Eine für alle - die universelle Bildröhreneinheit

[Bambini]

Hallo Frank!
Das glaube ich dir, es gab mal eine rote Serie ohne Schaumstoff. Meistens trifft man aber welche mit Einlage an. Eine blaue Version mit Schaumstoff hat es aber nie gegeben. Um zum Thema zurück zu kommen, das Teil bei Ebay ist so original und ausserdem noch gut in Schuss. Wie Jens schon angemerkt hat, bröselt die Einlage mit den Jahren oder vergilbt stark. Bei dieser hier sieht alles gut aus und das Ganze scheint unbenutzt zu sein.

[JeanLuc7]

Salut Beat,

wieder was dazu gelernt - tatsächlich habe ich noch nie so eine Einlage gesehen - sie erfüllt aber wohl einen guten Zweck, wenn ich mich an die wackelige Konstruktion *ohne* die Einlage erinnere.

Viele Grüße
Frank

[JeanLuc7]

Salut Bastelfreunde,

in den letzten Wochen ist auf meinem Basteltisch noch eine weitere Bildröhreneinheit entstanden; eine gelbe Röhre vom Typ 3JP1 bildete die Basis. Es kamen die seinerzeit hergestellten Platinen zum Einsatz; leider waren es die auch letzten. Ich bin mit der Graustufendarstellung noch nicht zufrieden; da ist noch etwas Feinarbeit nötig. Ansonsten sieht es bereits sehr gut aus, sieht man einmal vom schlechten Zustand der Röhre ab - sie hat über den Schirm verteilt große Einbrennstellen.

Wie schon bei den früheren Modellen erkannt, ist es für die optimale Einstellung erforderlich, die Werte für den Widerstand und den Kondensator am ersten Bildverstärker (R62, C5) durch Ausprobieren zu ermitteln . Hier waren es ca 1,15 kOhm und 2,7nF - also weitaus größere Werte als bei den anderen Röhren. Und wahrscheinlich ändern sie sich noch einmal, wenn erst die Helligkeitsabstufung optimiert ist. Die anderen Bauelementewerte entsprechen allesamt dem Standard; eine spezielle Stabilisierung der Spannung für die erste Anode wie bei der DG7/32 war hier nicht erforderlich.

Die Röhre braucht außerdem eine Nachbeschleunigung. Für eine Stufe aus Jan Wüstens Programm war gerade noch Platz in dem kleinen Gehäuse. Damit erzeugt man 1,5kV gegenüber Masse, was zusammen mit den -900V eine Spannungsdifferenz von 2,4kV ergibt. Und sie bleibt beim Ausschalten lange erhalten, was das Basteln manchmal nicht ganz schmerzfrei machte. Aber man lernt dann soch schnell, die Anode einmal gegen Masse kurzzuzuschließen. Der Trafo musste diesmal schon aus Platzgründen hinten draußen ans Gehäuse geschraubt werden. Er ist aber gut isoliert, so dass von dieser Seite keine Gefahr droht.

Es gibt auch eine neue Software für das PAL-Modul, die ein deutlich besseres Bild auf den Schirm bringt als vorher, weil jetzt die PAL-Timings komplett eingehalten werden. Sie hängt als ZIP-File an.

Euch allen ein gutes und gesundes neues Jahr 2018!

Frank/JL7

[JeanLuc7]

Salut Bastelfreunde,

es ist nun knapp 10 Jahgre her, dass wir dieses Projekt gestartet haben. Vor einigen Monaten schlug nun eine defekte 2007-BRE bei mir auf und hat mein Interesse an diesem Thema neu geweckt. Inzwischen habe ich alle Teile für einen neuen Entwurf bei mir liegen: DG7/32, Trafo, Bauteile, Gehäuse und Acryleinsätze zum Halten der Bildröhre.

Ich möchte allerdings einige Änderungen durchführen. Zum einen hat die bisherige Einheit keinen echten Austasteingang. Man kann zwar über den Videoeingang das Bild dunkel tasten, aber das geht wegen der Kondensatoren im Übertragungsweg nur kurzzeitig. Ein Pin 8 wie bei der EE2007-BRE tastet das Bild aber dauerhaft dunkel. Der Weg ist auch anders, als er bei unserer BRE beschritten wird. Dort wird das Videosignal über die Kathodenspannung eingeführt, während die Austastung über das Wehnelt-Gitter umgesetzt wird. Bei uns ist die Kathode auf einem per Poti regelbaren Potenzial (Helligkeit), während das Video-Signal über das Wehnelt-Gitter eingespeist wird. Ich stelle daher die Frage, ob eine Umkehrung beim BRE-Projekt sinnvoll wäre. Wenn ich die Lage richtig verstehe, bedeutet das auch eine Polaritätsumkehrung beim Videosignal: Während jetzt ein positives Signal die Spannung zwischen Kathode und Wehnelt-Gitter vergrößert, führt es bei der 2007-BRE zur Verkleinerung. Einfach beides zu tauschen, geht also nicht.

Dann gibt es da noch einen wsesentlichen Unterschied: Die 2007-BRE steuert y1/y2 genau umgekehrt an. Schließt man die Universal-BRE an den 2008-Fernseher an, bekommt man ein Bild, das auf dem Kopf steht. Das ließe sich durch einen einfachen Umschalter lösen, weil wir in der Universal-BRE sowieso zwei OP-Amp-Stufen haben, von denen jene, die nur das Signal invertiert, entfallen könnte. Dann hat man die Wahl zwischen 2007- und Universal-Verhalten. Im Bild habe ich lediglich eine rote Verbindung eingezeichnet - in der Praxis würde ich das über einen CD4053-Analogumschalter machen - der ist schnell genug.

Mir ist allerdings auch noch nicht ganz klar, an welcher Stelle ich die Austastung unterbringe. Am einfachsten wäre, es, das Wehnelt-Gitter auf die niedrigste mögliche Spannung zu legen, das sind etwa -100V gegenüber der Kathode. Damit müsste das Bild dauerhaft dunkel sein. Oder ist eine andere Methode sinnvoller? (Siehe rote Linien im ersten Bild).

Ich möchte auch das Platinenlayout verändern und die Schaltung aufteilen in einen Hoch- und einen Niederspannungsteil. Die Potis würde ich - wie bei der BRE2007 - nach oben hinaus führen.

Die Schaffung eines Austast-Eingangs hat auch Konsequenzen für das PAL-Modul. Das schaltet nämlich derzeit den Videoausgang auf Masse, wenn ein Zeilen- oder Bildrücklauf passiert, und das führt leider auch zu Rückwirkungen bei der Erkennung der Sync-Signale, was suboptimal ist (siehe roter Rahmen im zweiten Bild).

Es grüßt herzlich
JL7

[Bambini]

Die BRE hat ihre Magie noch nicht verloren

[JeanLuc7]

Salut Bastelfreunde,

ich habe inzwischen vier Platinen gefertigt, die nun auf den ersten Test warten. Wie im Beitrag zuvor beschrieben, habe ich Hoch- und Niederspannung auf zwei getrennten Platinen untergebracht, hinzu kommen zwei Platinen für ein Oszilloskop (nach der Schaltung aus dem Schuco 6105) und das Videomodul.

Die Formate sind jeweils auf 15cm in der Breite bemessen - das ist das Innenmaß der größeren Acryl-Gehäuse von Jan Wüsten. Auf den Platinen ist dadurch viel Platz, den ich verbraucht habe, indem ich größere Bauelemente eingesetzt habe. Die Widerstände sind 1/4W-Werte, die Kondensatoren sind Mullard-"Fisch"-Kondensatoren, wie Philips sie in den 70ern verbaut hat. Die Elkos sind zumeist blaue, axiale aus ausgelöteten Philips-Videorecorder-Platinen, aus derselben Quelle stammen auch die Mullard-Kondensatoren. Keramische Kondensatoren sind zumeist axiale, ebenfalls aus Restbeständen. Philips hat diese Kondensatoren zuerst im Video-Lab EE32023 eingesetzt, bei Schuco waren sie dann Standard.

Das Hochspannungsteil besitzt nun eine Austastschaltung, die ich allerdings erst noch ausreichend testen muss. Sie legt die Gitterspannung auf den niedrigsten Wert - damit sollte das Bild dann komplett dunkel werden, analog zum Eingang 8 der Original-Bildröhreneinheit aus dem EE2007. Ansonsten entspricht es dem Aufbau, den wir bereits in der Universal-BRE benutzt haben. Die Regelpotis sind allerdings auf die Platine gerutscht - sie werden später von oben aus geregelt werden können, wie man das von der EE2007-Röhre her kennt.

Das Niederspannungsteil enthält die duale 12V-Spannungsversorgung, die per Poti regelbaren Operationsverstärker für die x-y-Signale und zwei Analogschalter vom Typ CD4052, mit denen drei Eingangskanäle umgeschaltet werden können. Wahlweise kann man auch noch die beiden 1µF-Eimngansgkondensatoren überbrücken, damit lassen sich dann auch ganz langsame Beweguzngen des Elektronenstrahls realisieren. Die CD4052 besitzen eine Besonderheit - sie haben auch einen Eingang für eine (optionale) negative Betriebsspannung, damit Wechselspannungen sauber geschaltet werden könnebn. Dummerweise darf das Delta zwischen +Vcc und -Vcc nur 15V betragen, weshalb ich zwei 8V-Spannungsregler (7808 und 7908) eiungebaut habe, die über zwei 1N4007-Dioden eine Spannung von +7,4V und -7,4V bezogen auf Masse liefern. Damit lassen sich die Eingänge problemlos und sauber schalten.

Das Oszilloskop-Modul entspricht in seine Bauweise jenem des Schuco-Bildröhrenkastens 6105. Ich mag die Schaltung lieber, weil sie einerseits drei Umschaltungen für Ablenkfrequenzen besitzt und andererseits nach meinem Gefühl besser synchronisiert als jene aus dem EE2007. Sie besitzt zwei Regler, einen für die Eingangsamplitude und einen für die Synchronisierung. Die drei Ablenkfrequenzen werden durch Zuschalten von Kondensatoren erreicht - Minimum ist ein 10nF-Kondensator, wahlweise kommen dann entweder ein 100nF- oder ein 1µF-Kondensator hinzu. Ich will dafür einen Umschalter mit Mittelstellung nutzen.

Zuletzt das Video-Modul, dem ich die einige Änderungen verpasst habe. Einerseits bleibt das Video-Datensignal unangetastet; es wird keine Austastung eingespeist. Zum anderen wird die horizontale Ablenkung über einen NE558 gewonnen. ich hatte das schon früher einmal ausprobiert, als ich das VGA-Videomodul gebaut habe. Die NE558 kamen ja im EE3023 erstmals zum Einsatz, wurden dort aber nicht ganz richtig beschaltet. Macht man es richtig, kann man am Timing-Eingang (Eingang!) eine fast lineare Ausgangsspanung entnehmen, und genau das nutze ich hier aus. Es kommt lediglich darauf an, den NE558 pro Zeile einmal zu triggern und die Länge des Timings dann per Poti einmal einzustellen.

Und damit der Luxus komplett wird, enthält das Videomodul auf der rechten Seite noch einen Stereo-Verstärker mt dem TDA1519. Zwei kleine Lautsprecher kommen daher auch noch ins Gehäuse - dann kann man alte DVD-Player oder Videokameras mit Bild und Ton anschließen.

Und jetzt geht's ans Testen und den Zusammenbau.

Es grüßt herzlich

Jl7

[DG7-32]

Hallo Frank!

bin schon gespannt auf deine Ergebnisse! Was das Design betrifft, so haben deine Module optisch schon den typischen Philips Charakter und der gefällt mir sehr

VG,
Markus

[Bambini]

Hallo Zusammen
Ich bin auch sehr gespannt wie es weiter geht! Die Platinen sehen wirklich sehr ansprechend aus

[JeanLuc7]

Salut alle,

nach dem Test der ersten beiden Platinen (Niederspannung und Hochspannung) habe ich noch eine weitere Iteration vorgenommen.

Der Niederspannungsplatine mangelte es zuvor an einem Umschalter für das Video- und Austast-Eingangssignal, außerdem habe ich zwei Reed-Relais integriert, die das Oszilloskop-Modul und das Video-Modul abschalten, wenn sie nicht benutzt werden - um Energie zu sparen und keine unnötigen Störsignale im System zu haben. Bei dieser Gelegenheit habe ich auch weitere Befestigungsklemmen aufgenommen und die 5V-Spannungsversorgung eliminiert - sie wird nirgends benötigt. Ebenso eliminiert habe ich die 7,5V-Spannungsversorgung der CD4052. Es geht auch mit Zenerdioden, und damit viel einfacher. Dieser Teil arbeitet nun einwandfrei.

Die Hochspannungsplatine steht gerade vor ihrer 2. Version - hier wollte ich eine Austastung einbauen, die so funktioniert wie bei der EE20007-BRE. Das gestaltet sich leider viel schwieriger als erwartet. Grundprinzip ist, das Wehneltgitter auf die maximale negative Spannung von -600V (gegenüber GND) zu legen, damit die Röhre dunkelgetastet ist. Bei der BRE des EE2007 ist das recht einfach, da die niedrigste Spannung dort bei 0V (GND) liegt - die Hochspannungserzeugung arbeitet in den positiven Bereich bis +800V. Dadurch kann man auf Niederspannungslevel einfach das Potential beeinflussen, ohne mit großen Potentialunterschieden konfrontiert zu sein.

In unserem Fall ist aber eine negative Spannung von -520 bis auf -600V zu schalten. Mit bipolaren Transistoren geht dasschon deshalb nicht, weil sie einen Basisstrom benötigen. Der ist so groß, dass die Hochspannung zusammenbricht. Also habe ich einen MOSFET-Transistor gewählt (ein BS170), mit dem man leistungslos schalten kann. Wie aber steuert man diesen Transistor nun an?

Ich erinnerte mich, dass eine der Scopeclock-Schaltungen, die wir seinerzeit bei der Konzeption der Neubau-BRE als Grundlage genommen haben, eine solche Austastung mittels Optokoppler realisierte, um den Spannungshub zwischen Niederspannung +12V und der negativen Hochspannung zu überbrücken. Ich habe daher einen PC817 genutzt und das ganze zunächst einmal auf einem Philips-Board ausprobiert. Grundsätzlich funktioniert das auch - man kann die BRE dauerhaft dunkel tasten. Da die Austastung aber eigentlich dazu dient, Rückläufe des Elektronenstrahls auszutasten, während der eigentliche Bildinhalt hell sein soll, muss die Schaltung natürlich auch mit Frequenzen bis mindestens 15625 Hz funktionieren.

Auf den ersten Blick klappte auch das, wenn auch das Signal am Transistor nicht mehr so schön rechtecktig war wie das am Eingang der IR-Diode des Optokopplers. Der Optokoppler hat laut Datenblatt eine gewisse Anstiegszeit und auch eine gewisse Abklingzeit im Mikrosekundenbereich, und das ist schon recht nah an jenen 64 µs, die für eine vollständige Zeile eines Fernsehbildes veranschlagt werden. Und dann konnte man am Oszilloskop erkennen, dass der Transistor scheinbar einige Mikrosekunden VOR dem Eingangssignal durchschaltete. Tatsächlich hinkte er natürlich dem Taktsignal hinterher - mit dieser Schaltung wäre statt des Rücklaufs ein Teil des Bildinhalts dunkel getastet worden. Ich erinnerte mich, dass mir das schon seinerzeit seinerzeit aufgefallen war, als es darum ging, wie man das Videosignal auf die Bildhelligkeit aufprägt. Diese Schaltung ist folglich nicht nutzbar.

Und genau da hänge ich nun - derzeit präferiere ich eine Lösung, bei der der BS170 lediglich durch einen 220nF-Kondensator (mit einer Spannungsfestigkeit von 630V) angesteuert wird. Damit führen die Frequenzen bis 15625 Hz zur exakt synchronen Austastung des Bildes. Aber dauerhaft dunkel schalten kann man das Bild damit nicht mehr. Funktional ist das für die meisten Anwendungen wohl kein Problem, aber ich hätte es doch gerne anders gehabt. Falls jemand noch eine Idee hat - her damit.

Es grüßt herzlich

JL7

[Lutz]

Moin Frank!

Evtl. gibt es Optokoppler, die schneller sind, das wäre mal zu prüfen.

Sonst, hab ich mal in einer geregelten Hochspannungserzeugung von bestimmt 280 Volt (positiv) gesehen, da hat man die Hochspannung über ein paar passende Zenerdioden geführt und mit einem Widerstand auf einen Transistor gegeben, der entweder recht spannungsfest an der Basis war oder die Basis mit 2 Dioden auf unter 1,4V gehalten. Dieser Transistor hat dann den Trafoerreger gegengeregelt wenn die Spannung erreicht war. Ich muss mal sehen, ob ich die Schaltung wiederfinde. Aber grundsätzlich müsste das gehen...

Gruss Lutz

[JeanLuc7]

Danke, Lutz. Ich habe gerade mal nach schnellen Optokopplern gesucht - der 6N137 liegt im Bereich von 20ns, und bei 720 Linien pro Zeile wird eine Linie in 88ns überstrichen - das würde genügen. Ich habe mal 5 Stück auf ebay bestellt.

Mir fiel allerdings noch etwas anderes ein: zumindest für das interne Videomodul kenne ich ja das Verhalten des benutzten Optokopplers sehr genau - ich kann den Austastimpuls vom Mikrocontroller aus einfach früher geben, so dass die Austastung dann tatsächlich mit dem echten Verhalten des Sägezahns übereinstimmt. Für externe Einspeisungen nutzt das natürlich nichts, aber intern wäre es lösbar. Genau genommen mache ich so was ähnliches schon: der LM1881, den ich für die Synchronsignalabtrennung benutze, hat auch eine gewisse Verzögerung, so dass dessen Impuls im Mikrocontroller de facto erst für die nächste Zeile benutzt wird - intern sogar einstellbar, um eine optimale horizontale Bildlage zu erzielen.

Ich warte jetzt mit der Erstellung der neuen Platine mal, bis die neuen Optokoppler kommen - oder dein Vorschlag passt, wenn Du ihn wiederfindest.

Viele Grüße

JL7

[Lutz]

NE555_HT.JPG (103.92 KiB) 73 mal betrachtet

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Hallo Frank und Mitleser!
Ich hatte zwar noch ein anderes Bild im Hinterkopf, aber auch dieses erklärt das Prinzip, wenn man das auf die BRE überträgt, wobei der Transistor an der Widerstandskette Wehnelt/Kathode hier zur HELLtastung herangezogen wird. Durch einen weiteren NPN wird das einfach invertiert.
Der 220k-Widerstand muß natürlich angepaßt werden bzw kann z.t. oder ganz durch Zenerdioden ersetzt werden. Das bedingt aber, daß die Hochspannung recht stabil ist.

Gruß Lutz

("Hochspannung" hier Eingang Hell/Dunkel-Ansteuerung,
Masselinie nahe negativer Röhrenspannung,
Transistor brückt Teilwiderstand K/G1)