Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Användarvisningsbild
YD1150
Inlägg: 1943
Blev medlem: 29 oktober 2010, 22:41:10

Re: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av YD1150 »

Kör du XY-förstärkaren i push-pull så behöver den bara klara halva spänningssvinget.
Du ska väl (?) köra dem "single-ended", mata signal till en avböjningsplatta och
en fast spänning på den andra "plattan".
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Orkar du förklara det första tror du för jag förstår inte.

500V fördelas över en enda transistor i mitt fall, dess matning kan idealt gå från 0-500V.

I ett Klass AB-steg (som väl är vad du menar med push-pull) så är till exempel nedre PNP-trissa spärrad när övre NPN-trissa förser ström till lasten (och därmed jord dvs halva matningsspänningen), nedre trissa leder då inte men den måste lik förbannat kunna hantera hela spänningen dvs jord + 250V eller 500V, eller är det nåt jag missar?

MVH/Roger
PS
Ja, jag har definitivt tänkt köra single-ended, förstår egentligen inte nåt annat :)
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Det är svårt att få riktigt bra grepp om det här projektet.

Modulerna svämmar över i storlek och jag kan inte cadda hur mycket dom helst i paint för då kan man inte se det när i slutändan "Windows fax and picture viewer" gör "fit to page" vilket jag dock normalt älskar.

Jag har klurat lite kring hur X-rampen (KVM) skall kunna genereras, första försöket var lite av en katastrof men det är inte så enkelt för det grundar sig i hur trigger-modulen (KTM) måste jobba.

Jag tror mig klurat ut hur jag kan realisera både Auto och Normal Trigger-Mode, inte helt enkelt men det måste inkluderas för Auto funkar bara ner till några Hz samtidigt som det är den enda moden som kan visa DC, Normal funkar alltid när det finns en signal som triggar men finns inte det så blir skärmen svart och jag kör alltid mina skåp i Auto Mode för att undvika det men idag märkte jag på mitt Kina-skåp att triggning faktiskt upphör vid runt 10Hz så enda sättet att trigga på en så långsam signal är via Normal Mode.

Jag har gjort om KTM ganska rejält för jag har infört mitt tips från mitt eget examensarbete där jag alltså implementerar Auto såväl som Normal Trigger Mode, exjobbet hade bara Normal.

När jag kikar i mitt gamla exjobb från 96 så häpnas jag över hur mycket jag kunde då, idag är jag en idiot i jämförelse.

Men lite kul att ta hjälp av sig själv :)

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: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag har nu skissat på alla delningar, om man säger, som måste göras.

Antal tidbaser (Tsw) är således 20st [0,5us-1s]
Antal frekvenssymboler är 21st [2Hz-200kHz]
Antal spänningsdelningar är 12st [1mV-5V]

Jag kan nu gå vidare med planerandet.

Nåt jag är lite missnöjd med är att i nuläget kan jag bara testa 1, 2, 5, 8 per dekad vad gäller frekvens, liksom trist när man typ testar högtalare för just runt 30Hz-100Hz händer det som mest och man vill därmed ha bra upplösning där men om jag bara har 10, 20, 50, 80 så är ju det inte så bra.

Jag har skissat på en kompletterande lösning som fungerar men den blir, diskret sett, mycket komplicerad så det är tveksamt om jag implementerar den men jag kan i princip då få: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, per dekad.

Så frågan är om jag ska nöja mig med denna enkla lösning dvs 1, 2, 5, 8 eller om jag skall satsa på den andra mycket mer komplicerade lösningen samtidigt som jag faktiskt tycker att mätfrekvenserna med modulo5-räknaren blir rätt bra.

Tänk till exempel att det testas 10Hz, 20Hz, 50Hz och 80Hz (innan det börjar om på 100Hz), inte helt bra men med modulo5-räknaren så får jag i alla fall 8 istället för 5 närmast 10 om man säger vilket är bättre för mellan 50Hz och 100Hz händer ofta väldigt mycket men mellan 80Hz och 100Hz händer det mindre, likaså händer det mindre mellan 50Hz och 80Hz så den enklare varianten är halvtäckande utan att vara riktigt bra.

Vad tycker Ni jag skall göra?

MVH/Roger
PS
Min ide' för att finslipa frekvensen är att manipulera de 100Tb som bygger upp en period, när man ändå har en modulo50-räknare som räknar upp och ner så kan man ju se till så att den bara räknar till 49 (med samma klocka) och då har man ökat frekvensen med bara 2% MEN här sker ju också att maxvärdet i D/A-omvandlingen inte längre stämmer så för att hålla en konstant amplitud hos den sineshapade-trekanten så måste man följa med med OPn's gain (ty toppvärdet blir mindre för färre LSB). Systemet är inte så svårt att implementera men antalet kretsar stiger enormt.
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: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag har bestämt mig, symbolfrekvenserna blir enligt ovan dvs 1, 2, 5, 8 per dekad.

Det är en mycket smidig och enkel lösning om än inte perfekt.

Fast det är inget annat i världen heller, jag brukar säga att allt "bara" är approximativt perfekt :)

MVH/Roger
PS
Nu skall jag rita KTM (Trigger Module) där jag fått tänka om en del.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag är inte riktigt klar med den här men en trigg-puls (/KT) är genererad och triggad av både lutning och nivå hos signal.

Nu behöver jag två moder av triggern där ena moden är Normal Mode (rätt enkel att realisera) och andra moden är Auto Mode (lite svårare att realisera).

Lite förenklat kan man se det som att vid fallet Normal Mode så triggar man på AC medans i fallet Auto Mode så triggar man på DC dvs i Normal Mode så måste AC finnas för annars skapas ingen triggsignal (och skärmen blir svart), i Auto Mode behöver ingen signal finnas och den kan tom "trigga" på DC (läs ett streck på skåpet) fast den gör bara det så länge det inte finns nån signal, finns det en signal så triggar den på den istället.

Jag testade detta på mitt Kina-skåp för jag var osäker men runt 10Hz var gränsen på signalen, jag kommer inte riktigt ihåg nu men undrar om inte Normal Mode kunde trigga på <10Hz medans Auto Mode inte kunde det.

Låter rimligt för Normal Mode triggar ALLTID på själva signalen, om det finns någon dvs medans Auto Mode triggar på signal om det finns nån annars automatgenererar den en triggning och då är det en definitionsfråga vad som är respektive inte är en signal, det är enkelt att tycka att DC inte är en signal t.ex men mycket ofta vill man mäta DC och har man då inte Auto Mode så kan man inte se "signalen".

To be continued...

MVH/Roger
PS
CMP01 tycks vara obsolet men jag har dels använt den för 25 år sedan dels har jag hittat den på ebay för typ 25 spänn styck och jag planerar köpa tio för det är en mycket snabb och bra komparator med open collector vilket underlättar gränssnittet mot digital elektronik.
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: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag har nu uppdaterat min KTM (Trigger Module).

Jag har försökt införa både Auto och Normal Mode men misslyckats.

Normal Mode funkar nog dock men Auto Mode har jag svårare för att få att funka.

Normal Mode triggar ju bara på signal (AC) medans Auto Mode triggar på BÅDE signal och en egen oscillator på 10Hz har jag nu blivit att tänka för hur skall annars typ DC kunna visas/svepas?

Triggern måste alltså innehålla en lågfrekvent oscillator som byter från Normal till Auto vid nån smidig frekvens som mitt Kina-skåp antyder är runt 10Hz.

Samtidigt måste Auto reagera på insignal vilket gör allt lite mer komplicerat för visst, man kan köra en långsam oscillator som autotrigg-signal om man kör DC men om det finns AC så skall ju triggern reagera på det istället.

Tror dock faktiskt detta relativt enkelt kommer att lösa sig men vad jag precis kommit på är att min nuvarande och bifogade lösning inte fungerar :)

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: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag har insett diverse feltänk.

Det som behöver förtydligas är att jag kommer införa en Tb-räknare på 100 steg, den räknar alltså antalet pulser som bygger upp en skärmsida (10Tsw eller 100Tb).

Denna Tb-räknare är helt stand-alone och gör inget annat än räknar tidbaspulser, de antalet pulser som alltså bygger upp en skärmsida.

Tb-räknaren kommer således att nollställas vid triggpuls (/KT, KOS Trigger) samt när 100Tb räknats så kommer en signal jag kallat /KLA (KOS Last Address) genereras vilket skickas från KTS (Test System) tillbaks till triggern (KTM) som nollställer och möjliggör ny triggning, monovippan är då satt på garanterat mer än maximal skärmsvep (10s).

Pga rampgeneratorn så måste alltså tidsavståndet mellan triggning vara beroende av tidbasen och samtidigt mindre än vad det tar att svepa upp en skärmsida dvs 10Tsw.

Jag tycker jag börjar få bättre koll men jag inser att Auto-trigg inte fungerar än.

Det skulle kunna fungera om nedre 4538 alltid stod med Q=1 vid spänningstillslag för vid POR så går då Q låg och puls skapas MEN man kan inte veta vilket tillstånd monovippan står i vid spänningstillslag så det fungerar inte, åtminstone inte alltid.

Slutligen är jag osäker på om mina mono-vippor är retriggable eller ej, databladet säger retriggable men såsom jag kopplar dom vet jag faktiskt inte, kopplingen är förresten stulen av en skicklig kursare som byggde piratdekodrar på 90-talet :D

Jag känner dock att jag faktiskt är nära att få till en Auto/Normal Trigger.

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: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag tror jag fått till det nu :)

Vad tror Ni?

Kom på att Auto-sidan av triggern ju måste triggas på nåt sätt också, löste det genom att koppla in /KLA också dvs det sista räknarvärdet hos Tb-räknaren som alltså bara kan räkna till 100 där 100Tb motsvarar en hel skärmsida (10Tsw).

Inte helt lätt att förklara men jag hoppas mina ritningar är tydliga nog.

Här har jag emellertid utelämnat just Tb-räknaren men /KCL nollställer räknaren, /KSA sniffar av startadressen och /KLA är sista adressen hos räknaren.

Så det som saknas i min ritning är mest själva Tb-räknaren MEN den tillhör inte KTM (Trigger Module) utan den tillhör KTS (Test System som alltså är en kombination av en digital svepgenerator och en samplingsenhet), personligen tycker jag det är lätt att föreställa sig en Tb-räknare i detta fallet och att det tom blir tydligare när jag namnger signalerna som jag gör för annars hade det bara blivit ett gäng trådar...

MVH/Roger
PS
Ber extra snällt om en analys ifall min trigger fungerar eller ej, för jag är minsann osäker :)
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: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag har nu caddat Tb-räknaren.

Detta är knappast så märkvärdigt men förtydligar ovanstående ritning.

Tb-räknaren kommer alltså ingå i själva samplingssystemet (KTS) och inte i triggern (KTM), signaler skickas då till och från samplingssystemet och triggern.

Tb-räknaren räknar 100Tb motsvarandes en skärmsidas sveptid som man kan kalla "symbol", Tb-räknaren är således egentligen en symbolräknare.

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: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag har nu konstruerat ramp-genaratorn för X-plattorna.

Jag är ganska, men bara ganska, säker på att det kommer att fungera.

Det jag är osäker på är trissans inkoppling.

Vore roligt om nån kunde vägleda mig med det problemet.

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: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag är nu klar med XY-förstärkarna.

Råkade se att avlänkningsspänningen för de båda plattorna är olika pga olika känslighet.

Nu har jag således skapat en komboförstärkare där man kan trimma de två olika gain som behövs, inte svårare än så.

Drivspänningarna de båda plattorna behöver är +/-140V respektive +/-220V dvs +/-250V som max utspänning från förstärkeriet räcker.

Är lite konfys över förstärkarparametrar såsom SR och GBW.

Mina GBW-beräkningar pekar på hiskeliga 1GHz, SR-beräkningarna hoppas jag sedan är felaktiga för hur skall jag annars nå ett SR om 5kV/us eller mer?

Den värsta SR jag sett hos OP är kanske på 1kV/us så hur ska jag då kunna bygga nåt som är fem gånger så snabbt och DESSUTOM med klumpiga högspänningstrissor som inte ens är dedikerade högfrekvenstrisssor?

Fast jag kommer ändå försöka med min approach.

MVH/Roger
PS
Både GBW-kravet och SR-kravet kan minskas med en faktor 10 om man kaskadkopplar två likadana steg, kanske så man gör?
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: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Kalibrerat om XY-förstärkaren.

Tänkte ovan försöka minska GBW-kravet genom att pre-boosta signalerna ut från ingångssteget med en faktor 2,5 men jag tyckte dels att det blev att kännas knöligt dels så gör denna lilla boost att LM318 bara medger 6MHz i bandbredd och jag siktar på 10MHz dvs jag förstör bandbredden innan jag ens hinner rädda den.

Så det får bli +/-1Vp in till XY-förstärkarna sen skall jag försöka plocka ut +/-250Vp på andra sidan med en banbredd på 10MHz :)

Just nu fattar jag inte alls hur det skall gå till men under tiden kan man ju göra vad man kan för att pressa bandbredden, kan ju i alla fall inte skada.

Det pyttelilla jag vet är i alla fall att Miller-kapacitansen mellan kollektor och bas ställer till det så jag nyttjar numera emitterföljare för att driva dom, ger nog hög bandbredd även för kassa trissor men frågan är hur hög?

MVH/Roger
PS
Alla de diffkopplade trissorna utgör två fördelar där den viktigaste är hög gain (SE-mässigt räcker knappt gain till), den andra rätt bra poängen är att man får koll på utgångstrissans negativa sving ty de diffkopplade förstärkartrissornas emittrar ligger fast på en och samma potential som blir min utgångssving.
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: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag har kommit på att jag tänkt lite galet.

Jag har ju i dagarna ritat klart ramp-generatorn och jag har kalibrerat den till +/-2,5Vp innan X-förstärkaren och därmed tidbas-svepet.

Y-förstärkaren får just nu dock bara +/-1Vp och det blir en asymmetri här.

Man hade kunnat räkna om alla tidbas-motstånd i ramp-generatorn så att bara 1Vp ges ut MEN det är faktiskt samtidigt som så att ju lägre gain XY-förstärkarna behöver ha desto mindre krav på GBW.

Så jag har bestämt mig för att revertera till +/-2,5Vp som ingångskänslighet för XY-förstärkarna.

Om jag vill behålla en bandbredd på >10MHz kan jag dock inte nyttja LM318 (blir bara 6MHz vid en förstärkning på 2,5ggr) utan det får bli rätt dyra MAX452 som jag ändå köpt tre av från ELFA nyligen.

Bifogar ritningar.

MVH/Roger
PS
Jag är inte helt säker på att jag kommer bygga XY-förstärkaren som ritat för ärligt talat behövs inte diffkopplingen rätt igenom, SE-gain räcker ändå modell ungefär 36X10=360 (och jag behöver max 220) samtidigt som det då också blir billigare att bygga steget.
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: Konstruktion av batteridrivet oscilloskop med mini-CRT

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag har gjort vissa ändringar i strukturen och därmed blockschemat.

Kom först på att jag bara måste ha 2,5Vp in till BÅDE X- och Y-förstärkaren.

X har jag tidigare spikat till 2,5Vp så jag ville även ha Y (och ADD) till 2,5Vp.

2,5Vp innebär flera fördelar där en av dom är att höjningen från 1Vp (som preliminärt A/D hanterar) till dessa 2,5Vp gör att bandbreddskravet på XY-förstärkarna sjunker.

Eftersom förstärkningen hos XY-förstärkarna är lite knappt 100 (för att komma upp i 250V) samtidigt som jag önskar 10MHz bandbredd så innebär detta ett GBW-krav på runt 1GHz.

SR-kravet är sedan så stort att jag misstänker att jag räknat fel (rå skiss innebär 5kV/us at 250V/10MHz).

5kV/us...

MVH/Roger
PS
Jag är nöjd med kvällens arbete och kommer köra såhär när det gäller de analoga delarna, som Ni förstår kommer alltså KIM (Input Module) innehålla två förstärkare i kaskad och det är här böket med 1Vp->2,5Vp faktiskt får en trevlig konsekvens för de MAX452 jag nyligen köpt klarar 10MHz vid en förstärkning om 5ggr som alltså, iom att det bara behöver boostas 2,5ggr, gör så att GBW-kravet på den diskreta OP jag kommer bygga för vardera kanal sjunker till 1,25GHz, vilket samtidigt är extremt högt men jag tror mig kunna nå det med lämpligare val av trissor än då jag gjorde mitt exjobb (nyttjade 2N3906 som förstärkartrissor och kom upp i 560MHz trots att de inte ens är HF-trissor).
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Skriv svar