Danas je nabavljen cijevni osciloskop oznake HP 130C, proizvod američke tvrtke Hewlett Packard s početka 1960-tih godina.
Počeci tvrtke Hewlett Packard sežu u 1930-te godine, kada su dvojica elektrotehničara, Bill Hewlett i David Packard, započeli sa honorarnim radom u iznajmljenoj garaži. Njihovo partnerstvo je u 1940-tim i 1950-tim godinama inkorporirano u tvrtku Hewlett-Packard (HP). Prvi financijski uspješan proizvod tvrtke HP bio je audio oscilator čiju amplitudu je stabilizirala mala žaruljica sa žarnom niti, predstavljen 1939. godine. Zahvaljujući inovaciji sa stabilizatorskom žaruljicom njihovi oscilatori su bili bolji i stabilniji od konkurencije što im je omogućilo prodor na tržište. U 1940-tim godinama HP-ova proizvodna linija osim audio oscilatora, već je uključivala i valne analizatore, analizatore izobličenja, generatore audio signala i cijevne voltmetre, a zapošljavala je 200 ljudi. Danas je tvrtka HP jedna od najvećih svjetskih tehnoloških kompanija sa preko 330 000 zaposlenih. Ogromni proizvodni program tvrtke uključuje gotovo sva područja profesionalne i komercijalne elektronike, informatike (hardver i softver), telekomunikacija, električnih laboratorijskih i mjernih uređaja, audio i video elektronike i drugo.
HP 130C je jednokanalni osciloskop za prikaz i mjerenje signala frekvencije do 500 kHz. Ima odvojene X-Y ulaze ali također i ugrađenu vlastitu vremensku bazu. Glavne odlike ovog osciloskopa su mogućnost rada sa vrlo širokim rasponom ulaznih X i Y napona, širok raspon vremenskih baza sa automatskim okidanjem te veliki ekran sa mjernom mrežom 10×10 cm.
Identična vertikalna (Y) i horizontalna (X) pojačala su vrlo osjetljiva (200 µV/cm), a ulazni napon je moguće atenuirati u 16 koraka tako da izravno mogu mjeriti naponi do 600 Vpp (20 V/cm, odnosno 50 V/cm sa ručnim VERNIER podešavanjem). Brzinu vremenske bazu moguće je podesiti u opsegu od 1 µs/cm do 5 s/cm (sa ručnim VERNIER podešavanjem ista se može smanjiti na čak 12,5 s/cm), a osim toga ugrađena je i funkcija uvećanja (zumiranja) središnjeg dijela vremenske baze u 6 koraka (od x1 do x50) čime se može detaljno (uvećano) promatrati trenutno prikazani signal. Okidač vremenske baze (trigger) može se sinkronizirati sa pozitivnom ili negativnom poluperiodom ulaznim signala (od -10V do +10V), može se odabrati sinkronizacija sa frekvencijom gradske mreže ili pak okidanje pomoću nekog vanjskog izvora signala koji se dovodi na krajnje desne priključnice. Naravno, sve kontrole dopuštaju i ručno, odnosno nekalibrirano podešavanje parametara (VERNIER).
Sve u svemu ovaj cijevni osciloskop ima sve kontrole koje smo sretali i kod drugih cijevnih osciloskopa, no te kontrole su izuzetno dobro kalibrirane i razrađene da pokrivaju vrlo širok opseg podešavanja te se ovaj osciloskop svrstavao u kategoriju profesionalnih osciloskopa za laboratorijska, industrijska, medicinska i slična mjerenja.
Osciloskop HP 130C je zapravo kombinacija elektronskih cijevi i ranih primjeraka uglavnom germanijskih tranzistora i dioda. Tranzistore najviše nalazimo u ulaznim diferencijalnim X-Y pretpojačalima te u krugovima stabilizacije napona napajanja. Na zadnjoj strani kućišta lijepo se vide četiri tranzistora u krugu tranzistorskih serijskih regulatora napajanja za +12,5 V, +100 V, -100V i +250V. Ova četiri napona uz izmjenične napone grijanja elektronskih cijevi i napon za mrežni trigger (6,3 V) čine sve napone napajanja sklopovlja, s time da se visoki napon za CRT cijev (cca 3 kV) također dobiva iz ovih napona preko VN transformatora kojeg napaja cijevni oscilator.
Na našoj blok shemi vidi se raspored pojedinih aktivnih elemenata unutar sklopovlja.
Ulazni atenuator sastoji se od dva identična frekvencijski kompenzirana RC djelitelja napona kakva smo susretali i opisivali i kod svih ostalih osciloskopa. Izlazni signal iz atenuatora vodi se na prvo diferencijalno pojačalo sa negativnom povratnom vezom, odnosno regulacijom pojačanja spregnutom sa atenuatorom. Drugo diferencijalno pojačalo pojačava napon na vrijednost potrebu za otklonske ploče CRT cijevi. Vidimo kako su diferencijalna pojačala dobro iskorištena za balansiranje i kontrolu pojačanih napona. Kako bi se dobio vertikalni pomak traga (kontrola POSITION) koristi se posebni strujni izvor kojim se povratnom vezom djeluje na kolektorske struje tranzistora u prvom stupanju diferencijalnog pojačala što uzrokuje promjenu napona na mrežicama izlaznog diferencijalnog pojačala. Isti strujni izvor koristi i kod kontrole BEAM FINDER (brza detekcija pozicije traga ukoliko je isti izašao negdje izvan prikaza ekrana) kojim se smanji struja i pojačanje izlaznog pojačala, čime se reducira i jačina otklona zrake pa ona postane vidljiva na ekranu.
Već smo naučili da je najsloženiji sklop svakog osciloskopa njegova vremenska baza i okidanje iste. Što je okidanje vremenske baze izvedeno bolje, to će se osciloskop lakše i stabilnije sinkronizirati sa ulaznim signalom, posebice ako radimo sa nekim složenim signalima. Kod jednostavnijih cijevnih osciloskopa u oscilatoru vremenske baze (pilasti napon) obično rade dvije-tri triode ili kombinacija triode i pentode, dok u našem slučaju sklop vremenske baze čini osam trioda, dvije pentode, tri diode (ukupno šest elektronki) i jedan tranzistor. Time su ugrađeni posebni okidački sklopovi kao i integrator za kontrolu generatora pilastog napona kako bi se dobio precizan horizontalni napon za najbolji prikaz ulaznog signala.
Sva napajanja su, kao što se vidi na našoj shemi, stabilizirana tranzistorskim serijskim stabilizatorima napona, a za ispravljanje napona se koriste silicijske poluvodičke diode. Visoki napon dobiva se preko VN transformatora koji je također stabiliziran. Stabilizacija se vrši tako da se stalno prati izlazni napon te ukoliko dođe do kakvih promjena pojačalo bazirano na dvostrukoj triodi 12AU7 djeluje na snagu (amplitudu) oscilatora (pentoda 6CW5) koji napaja primar VN transformatora naponom frekvencije cca 70 kHz.
VN napajanje -2850 V.
Naš primjerak osciloskopa HP 130C došao je u neispravnom stanju. Vizualno je uočeno da je prijašnji vlasnik odspojio dva izlazna tranzistora u krugovima serijske stabilizacije napona. Također, jedan kontakt na pločici regulatora napona je oštećen, a uklonjen je i jedan tranzistor sa iste. Provjerom izlaznih tranzistora utvrdili smo da su isti ispravni pa smo ih ponovno spojili u krug. Nedostajući tranzistor je senzorski tranzistor u krugu stabilizacije napona +100V (slijedi još driver i izlazni tranzistor). U originalu to je bio germanijski NPN tranzistor 2N1304 (25V/0,3A), no ovdje će raditi gotovo pa bilo koji NPN tranzistor tako da smo mi ugradili nešto jači 2N1893 (80V/0,5A). S obzirom da i dalje nismo imali napone +250V i +100V na izlazu iz regulatora, pronašli smo da je neispravna i ispravljačka dioda u grani +100V koju smo zamijenili sa 1N4004 (400V/1A). Nakon ovih zamjena osciloskop je proradio.
Pločica stabilizatora/regulatora niskih napona+250V, +100V, -100V, +12,5V kakvu smo zatekli u našem osciloskopu. Nedostaje tranzistor Q443 (2N1304) u krugu stabilizacije napona +100V, a oštećen je jedan priključni pin u donjem redu. Također se uočava moderni tranzistor u crnom plasičnom kućištu na donjem lijevom pločice. Ovo je krug koji generira kalibracijski napon (CALIBRATOR 500 mV) za kontrolu vertikalnog i horizontalnog pojačala osciloskopa, a u originalu je bio izveden sa tinjalicama.
Preklopnici horizontalnog atenuatora i vremenske baze.
Preklopnik vertikalnog atenuatora.
Pločica stabilizatora niskih napona +250V, +100V, -100V, +12,5V. Stabilizatori su u potpunosti tranzistorski, osim elektonske cijevi 5651 koja služi kao stabilizator referentnog napona u regulacijskoj grani -100V.
Vremenska baza (gore) i horizontalno pojačalo (dolje).
Vertikalno pojačalo.
Horizontalno pojačalo.
Pločica stabilizatora niskih napona +250V, +100V, -100V, +12,5V.
Vremenska baza.
Testiranja su pokazala da je osciloskop HP 130C vrhunski cijevni osciloskop, daleko boljih karakteristika od bilo kojeg cijevnog osciloskopa s kojim smo se do sada susretali. Ulazni atenuator, trigger, vremenska baza, opcija zumiranja i sve druge kontrole rade glatko i stabilno tako da se ima osjećaj kako radimo sa nekim modernim osciloskopom, a ne sa uređajem iz 1960-tih godina. Nevjerojatno je da su gotovo sve elektronske cijevi u njemu još uvijek originalne sa natpisom Hewlett Packard.
Osciloskop HP 130C posebno je dizajniran za praćenje signala malih frekvencija. Ovo je omogućeno sporom vremenskom bazom gdje prolaz polja od 1 cm može trajati do 5 sekundi kalibrirano, odnosno čak do 12,5 sekundi nekalibrirano. Naravno da bi signal kod tako male brzine ostao dovoljno dugo vidljiv, ekran ima vrlu dugu perzistenciju tako da trag na ekranu ostaje vidljiv i do 10 sekundi. Ovakav osciloskop se stvarno rijetko susreće u praksi i poseban je osjećaj raditi na njemu. Sasvim sigurno ima najveći promjer ekrana od svih analognih osciloskopa općenito, a teško da ćemo mu naći konkurenciju i glede ulazne osjetljivosti te raspona odabira ulaznih napona i vremenskih baza. Da nije toliko velikih gabarita (425x470x17 cm, 15 kg) sasvim sigurno bi završio na radnoj polici sa aktivnim mjernim instrumentima, no i ovako ćemo si sasvim sigurno povremeno priuštiti užitak rada sa ovim nesvakidašnjim niskofrekvencijskim osciloskopom 🙂