Kalibracja oscyloskopu Radiotechnika – procedura, wzorce, regulacja modeli OS-731, DT-3200

Pytanie

Kalibracja oscyloskopu radiotechnika

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Oscyloskopy marki Radiotechnika (oraz inne „radiotechniczne” przyrządy analogowe) kalibrujemy w oparciu o instrukcję serwisową konkretnego modelu, stabilne wzorce napięcia i częstotliwości, przy zachowaniu warunków środowiskowych 23 ± 2 °C i co najmniej 20-minutowego wygrzania.
• Regulacji wymagają kolejno: napięcia zasilające, tor pionowy (V/div), podstawa czasu (s/div), układ wyzwalania, geometria kineskopu oraz kompensacja sond.
• Po każdej regulacji wykonujemy pomiar weryfikacyjny i spisujemy protokół.

Szczegółowa analiza problemu

1. Przygotowanie

1. Dokumentacja: instrukcja serwisowa modelu (np. OS-731, DT-3200, ST-315A) – dostępna w serwisach instrukcje-schematy.pl, elektrotanya.com.

2. Wzorce i narzędzia:
   • kalibrator 1 kHz / 1 Vpp (lub generator funkcyjny 10 Hz – 30 MHz ± 0,5 %),
   • woltomierz 6½ cyfry (±0,05 %),
   • licznik częstotliwości 10 MHz z odniesieniem GPSDO lub rubidowym,
   • terminatory 50 Ω, przewody BNC → BNC klasy RG-223,
   • śrubokręty ceramiczne, klucz trymera, izolowane szczypce,
   • mata ESD, rękawice bawełniane, okulary ochronne.

3. Warunki: 20–25 °C, RH < 60 %, brak pól RF > 1 V/m.

4. Wygrzanie: 30 min (oscyloskop), 60 min (wzorce).

2. Sekwencja kalibracji

1. Kontrola zasilacza – pomiar wszystkich szyn DC (±5 V, ±12 V, HV CRT). Skorygować potencjometrami VR-PS.
2. Kompensacja sond 1×/10× – wyjście CAL 1 kHz; ustawienie trymera aż przebieg prostokątny będzie „płaski”.
3. Tor pionowy (DC Gain i AC Gain)
   a) Wejście zwarte / terminator 50 Ω → ustawienie „0 Div”.
   b) DC Gain: 0,5 V/div → podać +2,0 VDC; ślad = 4 div. Regulacja VR-Y-GAIN zakresu.
   c) AC Gain: 1 kHz, 1 Vpp sinus, poziom 6 div; powtórzyć dla każdego V/div.
   d) Pasmo (-3 dB): zachowując amplitudę wejściową, zwiększać f – częstotliwość, przy której spadek = 0,707 · U0; porównać ze specyfikacją (np. 15 MHz dla OS-731).
4. Podstawa czasu
   a) Generator 1 kHz prostokąt → ustawić 1 ms/div; 1 okres powinien zajmować 10 div.
   b) Regulować VR-TB-CAL. Powtórzyć logarytmicznie od 0,5 s/div do 0,5 µs/div.
5. Trigger
   a) Czułość: sygnał 0,5 Vpp, 100 kHz; oscyloskop ma stabilnie wyzwalać.
   b) Centrowanie progu: ślad nie ucieka przy zmianie poziomu triggera ±100 mV.
6. Geometria CRT
   • Focus, Astigmatyzm – minimalna grubość śladu na środku i brzegach.
   • Trace Rotation – linia pozioma równoległa do linii siatki; regulacja cewek rotacyjnych.
   • Linia środkowa w 0 div przy zwartym wejściu.
7. Re-test pełny – zapisać wyniki „przed/po”, podpisać świadectwo.

3. Teoretyczne podstawy

• Wzmocnienie pionowe: \(A_{Y}=k_{Y}\frac{U_{in}}{\text{div}}\) – kalibracja polega na zmianie \(k_{Y}\) przez potencjometr dzielnika.
• Błąd podstawy czasu: \(\Delta T = \frac{T_{\text{zmierzony}}-T_{\text{wzorcowy}}}{T_{\text{wzorcowy}}}\). Dopuszczalne zwykle ±3 %.
• Pasmo a czas narastania: \(t_r\approx0{,}35/BW\). Stosujemy to przy sprawdzaniu szybkości stopnia końcowego.

4. Praktyczne zastosowania

Dokładnie skalibrowany oscyloskop umożliwia:

• pomiar modulacji AM/FM (dokł. amplitudy i dev. częstotliwości),
• sprawdzanie demodulatorów SSB,
• pomiar czasu propagacji i równoległej fazy w torach IF.

Aktualne informacje i trendy

• Nowoczesne kalibratory (Keysight 81180B, Fluke 9500C) wykonują procedurę w trybie „prompted manual” – operator jedynie przełącza zakresy; dokładność ±0,25 %.
• Oscyloskopy cyfrowe (Rigol MSO-7000, Tek 4-Series) posiadają autokalibrację temperaturową (Self-Cal) – jednak co 1-2 lata i tak wymagane jest potwierdzenie w labie ISO/IEC 17025.
• W laboratoriach RF popularyzuje się odniesienie częstotliwości do GPS-DO, a napięć do wzorców Josephsona (w PL – GUM, LAB-EL).
• Trend przyszły: wbudowane w oscyloskop mini-kalibratory ADI-/TI-REFER, które po wykryciu dryftu > 0,2 % samoczynnie wykonają korektę LUT.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Jeśli brak terminatora 50 Ω, na wejściu 1 MΩ mierzymy amplitudę 2× większą niż w systemie dopasowanym – trzeba to skompensować.
• W modelach Radiotechniki potencjometry są często wieloobrotowe typu W-27; dostępne zamienniki to Bourns 3296.
• Kondensatory styrofleksowe 100 pF w kompensacji toru Y starzeją się → po wymianie ponowna kalibracja pasma.

Aspekty etyczne i prawne

• Świadectwo wzorcowania wymagane w systemach ISO 9001; musi je wystawić akredytowane laboratorium (PN-EN ISO/IEC 17025).
• Praca przy napięciach HV CRT (1–2 kV) wymaga lock-out/tag-out; nielegalne jest pozostawienie odsłoniętych części pod napięciem.

Praktyczne wskazówki

• Do regulacji trymerów w.cz. używaj śrubokrętów z tlenku cyrkonu – stalowy wprowadza indukcyjność.
• Sprawdź stan anody CRT – gdy obraz „pływa”, przyczyną bywa kondensator filtrujący 10 µF / 1600 V.
• Po naprawie (np. wymianie lampy P31) zawsze wykonuj pełną kalibrację – nawet jeśli tylko jedna ścieżka była naruszona.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Brak dokumentacji → nie reguluj filtrów korekcji częstotliwościowej „na słuch”, bo łatwo zawęzić pasmo.
• Oscyloskop po długim nieużywaniu może mieć zmienioną charakterystykę lampy CRT; kalibracja może nie doprowadzić do specyfikowanych parametrów.
• Alternatywa: użycie cyfrowego oscyloskopu referencyjnego (> 5× szersze pasmo) do porównania amplitudy/czasu bez ingerencji w Radiotechnikę.

Sugestie dalszych badań

• Opracowanie procedury „in-situ” wykorzystującej DDS 16-bit 250 MSa/s sterowany Raspberry Pi jako tani kalibrator.
• Analiza dryftu termicznego rezystorów metalizowanych z lat 80. (badania TCR ±200 ppm/°C) i wpływu na błąd V/div.
• Zastosowanie kamer szybkoklatkowych do pomiaru nieliniowości odchylania CRT.

Krótkie podsumowanie

Kalibracja oscyloskopu Radiotechnika to uporządkowany proces: najpierw zasilanie i kompensacja sond, następnie tory Y, X, trigger i geometria CRT, zawsze przy użyciu wzorców o znanej niepewności i zgodnie z instrukcją serwisową. Regularne (co 12–24 mies.) wzorcowanie w labie ISO 17025 zapewnia śledzialność, a samodzielne, rutynowe sprawdzenia utrzymują przyrząd w codziennej gotowości pomiarowej.