带电子开关的示波器制作

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我们作的这台示波器共用了24只晶体三极管和一只单结晶体管。整机体积为290×185×115mm\(^{3}\),耗电20w。在较低频率(音频)时,配上自制的电子开关,可同时显示两个波形,以便进行比较。性能指标如下:

Y放大器:灵敏度10mV/cm;衰减倍率1、10、100、1000;输入阻抗是1MΩ,并联不大于30PF的输入电容;通频带为5Hz~6.5MHz,不均匀度小于3dB。

X放大器:灵敏度0.7v/cm;输入阻抗10KΩ;通频带5Hz~500KHz,不均匀度小于3dB。

扫描发生器:扫描频率5Hz~500KHz,分五档连续可调。

同步方式:可根据需要选择内同步、外同步或电源同步。

电子开关:开关扳向“方波”时,输出1KHz、0~10V\(_{P}\)-P连续可调的方波。扳向“双迹”时,Ya和Y\(_{b}\)灵敏度不劣于250mV/cm,输入阻抗约为50~100KΩ。

电路特点

图1
图1 🔍原图 (1807×756)

Y放大器:电路见图1。R\(_{2}\)~R8、C\(_{2}\)~C8组成衰减器。为了把输入阻抗提高到1MΩ,输入级采用了BG\(_{1}\)、BG2组成的复合管和自举电路(C\(_{11}\)起自举作用)。BG3、BG\(_{4}\)组成单端输入、双端输出的差动放大器,起倒相放大作用。BG5、BG\(_{6}\)接成射极输出电路,主要起阻抗变换作用。BG9~BG\(_{12}\)组成末级差动放大器,由于采用两管串联的方式,且R34=R\(_{37}\)=R35=R\(_{4}\)0、R38=R\(_{39}\),故BG9、BG\(_{11}\)串联的和BG10、BG\(_{12}\)串联的管压降相同,这样可以用4只3DG12就可以代替两只较难得到的高反压、高频大功率管,降低了成本。BG\(_{8}\)等组成恒流源,给BG~BG\(_{12}\)提供工作电流。BG7等组成内同步放大器,将被测信号放大后,送至扫描信号发生器起同步作用。当Y输入端加入待测信号时,这个信号经衰减器适当衰减、复合管放大,并经倒相放大及阻抗变换后,一部分加到末级差动放大级,推动Y偏转板,另一部分经BG\(_{7}\)引出内同步信号。

X放大器:电路见图2。其电路结构与Y放大器后半部分基本上类似,不过其灵敏度、输入阻抗及通频带三个指标比Y放大器低得多。当X选择开关置于“输入”档时,可从“X输入”接线柱送入信号,以使观察李沙育图形。

图2
图2 🔍原图 (1833×707)

扫描发生器:电路见图2。采用单结晶体管作为锯齿波发生器,在它的第二基极上加一同步信号,使扫描与Y轴被测信号同步。为了改善扫描线性,由BG\(_{14}\)给电容进行恒流充电,在扫描正程时,C24~C\(_{28}\)上出现随时间成线性增长的电压。同时还用BG15、BG\(_{16}\)组成复合管作为输出,并将R51、R\(_{53}\)阻值取大,以便改善扫描线性。由于X放大器中C32的存在,会使扫描线性大大变坏,所以加了R\(_{54}\)、C31进行补偿。

电源及显示电路见图3、4。

图3
图3 🔍原图 (852×803)
图4
图4 🔍原图 (558×531)

电子开关:电路见图5。当选择开关K置于“方波”位置时,由单结晶体管BG\(_{28}\)组成的张弛振荡器,输出振荡频率为2KHz的正脉冲,经BG29倒相、放大后,触发BG\(_{3}\)0、BG31组成的双稳态电路,在W\(_{13}\)上得到1KHz的方波信号,此信号作为示波器Y输入衰减器的校正信号。当“选择开关”置于“双迹”位置时(如图示),回扫正脉冲加到BG29的基极,经倒相、放大后,触发双稳态电路。这样,只要机内扫描一次,双稳电路就翻转一次。当BG\(_{3}\)0截止、BG31饱和时,从BG\(_{26}\)来的Ya信号可以通过R106、R\(_{1}\)09、W12进入示波器的“Y输入”端,而Yb的信号则通过BG\(_{31}\)到地,对后面电路不起作用。当BG30饱和、BG\(_{31}\)截止时,正好相反,Yb信号进入示波器,Ya信号到地。由于机内扫描信号的控制,Ya、Yb两个信号交替地进入Y放大器,使人们能在荧光屏上同时看到两个波形。

图5
图5 🔍原图 (1218×743)

元件选择与制作

晶体管:要求如下:BG\(_{1}\)~BG8的BV\(_{CEO}\)≥15V,BG1、BG\(_{2}\)、BG5、BG\(_{6}\)的β≥100,BG3、BG\(_{4}\)、BG8的β≥50,BG\(_{7}\)的β≥30;BG9~BG\(_{12}\)的BVCEO≥50,β≥60,应加散热片;BG\(_{13}\)、BG28的分压比η应为0.5~0.6;BG\(_{14}\)~BG19的BV\(_{CEO}\)为15V,BG15的β≥100,BG\(_{16}\)的β≥50,其余管子的β≥30就可以。BG20~BG\(_{23}\)的BVCEO≥70,β≥60; BG\(_{25}\)~BG27的β≥50,BV\(_{CEO}\)>15V;BG29~BG\(_{31}\)的β≥30,BVCEO≥15v,BG\(_{3}\)0、BG31特性要基本一样。(待续)(丁和平)