Danas je dobiven na razmatranje (zahvala gospodinu Vuku, ekspertu za cijevna pojačala i kolekcionaru Iskrinih vintage uređaja) cijevni osciloskop MA 4061 slovenskog proizvođača Iskra s prijelaza 1960/70-te godine.
Jedine kontrole na zadnjoj strani osciloskopa su kratkospojnici kojima je omogućen izravan pristup otklonskim pločama osciloskopa. Izravni napon mora biti izmjenični, a za otklon zrake od 1 cm potrebna je razlika potencijala između ploča od oko 22 V za vertikalni i 30 V za horizontalni otklon. Ovaj izravni ulaz se može koristi za kontinuirano promatranje jednog valnog oblika (npr. monitoring mrežnog napona), tako da nepotrebno ne rade interna pojačala.
Tvrtka ISKRA vuče korijene iz 1946. godine te je sve do danas prisutna na tržištu. Možemo reći da se radi o jednoj od najuspješnijih i najdugovječnijih tvrtki sa područja bivše Jugoslavije koja je preživjela procese restrukturiranja i privatizacije tijekom 1990-tih godina te otada bilježi tendenciju ponovnog rasta, razvoja i širenja na svjetska tržišta. Kroz čitavo razdoblje postojanja nudi širok spektar proizvoda iz područja elektronike, elektrotehnike, telekomunikacija, energetike, automatizacije i tome srodnih proizvodnih grana.
Osciloskop Iskra MA 4061 primarno je zamišljen kao školski (pokazni, prezentacijski) osciloskop za različite kabinete i učionice. U tu svrhu je opremljen velikom osciloskopskom cijevi promjera 18 cm kako bi bila istovremeno vidljiva što širem krugu učenika. Odmah moramo reći da za CRT cijevi osciloskopa uglavnom ne vrijedi pravilo “što veće to bolje”. Velike CRT cijevi zahtijevaju visoke anodne napone što otežava fokusiranje i linearni otklon zrake, te također i visoke otklonske napone što traži snažnija linearna pojačala i smanjuje osjetljivost osciloskopa.
Prema specifikacijama, a to smo potvrdili i u praksi, osciloskop MA 4061 je linearan u frekvencijskom opsegu do cca 70 kHz, nakon čega pojačanje vertikalnog i horizontalnog pojačala počinje opadati te na 300 kHz već padne na polovicu. Najviša frekvencija sinusnog valnog oblika koja se još može nekako prikazati na ovom osciloskopu je cca 1 MHz, no prikaz pravokutnog valnog oblika će se već početi izobličavati nakon 10 kHz, a od 70 kHz će sve više početi sličiti sinusnom nego pravokutnom naponu.
Osciloskop je opremljen oscilatorom pilastog napona za vremensku bazu (podesiv u rasponu 0,3 – 30 kHz) kao i sklopom za sinkronizaciju tog oscilatora sa ulaznim signalima. Ta dva sklopa su izvedena vrlo jednostavno te postoje određena ograničenja i nedostaci vezani uz njihov rad. Za sinkronizacijski sklop je potrebno dovesti signal određene amplitude, i to najmanje 2 Vpp za vanjsku sinkronizaciju i najmanje 3 cm visina oscilograma kod interne sinkronizacije promatranim naponom. Oscilator vremenske baze nije frekvencijski posve stabilan u radu što se najviše očituje prema višim frekvencijama. Te nestabilnosti ipak nisu toliko velike da bi to značajno utjecalo na promatranje oscilograma. Test je pokazao da naša vremenska baza radi u opsegu od 0,25 do 42 kHz.
Pilasti napon iz oscilatora vremenske baze. Vidi se da je rampa posve linearna, no na višim frekvencijama su izraženije manje nestabilnosti frekvencije.
Kontrole na prednjoj ploči raspoređeno su tako da se X i Y ulazi mogu koristiti (kontrolirati) posve nezavisno istim rasponom ulaznih signala, čemu pogoduju posve jednaka pojačala za X i Y otklon. Vidimo pomalo neobičnu kombiniranu ulaznu atenuatorsku sklopku koja ima svega tri stupnja atenuacije, dok ostalih pet ili sedam pozicija služi za druge standardne selekcije koje su kod većine osciloskopa obično izdvojene na posebne sklopke. Z-INPUT (ulaz za dinamičku kontrolu svjetline osciloskopske zrake) na standardnim je osciloskopima gotovo uvijek smješten negdje na stražnju ploču. Ipak, bez obzira na raspored, sve su ovo standardne i očekivane osnovne kontrole kojima su opremljeni svi osciloskopi sa sinkroniziranim internim oscilatorima vremenske baze.
Izveli smo blok shemu ociloskopa MA 4061 i odmah se vidi da je načelno ista svim drugim cijevnim osciloskopima sličnih mogućnosti. Kao neku posebnost možemo tek izdvojiti vrlo jednostavan način generiranja testnog pravokutnog valnog oblika amplitude 0,5 Vpp. Zener dioda reže sinusni mrežni napon iznad nula volti (pozitivne poluperiode) i ispod -10 V. Tako se dobiva približno pravokutan valni oblik napona koji se dalje otporničkim djeliteljem podešava na potrebnih 0,5 Vpp.
Testi pravokutni signal je prilično pravilan, no uočavaju se blagi nagibi bočnih strana jer je ovaj napon dobiven rezanjem vrhova sinusnog napona, te se jednako tako vidi blagi nagib tjemena signala koji odgovara propusnoj karakteristici zener-diode.
Sinkronizacija mrežnim naponom 50 Hz se koristi za snimanje signala mrežnih krugova (npr. izlaz iz diodnih ili tiristorkih ispravljača i regulatora), a sinusni mrežni napon 50 Hz se također može iskoristiti i na horizontalnom otklonu, tako da se u kombinaciji sa valnim oblicima različitih drugih frekvencija na vertikalnom otklonu mogu promatrati rezultirajuće Lissajousove krivulje. Još jedna mala specifičnost električne sheme je ta što se napon za mrežicu g3 osciloskopske cijevi (+235V) ne dobiva preko glavnog djelitelja napona za elektrode CRT cijevi (+1735V / -1350V), nego preko djelitelja napona u krugu napajanja vertikalnog pojačala (+400V / -150V). Ovo je napravljeno iz dva razloga: prvi je smanjenje signala na izlazu iz vertikalnog pojačala čime se izjednačavaju vertikalni i horizontalni otkloni (vertikalne otklonske ploče CRT-a su osjetljivije od horizontalnih), a drugi razlog je što se uzimanjem sinkronizacijskih impulsa sa djelitelja napona umanjuju utjecaji sinkronizacijskog pojačala na izlaznu elektronku vertikalnog pojačala.
Otklonska pojačala i oscilator pilastog napona sa sinkronizacijskim krugom izvedeni su na tiskanim pločicama. To omogućava laku identifikaciju sklopova i elementa te uvelike olakšava servis osciloskopa. Otklonska pojačala su diferencijalnog tipa pa se vide bočno ugrađeni potenciometri za podešavanje simetrije (balansa) rada obje grane pojačala. Trimer kondenzator na pločici vremenske baze služi za frekvencijsku kompenzaciju izlaznog atenuatora vremenske baze. Njime podesimo što pravilniji valni oblik pilastog napona u cijelom frekvencijskom opsegu.
Pogled na tiskane pločice s gornje strane. Svih šest elektronki je istog tipa (ECC 801 S) što svakako olakšava servis osciloskopa, no također ograničava i njegove mogućnosti. Da je primjerice u vertikalno pojačalo ugrađena elektronka veće frekvencijske propusnosti dobili bi osciloskop sposoban bolje prikazati signale više frekvencije.
Mrežni transformator ima jedan primarni i čak 11 sekundarnih namotaja. Četiri namotaja su za grijanje elektronki, a preostalih šest za dobivanje svih ostalih radnih napona.
Otpornici i kondenzatori u krugu dobivanja različitih napona napajanja. Na desnoj slici, prvi element na nosaču je zener-dioda 10 V za dobivanje testnog pravokutnog napona.
Dvije diode EY 86 za ispravljanje visokih napona za rad CRT cijevi (+1735 V i -1350 V) i dvije dvostruke diode EZ 80 za punovalno ispravljanje anodnih napona.
Filtarski elektrolitski kondenzatori su elementi koje bi bilo dobro zamijeniti u svakom starom uređaju. Pa ipak, kvalitetni elektrolitski kondenzatori s kraja 1960-tih godina obično i danas još uvijek dobro rade, pogotovo ako je uređaj bio dobro skladišten.
Pogled na elemente prednje ploče. Komponente frekvencijski kompenziranih ulaznih atenuatora i komponete za promjenu frekvencije oscilatora pilastog napona montirani su na same sklopke, kako je i uobičajeno kod svih sličnih uređaja iz tog vremena. Time se uvelike smanjuje broj potrebnih poveznih žica.
Elementi djelitelja napona za elektrode osciloskopske CRT cijevi montirani su na posebnu tiskanu pločicu koja okružuje grlo sa podnožjem CRT cijevi.
Cijevni osciloskop Iskra MA 4061 je gabaritima prilično velik uređaj (270 x 400 x 500 mm) što je s jedne strane uvjetovala velika osciloskopska cijev, no svejedno se nije štedjelo na prostoru pa su sve komponente montirane tako da su lako dostupne za servis. Mogli bi reći da ovaj osciloskop koliko je napravljen školski izvana i po namjeni toliko je školski i izveden glede unutrašnje montaže.
Vjerojatno nećete nigdje naći bolji osciloskop za promatranje Lissajousovih krivulja od ovog MA 4061. Velika okrugla CRT cijev promjera 18 cm sa srednjom dužinom vremena perzistencije fosfora idealna je za takva promatranja. Mogli bi se satima zaigrati u kreiranju svih oblika koje može proizvesti neki malo bolji dvokanalni generator valnih oblika. Fotografija jednostavno ne može uhvatiti svu oštrinu, sve intenzitete linija i sve detalje koji se okom vide na ovakvoj cijevi.
Što se tiče osciloskopa općenito, bolji će biti onaj koji ima otklonska pojačala linearnija u širem frekvencijskom opsegu i koji ima bolje izvedene sklopove za (automatsku) sinkronizaciju vremenske baze sa različitim složenim ispitivanim signalima. Također, od stabilnosti svih sklopova osciloskopa (pojačala i oscilatora) ovisi da li će se osciloskop moći koristiti kao mjerni instrument ili samo za načelni prikaz nekog valnog oblika.
Osciloskop poput MA 4061 je čak i u vrijeme kada je izašao imao ograničenu mogućnost primjene. Primjerice, u tada raširenim RTV servisima je svakako bilo dobro imati osciloskop do 15 ili 20 MHz sa boljim kontrolama vremenske baze kako bi se mogle snimati uobičajene međufrekvencije (455 kHz i 10,7 MHz) te različiti video i sinkronizacijski signali. Istina, tadašnji elektronički sklopovi (posebice oni bazirani na elektronskim cijevima) uglavnom su dobro radili i sa nekim užim tolerancijama pa osciloskopi nisu morali biti visoke mjerne točnosti, a u nedostatku (boljeg) osciloskopa često su primjenjivale i neke neizravne metode mjerenja te testiranja sklopova. Također su se radili i posebni dodaci da bi se proširile mogućnosti postojećeg osciloskopa, kao vremenski multiplekseri za dobivanje više kanala ili vobleri za dobivanje jednostavnog analizatora spektra za podešavanje raznih filtara.
Današnja visoko integrirana tehnika i današnji standardi tolerancije pak često zahtijevaju posve čiste valne oblike vrlo točnih frekvencija i visoko stabilizirane napone napajanja. Ovo pak se može kontrolirati jedino dobrim osciloskopom. Danas za cijenu oko 200 eura možete kupiti osnovni model 2-kanalnog digitalnog osciloskopa za frekvencije do 100 MHz, koji će imati ugrađen FFT analizator spektra i niz izravnih izračuna jednog ili međusobnih odnosa dva ulazna promatrana signala. Takvi osciloskopi imaju vrlo dobre sklopove za sinkronizaciju vremenske baze te ćete bez problema mogli dobiti mirnu sliku različitih složenih valnih oblika, da ne govorimo o automatskim postavkama i ugrađenim zaštitama. Posve je bespredmetno uspoređivati jedan takav novi digitalni osciloskop za 200 eura sa jednim MA 4061 koji kao kolekcionarski primjerak može vrijediti do 100 eura. S praktične strane gledano, neki besplatni softverski osciloskop za kućno računalo ili mobitel, bez obzira što je ograničen na audio opseg i mogućnosti zvučne kartice računala, vjerojatno će danas bolje poslužiti od MA 4061.
Najveća nestabilnost osciloskopa MA 4061 očituje se pri promjeni jačine ulaznog atenuatora ili pri promjeni frekvencije vremenske baze kod čega se naruši prvobitna horizontalna i/ili vertikalna pozicija oscilograma ili je potrebno ručno dotjerivati sinkronizaciju vremenske baze. Ovo sve je očekivano za ovako jednostavan osciloskop i bolji osciloskopi imaju dodatne krugove za ove kompenzacije. No, ukoliko imate umjetničke afinitete i treba vam neki XY osciloskop za kreiranje različitih statičkih ili dinamičkih grafičkih prikaza, za vizualizaciju audio signala ili za neku apstraktnu slikovnu umjetnost, onda je MA 4061 bez sumnje jedan od boljih izbora za vas 🙂