Elektorskoop 9
Het frontpaneel bepaalt grotendeels het uiterlijk van de Elektorskoop. Het voornaamste punt hierbij is echter, dat door logische plaatsing van de bedieningsorganen bedieningsfouten vermeden kunnen worden. Na een korte gewenningsperiode zal het werken met de Elektorskoop zeer vlot gaan.
Verder wordt in deze aflevering de afregeling van de Elektorskoop besproken.
Hoewel op het eerste gezicht het aantal knoppen en schakelaars overweldigend lijkt, zal men spoedig in staat zijn de lijn tussen de bedieningsorganen te ontdekken.
Hierop is al eerder ingegaan in Elektuur nummer 142 (juni 1975).
In het begin zal het nodig zijn langzaam en zorgvuldig de stand van de schakelaars na te lopen indien men wordt gekonfronteerd met verschijnselen, die op het eerste gezicht ongewenst of onlogisch lijken. Het is hierbij noodzakelijk, de globale werking (= het blokschema) van een oscilloskoop te kennen.
Om een voorbeeld te geven: op een bepaald moment kan het voorkomen dat de skoop niet goed triggert op het signaal. Wanneer we ervan uitgaan dat het een gewoon periodiek signaal betreft, dan kan op de eerste plaats de keuze van de triggerbron (S2) foutief zijn. Verder kan de triggering misschien foutief staan ingesteld (met S4), b.v. in de stand 'free run' of in de stand 'auto'. Deze laatste stand Levert alleen moeilijkheden op bij lage frekwenties, omdat de automaat deze lage frekwenties niet herkent als een geschikt signaal om op te triggeren.
Tenslotte is het mogelijk, dat het triggernivo (trigger level) niet op de juiste waarde is ingesteld.
Uit bovenstaand voorbeeld moge blijken, dat het bedienen van een oscilloskoop enig denkwerk vereist. Al spoedig echter, zijn deze kontroles routinezaken geworden, waardoor snel werken mogelijk is.
Bij het genoemde voorbeeld is met opzet vermeld, dat het periodieke signalen betreft. Bij meer ingewikkelde signalen zal het vaak noodzakelijk zijn om de eksterne triggeringang een gedeelde frekwentie of een herhalingsfrekwentie aan te bieden. Op deze materie zal hier echter niet dieper worden ingegaan, omdat dit buiten het kader van dit artikel valt.
Bovenstaand voorbeeld kan gemakkelijk worden nagelopen aan de hand van het blokschema (figuur 6) van de Elektorskoop. Ook alle andere problemen met betrekking tot de weg die de signalen moeten volgen, kunnen aan de hand van dit blokschema worden opgelost.
De bouw
Het ligt voor de hand om bij de bouw van de Elektorskoop te beginnen met het in orde maken van de behuizing. De kast wordt eerst provisorisch inelkaar gezet. Kontroleer daarna of alle delen goed passen. Eventuele foutjes kunnen in dit stadium nog gemakkelijk worden verholpen. Zorg ervoor, dat de printen passen, en dat de bevestigingsgaten op de juiste plaats zitten.
Voor de bevestiging van de afscherming van de beeldbuis moet een beugeltje worden gemaakt uit aluminium of blik. Verder moeten er vier gaatjes worden geboord voor de bevestiging van de nettrafo in de rechter zijwand. De zekeringhouder en de doorvoertule voor het netsnoer kunnen het beste nu worden aangebracht.
De gaten in de frontplaatjes moeten bij voorkeur precies op mast zijn; dit geldt speciaal voor de gaten waardoor de assen van de potentiometers worden gestoken. Indien deze gaten te groot zijn, lijkt het net alsof de potentiometers los zitten. Bovendien kunnen de draadbruggen dan op de duur breken, omdat de assen teveel speling hebben. De beeldbuis moet met wat schuimplastic (tochtband) in de afscherming worden geschoven. Er mogen geen grote mechanische krachten op de beeldbuis worden uitgeoefend; daarom mag de buis ook beslist niet alleen aan de voet worden bevestigd.
Ook het beeldvlak van de beeldbuis kan op de hoeken worden voorzien van schuimplastic, zodat de buis enigszins tegen het frontpaneel klemt.
Het is aan te raden, de voorkant van de beeldbuis te voorzien van een beschermplaatje uit pleksiglas. Hierop kan dan met een scherp voorwerp de schaalverdeling worden gekrast. Deze 'krastechniek' kan het beste even van te voren worden geoefend op een stukje afvalmateriaal. Een tweede mogelijkheid is, de schaalverdeling direkt op het (ontvette) beeldscherm te tekenen met Oostindische inkt. De mogelijkheid, om later enkele lampjes in te bouwen waarmee de schaal verlicht kan worden, vervalt dan natuurlijk.
Nadat het mechanische gedeelte in orde is gebracht, kan worden begonnen met het monteren van de printen.
De voedingen
Als eerste print wordt de voedingsprint opgebouwd. Test de drie voedingsschakelingen stuk voor stuk door de onbelaste en de belaste spanning te meten met een universeelmeter.
De belaste spanning wordt verkregen door de voeding tijdelijk met een weer-stand te belasten. Voor de 5 volt voeding is 27 n een geschikte waarde (1 watt), voor de + en -15 volt is een weerstand van 82 1-2 (2,5 watt) te gebruiken. Deze weerstanden kunnen eventueel worden samengesteld door een aantal nude weerstanden in serie of parallel te schakelen totdat de gewenste waarde en het vereiste wattage is bereikt. De +150 volt voeding zal zonder belasting een te hoge spanning afgeven. Deze kan dus alleen in belaste toestand op een goede werking worden gekontroleerd. Hiervoor kan een weerstand van 3300 S2 (7,5 watt) worden gebruikt. Tevens moet men er rekening mee houden, dat deze laatste voeding weliswaar van een stroombegrenzing is voorzien, maar dat dit niet wil zeggen dat de schakeling een kortsluiting overleeft! Voorzichtig dus met de +150 volt voeding.
Werkt de print naar behoren, dan kan hij aan de basisprint worden vastgesoldeerd en kan deze kombinatie worden vastgeschroefd. Hierbij moet er op worden gelet, dat de positie van de basis-print kritisch is. De basisdelen van de konnektors moeten op de juiste plaats zitten, zodat naderhand de modulen zonder problemen ingeschoven kunnen worden.
Hierna kan de hoogspanningsprint van onderdelen worden voorzien. Er zijn twee uitvoeringen: voor de 1000 volt (7 cm) uitvoering en een voor de 2000 volt (13 cm) uitvoering. Deze laatste print is zo ontworpen, dat gebruik kan worden gemaakt van 1000 volt kondensatoren. Hiervan worden er steeds twee in serie geschakeld om toch een werkspanning van 2000 volt te krijgen. Parallel aan de twee kondensatoren moet een weerstandsdeler worden geschakeld die bestaat uit twee 10 a 22M weerstanden om te garanderen dat de spanning over iedere kondensator, onafhankelijk van de lekstromen ook werkelijk de helft van de totale spanning is.
De spanningen kunnen worden nagemeten met een universeelmeter. Omdat de meeste meters wel geen 2000 volt bereik zullen bezitten, kan het meetbereik worden vergroot door een weerstand in serie met de meter op te nemen. Indien deze weerstand even groot is als de inwendige weerstand van de universeelmeter, wordt het bereik verdubbeld.
Bij het inbouwen van de hoogspanningsprint is het aan te raden, goed op uitstekende draadjes e.d. te letten in verband met het gevaar voor overslag. Om deze reden is het ook wenselijk over de profielen onder de print een stuk isolatietape te plakken.
De hoogspanning kan zonder belasting worden gemeten. In tabel 1 staan enkele richtwaarden vermeld; er zijn hier echter ruime afwijkingen toegestaan.
| Punt A | + 120 volt |
| Punt B | + 60 volt |
| Punt C | - 930 volt |
| Punt D | -1200 volt |
| Punt E | -1380 volt |
| Punt F | -1690 volt |
Maak de bedrading zoveel mogelijk met flat-cable; dit ziet er netjes uit en voorkomt, door de verschillende kleuren, vergissingen. Een uitzondering kan gemaakt worden voor de 700 volt wisselspanning en de 2000 volt leidingen. Of hiervoor flat-cable kan worden gebruikt hangt af van de specifikaties van de gebruikte flat-cable.
De eindtrappen
Zijn alle voedingsspanningen in orde, dan kan de print met de voet voor de beeldbuis in orde worden gemaakt. Plaats de voet zo, dat er weinig kracht op de buis wordt uitgeoefend. Vergeet ook de doorverbinding tussen de gloeidraad en de katode niet, deze punten worden met een draadje op de voet doorverbonden.
Het volstaat alle voedingsspanningen en de gloeispanning aan te sluiten; de ingangen kunnen voorlopig open blijven. Kontroleer zorgvuldig, of er soms per ongeluk een hogere spanning dan 6,3 volt op de gloeidraad staat. Dit zou immers jammer zijn van de beeldbuis! Draai P3 op de hoogspanningsprint rechtsom, de potentiometer 'intensitett' linksom en zet de knoppen voor 'focus' en 'astigmatisme' in de middenstand.
Nu kan - voor de eerste keer - een stip op de beeldbuis verschijnen. Nadat de stekker in het stopkontakt is gestoken, zal aanvankelijk alleen het gloeien van de gloeidraad achter in de voet van de beeldbuis zichtbaar zijn. Draai nu de intensiteitspotentiometer rechtsom. In de meeste gevallen zal er ook nu nog niets zichtbaar ziju, pas nadat P3 ook wordt verdraaid, verschijnt er een stip of een vlek op het scherm die tot een heldere punt kan worden gemaakt met de knoppen 'astigmatisme' en 'focus'. Wordt de helderheid opgevoerd, dan is het in de meeste gevallen ook noodzakelijk de stip opnieuw te focusseren.
Laat de helderheid niet te groot worden; het gevaar bestaat, dat de beeldbuis inbrandt!
De X-moduul
De X-print kan nu worden voorzien van alle onderdelen. Omdat de X-print alleen goed funktioneert als ook de schakelaars naast de beeldbuis zijn aangesloten, moeten deze tevens met de basis-print worden verbonden (met behulp van flat-cable).
Soldeer de grote schakelaar op de print pas definitief vast nadat gekontroleerd is, of de moduul in de sleuven en de konnektor in de kast past.
Met S4 in de stand 'auto' en S3 in de stand 'norm' moet een horizontale lijn op het scherm zichtbaar zijn. Deze lijn kan met de potmeter 'position' in horizontale richting worden verschoven. In de komponentenopstelling van de X-print komt weerstand R36 twee maal voor. De weerstand R36 die naast T3 zit, zal voortaan het nummer R49 krijgen. De juiste waarde van R49 is 3k9; R36 = 4k7.
Bij het omschakelen van de tijdbasissnelheid zullen kleine verschillen in de afbuigamplitude zichtbaar zijn. Bovendien is in de meeste gevallen de amplitude op de 13 cm beeldbuis kleiner dan 10 cm. Wanneer S8 in de stand 'maal 5' wordt gezet, neemt de amplitude nauwelijks toe. De afregeling van de hoogspanning en de horizontale versterking gaat nu als volgt:
Verdraai instelpotmeter P3, die in serie is geschakeld met S8 (S8 moet gesloten zijn), naar de minimale weerstand. Op het beeldscherm wordt de lijn dan donkerder, terwijl de beide uiteinden van de lijn tamelijk helder blijven. Dat nu niet het hele beeldvlak wordt beschreven door de elektronenstraal, komt omdat de afbuigspanningen te klein zijn, resp. de buis te ongevoelig is. De hoogspanning voor de buis moet nu verlaagd worden totdat er een lijn van 11 cm zichtbaar is. Het verlagen van de hoogspanning kan gebeuren door R6 op de hoogspanningsprint te vergroten. Heeft de lijn een lengte van ongeveer 11 cm gekregen, dan wordt S8 in de stand 'normaal' geschakeld. Met P2 op de eindtrappen-print kan de amplitude dan op 10 cm worden afgeregeld. Bij de 7 cm buis volstaat het met P2 de lijn op een lengte van 5 a 6 cm af te regelen, afhankelijk van de grootte van het schermoppervlak dat men wenst te gebruiken.
Het afregelen van de zaagtandgenerator op de juiste frekwentie zal pas later gebeuren nadat ook de vertikale afbuiging in orde is.
De dimensionering van de weerstanden R5, R9, en R19, R20 met de bijbehorende instelpotmeters P1 t/m P3 kan, indien nodig, zonder meer worden aangepast. Zou het regelbereik dus onvoldoende zijn, dan mogen de waarden van deze komponenten worden gewijzigd.
De Y-moduul
De beide Y-modulen zijn, op de verschillende frontplaatjes na, volledig identiek. De verschillende funkties van de tumblers S6 komen tot stand onder invloed van de plaats waar de moduul is ingeschoven; geheel rechts of in de middelste positie. Het volstaat om aanvankelijk een moduul op te bouwen; de Elektorskoop werkt ook korrekt met slechts een moduul.
Hiervoor geldt hetzelfde als bij de opbouw van de X-moduul: alvorens te solderen moet alles goed passen. Met de potmeter 'position' kan de lijn op het scherm in vertikale richting worden verschoven. Met de potmeter die met 'cal' is aangeduid, is het mogelijk om de versterking te varieren; normaal staat deze knop geheel rechtsom gedraaid, omdat alleen in deze stand de ijking korrekt is.
Met de keuzeschakelaar 'volts/div' kan de gevoeligheid in stappen worden gekozen. Staat deze b.v. op 1 V/cm, dan komt (na de ijking) ieder schaaldeel op het scherm overeen met een spanning aan de ingang van 1 volt.
Aan de ingangsbus kan nu een signaal worden toegevoerd, bij voorkeur een blokspanning met een bekende frekwentie zoals 50 of 100 Hz.
Hiermee wordt dan allereerst de frekwentie van de afbuigspanning ingesteld. De periodetijd van het 50 Hz signaal is gelijk aan 1/50 sekonde, hetgeen overeenkomt met 20 millisekonde (ms). Met de zaagtandsnelheid-schakelaar in de stand 10 ms/cm moet de hele periode dan twee hokjes op het scherm beslaan, of 62/3 hokje in de stand 3 ms/cm. P2 (op de X-print) wordt zo ingesteld, dat dit klopt. De generator is hiermee afgeregeld; alle andere snelheden vallen automatisch binnen de tolerantie van de gebruikte kondensatoren.
Hierna komt afregeling van de versterking van de eindversterker in de stand 'maal 5' aan de beurt. Bij een snelheid, die 5x zo groot is, moet het 50 Hz signaal, dat eerst twee hokjes besloeg, nu 5 x 2 = 10 hokjes vullen. Door P3 te verdraaien, kan dit worden bereikt. De versterking van de ingangsversterkers moet zo worden afgeregeld, dat de ijking OOk in orde is wanneer het vertikale signaal horizontaal wordt weergegeven. En omdat de horizontale versterking al is ingesteld en dus niet meer mag worden veranderd, moet de versterking van de ingangsversterkers hierop worden aangepast.
De procedure is als volgt: Met schakelaar S3 in de stand 'Y1 horizontaal weergegeven' en de potmeter op de Y-moduul in de stand 'car(rechtsom), wordt P3 op de voorversterkerprint verdraaid totdat de aanduiding van de keuzeschakelaar klopt met de amplitude van het signaal op het scherm. Is de amplitude van het ingangssignaal bijvoorbeeld 10 volt en staat de schakelaar op 3 V/cm, dan moet de amplitude op het scherm 10/3 = 3 1/3 hokje bedragen. Dit wordt met P3 ingesteld. Natuurlijk moet deze spanning eenzelfde uitwijking veroorzaken (maar dan vertikaal) wanneer de skoop op de nor-male wijze wordt gebruikt; dus met S3 in de andere stand. Dit wordt bereikt door de vertikale versterking van de eindtrappen met behuip van P1 (op de print van de eindversterkers) in te stellen. De vertikale afregeling is hiermee voltooid.
Het tweede Y-kanaal meet uiteraard ook een korrekte aanwijziging geven. De versterking van de eindtrap is al ingesteld, zodat alleen P3 op de Y2-moduul overblijft om de versterking op de juiste waarde te brengen. Let erop, dat ook bij deze moduul de potmeter 'car helemaal rechtsom is gedraaid.
Foto 1 t/m 3. De invloed van de instelling van de trimkondensatoren in de ingangsdeler. De foto toont een puls. De flank van deze puls moat goed worden weergegeven, dit is alleen op de foto 3 het gavel. Op foto 1 is de trimmer op een te grote kapaciteit an op foto 2 een te kleine kapaciteit ingesteld.
De puls is afkomstig van een ijkgenerator die een herhalingstijd heeft van 20 ms (afgeleid uit het lichtnet) en een pulsduur van ongeveer 1 ms. De Elektorskoop ward getriggerd op de positieve flank.
Als laatste blijft nu nog de afregeling van de ingangsverzwakker over. Deze afregeling moet gebeuren met een blokspanning met een frekwentie van ongeveer 1000 Hz. De instelkondensatoren worden verdraaid, totdat de blokgolf rechte bovenkanten heeft, zoals te zien is op foto 1 t/m 3. Bij iedere stand van de ingangsschakelaar hoort een trimmer die wordt afgeregeld. De instellingen beinvloeden elkaar niet.
In de middenstand van de potentiometer 'position' behoort het beeld bij benadering in het midden van het scherm te staan. Is bier een grote afwijking te konstateren, dan kan er worden geeksperimenteerd met R21 en R22, die de instelling van de FET's bepalen.
Figuur 1. Het frontpaneeltje voor de X-moduul. Hierop bevinden zich slechts drie regelorganen, waaronder de instelling voor het triggernivo.
Figuur 2. De beide Y-frontplaatjes. Het enige verschil tussen deze twee is de funktie van de tumbler rechts beneden. Elektrisch zijn beide modulen hetzelfde, het verschil in funk-tie wordt veroorzaakt door een afwijkende schakeling op de basisprint.
Figuur 3. Het beeldbuisgedeelte van de 7 cm uitvoering. Het verdient aanbeveling het gat voor de beeldbuis of te dekken met een stukje pleksiglas.
Figuur 4. Het beeldbuisgedeelte van de 13 cm uitvoering. De bedieningsorganen voor de beeldbuis zijn hier op een apart paneeltje ondergebracht dat boven de 3 inschuifbare modulen wordt vastgeschroefd. Omdat bij deze royale beeldbuis wel enige ruimte verloren mag gaan, is er voor de pleksiglazen bescherming een masker ontworpen waardoor de buffs rechthoekig lijkt.
Figuur 5. Het masker voor de 13 cm beeldbuis. Dit masker kan op het frontpaneel worden geschroefd. Tevens is het mogelijk om met een scherp voorwerp de schaalverdeling op de achterkant aan te brengen. Handige knutselaars kunnen zelfs een schaalverlichting aanbrengen onder het masker.
Figuur 6. Het blokschema van de Elektorskoop, waaruit duidelijk blijkt welke bedieningsorganen de signaalloop beinvloeden. S6y1 kan elektronisch voortdurend tussen de twee kanalen schakelen, hetgeen is aangegeven door de middenstand. Met behulp van dit blokschema kan de stand van de diverse schakelaars worden bepaald om de gewenste signaalloop te verkrijgen.