Danas je dobiven na popravak osciloskop MA 4006 slovenskog proizvođača Iskra iz 1960-tih godina. Tvrtka ISKRA vuče korijene iz 1946. godine te je i danas prisutna na tržištu. Kroz čitavo razdoblje postojanja nudi širok spektar proizvoda iz područja elektronike, elektrotehnike, telekomunikacija, energetike, automatizacije i tome srodnih proizvodnih grana.
Greška kod ovog osciloskopa očituje se u tome što je slika izrazito pomaknuta prema dolje i lijevo tako da centralna točka (crta) dolazi na rub ili čak izlazi van područja ekranskog prikaza osciloskopske CRT cijevi. S obzirom da za ovaj osciloskop nemamo nikakve električke, tehničke ni servisne podatke, kao ni elektroničku shemu prvo moramo otkriti o kakvom tipu osciloskopa je uopće riječ.
Prema prednjoj ploči vidimo da je ulazni atenuator vrlo jednostavan i zapravo se sastoji od dvije priključnice, jedna za razine signala x1 i druga za razine signala x20. Također vidimo i dva jednaka potenciometra za X (horizontalno) i Y (vertikalno) pojačalo što sugerira da se radi o tzv. X-Y tipu osciloskopa koji ima po dva jednaka pojačala za horizontalni i vertikalni otklon. Osciloskop je također opremljen i generatorom vremenske baze (sweep generator za X otklon), a to znači da se može koristiti i kao standardni osciloskop sa Y ulazom. Vremenska baza može generirati pilasti napon u rasponu 20 Hz do 20 kHz.
Gotovo svi osciloskopi uvijek imaju ugrađene četiri kontrole za namještanje kvalitete prikaza i pozicije slike na ekranu:
- intenzitet – jačina svjetlosnog traga na ekranu
- fokus – oštrina svjetlosnog traga na ekranu
- X pozicioniranje – pomicanje slike lijevo-desno
- Y pozicioniranje – pomicanje slike gore-dolje
Kao što se vidi, naš osciloskop izvana nema kontrole za pozicioniranje slike, a upravo one bi nam sada dobro došle za pravilno pozicioniranje slike na centar ekrana. Pa pogledajmo što od kontrola imamo u unutrašnjosti.
Na naše razočaranje, jedine podesive kontrole koje su ugrađene u unutrašnjosti su trimer-potenciometar u titrajnom krugu i povratnoj sprezi oscilatora vremenske baze (transformator u oklopljenom loncu) i trimer-kondenzator u krugu vremenske konstante pilastog napona koji služe za podešavanje frekvencije i frekvencijskih opsega vremenske baze (pilasti napon). Za podešavanje izlaza pojačala, odnosno pozicije slike na ekranu, nisu ugrađeni nikakvi regulacijski elementi.
Prvo smo sa zadnje strane osciloskopa odspojili izlaze X i Y pojačala sa otklonskih ploča CRT cijevi. Dobili smo točku pozicioniranu točno u sredinu ekrana kako i treba biti. Problem je dakle u tome što sa X i Y pojačala na otklonske ploče dolazi neki stalni napon koji skreće zraku izvan područja ekrana.
Na zadnjoj strani nalaze se kratkospojnici i utičnice preko kojih se mogu odspojiti interna X i Y pojačala te izmjenični napon za prikaz dovesti izravno na otklonske ploče CRT cijevi. Također se može isključiti interna sinkronizacija snimanog signala sa vremenskom bazom i dovesti sinkronizacijski impulsi iz vanjskog izvora (externi trigger). Tu je i Z-ulaz za napon kojim se kontrolira svjetlina prikaza traga na ekranu čime se mogu dobiti prikazi dijelova oscilograma u zatamnjenim tonovima zelene boje.
Malo je neobično što su kod našeg osciloskopa pomaknute obje pozicije (X i Y) što upućuje na grešku oba pojačala, pa smo prvo krenuli s provjerom zajedničkog kruga napajanja za oba pojačala. Napajanje osciloskopa MA 4006 je vrlo jednostavno. Upotrijebljene su dvije dvostruke ispravljačice EZ80 kojima su anode spojene zajedno pa funkcioniraju kao obične diode za poluvalno ispravljanje napona iz mrežnog transformatora. Iz jedne ispravljačice tako dobivamo +400 V, a iz druge koja je spojena obrnuto dobivamo -400 V. Linija +400 V koristi se za napajanje sklopova pojačala i vremenske baze, a linija -400V sa linijom +400 V čini razliku napona od 800 V potrebnog za pogon CRT ekrana (maksimalni dozvoljeni napon za osciloskopsku cijev DG7-52A je 1000 V). Mi smo kod našeg osciloskopa izmjerili +423 V i -411 V uz regulirano mrežno napajanje od točnih 220 V što je potpuno ispravno za ovakav tip cijevnog uređaja. Ono što bi mogao biti veći problem to je filtracija napona napajanja. Ukoliko su filtarski kondenzatori loši moguće je da velike fluktuacije anodnih napona uzrokuju pojavu neželjenih napona na otklonskim pločama. Stoga smo osciloskopom snimili oblik ispravljenog napona, no utvrdili smo da su fluktuacije (ripple) istog u normalnim granicama za ovakav tip ispravljača. Za svaki slučaj smo provjerili i sve mrežne elektrolite te utvrdili da je njihov kapacitet i ESR također u očekivanim granicama. Napajanje je dakle ispravno.
Slika prikazuje praktično svu elektroniku osciloskopa (bez napajanja). Vidi se da je riječ o vrlo jednostavnom osciloskopu.
Osciloskop MA 4006 osim spomenute dvije ispravljačice EZ80 ima još tri elektronske cijevi tipa PCF 80 što su kombinacije triode i pentode. Praćenjem veza otkrili smo da jedna trioda-pentoda PCF 80 radi kao dvostepeno X-pojačalo, druga trioda-pentoda PCF 80 radi kao dvostepeno Y-pojačalo, a treća PCF 80 je u krugu generatora pilastog napona za vremensku bazu. Oscilator pilastog napona bazira se na RC krugu sa tinjalicom (montirana iza CRT cijevi), a tu je i jedan tranzistor (AC 550) koji služi za oblikovanje pravokutnih okidnih impulsa kod sinkronizacije vremenske baze sa ulaznim signalom.
Tijekom popravka osciloskopa nužno je bilo detektirati osnovne elemente unutar istog.
S obzirom da se u našem slučaju dakle ne radi o simetričnim, nego jednostrukim pojačalima, onda su otklonske ploče CRT-a jednim krajem vezane na anodni napon +400 V, a drugim krajem na izlaze iz pojačala i to preko kondenzatora koji blokiraju istosmjernu komponentu anodnog napona kako ne bi došlo do skretanja zrake bez ulaznog signala na pojačalima. Utvrđeno je da su ovi kondenzatori jako loši te umjesto da blokiraju istosmjerni napon, izmjereno je da kod napona pojačala od 140 V preko tih kondenzatora prolazi istosmjerni napon od 108 V iz horizontalnog pojačala i 38 V iz vertikalnog pojačala. Kondenzatori za AC spregu izlaza pojačala i otklonskih ploča više su se dakle ponašali kao otpornici nego kao kondenzatori. Originalni kondenzatori su vrijednosti 100 nF / 1000 V, a ovakve visokonaponske kondenzatore nismo imali u pričuvi pa smo stavili kondenzatore od 100 nF / 400 V jer u normalnom radu vršni napon na njima ne prelazi tu vrijednost. Zamjenom ovih kondenzatora slika na ekranu se pozicionirala ispravno. Inače, za vertikalni otklon zrake na CRT cijevi DG7-52A potreban je napon cca 22 V/cm, što znači da će kod prikaza signala preko cijele širine ekrana na vertikalnim pločama biti napon oko 130 Vpp što smo mjerenjem i potvrdili. Također, za horizontalni otklon zrake potreban je otprilike dvostruko veći napon od cca 43 V/cm, što znači da će kod prikaza signala preko cijele dužine ekrana na vertikalnim pločama biti napon od najmanje 250 Vpp no praktično i do blizu maksimalnih 400 V jer oscilator vremenske baze generira pilasti napon širi od širine ekrana.
Gore: Iskrini kondenzatori 100 nF / 1000 V za odvajanje istosmjerne komponenete napona na izlazima iz X i Y pojačala koje je bilo potrebno zamijeniti. Dolje: Zamjenski kondenzatori 100 nF / 400 V poslužiti će za navedenu funkciju.
Već na početku popravka primijetili smo da mrežni kabao povremeno prekida kako se savija u različite položaje. Stoga smo odlučili zamijeniti i ovaj kabao. Mrežni napon se inače uvodi na mrežni transformator preko osigurača, RSO filtra (Iskra PFV-6/1A) i dvostruke mrežne sklopke. Pronašli smo mrežni kabao najsličniji originalnom, no za zamjenu istog potrošili smo više vremena i truda nego na čitav prethodni popravak. Vađenje kabelske uvodnice i prilagodba iste na nešto deblji zamjenski kabao te demontaža i montaža vrlo nezgodno smještenog RSO filtra traži puno spretnosti i strpljenja.
Na kraju nam preostaje testirati ovaj osciloskop. Da bi se dostigla amplituda signala po čitavoj širini ekrana na najvećem pojačanju vertiklanog pojačanja potreban je ulazni napon od minimalno 150 mVpp. Maksimalni napon koji se može izravno dovesti na x1 testirali smo do 60 V, no vjerojatno se može uvesti i viši napon. Što se tiče maksimalnih frekvencija pravokutni napon je vidljiv do 100 kHz nakon čega prikaz postaje sve više izobličen. Sasvim sigurno uz prilagođenu kapacitivno kompenziranu sondu mogao bi se postići dobar prikaz pravokutnih signala i viših frekvencija. Sinusni oblik se može pratiti do 350 kHz nakon čega dolazimo do granice linearnosti pojačanja vertikalnog pojačanja te prikaz amplitude počinje padati. No ukoliko nas zanima samo izgled sinusnog signala bez obzira na amplitudu možemo ga pratiti do frekvencija cca 1,5 MHz nakon čega vremenska baza postaje prespora, odnosno sinusoide previše zbijene da bi se mogao dobro razlučiti pojedinačni val.
Jednostavni ponavljajući simetrični naponi uglavnom će biti dobro prikazani na ekranu, no ukoliko je napon nesimetričan (druga slika) dobro bi došla kontrola za horizontalno pozicioniranje slike kako bi se namjestila najbolja vidljivost signala.
Osciloskop Iskra MA 4006 je osciloskop predviđen za prikaz samo izmjeničnih napona (AC sprega) tako da na istosmjerne ulazne napone neće reagirati, a kod izmjeničnih će nula izmjeničnog signala uvijek biti na horizontalnoj sredini ekrana, odnosno neće biti vidljiva eventualna istosmjerna komponenta superponirana u izmjenični signal (DC bias). S obzirom da se radi o vrlo jednostavnom osciloskopu bez ikakvih stabilizatorskih elemenata, onda se ne može garantirati stabilnost pojačala kod promjene napona napajanja, promjene temperature i drugih elemenata koji utječu na stabilnost cijevnih pojačala i oscilatora. Stoga ni Y-pojačalo kako ni vremenska baza nisu kalibrirani te ovaj osciloskop ne može pouzdano poslužiti za mjerenja amplituda ili frekvencije promatranog signala. Vrlo jednostavan okidački sklop (trigger), kojim se vremenska baza sinkronizira sa periodama promatranog signala kako bi se dobio miran prikaz, nema nikakvih podešavajućih elementa (npr. prag okidanja) te će dobro raditi samo na čistim ponavljajućim signalima dovoljno velike amplitude. Praktično je sinkronizacija uvijek podložna nestabilnostima i gotovo uvijek je potrebna njena korekcija preko potenciometra SWEEP FREQ.
Iskra je u 1960-tim godinama proizvela nekoliko modela osciloskopa serije MA 40xx koji nisu zamišljeni kao univerzalni laboratorijski ili servisni osciloskopi, već kao namjenski osciloskopi prilagođeni određenoj vrsti mjerenja sa ugrađenim samo neophodnim vanjskim kontrolama. Takvi bi se osciloskopi uglavnom koristili u pogonima za proizvodnju električnih uređaja gdje bi se uglavnom testirao jedan specifični signal na velikom broju istih serijski proizvedenih uređaja.
Naravno, ako se vratimo u 1960-te godine, onaj tko je u kućnoj elektroničarskoj radioni imao ovakav osciloskop zasigurno je imao ogromnu prednost u samogradnji ili servisu elektroničkih uređaja, no danas ovo svakako više nije osciloskop koji bi mogao igdje praktično koristiti. Realno gledano neki besplatni softverski PC osciloskop koji obrađuje ulazni signal preko zvučne kartice daleko je kvalitetniji u svakom pogledu od ovakvog jednostavnog cijevnog osciloskopa. Isto tako ako i kupimo neki samostojeći najjeftiniji kineski digitalni osciloskop (DSO) po cijeni cca 150 kn i tu ćemo dobiti u mnogo čemu bolji osciloskop od ovog Iskrinog. Osciloskop Iskra MA 4006 je dobar za proučavanje sklopova baziranih na elektronskim cijevima, dobar je za zabavu i uvježbavanje praktičnih popravaka, i dobar je da nas podsjeti kako su elektroničari inženjeri nekada uz ovakvu za današnje pojmove primitivnu instrumentaciju uspijevali konstruirati najrazličitije složene elektroničke sklopove, da ne kažemo i one koje su nas odvele u svemir. Danas pak uz svima dostupnu naprednu modernu tehnologiju, literaturu i znanja rijetko koji elektroničar se pomakne dalje od onoga uskog područja koje mu je nužno za specifičan posao i ostvarivanje kakvog profita…