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我曾用黑白机改过示波器,思路独特

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发表于 2009-9-24 09:32:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
估计有很多人想过用黑白机改示波器,估计没人成功过。原因是偏转线圈有很大电感,对不同频率有不同阻抗,导致波形严重失真。我在98年的时候想到另外一种方法,信号不往偏转中送,而是"送到"阴极去,算是突破,但仍是先天不足,低频可行。也鉴于此当时只做了个初步没再继续做。不过这种方法可以轻易实现多踪显示,及显示XY坐标,甚至叠加图像——本来就是电视。心动吗?由于年代久远当时的东西早已不见踪影,下面这些是根据当时思路再想象出来的,没有实际试验,电路仅提供个大概,有兴趣的话你自己实际做去。2000年的时候我买了江苏扬中电子仪器厂(注意还有个光电仪器厂,不是一个厂)的YB4324,20M双踪。和这个比起来天上地下,相差甚远,主要是带宽相差远。
       思路如下:
我们知道,显像管显示图像时是通过偏转线圈中的电流改变光点的位置,电流越大光点偏移越大,光点位置和电流大小是对应的,存在非线性。我们先假定它是线性的,输入信号是直流电压,那么如果把行电流转换成电压,再与输入信号比较,当两者相等时产生一信号送到阴极点亮屏幕,再配合场扫描作X轴扫描不就行了。而那个非线性实际也用不着管,做个与行频一致的锯齿波振荡器就行了,非线性由原有的S校正、饱和电感什么的完成就行了,如此简单。场扫描做成可调的锯齿波振荡器,恒流输出到场偏转,注意场偏转线圈两端要并一个电阻,以消除寄生振荡。至于多踪,多做几个Y轴并在一起就行了。坐标做个振荡器按一定时间送一个信号到阴极形成背景方格就行了,可以调节灰度的。把逆程消隐加上,解决同步问题,由于低频,同步容易,甚至不用同步都行。
至于能达到多少频率,没做深究,不知道多少。不过把很高的信号如500KHz送入的话也能出现图案,没做进一步分析。更高没试过,对于正规示波器来说500KHz仍相当低。
后来买了示波器之后的感受:
双踪是买对了,确实需要,单踪不行。而频率20M多数情况够用,有时不够,总的来说20M合适。脑子里想法逐渐发生了些变化,没示波器之前人们普遍认为有了示波器就有了眼了,原来看不到的东西就能看到了,修东西好修。实际却完全是另一码事,实际看到的波形和书上的不一致,有的相同,有的完全对不上。之前根据书本猜出来的波形,实际一量根本不一样。原因主要是书上是理想状况推导出来的,缺的东西很多。而显示出来的波形还得能看懂,能解释那波形是怎样产生的,为什么是那样,比用万用表量要的技术更高了,是更复杂了而不是更简单了。当时想把示波器当老师,啥不懂问它就知道,确实学到了东西,而且是书上没有的。思想发生了变化,上了一台阶。是这样的,当你没示波器的时候也就不去想波形,因为量不了办不到,思路局限于万用表量,有了示波器能办到了自然就想波形了,那个地方波形应该是啥样的,经过什么之后又变成什么样的,这样对电路了解就更深了,思路也变了,提高了一个级别。之前因量不了而“回避”而不去想不去做的电路现在去想了,可以做了,范围开阔了,更重要的是思想不一样了。

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发表于 2009-9-24 10:03:42 | 显示全部楼层
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发表于 2009-9-24 11:42:22 | 显示全部楼层
有好的思路还是尝试一下为好. 不然太可惜了.
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发表于 2009-9-24 12:04:56 | 显示全部楼层
做下来还不如买台新的,黑白电视机也不好找了。
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发表于 2009-9-24 12:12:03 | 显示全部楼层
效果如何?
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发表于 2009-9-24 19:47:23 | 显示全部楼层
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发表于 2009-9-24 19:57:13 | 显示全部楼层
如果用液晶显示器改示波器
是不是就可以突破因为偏转线圈所造成的失真?
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发表于 2009-9-24 22:54:58 | 显示全部楼层
楼主对示波器的体会说得中肯,赞同。
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发表于 2009-9-27 11:00:14 | 显示全部楼层
你这是胡折腾,想法可以,但没有意义,
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 楼主| 发表于 2009-11-22 09:38:22 | 显示全部楼层
前些天在网上看到一篇《电视机做简易示波器》的文章,作者:佚名,原文如下:
利用一块附加的电路板,输入要观测的电信号,将输出信号接到电视机的视频输入接口,屏上就能显示电信号的波形。电路结构如图1,实际的电路如图2。
振荡电路
用555时基电路产生水平同步信号和锯齿波信号,其输出周期tH=0.693x(Ra+Rb)C1,tL=0.693×RbC1。
输入电路
被观测信号接到输入端口,SW1是AC/DC选择开关,合上为直流,断开为交流;信号波形在电视屏上的位置由VR3调整,其调整范围与锯齿波信号电压范围(1/3Vcc~2/3Vcc)相似,C3、C4起稳定VR3端子电压的作用;波形振幅的大小由电位器VR4调节。
控制电路
把振荡器产生的锯齿波信号和输入信号送至比较器IC2a进行脉宽调制(PWM),生成PWM信号,再利用微分电路取出PWM矩形波的下降沿,得到与输入信号对应的脉冲波。微分电路的充电时间常数t=R9C6=0.22μs,放电时间常数t=(R8+R9)C6=0.44μs。IC2b对输入脉冲信号反相。
图像信号输出
反相电路IC2b输出的信号经Tr1发射极输出,与由IC2c输出的水平同步信号合成图像信号;R12阻值为75Ω,以获得接近75Ω的匹配阻抗。
电路调整
本示波器与普通示波器不同的是垂直方向为时间轴,水平方向为电压轴。将其输出端与电视机的视频输入端连接,VR3、VR4旋转至中间位置,再调节VR1、VR2达到水平同步,使屏上出现一条垂直白线(时间轴),然后调VR3将白线移动至中央位置;在信号输入端输入观测信号,用VR4调整幅度,便可在屏幕上显示出被测波形。本示波器可观测的信号频率在10kHz以下。
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他的电路和我的类似,是“机外型”的,比我的又省事些。他说频率在10kHz以下,不知他是怎样得出的,有问题。带宽究竟能达到多少是个麻烦事,举个极端情况下的例子:假定输入信号是与行锯齿波同频同相的锯齿波,幅度比行锯齿波小,那么显示出来的将是一条直线,不正确;如果是行频的一半,他的为两条直线,我的为3到4条直线,还是不对。换成正弦波情况类似,达不到10kHz。但行频15625Hz是较高的,在这个频率下输入信号与行频完全一致的可能性并不大,那么输入信号与行锯齿波的交点就会不断变化,这样输入信号不同位置的点就会在不同时刻显示出来,这样15625Hz的信号是能显示的。当信号高于行频时情况也如此,因此高于行频的信号也能显示。这就是我在主贴中所说的把很高的信号如500KHz送入的话也能出现图案的原因,不过此时X轴跟不上了。鉴于这样的原因,提高行频对提高带宽意义不大,不过提高行频可使点的密度提高,这样还是有益的。
98年刚开始做的时候用的不是比较器的电路,而是采用“逐行延迟”的方法,即用行逆程脉冲去触发单稳态触发器,而单稳态触发器的延迟时间则由输入信号决定,单稳态触发器之后送到显像管形成光点。当时是用分立元件做的单稳态触发器,由于分立元件的单稳态触发器性能不理想,导致线性不良,波形显著的一边宽一边窄。而后才想到电压比较器的方式。当时想过用类似取样示波器的方法提高频率,但觉得意义不大,当时觉得也就能显示1KHz的样子,再改也高不到哪儿去,就没搞。
现在看来,要实用意义不大,真是还不如买二手的,当初98年那时侯或许有意义。思路有意思,看似不可能的事居然能实现,有点不可思议的感觉,有点“见鬼”的味道。或许在别的地方会有启发、借鉴的意义,贴出来好。
    以前的图还是补上吧

[ 本帖最后由 往事已去 于 2009-11-23 09:42 编辑 ]
图1.jpg
图2.jpg
1.jpg
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发表于 2009-11-22 10:54:25 | 显示全部楼层
电场偏转采用光点扫描直接驱动偏转板形成图形,磁场偏转只形成暗光栅,再通过调辉实现显示,采用电压比较器用锯齿波基准信号与输入信号比较、形成窄脉冲去调制阴极或栅极,要满足水平扫描能在很宽的速度范围内改变,上述电路会很复杂。如果固定水平扫描速度,只在垂直方向采用比较技术,常常用于像扫频仪和频谱仪之内的显示器,由于电压比较器的比较电压精度较高,增加一些附加电路之后,可以十分方便的形成参考线,用来实现电子刻度。其实,电脑显示就是磁场偏转的一个典型例子,只不过是更加复杂,最终采用软件来实现,像上面所说的模拟技术是很难做到的。
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发表于 2009-11-23 14:55:26 | 显示全部楼层
学习
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发表于 2010-6-6 20:50:29 | 显示全部楼层
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发表于 2010-6-6 20:51:04 | 显示全部楼层
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发表于 2010-6-7 07:38:28 | 显示全部楼层
几年前本人做过电视示波器,频带约200KHz,但那只是用电视作显示器,不牵涉对电视机本身的修改。个人认为用电视机本身做示波器玩玩还是有意思的,但不会有什么实用价值,或者只在特殊场合下有实用价值。
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