Wskaźnik oscyloskopowy Bruel & Kjaer typu 4712

KRASUL · 1 godzinę temu

Szanowni Państwo.

Poniżej zamieszczam krótki opis działania wskaźnika oscyloskopowego ("Frequency Response Tracer") firmy Bruel & Kjaer typu 4712. Urządzenie jest lampowo-tranzystorowe i umożliwia wykreślanie na ekranie kineskopu z długą poświatą charakterystyk modułu transmitancji filtrów w funkcji częstotliwości. Metoda ta ma z dzisiejszego punktu widzenia znaczenie historyczne i jest raczej ciekawostką, ponieważ obecnie możemy do tego celu wykorzystywać np. program komputerowy "audioTester" (do przeprowadzania pomiarów w zakresie pasma akustycznego) lub moduł ewaluacyjny "Analog Discovery" umożliwiający pomiary filtrów w szerszym zakresie częstotliwości.

response_tracer_bk_4712_01.jpg.6f24421b29b6efd7f9e92a625307f2d6.jpg

Tym niemniej warto nadmienić, że tego typu metoda jeszcze w 2013 roku była używana w Tonsilu do kontroli jakości produkowanych zwrotnic. Były nawet odpowiednie szablony wykonane z pleksiglasu, które nakładało się na ekran kineskopu wskaźnika oscyloskopowego, na których narysowane były przebiegi poszczególnych charakterystyk, które można było porównywać z przebiegami rysowanymi na ekranie. Główną zaletą tej metody jest fakt, że charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa badanego filtra pojawia się na ekranie natychmiast, co w znaczącym stopniu przyspiesza proces kontroli jakości zwrotnic.

Wskaźnik oscyloskopowy Bruel & Kjaer można zakupić na portalach internetowych takich jak np. eBay, OLX czy Allegro. Po zakupie wskazana jest jednak wymiana "w ciemno" dwóch lamp elektronowych typu ECC88, oznaczonych na schemacie ideowym jako V8 i V9, ponieważ po latach intensywnej pracy lampy te mają przeważnie niską emisję, co powoduje problemy z liniowością kanałów X i Y. Na szczęście lampy te są w dalszym ciągu produkowane i można je kupić np. w firmie JJ-Electronic:

https://sklep.lampyelektronowe.pl/?25,e88cc-jj

Nieco rzadziej, w przypadku problemów z wytwarzaniem wysokiego napięcia, konieczna jest wymiana lampy elektronowej typu ECF82 oznaczonej na schemacie jako V2.

Po wymianie lamp konieczna jest regulacja liniowości kanału X odpowiadającego za rozpoznawanie częstotliwości sygnału i wyświetlanie charakterystyki w skali logarytmicznej. Odpowiada za to wymienny filtr pasywny typu ZA 0120, który posiada cztery otwory umożliwiające regulację liniowości całego pasma w zakresie od 20 Hz do 20 kHz przy pomocy potencjometrów. Nastawy potencjometrów wpływają wzajemnie na siebie, dlatego też regulację należy przeprowadzić kilkukrotnie. W przypadku gdyby regulacja nie przyniosła oczekiwanych rezultatów, należy zdjąć blaszaną obudowę urządzenia, przykręconą do ramy czterema nakrętkami i ustawić szerokość pasma przy pomocy potencjometru R42 znajdującego się po prawej stronie urządzenia. Cała procedura opisana jest w instrukcji serwisowej:

https://www.elektroda.pl/rtvforum/download.php?id=1272291

https://www.elektroda.pl/rtvforum/download.php?id=1272292

Do uruchomienia wskaźnika oscyloskopowego potrzebny jest wobulator, wzmacniacz i opornik dużej mocy. Producent zaleca wykorzystanie do tego celu generatora dudnieniowego ("Beat Frequency Oscillator") typu 1022. Problem polega na tym, że w tej aplikacji oprócz generatora potrzebny jest jeszcze silnik i elastyczny wał, którym łączy się obydwa urządzenia, ponieważ wobulacja realizowana jest na zasadzie mechanicznego obrotu osi kondensatora strojeniowego w generatorze. Oryginalnie do tego celu wykorzystywało się na zakładzie wobulator typu POF-10 firmy ZOPAN. Wobulator ten ma jednak pewną wadę, ponieważ posiada on, co prawda, możliwość wobulacji w trybie logarytmicznym, natomiast szerokość pasma w interesującym nas podzakresie wynosi nieco ponad dwie dekady (od częstotliwości 100 Hz do częstotliwości 12 kHz) a my potrzebujemy przestrajania w zakresie pełnych trzech dekad (od 20 Hz do 20 kHz). Produkowane współcześnie generatory DDS się do tego nie nadają. Posiadają one, co prawda, możliwość pracy w trybie VCO i jest nawet możliwość wobulacji w trybie logarytmicznym, jednak cyfrowy sposób generacji sygnału sprawia, że w praktyce wskaźnik oscyloskopowy zaczyna rejestrować sygnał dopiero od częstotliwości powyżej 1 kHz co dyskwalifikuje generatory DDS w tym zastosowaniu.

Opis najprostszego możliwego do wykonania generatora analogowego z układem scalonym XR2206 został opublikowany w jednym z rozdziałów mojej pierwszej książki:

ksiazka.jpg.7293ec3d508019886833b71d4ad6dded.jpg

https://matfel.pl/product-pol-551852-Wprowadzenie-do-projektowania-ukladow-zwrotnic-zestawow-glosnikowych-Tomasz-Lysek.html

Pokrywa on z nawiązką pełne pasmo od 20 Hz do 20 kHz i posiada on możliwość wobulacji sygnału w trybie logarytmicznym.

Jedyną modyfikacją, jaką można do niego wprowadzić jest zamiana generatora sterującego z trójkątnego na piłokształtny, z uwagi na to, że wskaźnik oscyloskopowy posiada możliwość wygaszania przebiegu powrotnego plamki.

Wzmacniacz nadający się do tego celu opisałem w jednej z moich publikacji prasowych:

https://www.elektroda.pl/rtvforum/download.php?id=1272293

Rezystancja opornika obciążającego filtr powinna odpowiadać impedancji znamionowej głośnika podlegającego filtracji. Pomiar przeprowadzamy dla mocy wynoszącej kilka watów, pamiętając o zapewnieniu opornikowi odpowiedniego chłodzenia. Ja wykorzystałem do tego celu stuwatowy, ośmioomowy opornik przykręcony do radiatora za pośrednictwem pasty termoprzewodzącej. Nic nie stoi na przeszkodzie aby obciążyć filtr rzeczywistym przetwornikiem pracującym w obudowie celem poznania różnic w kształcie charakterystyki modułu transmitancji w funkcji częstotliwości w porównaniu do pracy filtra z obciążeniem rezystancyjnym:

filtr.jpg.7e1a8f83e8e884568e5926f7bac61f5b.jpg