超小波晶体管示波器

这台超小型晶体管示波器体积为120×100×60（毫米）和一般小型万用表体积相仿，重量不足1公斤，便于携带。本示波器采用国产超小型示波器3SJ1J作显示器，用8只晶体管组成X、Y扫描放大电路。虽然本机灵敏度稍低，但仍可作检修收、扩音机、电视机和观察其它无线电波形实验使用。

这台示波器的电路见图1。包括电源、示波管电路、X、Y轴放大器和扫描信号发生器几部分。

电源使用220伏市电，耗电约10伏安。为了缩小电源变压器体积，除6.3伏灯丝电压有一个绕组外，其余的交流电压200伏、100伏、15伏和6伏都是由一个带抽头的绕组取得。

图1中，BG\(_{1}\)、BG2、BG\(_{3}\)等组成Y轴放大系统。电阻R1、R\(_{2}\)、R3组成10倍和100倍两档衰减，电容C\(_{1}\)、C2和C\(_{3}\)用来补偿衰减器的频率特性。BG1等组成的射极跟随器用以提高Y轴放大器的输入阻抗。BG\(_{2}\)、BG3组成差分放大器，从它们的集电极输出两个对称变化的推挽电压，加到示波管的Y偏转板上。

BG\(_{4}\)～BG8等组成X轴电路。BG\(_{4}\)和电容C8（或C\(_{9}\)、C10）构成锯齿波扫描信号发生器，它的同步触发信号取自Y轴放大器BG\(_{2}\)的集电极输出，由R7、R\(_{8}\)分压取得。锯齿波扫描信号的扫描时间常数由C8、C\(_{9}\)、C10、R\(_{16}\)和W8等元件数值决定，扫描频率分为20Hz—200Hz、200Hz—4KHz、4KHz—80KHz三档。BG\(_{5}\)、BG6组成复合管，接成射极跟随器，以提高X轴输入阻抗，并使锯齿波扫描信号发生器线性良好。BG\(_{7}\)、BG8等也是组成差分放大器，输出推挽电压加到X轴偏转板上。由于用示波器时，X轴外输入端使用较少，故为了简化X输入电路，使外信号直接加到差分放大器的输入端。

在X轴、Y轴放大器电路中，调节W\(_{1}\)、W2可以改变BG\(_{2}\)和BG7的基极直流电压，以改变示波管偏转板的静态电位，调节水平或垂直方向光点位置。调节W\(_{3}\)、W4可分别调节X、Y轴差分放大器的负反配置，以调节差分放大器的增益。

本电路Y轴输入阻抗约为680千欧，输入电容约为40微微法，灵敏度约为500mv／cm。X轴输入阻抗约为50千欧，灵敏度约为800mv/cm。

示波管电路中，W\(_{5}\)为亮度电位器，W6为聚焦电位器，W\(_{7}\)为辅助聚焦电位器。

示波管：本机采用国营华东电子管厂生产的3SJ1J超小型示波管。示波管直径为30毫米，管长105毫米，重量仅80克，为绿色中余辉、静电聚焦、静电偏转。它的管脚接线如图2。

三极管：BG\(_{1}\)、BG5和BG\(_{6}\)用3DG6，应选用放大线性较好的β值约为100的管子。BG1的BV\(_{ceo}\)应大于50伏，因为输入信号最先通过BG1,而且输入信号一般比较复杂，仅人体感应的50Hz交流电有时可达几十伏，所以BG\(_{1}\)的BVceo要选得高些，以增加机强对，大信号的抗冲击能力。BG\(_{5}\)、BG6的BV\(_{ceo}\)选择15伏就可以了。BG2、BG\(_{3}\)、BG7、BG\(_{8}\)使用3DG12或3DK4，BVceo应大于100伏，β均为100，对这4只管子的放大线性要求较高，应仔细挑选。BG\(_{4}\)用单结管BT33A，其分压比η为0.5，并选用饱和压降小的管子，以提高扫描基线锯齿波的线性。

二极管：D\(_{1}\)～D4均用2CP型二极管，D\(_{1}\)、D2的反向击穿电压应大于500伏，D\(_{3}\)应大于300伏。DW是稳定电压为12伏的稳压管2CW9。

阻容元件：本机用的电阻均为1／8瓦炭膜电阻。电位器除W\(_{8}\)用WH5线性阻值电位器外，其余的均用体积较小的WS型0.5瓦实心电位器。我们用处理品带锁母的铝壳实力电位器，将锁母去掉井小心地锯去不用的轴套后使用也可以。电容C1、C\(_{2}\)、C3、C\(_{8}\)、C9和C\(_{1}\)0的损耗要小、容值要准确，免得影响频率补偿特性和锯齿波线性。电容C13、C\(_{14}\)使用20μF／500v的铝壳电解电容，因电压高，而且铝壳又不接地，所以为了绝缘, 每只电容的外壳上包上0.12mm的黄蜡绸3层。本机由于体积限制，C15、C\(_{16}\)容量取得较小，如使用20微法以上的电容，滤波效果将更好。

变压器：采用铁心截面积为19×19（毫米）的硅钢片，每伏15匝，初级①～②用φ0.12mm线绕3300匝，静电隔离层③用0.05mm厚的铝箔，次级④～⑤用φ0.51mm的线绕95匝，⑥～⑦用φ0.25mm的线绕90匝，⑦～⑧用φ0.21mm的线绕135匝，⑧～⑨用φ0.09mm的线绕1275匝，⑨～⑩用φ0.07mm的线绕1500匝。

接插件和旋钮：根据手头材料，K\(_{1}\)用超小型4×2波段开关，K2、K\(_{3}\)用超小型8×3波段开关，为了增强其可靠性，将各开关的两组接点并联后作为一组接点用，空余的接点作接线架用。K4用微型开关。ZD用6.3伏、85毫安微型指示灯。CK\(_{1}\)、CK2用普通半导体收音机用的2.5mm插头座。输入线用75欧同轴电缆配超小型鱼夹作成。因本机面板紧凑，而市售旋钮较大，故所有实心电位器的旋钮均用小型彩色接线柱的塑料旋帽改制。改制时，先用烙铁加热取下塑料帽里的铜螺钉，然后用1毫米厚的铁皮卷成内径为3毫米的铁筒，截成6毫米长的一小段，将这个小铁筒装在塑料帽里原来装铜螺钉的位置，并用树脂把铁筒和塑料帽粘牢，等树脂干后，在塑料帽的适当位置打一小孔，并用M2丝锥套扣，旋钮就做成。然后将该旋钮和电位器的旋柄用小螺钉固定紧即可。

本机使用的扫描放大部分的印制板见图3（1∶1），电源印制板见图4（1∶1）。面板外壳见图5。示波器的外壳用0.5毫米厚的铁皮作成，拧下两个侧面板下方的4个螺钉，向上可取下机壳，以便看到示波器的机心。由于示波器设计得体积小，所以结构紧凑，为了便于了解机心结构，图6给出了机心的左侧面（图6a）、右侧面（图6b）、顶视图（6c）及从示波器后面看到的结构（图6d）。拧下面板固定示波管的左面的两个螺钉，可将面板向前打开，并绕固定轴旋转120°，如图6c所示，便于机内检修。

由于本仪器体积小，变压器离示波管很近，因此对磁屏蔽要求比较严格，否则不能聚成小光点，无法使用。为了对示波管进行屏蔽，先用两层普通的镀锌铁皮卷成铁筒，铁皮厚约为0.8毫米，铁筒外径为40毫米，长为100毫米，铁筒的里面再套上一层厚为0.35毫米的硅钢片，作成屏蔽罩。示波管和屏蔽罩间大约还有5mm左右的空隙。示波管的后端由于有13脚管座而被固定在屏蔽罩中间的位置，前端需用泡沫塑料垫一圈，作为防震并固定位置。屏蔽罩绝不能做得和示波管外径一样大小，否则，当示波器工作发热时，由于玻璃和铁的热膨胀系数不一样，很容易使示波管炸裂。屏蔽罩作好后，要用消磁法反复去磁后再使用。固定屏蔽罩时，先用镀锌的铁板作成几个支脚，将支脚的一端用锡焊在屏蔽罩上，把支脚的另一端用螺钉固定在机体的隔离板上，参考图6b、6c。

安装时，先将扫描板、电源板上的元器件焊接好。然后再选择变压器、示波管的位置。

电源变压器的位置要适当选择、调整。我们安装时，先将变压器放在它的设计位置，然后转动变压器的角度，直到能聚成直径很小的光点为止，记下此时变压器角度，然后作变压器支架，将变压器固定好，我们示波器中的变压器放置是倾斜的。

最后再将安装好的扫描板、电源板固定到相应位置。

本示波器以体积小、重量轻、结构简单为设计原则，为了减小磁屏蔽罩、变压器屏蔽罩的重量，作了这样的尝试，去掉了变压器的屏蔽罩，借用固定元件的隔离板作屏蔽，通过调节变压器的位置和聚焦电压，使屏幕上的光点在聚焦良好时呈现为1∶1.2（毫米）左右的竖椭圆形光点。这时虽比圆点聚焦时扫描基线稍宽，但由于增加了水平方向的扫描线宽度，在观察调幅波和一些脉冲波形时显示明显。

X、Y轴放大器的调试很简单，如果射极跟随器使用的管子良好，不用调整都能正常工作。调节差分放大器时，将万用表直流电压档接于两只三极管的集电极，调节W\(_{1}\)、W2，集电极电压在0～20多伏范围内变化，调换表笔极性，集电极电压仍这样变化，说明差分放大器能正常工作。扫描锯齿波发生器一般来说起振容易，元器件选择合适，不须要过多的调整就可以工作。

这台示波器的使用方法和一般通用示波器的使用方法相同。接上220伏交流电源，接通电源开关，6.3伏85毫安的微型指示灯ZD亮。一分钟以后，适当调节聚焦、亮度旋钮和X、Y位移旋钮，使光点或基线居中。扳动Y选择开关K\(_{1}\)至面板上有正弦波符号的一端，这时，图1中经变压器次级绕组抽头⑦～⑥输出的6伏交流电压经R32和C\(_{9}\)分压取出约1伏左右的50赫交流信号加至Y输入端的“a”点，这时适当调节X、Y增益，扫描粗调置“I”，调节扫描细调可在荧光屏上显示出一个或两个交流正弦信号波形，表示机内工作正常。然后将Y选择开关K1扳向“Y”方向，插入Y输入电缆，即可加入输入信号。

本机Y轴虽有10倍和100倍两档衰减，但由于所用的输入电缆、超小型插头座和超小型开关不能耐高压，不易直接测试较高电压，当输入信号电压大于50伏时，应在示波器输入电缆和被测信号端接入图7所示的输入衰减网络。

本机电源变压器用的较小，为了避免过热损坏，连续使用最好不要超过4小时。(贾克明)