Когда-то, в 80-90е сервисный осциллограф С1-94 был довольно популярен у радиолюбителей. Главным его достоинством было то, что это был полноценный импульсный осциллограф, который поставлялся не только на предприятия, но и его можно было купить в розничной торговой сети. Существовал и его более дешевый и слегка упрощенный «радиолюбительский» вариант, выпускавшийся под названием «Сага».
Приставка к осциллографу
В свое время С1-94 оброс множеством самодельных приставок, расширяющих его функциональные возможности. Одним из направлений этой деятельности было увеличение числа лучей с помощью внешнего коммутатора входных сигналов, поступающих на вход «У». Здесь описывается принципиальная схема одной из таких приставок коммутаторов, увеличивающих число каналов («лучей») до четырех.
Как и у прочих аналогичных коммутаторов у неё есть недостатки, но есть и свои достоинства. При помощи этой приставки, которая представлена на сайте radiochipi.ru, можно анализировать одновременно четыре сигнала частотой до 300 кГц, но при условии, что масштабы частот будут близкими (все-таки это не полноценные четыре луча, и регулировать развертку для каждого в отдельности не возможно).
Имеются четыре входных разъема IN1IN4, на которые, соответственно подаются сигналы от четырех источников или четырех контрольных точек схемы. Сигналы поступают на четыре операционных усилителя микросхемы А1. коэффициент усиления каждого ОУ регулируется соответствующим переменным резистором R4, R11, R18, R25.
Вообще, главное назначение каскадов на ОУ здесь в развязке от влияния внутреннего сопротивления источника сигнала, потому что до подачи на коммутатор нужно будет к каждому сигналу добавить постоянную составляющую, чтобы сместить осциллограмму по вертикали на стабильную величину, и таким образом, расположить четыре осциллограммы друг над другом, на экране осциллографа, и при необходимости смещать их для того чтобы, например, одну наложить на другую чтобы лучше была видна разница.
Именно поэтому, сопротивление источника сигнала до подачи на коммутатор должно быть постоянным, в данном случае оно равно 10 кОм, и задается постоянными резисторами R5, R12, R19 и R26 соответственно. Смещение осциллограммы каждого из каналов по вертикали осуществляется добавлением к сигналу постоянной составляющей с помощью регулируемых делителей напряжения R7R6. R14R13, R21R20 и R28R27, соответственно.
Далее сигналы поступают на коммутатор на микросхеме D1 типа 74НС4052. Эта микросхема схемотехнически аналогична микросхеме К561КП1, но отличается тем, что работает с ТТЛ управляющими уровнями, и способна работать на более высокой частоте. Так же как и у К561КП1 её каналы аналоговые, то есть, физически она представляет собой переключатель на четыре положения, управляемый двоичным кодом, задающим номер положения переключателя.
Входные сигналы поступают на выводы 1, 5, 2. 4 микросхемы D1, а выходом служит вывод 3, с которого через разъем Х2 сигнал подается на вход «Y» осциллографа. Как уже сказано, микросхема 74НС4052 может работать как с цифровыми, так и с аналоговыми сигналами. Для того чтобы аналоговые сигналы не искажались нужно чтобы их уровень был между полюсами напряжения питания каналов электронного переключателя. С этой целью у ИМС 74НС4052 (как и у К561КП1) есть вывод для подачи отрицательного относительно общего провода напряжения питания вывод 7. На него подается отрицательное напряжение 5V. Входные сигналы, поступающие на каналы D1 должны быть по размаху в пределах от 5V до +5V, и не выходить за эти пределы.
Сигналом для переключения служит частота развертки осциллографа. На разъем Х1 подается пилообразное напряжение горизонтальной развертки, снимаемое с контакта 1 разъема ШЗ осциллографа С1-94 (или с другого разъема выхода пилообразного развертки, если коммутатор будет работать не с С1-94, а с любым другим осциллографом). Этот сигнал (пила) подается на каскад на транзисторах VT1VT2, который формирует из него импульсы ТТЛ для управления счетчиком D2 (микросхема типа К155ИЕ2). Импульсы поступают на вход СО (вывод 14) и переключают счетчик D2. В результате, на его выходе меняется двоичный код от «00» до «11», соответственно принимая четыре состояния 00, 01, 10. 11, поступая на управляющие входы S0 и S1 (выводы 10 и 9) микросхемы D1, он последовательно переключает входы с помощью микросхемы D1.
Так как переключение синхронизировано с разверткой и происходит во время гашения луча обратного хода развертки, моменты переключения оказываются незаметными и на экране осциллографа мы видим четыре осциллограммы, точно так же, как на экране четырехлучевого осциллографа. Единственная неприятность в том, что таким образом можно работать только с частотой развертки более 20 Гц. При более низкой частоте зрительно осциллограммы будут выводиться поочередно. Напряжение питания приставки двухполярное, ±12V для питания ОУ и ±5V для питания логической части.
Источник питания должен быть стабилизированным, с минимальным уровнем пульсаций. Данную приставку можно использовать совместно практически с любым аналоговым однолучевым осциллографом. У многих осциллографов есть выход пилообразного напряжения развертки, выведенный на гнездо на фронтальной панели прибора, это облегчит подключение приставки.
