Im Internet gibt es verschiedene Anleitungen, wie man aus einem alten (teilweise nicht funktionierenden) Fernseher ein Breitbild-Oszilloskop macht. In diesem Artikel erfahren Sie auch, wie Sie mit einfachen Modifikationen für einen Gesamtpreis von etwa 20 US-Dollar ein anständiges elektronisches Gerät erstellen können. Damit das Eingangssignal auf dem Bildschirm angezeigt und über den Fernsehlautsprecher wiedergegeben werden kann, müssen Sie ein einfaches Gerät zusammenbauen, das den Stromversorgungskreis des Ablenksystems umschaltet. Natürlich kann man mit einem solchen Gerät kein großes Frequenzspektrum ausdehnen (eigentlich 20-20.000 kHz), aber die Überwachung niederfrequenter Schwingungen ist durchaus möglich.
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Sie können die Hauptanschlüsse und Bedienelemente des Geräts auch im Fernsehgehäuse installieren (zum Glück ist dies aus Platzgründen möglich). Das Vorhandensein eines RCA-Anschlusses ist beispielsweise eine hervorragende Möglichkeit, einen iPod anzuschließen und gleichzeitig die Versorgung mit Wechselspannungssignalen von Millivolt bis Hunderten von Volt zu ermöglichen. In der Nähe können Sie einen 1-mOhm-Trimmer und einen 6-teiligen Drehschalter platzieren. Ein kleiner Trimmer dient zur bequemen Steuerung der horizontalen Scanfrequenz und ein leuchtend roter Knopf eignet sich zum Einschalten des Geräts.
Es bleibt hinzuzufügen, dass dieser Anschlussplan nicht für alle TV-Modelle geeignet ist und eher für Personen nützlich ist, die sich mit Schaltkreisen auskennen und Erfahrung in der Elektronik haben. Aber die Idee selbst enthält viele interessante Punkte.
Sicherheitsanforderungen
Die Umsetzung des beschriebenen Projekts umfasst Arbeiten in der Nähe eines offenen Fernsehtransformators und von Hochspannungskondensatoren. Die Spannung am Magnetron erreicht 120 kV! Um die Möglichkeit eines tödlichen Stromschlags auszuschließen, müssen die entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen strikt befolgt werden. Der erste Schritt zur Durchführung einer Aktion sollte darin bestehen, das Gerät vollständig stromlos zu schalten. Hier dürfen wir Hochspannungskondensatoren nicht vergessen. Daher wird die Schutzverkleidung des Hochspannungsaggregats äußerst vorsichtig entfernt. Es ist wichtig, die Drähte der Leiterplatte nicht zu beschädigen und die freiliegenden Kontakte nicht zu berühren.
Als nächstes müssen Sie große Kapazitäten (50 V oder mehr) gewaltsam entladen. Dies geschieht mit einem gut isolierten Schraubendreher oder einer Pinzette. Ihre Kontakte sind bis zur vollständigen Entladung untereinander bzw. zum Gehäuse geschlossen. Auf einer Leiterplatte sollten Sie dies nicht tun, da die Leiterbahnen durchbrennen können. Stellen Sie sicher, dass sich bei der Durchführung von Arbeiten oder beim Testen des Geräts eine Person in Ihrer Nähe befindet, die einen Arzt rufen oder Erste Hilfe leisten kann.
Arbeitsprinzip
Fernseher und Oszilloskope mit Kathodenstrahlröhre (CRT) gelten als die austauschbarsten Geräte. Außerdem ist ein Fernsehempfänger komplexer als ein einfaches Laboroszilloskop. Um es neu zu gestalten, reicht es aus, einige der darin integrierten TV-Funktionen zu entfernen und einen einfachen Verstärker hinzuzufügen. Schließlich wird jede entfaltete Zeile des Fernsehbildschirms durch einen Elektronenstrahl erzeugt, der schnell durch das transparente Material des lumineszierenden Substrats der Röhre rastet.
Die geladenen Elektronen werden durch elektrische und magnetische Felder gesteuert, die von Spulen hinter der Röhre erzeugt werden. Diese Drahtkerne lenken den Strahl horizontal und vertikal ab und steuern so die Platzierung des Bildes auf dem Bildschirm. Um es an die Mitte der Oszilloskoplinie anzupassen, müssen einige Änderungen daran vorgenommen werden.
Erinnern wir uns daran, dass das Videosignal 32 Bilder pro Sekunde erzeugt, von denen jedes aus zwei „interlaced“ Bildern besteht (d. h. es werden 64 Bilder gescannt). Der NTSC-Standard definiert 525 Zeilen im Bildschirmformat, andere Standards haben leicht abweichende Werte. Das heißt, um ein gefülltes Bild auf dem Bildschirm wiederzugeben, muss der Elektronenstrahl alle 1/64 Sekunde vertikal (Frequenz 64 Hz) und horizontal 1/(64x525) Sekunde (Frequenz 32000 Hz) abgelenkt werden. Um diese Werte zu gewährleisten, beträgt die Spannung des Netztransformators mehr als 15.000 Volt. In diesem Fall funktioniert das Gerät wie ein Fernseher und erzeugt ein detailliertes Bild auf dem Bildschirm.
Damit ein Bild auf einer sehr dünnen Linie gezeichnet wird, die durch das Eingangssignal vertikal abgelenkt wird, müssen Sie die Anzahl der Windungen der Bildschirmspulen anpassen. Es ist auch wichtig, mit der Induktorspule zu „arbeiten“. Seine Impedanz hängt von der Frequenz ab. Je höher die Frequenz, desto schwieriger wird es, sie auf dem Bildschirm anzuzeigen. Bei einem Außendurchmesser des Ringkerns von 10 mm und einer Dicke von 2 mm sollten die Wicklungen I und III jeweils 100 Windungen PELSHO 0,1-Draht und Wicklung II 30 Windungen enthalten.
Denken Sie auch daran, dass das Signal eines Fernsehers mathematisch integriert wird. Dadurch erscheint die Eingangs-Rechteckwelle als Dreieckswelle auf dem Bildschirm und die Eingangs-Dreieckswelle als Sinuswelle. Dies gilt nur für das Bild, nicht für den Ton. Sinuswellen werden unverzerrt dargestellt.Bei sehr alten Fernsehern, die bei fehlendem Signal weißes Rauschen oder einen blauen Bildschirm anzeigen können, anstatt das Bild automatisch auszuschalten, wird das Phänomen nicht so stark auffallen.
Entfernen unnötiger Knoten
In unserem Fall haben wir einen alten Fernsehempfänger mit einem 15-Zoll-Bildschirm und einem klassischen UHF/VHF-Tuner verwendet. Es ist nicht erforderlich, ein Oszilloskop zu erstellen, sodass Sie den Tuner sofort entfernen und seine Existenz vergessen können. Sie können auch nach und nach unnötige Module einzeln abklemmen und so prüfen, ob der Fernseher noch funktioniert. Sie benötigen lediglich die Hauptplatine und alles, was mit der Bildröhre verbunden ist. Es ist notwendig, dass nur weißes Rauschen oder ein blauer Bildschirm angezeigt wird. Sie können den Karton einfach von den restlichen Teilen entleeren.
Der umgebaute Fernseher hatte zwei Potentiometer an der Vorderseite. Einer davon diente zum Einschalten und Einstellen der Lautstärke, der andere regelte die Helligkeit. Beide wurden entfernt: Der erste wurde durch einen Netzschalter (großer roter Knopf) ersetzt, der zweite musste auf maximale Helligkeit eingestellt und durch Einlöten zusätzlicher Widerstände in den Stromkreis fixiert werden. Sie sollten sofort beachten, dass ein Gerät mit eingebautem Lautstärkeregler nicht für den Umbau geeignet ist. Es verstärkt das an den Fernseher angeschlossene Signal und Sie müssen auf der Hauptplatine nach einem Verstärker suchen, was zu zusätzlichen Problemen führt. Die Lautsprecher können zu diesem Zeitpunkt auch ausgeschaltet werden.
Vorbereiten des Umlenksystems
Um ein Oszilloskopbild auf dem Bildröhrenbildschirm zu erhalten, müssen Sie das erzeugte verstärkte Signal aus vertikalen und horizontalen Synchronimpulsen an die Ablenkspulen H und V anlegen. Wie man es erhält, wird etwas später besprochen, aber jetzt muss das Ablenksystem vorbereitet werden.Die Spulen sind über vier Pins mit der Hauptplatine verbunden. Sie müssen das horizontale Kabel trennen, die roten und blauen Drähte gehen dorthin. Durch den direkten Anschluss eines iPod oder Computers an diese Anschlüsse können Sie Musik auf dem Bildröhrenbildschirm anzeigen. Die vertikale Spule hat einen gelben und einen orangefarbenen Draht, aber um einen 64-Hz-Scan zu erhalten, müssen sie auf die horizontale Spule umgeschaltet werden.
Jetzt müssen Sie herausfinden, wo die Spulen mit der kleinen Leiterplatte auf der Bildröhre verbunden sind. Wenn der Fernsehempfänger nicht sehr neu ist, gibt es nur zwei Spulen und 4 Drähte führen von ihnen zur Hauptplatine. Andernfalls entstehen mehr Spulen und die Modifikation funktioniert in dieser Form nicht. Aber geben Sie nicht auf, was Sie begonnen haben, und experimentieren Sie ein wenig. Wir gehen vorerst davon aus, dass noch 4 Drähte vorhanden sind. Es bleibt uns noch, uns um die Drähte zu kümmern, die zur Bildröhre führen. Gemäß der Rechte-Hand-Regel (F=qVxB) entfernen wir einen davon in zufälliger Reihenfolge. Wenn beim Einschalten des Geräts eine horizontale Linie auf dem Bildschirm angezeigt wird, ist die vertikale Spule deaktiviert; wenn sie vertikal ist, dann umgekehrt. Die entsprechenden Enden werden vom Tester gefunden und markiert.
Die horizontalen Spulenanschlussdrähte werden nun von der Hauptplatine entfernt. Vergessen Sie nicht, dass Sie es mit einer Frequenz von 30.000 Hz und einer Spannung von mehr als 15.000 Volt zu tun haben. Das zukünftige Oszilloskop braucht sie nicht. Vor dem Berühren müssen sie kurzgeschlossen, dann gut isoliert und in das Gehäuse gelegt werden, damit sie nach dem Einschalten des Geräts nichts berühren. Damit ist die vertikale 60-Hz-Markierungslinie fertig. Um die gleiche horizontale Leitung von 60 Hz zu erhalten, löten wir die beiden verbleibenden Drähte, die zur vertikalen Spule führen, mit der horizontalen.Und der vertikale Eingang wird zum Eingang des Oszilloskops zum Anschluss der Verstärkerschaltung.
Sweep-Einstellung
Der weitere Teil der Arbeit ist der gefährlichste, da er unter Spannung ausgeführt wird. Seien Sie besonders vorsichtig! Wir versuchen, die Signalquelle an die Vertikalablenkspule anzuschließen (dies könnte ein MP3-Player oder ein Computer-Kopfhörerausgang sein). Um eine Frequenz auf dem Bildschirm anzuzeigen, versuchen Sie, einen einheitlichen Ton zu erzeugen. Berühren Sie bei eingeschaltetem Fernseher mit einem isolierten Schraubendreher vorsichtig die Hochspannungskabel nacheinander und finden Sie heraus, zu welchen Veränderungen auf dem Bildschirm dies führt (Ihr Assistent sollte dies beobachten oder einen großen Spiegel verwenden).
Einer davon beeinflusst die Scanfrequenz. Auf der Platine, wo es eintritt, müssen Sie einen Trimmerwiderstand (ca. 50-60 kOhm) anlöten. Nachdem Sie sichergestellt haben, dass das Gerät funktioniert, können Sie den Griff des betreffenden Widerstands vom Gerätegehäuse entfernen. Selbst bei einer tadellos durchgeführten horizontalen Frequenzabstimmung können Sie den oberen Bereich nicht sehen, sondern nur die Scroll-Wellenform auf dem Bildschirm anzeigen. Sie können auch die vorhandenen Ringlaschen anpassen, die sich um den schmalen Teil des Bildröhrenrohrs befinden. Sie haben in der Regel eine schwarze oder dunkelgraue Farbe und steuern indirekt auch das endgültige Bild.
Verstärkung des eingehenden Signals
Alles, was bisher getan wurde, hat es uns ermöglicht, einen guten Eingangssignal-Visualizer zu erstellen. Es genügt, die iPod-Buchse an die Vertikalablenkspule anzuschließen und schon wird die erklingende Musik auf dem Bildschirm angezeigt. Um jedoch ein echtes Oszilloskop zu erhalten, benötigen Sie einen zusätzlichen Verstärker (Sie können ihn dort zusammenbauen, wo sich der ausrangierte UHF/VHF-Tuner befand).Seine Idee wurde von mehreren thematischen Websites übernommen, um minimale Kosten und maximale Effizienz zu erzielen. Als Grundlage diente der Entwurf von Pavel Falstad, bei der vorgestellten Leiterplatte handelt es sich um eine modifizierte Schaltung eines Push-Pull-Audioverstärkers.
Um es zu implementieren, benötigen wir: eine TL082-Mikrobaugruppe, einschließlich 2 Operationsverstärker, ein Paar Transistoren (z. B. 41NPN/42PNP), einen LM317-Leistungsregler, einen Pol-Drehschalter, ein 1-mOhm-Potentiometer, zwei 10-kOhm-Trimer, 4 1A-Dioden, ein Transformator für 30 VAC, 1000 µF 50 V-Elektrolyt, zwei 470 µF 16 V-Elektrolyten und 5 Widerstände (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm und 10 mOhm).
Der erste Operationsverstärker steuert die Verstärkung des Eingangssignals mithilfe der Formel R1/R2, wobei R1 der mit dem Drehschalter ausgewählte Widerstand und R2 der 1-mOhm-Topf ist. Theoretisch ist er in der Lage, das Eingangssignal bis zu 1 Million Mal zu verstärken (bei mindestens 1 Ohm am Drehschalter). Der zweite überwacht, dass die Transistoren die notwendige Spannung zum Öffnen der Übergänge erhalten und kompensiert Verzerrungen. Sie benötigen 0,7 V zum Öffnen und 1,4 V zum Schalten.
Die fertige Schaltung erfordert eine obligatorische Kalibrierung. Der Leistungsregler ist für eine Differenz von 30 V ausgelegt, sodass der Operationsverstärker normalerweise +15/-15 V ausgibt. Für eine gute Filterung sollte sein Ausgang jedoch einige Volt niedriger sein als die Spannung am 1000-uF-Kondensator. Zu diesem Zweck gibt es den Trimmer 1. Der Ausgang der Schaltung ist mit der Horizontalablenkspule verbunden. Musik, die durch den Stromkreis geleitet wird, wird oben/unten „abgeschnitten“. Um dies zu vermeiden, wird Trimmer 2 so eingestellt, dass die Spitzen der Clips die Ränder des Bildschirms berühren. Dadurch wird die Spannung gesenkt und verhindert, dass die Transistoren den HF-Pfad des Geräts überlasten (durchbrennen der Ablenkspule).
Jetzt können Sie das eingebaute Lautsprechersystem an den TV-Ausgang anschließen. Bei zu großer Lautstärke wird ein großer Lastwiderstand hinzugefügt (z. B. 10 Ohm 1 W); bei zu geringer Lautstärke wird der Lastwiderstand auf die Ablenkspule gelegt und diese anschließend neu kalibriert. Um sich vor unnötigen störenden Pieptönen beim Suchen nach dem gewünschten Eingangssignal zu schützen, können Sie einen Schalter am Lautsprecher installieren.
Alles zusammenfügen
Ein zusätzlicher Verstärker kann ein starkes Magnetfeld erzeugen, daher lohnt es sich, auf seine Auslegung zu achten. Die Platine sollte so kompakt wie möglich sein, mit kurzen Leitungen und guter Gruppierung. Es ist keine besondere Abschirmung erforderlich. Um jedoch Störungen mit anderen Fernsehgeräten in Ihrem Zuhause zu vermeiden, stellen Sie sicher, dass es sich im Gehäuse befindet, ohne die Hauptkomponenten zu beeinträchtigen. Als letzten Ausweg können Sie eine Holz- oder Kunststoffkiste verwenden, die innen mit Folie abgedeckt ist.
Bei dem zerlegten Fernseher wurde beim Entfernen des analogen Tuners genügend Platz frei, um einen Transformator mit einer solchen Platine zu installieren, und es gab sogar ein Loch für den Netzschalter. Es empfiehlt sich außerdem, den Transformator abzuschirmen, um keine Störungen bei den Fernsehsendern zu verursachen. Verbinden Sie die Klemmen zum Anschluss der Synchronisationsspannung und des zu untersuchenden Signals nur mit einem abgeschirmten Kabel mit der Platine.
Nachdem Sie den Transformator an den Stromkreis angeschlossen haben, schließen Sie S1 bzw. S2 an, führen Sie die Eingangskabel durch das Loch im Gehäuse des Fernsehempfängers und verbinden Sie den Ausgang des Stromkreises mit dem Lautsprecher und der Ablenkspule. Bei allen Verbindungen sollte eine Mindestdrahtlänge verwendet werden, um die Streuschleifeninduktivität zu reduzieren.Jetzt müssen Sie nur noch einen geeigneten Ort für die Installation von S1 und S2 finden, die hintere Abdeckung schließen und die Probefahrt starten.
Überprüfung der Funktionalität des Gerätes
In Bezug auf die Funktionalität ist das zusammengebaute Oszilloskop weit entfernt von würdigen Labormodellen, aber für den Einsatz in einfachen Projekten, bei denen Sie die Wellenform sehen müssen, unverzichtbar. Eine gewisse Neuheit ist auch die Fähigkeit, das untersuchte Signal zu hören, insbesondere wenn Rückmeldungen empfangen werden, die „Zeichen“ ähneln. Im betrachteten Beispiel kann man eine Änderung des von einer herkömmlichen Drahtspule induzierten Signals beobachten, wenn sie sich an einem beliebigen Ort befindet, über dem internen Transformator des Geräts und wenn sie sich über dem Laptop-Prozessor befindet.
Die Möglichkeit, das eingehende Signal zu verstärken, ist eine tolle Funktion, wenn Sie keine absolute Präzision benötigen. Das durch die Schaltung verstärkte 60-Hz-Rauschen kann immer noch mit angemessener Genauigkeit erfasst werden. Dieses Phänomen wird aber auch durch die Streuinduktivität der Eingangsleitung verursacht. Nur eine abgeschirmte Erdung aller Teile des Stromkreises kann Störungen reduzieren.
Die gezeigte Drahtspule, die mit dem Eingang des Geräts verbunden ist, ermöglicht die Verwendung einer großen Induktivität mit hoher Verstärkung. Es kann Stromquellen in mehreren Metern Entfernung erkennen, indem es die Spule auf die Position der Transformatoren richtet und dann deren Betrieb visuell überwacht. Sie können auch die Position des Prozessors in einem komplexen Gerät ermitteln. Sie können die Spule als induktives Mikrofon verwenden, indem Sie sie in der Nähe eines Lautsprechers platzieren, der Musik abspielt. Das von der Lautsprecherspule erzeugte Magnetfeld wird vom erstellten Gerät erkannt und verstärkt, woraufhin die abgespielte Musik auf der Bildröhre des Oszilloskops reflektiert wird.
Sie können den Betrieb des Internetkanals auf dem Gerät deutlich sehen.Als Eingangssignal wurde hierfür eine dedizierte Hausleitung (120 VAC) verwendet und nach Anzeige seines „Bildes“ funktioniert das Gerät immer noch.
Originalartikel auf Englisch
