RTTY-oscilloscoop
In het hierna volgende artikel wordt beschreven hoe met eenvoudige middelen een skoopbuisje geschikt kan worden gemaakt voor b.v. het afstemmen van telexsignalen (kruis) of als uitlezing van de eerder in CQ-PA beschreven lichtkrant. De inventieve elektronicus kan op de X-ingang van de DC gekoppelde versterkers een synchroniseerbare zaagtandspanning zetten, waardoor een goedkoop skoopje wordt verkregen dat te gebruiken is voor het bekijken van laagfrequent-signalen. Een zodanige uitbreiding zullen we graag publiceren; wie beschrijft het?
Inleiding
Door het nabouwen van de RTTY-lichtkrant ontstond de behoefte aan een DC-gekoppeld oscilloskoopje. Dit om de in de shack aanwezige oscilloskoop wat te ontlasten!
Later is dezelfde schakeling gebruikt in combinatie met een klein skoopbuisje (ca 5 cm) om een afstemeenheid te maken voor RTTY (kruis). Hiertoe diende de voeding enigszins aangepast te worden, echter dat is in dit artikel achterwege gelaten omdat de benodigde voedingsspanningen toch sterk afhankelijk zijn van het gebruikte skoopbuisje.
Er is wel aangegeven hoe het een en ander bij de auteur er uit ziet, qua spanningen, daar dit artikel er naar streeft compleet te zijn en de schakeling op zich universeel genoemd mag worden (afgezien van de grootte van de spanningen vanzelfsprekend).
Waarschuwing
De meeste van de in CQ-PA beschreven schakelingen maken gebruik van halfgeleiders en dus zijn slechts lage spanningen aanwezig. Bij het experimenteren met de hier beschreven schakeling dient men er zich terdege van bewust te zijn dat men met DODELIJKE spanningen te doen heeft.
Wees voorzichtig bij het modificeren van de schakeling en plaats altijd z.g. bleeder weerstanden over de elco's in de voeding, zodat na het uitschakelen van de voedingsspanning de elco's na enige minuten praktisch ontladen zijn.
Fig. 1. Het bovenste schema is de horizontale afbuigversterker (X), onderaan de verticale (Y).
Schakeling
De beide versterkerschakelingen voor horizontaal en vertikaal zijn identiek om het geheel zo eenvoudig mogelijk te houden.
Er is gekozen voor een verschil-versterkerschakeling, dit heeft een groot voordeel qua spanningsvoorziening omdat de aan de voeding onttrokken voedingsstroom constant is. In de huidige configuratie is de totale stroom 20 mA, zodat met de X en Y versterker in totaal 40 mA bij 200 V wordt ontleend aan de voeding (figuur 2).
De weerstand R18 uit de voeding kan vanwege de constante stroom zodanig gekozen worden dat bij 40 mA de gewenste 200 volt voorhanden is. Men dient wel rekening te houden met de gedissipeerde energie, in de vorm van warmte, in de weerstand R I8. Een bijkomend voordeel van deze vorm is dat R18 en CII een laagdoorlaatfilter vormen, waardoor de rimpel op de spanning van 200 volt tot een zeer geringe waarde kan worden teruggebracht, zonder moeilijke maatregelen te treffen.
De totale stroom in de twee ketens T1, T2 en ook T4, T5 kan worden ingesteld met de instelpotmeters P3 resp. P6. Deze zorgen er voor dat de spanning over de weerstand R8 resp. R16 ongeveer 3 volt is. Hierdoor zal, gezien de waarde van 150 Ohm, een stroom van 20 mA vloeien door T3 resp. T6.
De componenten R7, P3, T3, R8 resp. R15, P6, T6, R16 vormen alzo een stroombron.
De optelling van de stroom door R1, R2 resp. R9, R 10 is noodgedwongen gelijk aan de ingestelde stroom van 20 mA door P3 en P6.
Als beide takken dezelfde stroom voeren, d.w.z. 10 mA, dient de spanning op de collector van b.v. T1 100 volt te bedragen. Hieruit volgt de waarde van R1, R2, R9 en R10 waarbij men rekening moet houden met het gemiddelde gedissipeerde vermogen t.w. 100 volt bij 10 mA is 1 watt. Om te voorkomen dat de weerstanden te heet worden dient de maximale vermogensdissipatie minstens 2 watt te bedragen.
De weerstanden R5, R6 resp. RI3, R14 dienen voor de versterking van de enkele trappen te definiëren. Met deze weerstand bedraagt de versterking in een enkele trap b.v. RI, TI, R5 voor de spanning R1 gedeeld door R5. De versterking voor de gehele verschilversterker bedraagt het dubbele van die waarde.
Laten we R5, R6 resp. R 13, R14 weg dan zal de versterking bepaald worden door de afzonderlijke versterkingsfactoren qua spanning hFE van T1, T2 resp. T4, T5. Aangezien deze niet onderling gelijk zullen zijn komen we in moeilijkheden, omdat de versterking daarnaast ook nog temperatuurafhankelijk is geworden.
Als ingangsversterker (versterking hier 1 x) is gekozen voor een geintegreerde schakeling, bestaande uit een operationele versterker (OpAmp) van het type uA74I. Aangezien de bandbreedte niet veel groter dan 10 tot 100 kHz diende te zijn voldoet een dergelijke schakeling uitstekend. Er is n.l. een lage impedantie nodig om P1 te sturen.
Tevens heeft een OpAmp het voordeel dat eenvoudig een voorversterker gecreëerd kan worden met slechts twee extra componenten, die dan ook nog uitstekende DC-gekoppelde eigenschappen heeft. Eventueel kan met een potmeter de offsetspanning gecompenseerd worden.
Gebruiken we echter een vaste versterkingsfactor dan verdwijnt deze offsetspanning toch bij de instelling van de niveaus van de skoopbuis.
Met P3 resp. P6 stellen we dus de gemiddelde spanning in op de klemmen 9, 10 resp. 6, 7. De beste keuze voor die spanning is zoals aangegeven de helft van de gebruikte voedingsspanning.
Met P2 resp. P5 stelt men bij een kortgesloten ingang de niveaus in van de electronenstraal van de oscilloskoop voor X resp. Y kanaal. Met P1 resp. P4 kan men de versterking in een ruim gebied negatief beïnvloeden; hierdoor is de grootte van b.v. het RTTY-kruis in te stellen voor X resp. Y richting.
Voeding
Fig. 2. Complete voeding voor skoopbuis en versterkers.
De spanningen voor plus en min 12 volt worden verkregen uit een van de drie aanwezige secundaire wikkelingen op de trafo. Door gebruik te maken van geintegreerde spanningsstabilisatoren van het type uA7812 voor de plus 12 volt en uA7912 voor de min 12 volt, kan de voeding zeer eenvoudig blijven en toch uitstekende stabilisatie eigenschappen bezitten. De condensatoren C3, C4 en tantaalelco's C5 en C6 dienen voor de stabilisatie en ruiseigenschappen van de stabilisator te vergroten. Zij moeten op korte afstand (ca 2 cm) van het IC worden aangebracht.
Trouwens, het is aanbevolen om aan de ingang van zo'n stabilisator eveneens een tantaalelco van 1 µF aan te brengen indien de verbinding niet de gelijkrichtelco (hier CI resp. C2) langer is dan ca 20 cm.
Het stroomverbruik van de hier beschreven schakeling is zodanig dat het overbodig is om de stabilisatoren van koelvinnen te voorzien.
De benodigde spanning voor de electronenversneller bedraagt hij het door de auteur vervaardigde model 1000 volt en wordt verkregen door de wisselspanning van 400 volt verdubbeld gelijk te richten. De toegepaste elco's C7, C8 en C9 dienen bestand te zijn tegen 1000 volt gelijkspanning aangezien zij het anders niet zullen overleven. De dioden D1 en D2 moeten eveneens tegen deze spanning bestand zijn; gebruik werd gemaakt van de 1N4007. De weerstand R17 is, zoals reeds eerder aangegeven, bedoeld om te voorkomen dat de lading in C8, C9 bij uitschakelen langzaam zal wegvloeien.
De spanning van 200 volt die benodigd is voor de verschilversterker is reeds bij de behandeling van figuur 1 beschreven. Hier geldt voor R20 hetzelfde als voor R17 beschreven werd. Over de spanning van min 270 volt valt weinig anders op te merken dan bij de eerder beschreven spanningen werd opgemerkt.
Skoopbuisaansluiting
Fig. 3. Aansluiting van de skoopbuis type DN7-78
Over de exacte aansluitingen en benodigde spanningen voor het skoopbuisje valt hier niet veel op te merken omdat dit geheel afhankelijk is van het ter beschikking staande type. De in de tekening gegeven aansluitingen hebben betrekking op een Philips buisje van het type DN7-78. De gegeven schakeling beoogt niet meer te zijn dan een voorbeeld van een in de praktijk te realiseren schakeling.
Met behulp van de potmeter P9 wordt de lichtopbrengst (helderheid) geregeld. Tevens bestaat de mogelijkheid hier een z.g. Z-ingang te maken, waarmee extern de helderheid van de electronenstraat beïnvloed kan worden. Een nadeel is dat het spanningsniveau 270 volt onder de massaspanning ligt. Met P10 wordt de focussering van het buisje verzorgd. De potmeters P7 en P8 dienen bij dit buisje om de vorm van de electronenbundel beter te maken. Deze zullen echter lang niet altijd gebruikt behoeven te worden. Dit in tegenstelling tot P9 en P10 die bij ieder buisje benodigd zullen zijn.
De spanning voor de gloeidraad wordt rechtstreeks betrokken van de 6,3 volt wikkeling van de voedingstrafo. In de meeste gevallen dient een van de gloeidraadklemmen te worden verbonden met de kathode aansluiting vanwege potentiaalniveaus in de buis.
Opmerkingen
Gaat men over tot nabouw dan kan wellicht enige informatie ontleend worden aan de foto's bij dit artikel. De auteur heeft de schakelingen opgebouwd op een tweetal stukken experimenteerprint.