Oscilloscope d'une vieille télé

Diverses instructions ont été publiées sur Internet pour transformer un vieux téléviseur (parfois partiellement inopérant) en oscilloscope à écran large. Cet article vous expliquera également comment créer un appareil électronique décent à l'aide d'un simple raffinement d'un coût total d'environ 20 USD. Pour que le signal d'entrée soit affiché à l'écran et lu par le haut-parleur du téléviseur, vous devez assembler un simple dispositif commutant le circuit d'alimentation du système de déviation. Bien sûr, vous ne pouvez pas étendre le large spectre de fréquence sur un tel instrument (en réalité 20 à 20000 kHz), mais il est tout à fait possible de suivre les vibrations à basse fréquence.

Vous pouvez également installer les connecteurs principaux et les éléments de commande de l'appareil dans le boîtier du téléviseur (heureusement, cela laisse de la place). Par exemple, la présence d'un connecteur RCA sera une excellente occasion de connecter un iPod tout en autorisant une entrée d'alimentation CA allant de plusieurs millivolts à plusieurs centaines de volts. À proximité, vous pouvez placer une résistance de réglage de 1 mOhm et un commutateur rotatif à 6 sections. Avec une petite tondeuse, il sera commode de contrôler la fréquence de balayage horizontal et un bouton rouge vif convient à l'allumage de l'appareil.
Il reste à ajouter que ce schéma de connexion ne convient pas à tous les modèles de téléviseurs et est plus utile aux personnes capables de manipuler des circuits et ayant de l'expérience en électronique. Mais l’idée elle-même contient de nombreux points intéressants.

Exigences de sécurité

La mise en œuvre du projet décrit implique des travaux à côté d'un transformateur de télévision ouvert et de condensateurs haute tension. La tension du magnétron atteint 120 kV! Afin d'éviter tout risque d'électrocution mortelle, les mesures de sécurité appropriées doivent être strictement observées. La première étape de toute action doit être une panne totale du périphérique. Ici, il ne faut pas oublier les condensateurs à haute tension. Par conséquent, le capot de protection de l'unité haute tension est retiré très soigneusement. Il est important de ne pas endommager les fils du circuit imprimé et de ne pas toucher ses contacts ouverts.
Ensuite, vous devez forcer la décharge de grandes capacités (50 V ou plus). Ceci est fait avec un tournevis bien isolé ou des pincettes. Leurs contacts sont fermés les uns aux autres ou au boîtier jusqu'à la décharge complète. Ne le faites pas sur une carte de circuit imprimé, car les pistes risquent de s’épuiser. Lorsque vous effectuez un travail ou testez l'appareil, assurez-vous qu'il y a quelqu'un près de vous qui peut appeler un médecin ou fournir les premiers soins.

Principe de fonctionnement

Les téléviseurs à tube à rayons de télévision (CRT) et les oscilloscopes sont considérés comme les appareils les plus interchangeables. En outre, un récepteur de télévision est plus complexe qu'un oscilloscope de laboratoire de base. Pour le modifier, il suffit de supprimer certaines des fonctions de télévision intégrées et d’ajouter un simple amplificateur. Après tout, chaque ligne extensible de l’écran du téléviseur crée un faisceau d’électrons rapidement balayé à travers le matériau transparent du substrat luminescent du tube.
Les électrons chargés sont contrôlés par des champs électriques et magnétiques créés par des bobines situées derrière le tube. Ces noyaux avec un fil dévient le faisceau dans les plans horizontal et vertical, contrôlant l'emplacement de l'image sur l'écran. Pour l’ajuster au centre de la ligne de l’oscilloscope, vous devez effectuer quelques ajustements avec eux.
Nous rappelons que le signal vidéo produit 32 images par seconde, chacune consistant en deux images "entrelacées" (c'est-à-dire que 64 images sont numérisées). La norme NTSC définit 525 lignes au format écran, les autres normes ont des valeurs légèrement différentes. Cela signifie que pour la reproduction d’une image remplie sur l’écran, le faisceau d’électrons doit être dévié verticalement toutes les 1/64 secondes (fréquence 64 Hz) et horizontalement à 1 / (64x525) secondes (fréquence 32000 Hz). Pour garantir de telles valeurs, la tension du transformateur horizontal dépasse 15 000 volts. Dans ce cas, l'appareil fonctionne comme un téléviseur et crée une image détaillée à l'écran.
Pour lui faire dessiner une image sur une ligne très fine, rejetée verticalement par le signal d'entrée, vous devez régler le nombre de tours des bobines d'écran. Il est également important de "travailler" avec la bobine d'induction. Son impédance dépend de la fréquence. Plus la fréquence est élevée, plus il sera difficile de l'afficher à l'écran. Avec un diamètre extérieur du noyau toroïdal de 10 mm et une épaisseur de 2 mm, les enroulements I et III doivent contenir 100 tours de fil PELSHO 0,1 et l'enroulement II - 30 tours.
Il convient également de rappeler que le signal de la télévision est intégré mathématiquement. Cela conduit au fait que l'onde rectangulaire d'entrée sera affichée sur l'écran triangulaire et le triangle - une sinusoïde. Cela s'applique uniquement aux images, mais pas au son. Les ondes sinusoïdales seront affichées sans distorsion. Le phénomène ne sera pas aussi perceptible sur les très vieux téléviseurs pouvant afficher du bruit blanc ou un écran bleu en l'absence de signal et ne pas éteindre automatiquement l'image.

Suppression des nœuds redondants

Dans notre cas, nous utilisions un vieux récepteur de télévision avec un écran de 15 pouces et un syntoniseur UHF / VHF classique. Pour créer un oscilloscope, cela n'est pas nécessaire, vous pouvez donc retirer immédiatement le syntoniseur et oublier son existence. Vous pouvez également désactiver progressivement les modules supplémentaires un par un, en vérifiant que le téléviseur peut toujours fonctionner. Vous n'avez besoin que de la carte mère et de tout ce qui est connecté au tube image. Il est nécessaire qu’il n’affiche que du bruit blanc ou un écran bleu. Vous pouvez simplement libérer la boîte du reste des pièces.
Il y avait deux potentiomètres sur le devant du téléviseur converti. L'un d'eux servait à allumer et à régler le volume, l'autre à contrôler la luminosité. Les deux ont été retirés: le premier a été remplacé par un interrupteur d'alimentation (gros bouton rouge), le second a dû être réglé sur la luminosité maximale et fixé en soudant des résistances supplémentaires dans le circuit. Vous devez immédiatement faire attention à ce qu'un appareil doté d'un contrôle de volume intégré ne soit pas adapté. Il amplifie le signal connecté au téléviseur et vous devrez rechercher un amplificateur sur la carte principale, ce qui entraînera des problèmes supplémentaires. Les enceintes à ce stade peuvent également être désactivées.

Préparation du système de déflexion

Pour obtenir une image de l’oscilloscope sur l’écran du kinéscope, il sera nécessaire d’appliquer le signal amplifié généré des impulsions de trame et de synchronisation horizontale aux bobines de déviation H et V. Comment l'obtenir sera démonté un peu plus tard et il est maintenant nécessaire de préparer un système de déviation. Les bobines sont connectées à la carte principale avec quatre broches. Il est nécessaire de déconnecter les fils horizontaux, rouges et bleus vont à elle. En connectant un iPod ou un ordinateur directement à ces sorties, vous pouvez afficher la musique sur l’écran du tube. La bobine verticale a un fil jaune et orange, mais pour obtenir un balayage à 64 Hz, ils doivent être commutés sur une bobine horizontale.
Vous devez maintenant trouver où les bobines sont connectées à un petit circuit imprimé sur le tube du tube. Si le téléviseur n’est pas très récent, il n’ya que deux bobines et 4 fils qui les relient à la carte principale. Sinon, il y aura plus de bobines et sous cette forme, l'altération ne fonctionnera pas. Mais n'abandonnez pas ce que vous avez commencé et vous pourrez expérimenter un peu. En attendant, nous supposons que les fils sont encore à 4. Il reste à traiter avec les fils allant au tube. Selon la règle de la main droite (F = qVxB), on enlève l’un d’eux dans un ordre aléatoire. Si une ligne horizontale est affichée à l'écran lors de la mise sous tension du périphérique, l'enroulement vertical est désactivé, s'il est vertical, et inversement. Les extrémités correspondantes sont trouvées par le testeur et marquées.
Maintenant, les fils de connexion de la bobine horizontale sont retirés du circuit principal. N'oubliez pas que vous devrez composer avec une fréquence de 30 000 Hz et une tension de plus de 15 000 volts. Le futur oscilloscope n'en a pas besoin. Avant de les toucher, ils doivent être court-circuités, puis bien isolés et placés à l'intérieur du boîtier de manière à ne rien toucher après la mise sous tension de l'appareil. La ligne de marquage verticale à 60 Hz est donc prête. Pour obtenir la même ligne horizontale de 60 Hz, les deux fils restants allant à la bobine verticale sont soudés à la ligne horizontale. Et la verticale sera l'entrée de l'oscilloscope pour connecter le circuit amplificateur.

Configuration de numérisation

L’autre partie du travail est la plus dangereuse, car elle sera effectuée lorsque la tension est connectée. Soyez particulièrement prudent! Nous essayons de connecter la source de signal à une bobine de déviation verticale (ce peut être un lecteur MP3 ou une sortie casque d’ordinateur). Pour afficher une seule fréquence à l'écran, essayez de générer une tonalité stable. Lorsque le téléviseur est allumé avec un tournevis isolé, touchez soigneusement les fils à haute tension, en recherchant les modifications à l'écran auxquelles il entraînera (votre assistant doit le surveiller ou utiliser un grand miroir).
L'un d'eux affectera la fréquence de balayage. Sur le tableau où il entre, vous devez souder la résistance de réglage (environ 50 à 60 kOhm). Après vous être assuré que l'unité est opérationnelle, vous pouvez retirer la poignée de la résistance concernée du corps de l'appareil. Même un réglage de fréquence horizontale parfaitement exécuté ne vous permet pas de voir la plage supérieure, mais affiche uniquement le signal de défilement à l'écran. Vous pouvez également personnaliser les onglets annulaires existants situés autour de la partie étroite du tube du tube. Habituellement, ils sont noir ou gris foncé et contrôlent également indirectement l'image finale.

Gain d'entrée

Tout ce qui a été fait jusqu’à présent nous a permis de créer un bon visualiseur du signal d’entrée. Assez pour connecter la prise iPod à la bobine de déviation verticale et la musique qui sonne sera affichée à l'écran. Mais pour obtenir un véritable oscilloscope, vous avez besoin d’un amplificateur supplémentaire (vous pouvez l’assembler à l’endroit où se trouvait le syntoniseur UHF / VHF mis au rebut). Son idée a été empruntée à plusieurs sites thématiques, dans le but d’obtenir un coût minimal et une efficacité maximale. Le développement de Pavel Falstad a été pris comme base et le circuit imprimé présenté était un circuit modifié d’un amplificateur audio à deux temps.
Pour le mettre en oeuvre, il nous faut: un micro-assemblage TL082, comprenant 2 amplis-op, une paire de transistors (par exemple, 41НПН / 42ПНП), un régulateur de puissance LM317, un commutateur rotatif "Pôle", un potentiomètre 1 Mohm, deux trimères 10 kohms, 4 diodes 1A, un transformateur 30 V CA, électrolyte 1000 UF 50 V, deux électrolytes 470 UF 16 V et 5 résistances (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm et 10 mOhm).
Le premier ampli-op contrôle le gain du signal d'entrée selon la formule R1 / R2, où R1 est la résistance sélectionnée par le commutateur rotatif, R2 est un potentiomètre de 1 mΩ. Théoriquement, il est capable d’amplifier le signal d’entrée jusqu’à 1 million de fois (avec un minimum de 1 ohm disponible sur le commutateur rotatif). La seconde veille à ce que les transistors reçoivent la tension nécessaire pour ouvrir les jonctions et compense les distorsions. Ils ont besoin de 0,7 V pour l’ouverture et de 1,4 V pour la commutation.
Le circuit fini nécessite un étalonnage obligatoire. Le régulateur de puissance est conçu pour une différence de 30 V, de sorte que l'ampli-op produira normalement + 15 / -15 V, mais pour un bon filtrage, sa sortie doit être de plusieurs volts inférieure à la tension à la capacité de 1000 microfarads. Pour ce faire, il existe un trimmer 1. La sortie du circuit est connectée à une bobine de déviation horizontale. La musique qui passe à travers le circuit commence à être «coupée» d’en haut / en bas. Pour éviter cela, le trimmer 2 est ajusté jusqu'à ce que la partie supérieure des clips touche les bords de l'écran. Ceci abaissera la tension et empêchera les transistors de surcharger le chemin RF du dispositif (brûler la bobine de déviation).
Vous pouvez maintenant connecter le système de haut-parleurs intégré à la sortie du téléviseur. En cas de volume excessif, une grande résistance de charge est ajoutée (par exemple, 10 Ohm 1 W). En l'absence de son, la résistance de charge est appliquée à la bobine de déviation, après quoi cette dernière est recalibrée. Pour vous protéger des signaux sonores gênants excessifs lorsque vous visualisez le signal d’entrée nécessaire, vous pouvez installer un commutateur sur le haut-parleur.

Assemblée tous ensemble

Un amplificateur supplémentaire peut générer un champ magnétique puissant, vous devez donc en prendre soin de la conception. La planche doit être aussi compacte que possible, avec des leads courts et un bon regroupement. Elle n'a pas besoin de blindage spécial, mais pour éviter toute interférence avec les autres téléviseurs de votre maison, assurez-vous qu'il est placé dans le boîtier, sans causer d'interférence aux noeuds principaux. Dans les cas extrêmes, vous pouvez utiliser un boîtier en bois ou en plastique, collé à l'intérieur avec du papier d'aluminium.
Sur le téléviseur démonté, lors de la suppression du syntoniseur analogique, un espace suffisant a été libéré pour l'installation d'un transformateur avec une telle carte et même une ouverture pour l'interrupteur d'alimentation est apparue. Il est également souhaitable de protéger le transformateur afin de ne pas interférer avec les chaînes de télévision. Connectez les bornes pour connecter la tension de synchronisation et le signal de test à la carte uniquement avec un fil blindé.
Après avoir connecté le transformateur au circuit, connectez S1 et S2, passez les câbles d’entrée à travers le trou du récepteur de télévision, connectez la sortie du circuit au haut-parleur et à la bobine de rejet. Utilisez la longueur de fil minimale dans toutes les connexions conductrices afin de réduire l'inductance dissipée du circuit. Reste à trouver un emplacement d’installation commode pour S1 et S2, fermez le capot arrière et procédez à l’essai.

Vérification des performances du périphérique

Par sa fonctionnalité, l'oscilloscope assemblé est loin d'être digne de modèles de laboratoire, mais il est indispensable pour une utilisation dans des projets simples où vous souhaitez voir la forme d'onde. En outre, une certaine nouveauté a la capacité d’entendre le signal à l’étude, en particulier lorsqu’il reçoit des informations ressemblant à des «signes». Dans cet exemple, nous pouvons observer une variation du signal induit par une bobine de fil conventionnelle lorsque celle-ci est située à un endroit arbitraire, au-dessus du transformateur interne de l’instrument et au-dessus du processeur de l’ordinateur portable.
La possibilité d’amplifier le signal entrant est une fonctionnalité intéressante si vous n’avez pas besoin de paramètres absolument précis. Le bruit de la fréquence de 60 Hz, amplifié par le circuit, peut jusqu'à présent être déterminé avec une erreur suffisante. Mais ce phénomène provoque également une inductance parasite du fil d'entrée. Seule une mise à la terre blindée de toutes les parties du circuit peut réduire les interférences.
La bobine démontrée avec un fil connecté à l'entrée du dispositif permet l'utilisation d'une grande inductance à fort gain. Elle peut détecter des sources d'alimentation sur plusieurs mètres en dirigeant la bobine dans la direction des transformateurs, puis voir leur travail. Vous pouvez également détecter l'emplacement du processeur dans un périphérique complexe. Vous pouvez utiliser la bobine en tant que microphone inductif en la plaçant près d'un haut-parleur jouant de la musique. Le champ magnétique reproduit par la bobine du haut-parleur sera détecté et amplifié par le dispositif créé, après quoi la musique jouée sera reflétée sur le tube de l'oscilloscope.
Vous pouvez visualiser visuellement le périphérique et le fonctionnement du canal Internet. Une ligne d’accueil dédiée (120 VCA) a été utilisée comme signal d’entrée et, après avoir montré son «image», l’appareil fonctionne toujours.
Article original en anglais