Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

YD1150 skrev:Försökt att förklara problemet :)
För enkelhetens skull så är det asymmetrisk avböjning i bilderna nedan, normalt har man symmetriskt = push-pull
för det ger dubbelt så stort spänningssving. Ringen med ett V symboliserar en voltmeter.
X1 ligger fast på +800V i den första bilden, X2 är den som ändras med tiden som sågtandsspänningen.

I den andra bilden ligger katoden på -800V och anoden g3 (eller a2) på GND. Är något skumt i skrivfel databladet. :)

Följande två är helt ok:
DG7-5.jpg
Om du ska ha en förstärkare i det första fallet så ska den ge ut +800V i viloläget om du vill ha DC-kopplat.
Är du nöjd med endast AC-kopplat så går det bra med en kopplingskondensator för att "ta bort" 800V.
I det andra fallet har du vilospänningar på mer "humana" nivåer :D


Denna version är däremot inte bra:
DG7-5 Not so good.jpg
Kan vara att strålen försvinner helt och hållet.

Men inget problem är olösbart med negativ katod på -800V!


Några exempel på CRT-kretsar med negativ katod.
CRT.png
3rp1_sch.png
Tack YD1150!

Jag tror jag förstår nu, förlåt jag var så obstinat :)

Har du ritat alla dom här fina figurerna själv? :)

MVH/Roger
PS
Det här sabbar mitt lågspända nätagg som jag nästan var klar med :)
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Nu säger jag att detta lågspända nätagg får duga!

Nästa att rita blir dämpsatsen som jag inte riktigt bestämt mig för hur jag vill göra.

Mina jättefina ELMA-omkopplare är visserligen på 2 poler men bara 6 lägen men tidigare har jag löst det med en 1/10-vipp utöver vridomkopplaren och fått de "korrekta" antal känslighetsområden (12st).

Eftersom omkopplare på 2P12L är asdyra så kanske jag får bygga in fler logikkretsar än jag först tänkte, går ju åtminstone teoretiskt med ett gäng 4066:or (analoga switchar) och då skulle man kunna använda denna fina ELMA, med dess sköna moment, som pulsomkopplare utan stoppinne (vilket jag faktiskt gjorde med mitt TV-Scope när det gäller tidbasen), indikation av aktuell känslighet får då skötas med ett gäng lysdioder.

Skulle inte 4066 duga så kan man nyttja tvåpoliga reläer (DIL) men eftersom jag redan sett att jag vunnit ett helt rör med 4066 så varför inte nyttja dom?

Eftersom jag bara har två ELMA-omkopplare och bestämt mig för mono-skåp så har jag faktiskt kvalitativa omkopplare för allt utom AC-GND-DC som får bli en billig plast-vridomkopplare (om man inte skall satsa på en treläges skjutomkopplare).

När det gäller dämpsatsen har jag även lurat på vad jag köpte på Radiomuseets loppis förra sommaren dvs den här:

Den har 4 poler och 10 lägen men den är stoooor :D

MVH/Roger
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
YD1150
Inlägg: 1943
Blev medlem: 29 oktober 2010, 22:41:10

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av YD1150 »

Du har CMOS 4051 också, som områdesomkopplare.
Tungelementsreläer är bra för de oxiderar inte.

Jo jag ritade figurerna i schemaritningsprogrammet.

Kan du inte bygga ett nätaggregat som ger alla utspänningar.
Vad hade du tänkt för krets till 800V:en för CRT?
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Vilket jobb du lägger ner på lilla mig, tack!

4051, det skall jag komma ihåg men varför är den bättre än 4066?

På sista frågan svarar jag nej för jag vill fixa till den lågspända delen (LV) först, det innebär ju trots allt så mycket som dämpsats/ingångssteg/trigger och eventuellt också rampgenerator som jag bara tänkt ska gå till 1Vp för att sedan boostas i den högspända delen (HV).

Funderar på ett racksystem modell liggande EU där detta kort får bli LV-nätagget, HV-nätagget kräver ett helt annat tänk som jag skjuter på framtiden men det var mycket bra att få reda på att katoden (och glöden) bör ligga nära -1kV, tack för den informationen!

MVH/Roger
PS
4066:or är ju bara ett par antiparallella CMOS, är tungelement-reläer bättre? Kan vara kul att höra klicken också :)
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Ser nu att 4051 är en 8-kanalig analog multiplexer, ett mycket bra komplement till 4066.

När detgäller tungelementreläer kan detta kanske vara nåt: https://www.elfa.se/sv/tungelementrelae ... p/13746217

44 spänn är dock för dyrt för jag gissar att jag behöver typ 12st...

Det här var bättre, knappt 10 spänn/st: http://www.tme.eu/se/details/r2-1a05/el ... ectronics/

Titta vad jag hittade, https://www.conrad.se/Skjutomkopplare-2 ... 88_0216300
Sjutomkopplare På/På/På för under tian :D

Inte lika smidig som en vridomkopplare men mindre OCH billigare, fast jag skulle hellre vilja ha en spak som jag hade på mitt gamla Kenwood-skåp, spak känns också mer kvalitativt.

MVH/Roger
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Såhär tänker jag mig numera attenuatorn och tidbasen.

Jag har några tillstånd över (för jag vill köra samma antal tillstånd för tidbas och attenuator av enkelhetsskäl), egentligen har jag några för få tillstånd för tidbasen men några för många för attenuatorn.

När det gäller tidbasen tror jag att jag stoppar vid 0,1us (mitt 30MHz-skåp stoppar vid 0.2us), då skulle jag kunna köra 5s utöver 1s istället så jag nyttjar alla 16 tillstånd och kan låta räknaren "rulla runt" utan ytterligare kombinatorik.

När det gäller attenuatorn har jag hela fyra tillstånd över (mitt skåp har totalt 12 tillstånd), det vettigaste är nästan att lagga in en "3:a" också för 1mV är redan det aningen lågt då det kräver mycket av ingångssteget vad beträffar GBW.

Samtidigt vet jag inte vad som händer riktigt om man sen skall förstärka 1mV till 200V i HV-steget, om man mellanlandar i det kvadratiska medelvärdet av 200/1mV dvs sqrt(200k)=447~500 och alltså siktar på 0,5V ut från ingångssteget och om man vill ha 10MHz bandbredd så innebär ju detta 5GHz GBW :D

Lösningen tycks vara dubbla kaskadkopplade ingångsförstärkare (då på sqrt(500)=22, *10MHz=220MHz), men det gäller ju i så fall HV-steget också.

Jag tror att jag än en gång kör på med enklast möjliga linje dvs jag konstruerar en ingångsförstärkare som är så snabb den bara kan bli, sen gör jag likadant med HV-steget och så får det bli den BW det blir, tycker det är en roligare approach än att sikta in sig på nåt från början som kanske tom är ouppnåeligt.

MVH/Roger
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Så, nu har jag tänkt lite kring tidbasgenereringen och därmed rampgenereringen.

Jag tror jag nu har preliminär koll på vad som krävs för att generera korrekta ramper för X-avlänkningen (på lågspänd nivå), nästa steg blir att kika på tidbasgenereringen, lutar åt en 40MHz DIL-kristall som delas ner 1/2/4/8/16 samt 10/100/1000/10000/100000/1000000 mha två kapslar HC74 i ripple-carry koppling och 6st dekadräknare.

T(40MHz)=1/40MHz=25ns.

100000000*25ns=250ms, *16=4s (per 10 DIV, obs).

Längsta sveptid blir således 0,4s/DIV (mitt skåp har 0,5s/DIV)

Minsta sveptid blir pss 2.5ns/DIV, naivt (mitt skåp har 0,2us/DIV)

Om minsta sveptid sätts till 0,2us/DIV då är svepet 2us och delat med 25ns betyder det 80 i delning.

8 i delning, räcker dvs 4MHz-kristall räcker och om vi börjar om med 4MHz blir det:

T(4MHz)=0,25us

1000000*250ns=250ms, *16=4s (per 10 DIV, här har en dekadräknare skippats)

Längsta sveptid blir således 0,4s/DIV, minsta sveptid blir blir pss 25ns/DIV

Kanske tom 400kHz-kristall (T=2,5us) passar bättre?

100000*2,5us=250ms, *16=4s (per 10 DIV)

Längsta sveptid blir 0,4s/DIV, minsta sveptid blir pss 250ns/DIV

Spann: 0,25us-0,4s /DIV, återstår att se hur mellanvärdena blir :D

MVH/Roger
PS
Ska nog klura mer på delningarna så att jag kanske tom kan få jämna och fina värden :)
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Ett mer genomtänkt schema.

Inkommande signal är 10*Tsw dvs 10 gånger sveptiden per ruta (oscilloskop är standardiserade till 10X8 rutor) för det är den tiden strålen har på sig att röra sig från vänster till höger och rita upp y(x).

Jag funderar preliminärt på att nyttja mono-vippa (4538, HC klarar <200ns puls) för genereringen av en mycket kort puls i början av inkommande signals flank som får till följd att integrationskondensatorn (C1) blixtsnabbt laddas ur utan att konsumera sveptid (spelar det nån roll förresten för 10*Tsw finns ju där ändå, :humm: ).

Samtidigt är jag medveten om att en koppling där man helt brutalt bara nyttjar halva tiden för integration är ännu enklare, mono-versionen känns dock mer politiskt korrekt för man vill ju liksom inte "offra" för mycket av svepet till att strålen i praktiken står helt still.

Men jag kommer göra så, bifogar dock nuvarande variant.

MVH/Roger
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Nu har jag tänkt lite till, mest osäker över T1 fast iom att A1 integrerar negativt så borde man kunna koppla T1 så.

Annars tycker jag att jag börjar få koll på den lågspända rampgenereringen i alla fall.

Nästa steg blir att bestämma de digitala delningarna (och kristallfrekvensen) för att få till en så optimal uppsättning sveptider som möjligt, dock måste jag komma ihåg att sveptiden som ska in i rampgeneratorn ska vara 10 gånger större än Tsw/DIV och detta naturligtvis för att oscilloskopets ska ha standardiserade 10 rutor i X-led.

MVH/Roger
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Vi funderar lite mer på delningarna:

En 4MHz-kristall är intressant (T=10Tsw/DIV=250ns)

Om vi har 1/2/4/8/16 (ripple-carry räknare) ihop med 1/10/100/1000/10000/10000000 (dekadräknare)

Så kan vi genom att MUX:a ihop dessa delningar få (10Tsw avses):

2us: 1/8:1
5us: 1/2: 1/10
10us: 1/4: 1/10
-
-
-
5s: 1/2: 1/10000000

dvs jag måste ha 7st dekadräkare och minst 3st F/F (man kan lösa det enklare om än lite mer approximativ men jag hittar faktiskt inget annat sätt att få exakt dom standardiserade Tsw/DIV som man ska ha).

Denna typ av sekvens har alltså mitt fina analoga kinesiska skåp (GWInstek GOS-630FC).

Problemet nu är att mitt skåp har 20 sveptider och jag är envis med att 16 får räcka av enkelhetsskäl, så vilka sveptider ska jag välja bort?

Jag vill ju kunna mäta snabba förlopp men jag vill också kunna mäta långsamma förlopp, Tsw/DIV går alltså från 0,2us/DIV till 0,5us/DIV och ovanstående sekvens leder till 20st tillstånd.

Så vilka 4 tillstånd skall jag välja bort?

Mitt skåp är ett 30MHz-skåp vilket jag inte riktigt tror jag kan matcha så 10Tsw=2us och 5us går eventuellt bort, två sveptider på andra sidan dvs 10Tsw=5s och 2s får i så fall också gå bort, kvar blir 10us<10Tsw<1s dvs 1us<Tsw/DIV<0,1s

Inte helt illa, eller hur? :)

MVH/Roger
PS
Det går att använda vanliga binärräknare för de små delningarna också men jag gillar på nåt sätt ripple-carry räknare även om dom inte är synkrona, jag tror samtidigt att en sån fin räknare som 4029 går att koppla som både Bin/Dec (ser dock nu att 2MHz är maximal klockfrekvens för den räknaren, HC-MOS gäller således här).
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag har nu caddart två varianter av Tsw- och Attenuator-valsgenerator.

Den ena varianten är enkel och rullar bara runt MEN detta kräver alltid 16 tillstånd även om faktiskt inget hindrar att typ flera enkoder-pinnar går till samma reläer, man kan tänka sig att, då antalet attenuator-nivåer är 12 som är mindre än 16, så kan alla tillstånd 13-16 generera samma dämpning (jag har dock preliminärt inte gjort det så utan fyllt ut med "3:or")

När det gäller Tsw så är dock problemet det omvända dvs antalet tillgängliga tillstånd är egentligen för få, här måste jag alltså selektera de sveptider jag tycker är viktigast.

Andra varianten zoomar in på det mer politiskt korrekta dvs att räknaren inte skall kunna rulla runt (så att man t.ex får 0,5mV-området direkt efter 5V-området).

Denna lösning är något mer komplicerad men har fördelen att jag kan låta räknarna rulla runt när jag vill dvs jag kan t.ex bygga en 24-tillståndräknare/encoder och välja ut de maximala 20 tillstånd (Tsw/DIV) jag vill att räknarna skall rulla runt/backa vid.

Min önskan är dock enklast möjliga samtidigt som jag inte vill "fuska".

MVH/Roger
PS
Om jag gör detta snyggt kan det eventuellt bli en "säljbar" CPLD av detta ;)
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Såhär tänker jag mig fronten.

Jag får dock redan nu en känsla av att skåpet blir stort vilket jag inte gillar men jag tänker mig alltså alla moduler som liggande EU och jag vill ha denna disponering för annars blir projektet bara grötigt.

Jag har även tänkt att EU-korten skulle kunna ha D-SUB där bak och gå på skenor så att man enkelt kan trimma grejerna, förutsatt att man har ett adapterkort modell ett EU som man liksom förlänger med ty då kan man "dra ut" alla moduler och trimma bäst man vill (även om man får trimma sidledes).

MEN jag misstänker att allt blir ganska stort för vad har jag nu, ett 3" CRT och sex kort a' minst 1" dvs skåpet blir minst 9" brett (och 4" högt pga EU) dvs runt 230X100mm.

Tråkigt stort mao :(

MVH/Roger
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag har nu skissat på den lågspända delen av vertikalförstärkaren (V-Mode).

I V-Mode ingår ADD, CH1, CH2, CHOP och ALT som alla går till Y-avlänkningsplattorna, förutom dessa signaler måste CH2_INV finnas separat ty man kan inte samtidigt ha funktionen ADD och CH2_INV i samma vridomkopplare :doh:

Lösningen känns rätt bra, slängde in ett gäng LM318 för säkerhets skull, dessa går i unity gain och jobbar således med sina maximala bandbredder (15MHz) som jag nog ändå tror att jag inte riktigt når men nånstans däromkring tror jag det blir.

Ett tag kände jag att ALT/CHOP skulle bli svårt att realisera men efter att ha tänkt en stund kom jag fram till bifogat som jag faktiskt tror fungerar eller vad tror Ni?

MVH/Roger
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Då var jag färdig med Tsw-generatorn.

Skall dock kolla upp vilket PROM jag kan använda sen kommer problemet med att jag inte har nån PROM-programmerare men eftersom det är så extremt få bitar som skall programmeras kan man eventuellt programmera minnet manuellt.

MVH/Roger
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

YD1150, jag har en fråga.

Om du tittar på R1 i Ramp-schemat ovan så har du en finjustering för den lågspända versionen av rampspänningens nivå (för det handlar om hur högt i spänning som rampen hinner komma innan 10Tsw är klar), denna peak-to-peak nivå sätter sveplängden på elektronstrålen i X-led.

Säg att det är så, på alla (analoga) skåp jag sett så ser man svepet från vänster till höger UTAN att se vart det startar respektive slutar, och det är här jag blir fundersam.

För om jag nyttjar 10Tsw (dvs tio DIV) då sveper jag ju EXAKT tio rutor per svep, dvs strålen går aldrig utanför kanterna.

OM jag skulle vilja ha att strålen går utanför kanterna så att allt ser mer normalt ut, då inbillar jag mig att sveptiden MÅSTE vara skild från 10Tsw, eller?

För säg att det då tillkommer två DIV (som knappt syns) då måste det väl ändå bli 12Tsw för att sveptiden över rutorna skall stämma?

MVH/Roger
PS
Tror jag låter strålens början och slut synas på skåpet för varför inte? :)
Skriv svar