Осцилограф з старого телевізора

В інтернеті розміщено різні інструкції по перетворенню старого (часом частково неробочого) телевізора в широкоекранний осцилограф. Ця стаття також розповість, як створити гідний електронний прилад, використовуючи нескладну доопрацювання загальною вартістю близько 20 $. Щоб вхідний сигнал відображався на екрані і відтворювався через динамік телевізора, знадобиться зібрати нескладний пристрій, комутуюче схему харчування відхиляє. Великий частотний спектр на такому приладі, звичайно, не витягнеш (реально 20-20000 кГц), але відстежувати НЧ-коливання цілком доступно.

Можна також встановити в телевізійний корпус основні роз'єми і елементи управління приладом (благо, місце це дозволяє). Наприклад, наявність роз'єму RCA стане чудовою нагодою підключати iPod і в той же час дозволить подачу вхідних сигналів змінної напруги від мілівольт до сотень вольт. Поблизу можна розмістити подстроечного опір на 1 мОм і 6-ти секційний поворотний перемикач. Невеликим тримерами буде зручно контролювати горизонтальну частоту розгортки, а яскрава червона кнопка підійде для включення приладу.
Залишається додати, що дана схема підключення підійде не для всіх моделей телевізорів і більше корисна для людей, які вміють поводитися зі схемотехнікою і мають досвід в електроніці. Але сама ідея містить багато цікавих моментів.

Вимоги безпеки

Реалізація описуваного проекту передбачає проведення робіт поряд з відкритим телевізійним трансформатором і високовольтними конденсаторами. Напруга на магнетроні досягає 120 кВ! Щоб виключити ймовірність смертельного ураження електричним струмом, необхідно суворо дотримуватися належних заходів безпеки. Першим кроком до виконання будь-яких дій має бути повне знеструмлення приладу. Тут не можна забувати і про високовольтні конденсатори. Тому захисний кожух високовольтного блоку знімається вкрай обережно. Важливо не пошкодити проводів друкованої плати і не доторкнутися до її відкритим контактам.
Далі потрібно примусово розрядити великі ємності (50 В і більше). Це робиться добре ізольованою викруткою або пінцетом. Їх контакти замикаються між собою або на корпус до повного розряду. Не варто це робити на друкованій платі, так як можуть вигоріти доріжки. Виконуючи роботи або відчуваючи прилад, подбайте, щоб недалеко знаходився хтось із ваших близьких, здатний викликати лікаря або надати першу допомогу.

Принцип роботи

Телевізори з електронно-променевими трубками (ЕПТ) і осцилографи вважаються найбільш взаємозамінними пристроями. Також телевізійний приймач складніший, ніж базовий лабораторний осцилограф. Для його переробки досить позбудеться від деяких, закладених в ньому функцій TV і додати нескладний підсилювач. Адже кожну розгорнуту рядок екрана телевізора створює електронний пучок, швидко сканований через прозорий матеріал люмінесцентної підкладки трубки.
Зарядженими електронами керують електричні і магнітні поля, створювані котушками, розташованими позаду трубки. Ці сердечники з проводом відхиляють промінь в горизонтальній і вертикальній площині, контролюючи розташування зображення на екрані. Для настройки його по центру лінії осцилографа, з ними необхідно провести певну доопрацювання.
Згадуємо, що відеосигнал видає в секунду 32 кадру, кожен з яких складається з двох "черезрядкових" зображень (тобто сканується 64 кадру). Стандарт NTSC визначає 525 рядків в форматі екрану, інші стандарти трохи відмінні значення. Значить, для відтворення на екрані заповненої картинки, потрібно відхилення електронного променя по вертикалі кожні 1/64 секунди (частота 64 Гц), а по горизонталі 1 / (64х525) секунди (частота 32000Гц). Для забезпечення таких значень напруга рядкового трансформатора перевищує 15000 вольт. В цьому випадку прилад працює як телевізор, і створює розгорнуте зображення на екрані.
Щоб змусити його намалювати зображення на дуже тонкій лінії, вертикально відхиленою вхідним сигналом, потрібно скорегувати кількість витків екранних котушок. Також важливо "попрацювати" з котушкою індуктора. Її імпедансному опір залежить від частоти. Чим вище буде частота, тим важче буде відобразити її на екрані. При зовнішньому діаметрі тороїдального сердечника 10 мм і товщиною 2 мм, обмотки I і III повинні містити по 100 витків дроту ПЕЛШО 0.1, а обмотка II - 30 витків.
Ще варто пам'ятати, що сигнал в телевізорі математично інтегрований. Це призводить до того, що вхідні прямокутна хвиля буде відображатися на екрані трикутної, а трикутна - синусоїдою. Це стосується тільки зображення, але не звуку. Синусоїдальні хвилі будуть відображені без спотворень. Явище не буде настільки помітно в дуже старих телевізорах, здатних відображати білий шум або синій екран при відсутності сигналу, а не відключають автоматично зображення.

Видалення зайвих вузлів

У нашому випадку використовувався старий телевізійний приймач з 15-и дюймовим екраном і класичним UHF / VHF тюнером. Для створення осцилографа він не потрібно, тому тюнер можна відразу видалити і забути про його існування. Також можна поступово відключити один за іншим зайві модулі, перевіряючи, щоб телевізор міг і раніше функціонувати. Знадобиться лише основна плата і все, що підключено до кінескопу. Необхідно, щоб він лише відображав білий шум або блакитний екран. Від інших деталей можна просто звільнити коробку.
На переробляти телевізорі спереду стояло два потенціометра. Один з них служив для включення і регулювання гучності, а інший контролював яскравість. Були вилучені обидва: перший був замінений вимикачем харчування (великий червоною кнопкою), другий довелося встановити на максимальну яскравість і зафіксувати її впайкі додаткових опорів в схему. Відразу варто звернути увагу, що пристрій з вбудованим регулятором гучності для переробки не годиться. Він підсилює сигнал, прикріплений до телевізійного і шукати підсилювач доведеться на основній платі, а це викличе додаткові проблеми. Динаміки на даному етапі також можна відключити.

Підготовка відхиляє

Щоб домогтися на екрані кінескопа картинки осцилографа, знадобиться подати на котушки, що відхиляють H і V згенерований посилений сигнал кадрових і рядкових синхроімпульсів. Як його отримати, буде розібрано трохи пізніше, а зараз необхідно підготувати відхиляє систему. Котушки підключені до основної плати на чотири штирі. Потрібно відключити горизонтальну, до неї йдуть червоний і синій провід. Підключивши iPod або комп'ютер безпосередньо на ці висновки, можна отримати на екрані кінескопа відображення музики. Вертикальна котушка має жовтий і оранжевий дріт, але для отримання сканування 64 Гц їх потрібно переключити на горизонтальну котушку.
Тепер потрібно знайти, де котушки підключаються до невеликої платі на трубці кінескопа. Якщо телевізійний приймач не надто новий, котушки тільки дві і від них відходить 4 дроти до основної плати. В іншому випадку котушок буде більше і в такому вигляді переробка працювати не буде. Але не варто кидати розпочате, і можна трохи поекспериментувати. Поки ж будемо вважати, що проводів все ж 4. Залишилося розібратися з проводами, що йдуть до кінескопу. За правилом правої руки (F = qVxB) знімаємо один з них у випадковому порядку. Якщо при включенні приладу на екрані відобразилася горизонтальна лінія, відключена вертикальна котушка, якщо вертикальна, то навпаки. Відповідні кінці знаходяться тестером і позначаються.
Тепер дроти підключення горизонтальної котушки знімаються з головною друкованої плати. Не варто забувати, що справу доведеться мати з частотою 30000 Гц і напругою понад 15000 вольт. Майбутньому осцилографа вони не потрібні. Перед дотиком їх необхідно закоротити, потім добре заізольовані і розмістити всередині корпусу так, щоб вони нічого не торкалися після включення приладу. Отже, вертикальна дорожня лінія 60 Гц готова. Для отримання такої ж горизонтальної лінії 60 Гц, два залишилися дроти, що йдуть на вертикальну котушку, підпоюємо до горизонтальної. А вертикальна стане входом осцилографа для підключення схеми підсилювача.

Налаштування розгортки

Подальша частина робіт найбільш небезпечна, так як буде виконуватися при підключеній напрузі. Будьте особливо обережні! Пробуємо підключити джерело сигналу на вертикальну відхиляє котушку (це може бути МР3 плейер або комп'ютерний вихід на навушники). Щоб відображалася одна частота на екрані, постарайтеся генерувати стабільний тональність. При включеному телевізорі ізольованою викруткою акуратно поторкайте черзі високовольтні дроти, з'ясувавши, до яких змін на екрані це призведе (за цим повинен спостерігати ваш помічник або скористайтеся великим дзеркалом).
Один з них буде впливати на частоту сканування. На платі, де він заходить, потрібно впаяти подстроечного опір (приблизно 50-60 кОм). Переконавшись в працездатності вузла, можна вивести ручку задіяного резистора з корпусу приладу. Навіть бездоганно виконана горизонтальна частотна настройка не дозволить бачити верхній діапазон, а лише виведе форму хвилі прокрутки на екран. Також можна налаштувати наявні кільцеві вкладки, розташовані навколо вузької частини труби кінескопа. Зазвичай вони мають чорний або темно-сірий колір і також побічно управляють кінцевим зображенням.

Посилення вхідного сигналу

Все, що було зроблено до цього моменту, дозволило нам створити непоганий визуализатор вхідного сигналу. Досить гніздо для підключення iPod з'єднати з котушкою вертикального відхилення і звучить музика відобразиться на екрані. Але щоб отримати справжній осцилограф, знадобиться додатковий підсилювач (зібрати його можна там, де розміщувався викинутий UHF / VHF тюнер). Його ідея була запозичена з декількох тематичних сайтів, з метою отримання мінімальної собівартості та максимальної ефективності. За основу бралася розробка Павла Фальстада, а представлена ​​друкована плата - допрацьована схема двотактного аудіопідсилювача.
Для його реалізації нам знадобиться: мікрозбірка TL082, що включає 2 ОУ, пара транзисторів (наприклад, 41НПН / 42ПНП), регулятор потужності LM317, поворотний перемикач "Полюс", потенціометр 1 мОм, два тримера на 10 кому, 4 діода на 1А, трансформатор на 30 В змінної напруги, електроліт 1000 мкФ 50 В, два електроліту 470 мкФ 16 В і 5 резисторів (10 Ом, 220 Ом, 1 кОм, 100 кОм і 10 мОм).
Першим ОУ контролюється посилення вхідного сигналу за формулою R1 / R2, де R1 - опір, вбрання поворотним перемикачем, R2 - горщик 1 мОм. Теоретично він здатний підсилити вхідний сигнал до 1 млн. Раз (при наявному на обертовому перемикачі мінімумі 1 Ом). Другий відстежує, щоб транзистори отримували необхідну напругу для відкриття переходів і компенсує перекоси. Їм потрібно 0.7 В на розкриття і 1.4 В на перемикання.
Готова схема вимагає обов'язкової калібрування. Регулятор потужності розрахований на різницю в 30 В, тому ОУ стандартно видасть + 15 / -15 В, але для гарної фільтрації його вихід повинен бути на кілька вольт нижче, ніж напруга на ємності в 1000 мкФ. Для цього існує триммер 1. Вихід ланцюга підключається до горизонтальної котушці відхилення. Музика, що пропускається через схему, починає "обрізатися" зверху / знизу. Щоб уникнути цього, триммер 2 регулюють доти, поки верхні частини кліпів не торкнуться кордонів екрану. Це знизить напругу і не дасть транзисторів перевантажити ВЧ-тракт приладу (спалити котушку відхилення).
Тепер можна підключити на вихід телевізора вбудовану акустичну систему. При надмірній гучності додають великий опір навантаження (наприклад, 10 Ом 1 Вт), при нестачі звуку опір навантаження ставлять на отклоняющую котушку, після чого останню перекалібровивают. Щоб захистити себе від зайвих дратівливих звукових сигналів в процесі проглядання необхідного сигналу входу, на динамік можна встановити вимикач.

Збірка все разом

Додатковий підсилювач може генерувати сильне магнітне поле, тому варто подбати про його конструкції. Плата повинна виконуватися максимально компактно, з короткими висновками провідників і хорошою угрупованням. Спеціального екранування їй не потрібно, але щоб уникнути перешкод для інших телевізорів вашого будинку подбайте, щоб вона була розташована в корпусі, не створюючи наведень основних вузлів. В крайньому випадку можна використовувати дерев'яний або пластмасовий корпус, обклеєний зсередини фольгою.
У розглядуваної телевізорі при видаленні аналогового тюнера звільнилося достатньо місця для установки трансформатора з такою платою і навіть підійшло отвір під перемикач потужності. Трансформатор бажано також екранувати, щоб уникнути негативного впливу на по ТВ-каналах. Клеми для підключення напруги синхронізації і досліджуваного сигналу з'єднувати з платою тільки екранованим проводом.
Після підключення трансформатора до ланцюга, підключаємо S1 і S2 відповідно, запускаємо вхідні дроти через отвір в корпусі телевізійного приймача, підключаємо вихід ланцюга до динаміка і котушці відхилення. Слід використовувати мінімальну довжину проводу у всіх проведених з'єднаннях, щоб зменшити розсіяну індуктивність контуру. Залишилося знайти зручне місце установки S1 і S2, закрити задню кришку і приступити до тест-драйву.

Перевірка працездатності приладу

За своїм функціоналом зібраний осцилограф далекий від гідних лабораторних моделей, але незамінний для використання в нескладних проектах, де потрібно побачити форму хвилі. Також певну новизну має можливість чути досліджуваний сигнал, особливо при отриманні зворотного зв'язку, що нагадує "знаки". У розглянутому прикладі можна спостерігати зміну сигналу, що наводиться звичайної дротяної котушкою при її розташуванні в довільному місці, над внутрішнім трансформатором приладу і в момент знаходження над процесором ноутбука.
Можливість посилювати вхідний сигнал - відмінна функція, якщо вам не потрібно його абсолютно точних параметрів. Шум частоти 60 Гц, посилений схемою, може поки визначатися з достатньою похибкою. Але це явище викликає і блукаюча індуктивність вхідного дроту. Зменшити перешкоди може тільки екрановане заземлення всіх елементів схеми.
Демонстрована котушка з дротом, поєднана зі входом приладу, дозволяє використовувати велику індуктивність при сильному посиленні. Їй можна виявити джерела живлення за кілька метрів, направляючи котушку в бік розташування трансформаторів, після чого наочно переглянути їх роботу. Також можна виявити розташування процесора всередині складного девайса. Можна використовувати котушку, як індуктивний мікрофон, помістивши її близько динаміка, що грає музику. Магнітне поле, що відтворюється котушкою диктора, буде виявлено та посилено створеним приладом, після чого на кінескопі осцилографа відіб'ється грається музика.
Можна наочно переглянути на приладі і роботу каналу інтернету. В якості вхідного сигналу для цього була задіяна виділена домашня лінія (120 VAC), і, показавши її "картинку", прилад як і раніше працює.
Original article in English

Дивіться відео: Что можно взять из старого телевизора . (Листопад 2024).