Przyrzad do badania lamp, Elektronika, Technika Lampowa

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Przyrząd do badania lamp elektronowych
P R O J E K T Y
Przyrząd do badania
lamp elektronowych
Opisany w artykule
przyrząd umożliwia pomiar
podstawowych parametrów
lamp elektronowych, może
także pełnić funkcję zasilacza
małej mocy niezbędnego
przy uruchamianiu układów
lampowych. Wszystko to
powoduje, że staje się
on niezbędny w pracowni
elektronika – entuzjasty techniki
lampowej.
Rekomendacje:
fanów techniki lampowej jest
coraz więcej, ale dostępna
dla nich baza sprzętowa
i pomiarowa jest bardzo
słaba. Przyrząd prezentowany
w artykule rozwiązuje
większość typowych problemów
pomiarowych, z jakimi mogą się
spotkać elektronicy podczas prac
konstrukcyjnych.
Przyrząd charakteryzuje się pro-
stą konstrukcją, wykonany jest z ła-
two dostępnych materiałów i spełnia
najważniejsze wymagania funkcjonal-
ne i techniczne. Konstrukcja jest prze-
znaczona dla średniozaawansowanych
amatorów posiadających znajomość
podstaw techniki lampowej oraz mi-
nimalne zaplecze techniczne w postaci
multimetru cyfrowego. Przyrząd może
występować jako samodzielne urzą-
dzenie, może też służyć jako element
zestawu pomiarowego lub stanowić
bazę do wykonania bardziej rozbudo-
wanego i uniwersalnego urządzenia.
Przyrząd w wersji proponowanej
przez autora pozwala na sprawdzenie
podstawowych parametrów następują-
cych typów lamp:
– pentody i tetrody mocy: EL34,
6P6S, 6P3S, 6P45S, GU50,
– pentod napięciowych: E180F,
– triody mocy: 6N13S, 6S33S,
6S41S, 6S19P,
– triody napięciowe: 6N1P, 6N6P,
6N8S, 6N9S, ECC81/82/83/85/88.
Istotnym argumentem przemawia-
jącym za samodzielnym wykonaniem
przyrządu jest trudność w pozyskaniu
fabrycznego miernika lamp, których
produkcję zakończono wiele lat temu
a te, które są dostępne na giełdach
i aukcjach internetowych nie zawsze
mają przystępną cenę.
Schemat elektryczny
przyrządu pokazano na
rys. 1
. Zasilacz wykonano
w sposób konwencjonalny. Dostarcza
on następujących napięć: stabilizowa-
nego regulowanego napięcia anodo-
wego, stabilizowanych napięć siatki
drugiej, stabilizowanego regulowanego
ujemnego napięcia polaryzacji siatki
pierwszej oraz napięć żarzenia.
Dobrą filtrację oraz „sztywność”
napięcia wyjściowego zapewniają duże
wartości pojemności na wyjściu ukła-
dów prostowniczych oraz zastosowa-
niem układów stabilizacji z diodami
Zenera i tranzystorem polowym. Zasi-
lacz zabezpieczony jest przed zwar-
ciem ogranicznikiem prądu, rezystora-
mi szeregowymi oraz bezpiecznikiem
topikowym.
W urządzeniu można wykorzystać
jeden lub kilka transformatorów z po-
siadanych zapasów tak aby uzyskać
niezbędne napięcia. Zaleca się jednak
nawinięcie toroidalnego transformato-
ra sieciowego w specjalistycznym za-
kładzie. Transformator taki zapewnia
lepsze parametry napięć wyjściowych,
mniejszy strumień rozproszenia, a tak-
że mniejsze gabaryty w porównaniu
do transformatorów wykonanych na
kształtkach EI. Zlecając wykonanie
transformatora należy dokładnie okre-
ślić parametry techniczne zgodnie
z założeniami przedstawionymi w dal-
szej części artykułu.
Napięcie zasilające stronę pierwot-
ną U1=230 V
Napięcia wtórne: U2=260 V/
0,25 A, U3=120 V/50 mA, U4=6,3 V/
5 A, U5=6,3 V/5 A.
PODSTAWOWE PARAMETRY
• Zasilanie: 230 VAC
• Rodzaje badanych lamp: pentody, tetrody
mocy, pentody napięciowe, triody mocy,
triody napięciowe
• Napięcie anodowe: 0...300 V/0,2 A
• Napięcie siatki I: 0...-150 V
• Napięcie siatki II: +150...+250 V
• Napięcia żarzenia: ~6,3 V/5 A
~12,6 V/5 A
Opis budowy i działania
Przedstawiony w artykule przyrząd
zbudowany jest z trzech niezależnych
bloków:
– zasilacza,
– modułu pomiarowego i regulacyj-
nego,
– modułu podstawek lampowych.
Elektronika Praktyczna 10/2005
17
Przyrząd do badania lamp elektronowych
Rys. 1. Schemat elektryczny testera lamp
Z założeń wynika, że transforma-
tor będzie miał z lekkim zapasem
moc około 150 VA. Przy zamawianiu
transformatora należy podkreślić, że
napięcia podane są przy pełnym ob-
ciążeniu. Moduł pomiarowy i regula-
cyjny jest zbudowany z:
– dwóch potencjometrów:
P1 – regulacja ujemnego napięcia
siatki pierwszej,
P2 – regulacja napięcia anodowego.
– czterech przełączników:
PR1 Us/Ua – zmienia obwód po-
miarowy woltomierza,
PR2 1T/2T – zamienia mierzone
triody w przypadku lamp po-
dwójnych,
PR3 Us 150 V/30 V – zmienia za-
kres pomiarowy woltomierza
przy pomiarze napięcia siatki
pierwszej,
PR4 Ia 150 mA/15 mA zmienia za-
kres pomiarowy miliamperomie-
rza.
– dwóch przyrządów magnetoelek-
trycznych:
MM1 – woltomierz mierzący napię-
cie anodowe i siatki pierwszej,
MM2 – miliamperomierz mierzący
prąd anodowy.
przypominającym literę „U” tworzą
podstawę i pokrywę obudowy, dwa
pozostałe elementy stanowią pły-
tę czołową oraz tylną ściankę. Taka
konstrukcja jest łatwa do wykonania,
zapewniając jednocześnie odpowied-
nie własności mechaniczne. Można
oczywiście wykorzystać gotową obu-
dowę np. jedną z oferowanych przez
AVT. Do podstawy obudowy przymo-
cowano transformator, radiator tran-
zystora regulacyjnego, łączówki i po-
zostałe większe elementy elektronicz-
ne, do płyty czołowej mierniki oraz
elementy komutacyjne i regulacyjne,
podstawki lampowe znajdują się na
pokrywie obudowy. Montaż elek-
tryczny wykonano jako przestrzenny,
zachowując zasadę możliwie jak naj-
krótszych połączeń. Szczególna uwa-
gę poświęcono prowadzeniu masy,
która powinna być wykonana grubym
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
(moc 2W jeśli nie podano inaczej)
R1: 100
V
R2, R4: 3,6 k
V
R3: 3,3
V
R5: 51 k
V
R6: 1,2 k
V
R7: 10 k
V
R8: 100 k
V
R9: 680
V
R10: 20 k
V
R11: 2 k
V
Rb, Rp1, Rp2, Rp3: (bocznik i po-
sobniki dobrane doświadczalnie
w zależności od posiadanych mier-
ników)
P1: 33 k
V
/2 W liniowy (zalecany
wieloobrotowy)
P2: 100 k
V
/2 W liniowy
Kondensatory
C1: 330
m
F/315 V
C2: 330
m
F/400 V
C3: 68
m
F/400 V
Półprzewodniki
D1: LED czerwona o średnicy 5 mm
D2: 1N4007
Z1: ZY50 V
Z2, Z5: ZY150 V
Z3: ZY100 V
Z4: ZY15 V
M1–M2: 5 A/1000 V
T1: IRFP450
T2: BD493
T3: 2SC4242
Inne
TR: transformator sieciowy wg opisu
B1: bezpiecznik: 2 A zwłoczny
Wł1: wyłącznik sieciowy 250 V/10 A
PR1…PR4: przełączniki 250 V/1 A
MM1, MM2: mierniki magnetoelek-
tryczne (woltomierz, miliampero-
mierz} wg opisu
Oprawka bezpiecznika
Kabel sieciowy z wtyczką
Podstawki lampowe różnych typów
(w zależności od potrzeb)
Opis budowy mechanicznej
Obudowę przyrządu wykona-
no z blachy aluminiowej o grubości
2 mm. Dwa elementy w kształcie
18
Elektronika Praktyczna 10/2005
Przyrząd do badania lamp elektronowych
przewodem i podłączona do obudo-
wy tylko w jednym miejscu, najlepiej
w pobliżu zasilacza. Należy unikać
zamykania pętli masy, dlatego należy
zwrócić szczególna uwagę na dobre
odizolowanie od obudowy takich ele-
mentów jak gniazdka i kondensato-
ry elektrolityczne. Podczas montażu
należy uwzględnić nagrzewanie się
niektórych elementów a także zasady
ergonomicznego montażu elementów
pomiarowych i regulacyjnych.
Końcowym etapem montażu jest
moduł podstawek lampowych. W roz-
wiązaniu modelowym nie zastosowano
pola komutacyjnego, gdyż założono,
że przyrząd służy do pomiaru wybra-
nego zestawu lamp. Oczywiście nic
nie stoi na przeszkodzie aby przyrząd
wyposażyć w pole komutacyjne lub
zestaw przełączników, co zapewni do-
wolną konfigurację wyprowadzeń elek-
trod badanych lamp.
Po wykonaniu końcowego monta-
żu, włączamy zasilanie i jeszcze raz
sprawdzamy napięcia oraz popraw-
ność działania elementów pomiaro-
wych, regulacyjnych i komutacyjnych.
Tak wykonany i wyregulowany przy-
rząd jest gotowy do pracy.
niżej napięcia siatki drugiej Us2 (np.
Ua=30 V i Us2=250 V), gdyż (pomi-
mo ograniczenia prądu) można łatwo
uszkodzić badaną lampę, poprzez
przegrzanie lub spalenie siatki drugiej
(zjawisko przechwytu siatki drugiej).
Przy badaniu triod, możliwe jest
dodatkowo badanie emisji katod. Po-
miar ten wykonujemy przy napięciu
pierwszej siatki Us=0 V, dla napię-
cia anodowego z przedziału 10…30 V
(w zależności od wydajności katody),
mierząc prąd anodowy i porównując
z prądem lampy uznanej za wzorcową
(w naszym przypadku może to być
nowa lampa dobrego producenta).
UWAGA!
Ze względu na występowanie w układzie
przyrządu wysokich napięć należy zachować
szczególna ostrożność i przestrzegać przepisów
BHP. Każdorazowo po wyłączeniu zasilania
należy odczekać kilka minut aż do całkowitego
rozładowania się kondensatorów elektrolitycz-
nych przed przystąpieniem do dalszych prac.
Uwagi końcowe
Wykonany przez autora przyrząd
bezawaryjne służy od roku do bada-
nia lamp i zasilania układów prototy-
powych. Stanowi znakomitą alternaty-
wę dla urządzeń fabrycznych, a niska
cena elementów niezbędnych do jego
wykonania, przesądza o opłacalności
przedsięwzięcia. Jest to niezastąpio-
ny przyrząd w pracowni elektronika
entuzjasty techniki lampowej, gdyż
pozwala na świadomy wybór najlep-
szych lamp zapewniając tym samym
odpowiednie parametry konstruowa-
nych urządzeń.
Uzyskane rezultaty w pełni potwier-
dzają zasadność budowy przyrządu
przynosząc zadowolenie konstruktorowi.
Podsumowując należy stwierdzić,
że wykonany według przedstawionego
opisu przyrząd będzie wymagał indy-
widualnego podejścia wykonawcy. Wy-
nika to głównie z faktu występowania
różnic w parametrach zastosowanych
elementów, a także z potrzeby pomia-
ru innego zestawu lamp. Stanowi on
jednak znakomita bazę do bardziej
rozbudowanej konstrukcji.
Stanisław Maleczek
Metodyka pomiaru lamp
elektronowych
Wykonany zgodnie z opisem przy-
rząd pozwala nie tylko na spraw-
dzenie sprawności lamp ale przede
wszystkim umożliwia pomiar charak-
terystyk anodowych i siatkowych, co
pozwala obliczyć istotne parametry
takie jak nachylenie charakterystyki
siatkowej, współczynnik wzmocnienia,
rezystancję obciążenia czy rezystancję
wewnętrzną. Możliwy jest też dobór
lamp do układów przeciwsobnych
tzw. parowanie oraz sprawdzenie sy-
metrii podwójnych triod.
Przystępując do pomiarów danej
lampy należy wstępnie (przed wło-
żeniem lampy do podstawki) ustawić
napięcia anodowe i siatkowe w przy-
bliżeniu zgodne z parametrami robo-
czymi podanymi w katalogach. Prze-
łącznik PR4 ustawić w położeniu
150 mA. Po wykonaniu tych czynno-
ści można dokonywać pomiarów.
W przypadku badania tetrod i pen-
tod należy pamiętać, aby znacznie
nie obniżać napięcia anodowego po-
Montaż i uruchomienie
Montaż i uruchomienie przyrzą-
du należy wykonywać etapami. Pra-
cę rozpoczynamy od zasilacza. Po
wykonaniu jego montażu, sprawdze-
niu poprawności połączeń i założe-
niu bezpiecznika sieciowego możemy
przystąpić do podłączenia zasilania
230 V. Napięcia zmierzone przy bra-
ku obciążenia powinny być nieco
większe od założonych (patrz podsta-
wowe parametry). Następnie przystę-
pujemy do montażu modułu pomia-
rowego i regulacyjnego.
W układzie modułu regulacyjnego
i pomiarowego zastosowano jako wol-
tomierz i miliamperomierz mierniki
magnetoelektryczne o czułości 100 mA
i do nich dobrano odpowiednie po-
sobniki i boczniki zapewniając wy-
magane zakresy pomiarowe. Można
zastosować zewnętrzne multimetry
cyfrowe lub (co wydaje się najlep-
szym rozwiązaniem) panele pomiaro-
we z oferty AVT.
ANALOG
DEVICES
PRZEDSTAWICIELSTWO W POLSCE
DSPTechnology
DSPSolutions
fromAnalogDevices
fromALFINE
Ponad 10 lat
z Analog Devices
ALFINE P.E.P. • ul. Poznañska 30-32 • 62-080 Tarnowo Podgórne
tel.: (61) 89-66-934, 89-66-936 • fax: (61) 81-64-414, 81-64-076
e-mail: analog@alfine.pl • http: //www.alfine.pl
Elektronika Praktyczna 10/2005
19
DSPTechnology
DSPSolutions
fromAnalogDevices
fromALFINE
[ Pobierz całość w formacie PDF ]