę nazwę modelu, bo jestem ciekawy.
Czy warto zatem mieć oscyloskop analogowy w obecnych czasach? Tak, ale tylko gdy potrzebujemy i planujemy wykorzystać jego przewagi nad oscyloskopem cyfrowym, i tylko wtedy, gdy cena jest rozsądna, a nie absurdalna, a budżet na zakup w miarę dobrego DSO nie pozwala. O dostępnych opcjach pisałem tutaj.
Multimetr analogowy
Kolejny relikt słusznie minionej przeszłości. O ile wskaźniki wychyłowe są całkiem fajne, i wyglądają bardzo retro, oferując przy tym przyzwoitą czytelność, o tyle dokładne pomiary takim miernikiem są raczej wątpliwą opcją. Jasne, do pomiaru napięcia i prądu multimetr analogowy nie potrzebuje zasilania, ale pomiar rezystancji już go potrzebuje, oferując przy tym urokliwą skalę logarytmiczną ograniczającą mocno dokładność w części każdego zakresu. Pod tym względem nawet najtańszy miernik cyfrowy wygrywa z analogowym. Pomijam już problemy paralaksy, zerowania i fakt, że nowe modele analogowe kosztują więcej niż cyfrowe alternatywy o lepszych parametrach.
Mimo to jest jakiś czar w wahającej się wskazówce, więc z wielką chęcią wykorzystałbym jakiś wskaźnik tego typu w projekcie. One są po prostu zwyczajnie ładne. Nie do końca praktyczne, ale ładne.
Analogowy mostek pomiarowy LC
To kolejny instrument, który został wyparty przez cyfrowe odpowiedniki. Mostek składa się z czterech gałęzi, każda z nich zawiera jakiś zestaw komponentów składający się na reaktancję. Trzy z nich są znane i są częścią instrumentu. W miejsce czwartej wpina się badany kondensator lub cewkę. Na mostek podawany jest sygnał zmienny z generatora, a zadaniem operatora jest tak manipulować reaktancjami, które są częścią instrumentu, by między gałęziami mostka nie płynął prąd w żadną stronę. Następnie z nastaw można odczytać pojemność lub indukcyjność badanego elementu. Pomiar jest w miarę dokładny i zależy głównie od jakości kalibracji samego instrumentu oraz jego klasy. Mostki wciąż bywają używane w warunkach profesjonalnych, ale dla hobysty nie za bardzo mają sens.
Na rynku wtórnym dostępne są instrumenty mające przynajmniej 25-30 lat, jak nie starsze. Ceny nie są niskie, same urządzenia z racji wieku mogą mieć różne problemy, jak wyeksploatowane przełączniki i wyślizgane potencjometry. Jakakolwiek ingerencja we wnętrze oznacza, że trzeba instrument skalibrować, a ta usługa tania nie jest. Ba, nawet jak się uda kupić mostek nie wymagający naprawy czy czyszczenia, to prawdopodobnie ostatnia kalibracja miała miejsce dekadę lub dwie temu, a to oznacza potrzebę jej odnowienia. W tej cenie możemy kupić nowy cyfrowy miernik LCR, już skalibrowany. Ponadto są inne metody wyznaczania pojemności i indukcyjności, a do tego wiele współczesnych multimetrów mierzy pojemność z wystarczającą dokładnością. Warto pamiętać o mostkach i pomiarach mostkowych, ale nie warto inwestować w stare instrumenty sprzed lat.
Analizator widma
Ostatni instrument na naszej liście. I nie mam tu na myśli modeli współczesnych z cenami wyższymi, niż koszt porządnego oscyloskopu cyfrowego. Mam na myśli modele posiadające jeszcze ekrany kineskopowe, mające 2-3 dekady "na karku" i z cenami wyższymi niż nowe, przyzwoite oscyloskopy cyfrowe dla początkujących. Współczesny analizator widma jest nieodzowną częścią laboratorium w firmie, która zajmuje się projektowaniem lub budową czegokolwiek związanego z komunikacją radiową. Te starsze modele właśnie pochodzą z takich pracowni, bo zwykłego śmiertelnika na nie nie było stać. Ba, tylko wąska grupa elektroników-krótkofalarzy może potrzebować analizatora widma. Uproszczoną wersję analizy widma znajdziemy zresztą w większości oscyloskopów cyfrowych jako funkcja FFT. Działa to wcale nieźle, choć do pełoprawnego analizatora widma trochę jednak brakuje.
Analizator widma to coś, co chciałbym mieć dla samego faktu posiadania. Ale widzę też praktyczne zastosowanie w swojej przyszłości, bo od lat pragnę mieć licencję krótkofalarską i budować własną aparaturę radiową - coś w kręgach krótkofalarskich obecnie niespotykanego. Funkcja FFT w oscyloskopie wystarczy, ale czy nie byłoby fajnie mieć dedykowany instrument? Moja Luba ma w tej kwestii odrębne zdanie.
Czy o czymś nie wspomniałem? Czy coś pominąłem? Co z tej listy posiadacie i jak często tego używacie? Czekam na Wasze komentarze, opinie i laurki pełne miłości od użytkowników "transformatorówek".
Fajne? Ranking DIY
