Tracer Curve Curve: 10 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:02

Toto je pre všetkých tých nadšencov a hackerov, ktorí používajú lampové zosilňovače. Chcel som postaviť elektrónkový stereo zosilňovač, na ktorý by som mohol byť hrdý. V priebehu zapojovania som však zistil, že niektoré 6AU6 odmietli zaujať miesto, kde by mali.

Mám kópiu príručky prijímacej trubice RCA z roku 1966 a keďže som asi 30 rokov navrhoval elektroniku všetkého druhu, rozumiem, že zverejnené údaje o zariadení je niekedy potrebné brať s malým zrnkom soli. Údaje o skúmavkách publikované v týchto knihách však rozhodne NIE sú zárukou správania sa v skutočnom obvode pre žiadny jeden exemplár.

Páčia sa mi malé rodinné tabuľkové krivky, ako na obrázku vyššie, v knihe, a to je to, čo som chcel vidieť pre skúmavky, ktoré som mal. Použitím skúmaviek, dokonca aj dobre kalibrovaných, vysoko kvalitných, získate v rámci tejto rodiny iba jeden údajový bod na jednej krivke platne. A vy ani neviete, ktorá krivka to je. Nie je to veľmi osvetľujúce. Nákup krivky na trhu môže byť drahý a vzácny (Starý TEK 570 na EBAY môžete nájsť raz ročne za 3 000 dolárov alebo viac) a nájsť ho lokálne nie je k dispozícii.

Preto som sa rozhodol jeden postaviť. P. S. Tu som dokončil niekoľko vylepšení tohto TCT:

Krok 1: Návrh obvodu

Potreboval som obvod, ktorý by bol relatívne jednoduchý, ale poskytoval by vysoké napätie dosky a mriežky obrazovky, ako aj krokové napätie riadiacej siete s krokmi ½ V, po 1 V atď. Na doskový pohon som použil polovičnú sínusovú vlnu vinutie vysokonapäťového transformátora, pretože som si uvedomil, že doskový prúd bude nasledovať rovnakú charakteristickú dráhu, ktorá stúpa po vlne, ako klesá. Vlnová forma nemusí byť presná, kalibrovaná ani mať žiadny konkrétny tvar, pokiaľ stúpala a klesala nie náhlym spôsobom. Dokonca to nemuselo mať vždy rovnaký tvar vždy, keď stúpalo alebo klesalo. Tvar výslednej krivky je určený výlučne charakteristikami testovanej skúmavky. To eliminovalo potrebu presného vysokonapäťového rampového generátora, ale stále som potreboval získať transformátor pre tento …

Chcel som mať niekoľko trubicových zásuviek pre rôzne existujúce typy základní, ale nakoniec som sa rozhodol pre štyri: 7 a 9 pinové miniatúrne plus osmičkové zásuvky. Tiež som zahrnul 4 -pinovú zásuvku, ktorá umožňuje testovanie starých usmerňovacích trubíc.

Krokový generátor predpätia je tvarovaný 4-bitový digitálno-analógový prevodník rebríkového typu R-2R poháňaný počítadlom posunutým vlnou 60 Hz z iného vinutia na transformátore.

Napätie vlákna pochádzalo z transformátora vytrhnutého zo starej trubicovej kontroly ReadRite zo štyridsiatych rokov minulého storočia, ktorá poskytovala mnoho napätí vlákien od 1,1 V do 110 V A prepínač na ich výber.

Nájdenie metódy prepínania, ktorá by vyhovovala všetkým rôznym a rôznym pinovým vývodom na trubici, sa v najlepšom prípade ukázalo ako zbytočné, takže som sa celému problému vyhnul a použil som prepojovacie káble s každým očíslovaným kolíkom a každým signálom pohonu vyvedeným na 5-cestné banánové konektory. To mi poskytlo maximálnu flexibilitu pripojenia a zabránilo mi mentálne sa snažiť nájsť dobrú metódu prepínania.

Nakoniec bolo najväčšou starosťou meranie doskového prúdu. Katódový prúd som nemeral, pretože je to súčet všetkých prúdov prvkov vrátane mriežky obrazovky. Miesto, kde sa meria doskový prúd (na doske), bolo v hornej časti vlny zvýšené na asi 400V. Takže po rozdelení napätia dosky na 0-6V pomocou deliča rezistora, aby s ním mohli pracovať integrované obvody OP-AMP, bol potrebný veľký, veľmi dobre vyvážený diferenciálny zosilňovač. Dvojnásobne presný OP-AMP LMC6082 to urobil veľmi dobre a na zvýšenie dosahu signálu zahŕňa uzemnenie, takže ho bolo možné zapojiť ako jediné napájanie.

Odčítané hodnoty doskového prúdu a doskového napätia sa potom priviedli na konektory BNC do osciloskopu pracujúceho v režime A-B, takže konečný graf týchto dvoch veličín bolo možné vykresliť proti sebe.

Niektorí ľudia napísali, že žiadajú jasnú kópiu schémy, pretože tá, ktorá sa zobrazuje, bola dosť fuzzy. Odstránil som ho a nahradil ho verziou PDF. Zelená čiara obklopuje celý obvod na malej ručne zapojenej doske plošných spojov. V kroku 7 je rozbalených niekoľko častí obvodu.

V zostave bolo niekoľko prekvapení a o tých budem hovoriť neskôr.

Krok 2: Výroba predného panela

Rozhodol som sa, že ho postavím na hliníkový regálový panel s rozmermi 19 palcov x 7 palcov x 1/8 palcov, ktorý som náhodou položil. Neskôr by to podporila drevená škatuľa vyrobená zo šrotu.

Prvá fotografia vyššie zobrazuje niektoré z hlavných častí umiestnených na paneli, aby sa určilo dobré usporiadanie. Veľký otvorený priestor predstavuje miesto, kde by sa ručne zapojená doska plošných spojov umiestnila na stojky. Skúšalo sa niekoľko usporiadaní. Potom, čo som celý panel pokryl maliarskou páskou a označil vŕtacie body (stačilo mi pár razníkov na podvozok Greenlee a malý vŕtací lis na vytváranie dier), som vyvŕtal všetky otvory. Poznámka: vždy začnite s malým (1/16”) pilotným otvorom, dokonca aj z hliníka, a postupne postupujte až po väčšiu veľkosť. Na vytvorenie 1/2 “otvorov pre banánové konektory som použil tri veľkosti vŕtačky. Dobrým nápadom je aj použitie stredového razidla.

Na obrázku cievka drôtu stojí za spínačom vlákna, pretože ešte nebol oddelený od transformátora.

V tomto mieste boli vyvŕtané otvory pre dva transformátory.

Najťažším otvorom bol 9-kolíkový otvor, pretože som nemal dierku tohto priemeru, ale musel som použiť ten pre 7-kolíkový otvor a potom ho vypilovať na väčšiu veľkosť. To bola práca.

Jediný obdĺžnikový otvor bol pre vypínač. Vyplnilo sa to aj z okrúhlej diery.

Krok 3: Zostavenie panelu

Prvá vec, ktorú bolo potrebné urobiť, než boli na ňom akékoľvek časti, bolo označiť čo najviac položiek na paneli pred montážou akýchkoľvek dielov. Stalo sa to pomocou starého prenosného písma LetraSet, ktoré zostalo zo školských čias. Pokiaľ viem, toto sa dá v dnešnej dobe kúpiť iba v Anglicku. Potom som ho pokryl tromi vrstvami transparentného nástreku Varathane. Neviem, ako dlho to bude trvanlivé, ale zatiaľ je to také dobré … Kroky na vláknovom prepínači som neskôr urobil ručne, pretože som nemal písmená vhodnej veľkosti.

Svetlo béžový držiak poistky je v pravom hornom rohu v blízkosti otvoru pre vstup napájania, kam prechádza kábel. Pod tým sú neónové pilotné svetlá a vypínač ON-OFF. Môžete alebo nemusíte si všimnúť, že spínač vyzerá byť v hornej polohe, ale v skutočnosti hovorí VYPNUTÉ. Tento vypínač je anglický vypínač DPST. Všetky vypínače sú tam HORNE = VYPNUTÉ/DOLE = ZAPNUTÉ, nie ako v Severnej Amerike, kde je to naopak. Logika používaná pri nastavovaní elektrického kódu pre spínače ZAP/VYP tu je, že keď niekto omylom spadne proti spínaču, je väčšia pravdepodobnosť, že použije silu smerom nadol ako silu smerom nahor, a preto sa považovalo za bezpečnejšie, ak čokoľvek, čo je týmto spínačom ovládané, nie je vypnuté a nie ZAPNUTÉ.. Netuším, prečo je Anglicko naopak, ale páčilo sa mi to. Po vyhodení dáva veľmi solídny „Thunk“.

Prepínač G2 V má zvoliť napätie dodávané do mriežky obrazovky. Neskôr sa z toho stane hrniec. Prepínač G1 Step volí veľkosť kroku siete (v súčasnosti) buď v krokoch ½ V od 0 do -7,5 V, alebo v krokoch po 1 V od 0 do -15 V. Dva konektory BNC označené H a V sú vertikálnymi a horizontálnymi signálmi k rozsahu. Konektor G BNC je priebeh vlny mriežky, aby bol v prípade potreby viditeľný. Hnacím napätím sú červené 5-pólové konektory Banana a čierne sú samozrejme zapojené do kolíkov zásuviek. Všetky zodpovedajúco očíslované zásuvkové kolíky sú paralelné.

Tlačidlo PUSH TO TEST uzavrie pripojenie k doske testovanej skúmavky, takže bude odoberať prúd iba vtedy, ak o to požiadate. Nemá zmysel otáčať sa chrbtom, aby ste iba čuchom zistili, že niečo nie je v poriadku! (Nebolo by to pre mňa prvýkrát.)

Krok 4: Zostavenie dosky plošných spojov

Doska je kus perforovaného sklolaminátu asi 2 x 5 palcov. Odhadol som veľkosť dosky a práve som na ňu začal lepiť diely. Moja metóda je stavať trochu - testovať - stavať trochu viac - testovať atď. To zabráni tomu, aby jedna zlá časť/obvod zničila oveľa viac s tým všetkým bleskovo. Skrutkové svorkovnice sú držané na mieste 2-dielnym epoxidovým lepidlom, pretože v spodnej časti nie je medený obvod, pomocou ktorého by sa dalo spájkovať, ako je to obvyklé.

Obvod bol ručne zapojený pomocou technológie PTP. To je technológia „point-to-point“. Hrubý, ale podľa akejkoľvek skratky to znie špičkovo, však? Naľavo od malého chladiča sú vidieť dva identické 1megohmové odpory. Práve tie som prvýkrát použil na odpory znižujúce napätie doskového prúdu R3 a R4. Ako bude zrejmé z kroku 7, tieto bolo potrebné vymeniť. Okruh nie je v spodnej časti pekný, ale potom som v tomto kroku nešiel pre úhľadnosť.

Krok 5: Ach áno … vodiče opravy

Nasekal som niekoľko nepoužiteľných meracích káblov na približne 7 palcov a na obidva konce som spájkoval banánkové sviečky. Tieto elektródy sú vyrobené z veľkého flexibilného drôtu, ktorý by ste museli kúpiť dlho. Zástrčky: jedna červená a jedna čierna, ako vidíte. Červená farba je pre koniec disku a čierna pre koniec konektora zásuvky, nie je to dôležité, ale zdalo sa lepšie, že zodpovedajú farbám konektorov, ktoré som mal. Som tak vedomá módy.

Vedel som, že budem musieť byť schopný potvrdiť kalibráciu merania doskového prúdu úplne inou metódou, a tak som urobil náplasť na katódu s rozdielom. Ukazujem to malou škatuľkou s vypínačom. Vnútri krabice je odpor 10 Ohm, ktorý je možné prepnúť do obvodu alebo z neho. Katódový „pohon“je v skutočnosti iba spojenie so zemou (0 V). Keď je odpor prepnutý „na“, na koniec katódy záplaty je možné umiestniť rozsah a merať skutočný katódový prúd triódy, aby sa potvrdilo, čo jeho doska kreslí. To predpokladá, že mriežka je vždy na zápornom napätí. Rezistor je normálne vypnutý. Keď je spínač počas testu preklopený tam a späť, je možné vidieť rozdiel v doskovom prúde a celá rodina kriviek sa trochu posúva hore a dole. Účinok je taký malý (asi 2-4%), že nerobí žiadny rozdiel v motíve merania trubice, ale ukazuje, že aj odpor 10 ohmov v katóde môže spôsobiť viditeľnú zmenu.

Krok 6: Spojenie obvodovej dosky so zvyškom

Doska používa na pripojenie drôtov skrutkové svorky, aby som po testovaní jej častí mohol dosku odstrániť pre ďalšiu stavbu/zmeny. Na jeden koniec som ho umiestnil na kĺbové stojky a na druhý koniec na rovné, aby som ho mohol zdvihnúť kvôli prístupu na druhú stranu na rýchle merania alebo zmeny bez toho, aby som musel odpojiť milión drôtov.

Teplo väčšinou nebolo problémom, ale kvôli bezpečnosti som kladný regulátor nízkeho napätia umiestnil na malý chladič. Tieto 3-terminálne regulátory, ako napríklad 7805, ktoré som použil, môžu bez chladiča rozptýliť asi 1 Watt, ale vždy je dobré nechať veci chladné, keď existuje šanca to urobiť lacno. Jeho uzemňovací terminál je predpätý až do +10 V s tranzistorom 2N3906 a niekoľkými odpormi. To dáva +15 V, na ktorých beží diferenciálny zosilňovač. Je to dobrý spôsob, ako získať napätie, ktoré sa vám páči, z jedného z týchto bežných regulátorov. Variabilitu alebo programovateľnosť je možné dosiahnuť rovnakým spôsobom pomocou hrnca alebo D/A prevodníka namiesto jedného z odporov. Pretože z Xfrmr je k dispozícii množstvo striedavých napätí, bolo ľahké zvoliť napätie pre tento regulátor. Bolo to 25V. A pretože čerpá tak málo prúdu, polovičná oprava bola dobrá pre napájanie regulátora.

Ako vidíte na obrázku, začal som šnurovať káble namiesto toho, aby som ich všetky spojil plastovými úchytkami. Vždy som obdivoval vzhľad dobre šnurovaného postroja a chcel som to skúsiť tu, ale nikde som nenašiel žiadnu šnúrku. Možno niektorí z vás vedia, kde sa to dá zohnať. Použil som nejakú vyšívaciu niť, ktorú navrhla moja manželka, natiahnutú na hrudku vosku. Na svoj postroj som použil štandardné šnurovacie uzly. Pre tých, ktorí sa chcú naučiť toto tajomné umenie, Googling „šnurovanie postroja“prináša niekoľko stránok s návodom.

Starý tubusový kontrolér ReadRite mal zaujímavú metódu kalibrácie. Umiestnením koncov keramického hrnca cez časť primárneho vinutia a pripojením stierača k zdroju sieťového napätia bolo možné napätie, na ktorom tester pracoval, nastaviť nad alebo pod nominálne, aby sa postaralo o lokálne odchýlky napätia v stene, ku ktorým môže dôjsť. z času na čas. (Pamätajte, že tieto veci boli navrhnuté a používané v časoch druhej svetovej vojny.) Tento hrniec tu musel byť zahrnutý, pretože transformátor bol navrhnutý tak, aby ani jeden koniec vinutia tejto časti nemal menovité sieťové napätie, a preto ho nebolo možné použiť ako- je. Tento hrniec, ktorý je poriadne horúci, je možné vidieť ako biely predmet držaný perforovaným kovovým popruhom v blízkosti transformátora.

Keď som sa dozvedel, čo sú všetky anonymné vedenia starého transformátora vlákna ReadRite, samozrejme som zistil, že má vinutie vysokého napätia! Takže môj zdroj napätia dosky bol vyriešený a eliminoval som jeden transformátor.

Krok 7: Trochu viac o obvode

Bias generátor: Aby boli veci relatívne jednoduché a nízke, použila sa logika CMOS série 4000. Táto vec, ktorá bola všadeprítomná v osemdesiatych rokoch minulého storočia, bude fungovať na akomkoľvek napätí od 3V do 18V. To znamená, že výkon môže byť kdekoľvek v tomto rozsahu, môže sa v prípade potreby meniť a v skutočnosti bude fungovať, aj keď je na ňom veľké množstvo zvlnenia alebo iného hluku. Je to skvelé pre aplikácie napájané batériami. Stále ho môžete mať dnes v ktoromkoľvek z obvyklých predajných miest (Mouser, Digi-Key atď.), Aj keď nevyrábajú všetky typy predtým. Čerpá tiež vedľa sily drepu. Preto som použil 1240-bitový čítač 4040, ktorý som mal okolo seba, ako 4-bitový čítač na zvýšenie napätia predpätia. Veľkosť kroku sa zmení zmenou napätia napájacej lišty. Pretože napätie predpätia trubice musí byť záporné, počítadlo je prevádzkované medzi zemou ako kladnou koľajnicou a zápornou koľajnicou na druhom konci. Kolík „VDD“je teda uzemnený. TIP 107 s predpätou sieťou podobnou 7805 dodáva mínus napájacie napätie na kolík čipu „VSS“. Prepínač namontovaný na paneli s kvetináčmi pre každý rozsah kalibruje maximálne vygenerované skreslenie. Počítadlo poháňa lacný rebríkový odpor R-2R, aby vytvoril jednoduchý analógový prevodník a potom vyšiel na banánový konektor.

Doskový zosilňovač: Pretože doskový prúd je snímaný odporom 100 Ohm, R1 v sérii s doskou, jeho napätie je zvýšené na približne 400V. Bol zmenšený pomocou dvoch deličov rezistora, jedného na každom konci rezistora 100 ohmov. Zobrazuje sa ako R3, R4, R5. R6 na schéme a banke s malou hodnotou a umiestnené blízko tlačidla Push To Test na schéme. Hrniec vyvažuje tieto dva rozdeľovače tak, aby výstup zosilňovača čítal nulu, keď v doske trubice preteká nulový prúd. Najprv som použil niektoré staré veľké hodnotné odpory pre R3, R4, ale keď som to vyskúšal v krivkách, vyzerali som skôr ako slovné balóny ako jednotlivé riadky. Prikladám fotku toho, čo som videl. Môžete tiež vidieť, že displej je trochu zdrvený do základnej čiary. Tieto rezistory som zmenil na modernejšie 5% rezistory a prekalibroval som. To isté, ale trochu menej. Sledovanie každej krivky na displeji trvá 1/120 sekundy, pričom bod rozsahu najskôr ide po krivke hore a potom sa vracia späť rovnakou cestou. Ale medzi týmito dvoma exkurziami by sa odpor zahrial a potom dostatočne vychladol, aby zmenil ich hodnotu! Rezistory budú meniť hodnotu v závislosti od teploty, nie veľa, ale budú. Nemyslel som si, že sa to môže stať tak rýchlo, ale ich zmena na 1% typy kovových filmov problém do značnej miery vyriešila.

Zosilňovač je konvenčný diferenciálny zosilňovač používaný na prístrojové vybavenie, ale s prepínačom meniacim zisk, ktorý mu dáva dva rozsahy výstupu a dva hrnce na kalibráciu rozsahu. To dáva výstupné stupnice 2V/1mA a 2V/10mA.

Obvod pohonu mriežky obrazovky je jednoducho filtrovaný hrniec zavesený mimo zdroja usmerneného doskového napätia pomocou vysokonapäťového tranzistora ako sledovača emitora, ktorý privádza napätie do banánového konektora. Filter je dosť pomalý a trvá niekoľko sekúnd, kým sa usadí, keď pohnete gombíkom hrncov.

Krok 8: Prevádzka

Zapol som to.

Po odstránení dymu … obvod fungoval prekvapivo dobre. Zistil som, že rovnováha diferenciálneho zosilňovača potrebuje približne 20 minút na zahriatie, aby sa celkom dobre usadila. Po uplynutí tejto doby bolo potrebné vyrovnávací hrniec 25 Ohm nastaviť tak, aby poskytoval veľmi horizontálnu čiaru v rozsahu, keď netečie žiadny doskový prúd. Po chvíli nastavenia na doske vždy, keď som použil jednotku, bola odstránená z panelu a javí sa ako stredne veľký hnedý gombík v blízkosti červených banánových konektorov. Neviem, prečo som to neurobil skôr.

Je ukázaných niekoľko získaných obrazovkových kriviek.

Pretože každá krivka na displeji je generovaná v 1/60 sekundy a pred opakovaním sa vykoná 16 skenov, potom skenovanie prebieha približne 4 skenmi za sekundu. Toto blikanie funguje, ale nie je to zábavné, keď sa pokúšate vykonať meranie. Jedným z riešení je zachytiť každý obrázok s dlhou expozíciou na fotoaparáte. Alebo … použite rozsah úložiska. To, čo vidíte, je staré, ale dobré - analógový úložný priestor HP 1741A s variabilnou trvanlivosťou. Displej po chvíli zakvitne, ale asi na 30 sekúnd predstavuje veľmi dobre čitateľný graf. Uloží obrazovku, ktorá sa nezobrazuje, na niekoľko hodín. Je to v poriadku

Prezentujú sa zábery kriviek pre pentódu 6AU6A a triodu 6DJ8. 6DJ8 má faktory mierky 50 V / delenie horizontálne a 10 mA / delenie vertikálne, zatiaľ čo 6AU6A má faktor faktoru 50 V / delenie horizontálne a 2,5 mA / delenie vertikálne. Tieto faktory mierky sú kombináciou výstupného rozsahu indikátora krivky a vertikálnej citlivosti vytočenej na rozsahu. Nula vo všetkých prípadoch je ľavý dolný roh obrazovky. Tieto boli nasnímané jednoduchým podržaním fotoaparátu v blízkosti obrazovky rozsahu. Potom, čo som to chvíľu vydržal, rozhodol som sa urobiť drastickú akciu a vydláždil som OPRAVDU syrový spôsob držania fotoaparátu pripevneného k ďalekohľadu … viac inštalatérov pripútava. Kamera sa do nej montuje krátkym 1/4”skrutkou cez dno do montážneho otvoru. Namierenie kamery znamenalo krútenie popruhu tak akurát. Očividne nemôžem ukázať fotoaparát v tomto držiaku, pretože bol potrebný na zhotovenie záberu!

Krok 9: Rámček a záverečný článok

Krabica, rovnako ako všetky ostatné časti tohto projektu, bola zostavená zo šrotu po ruke. Jedná sa o jednoduchú štvorstrannú škatuľu, ktorá nemá dno, ale naskrutkovateľné gumené nožičky. Kusy boli vyseknuté z náhradnej poličky na dosky z drevotrieskových dosiek, ktorá mala 3 strany pokryté rovnakou dyhou ako horná a dolná strana. Rezy boli urobené s ohľadom na to, že okraje s dyhou by mali byť viditeľné na prednej strane škatule. Na zadnej a spodnej strane bol neprehliadnuteľne zobrazený nezakrytý okraj. Kusy sú držané pohromade skrutkami do drevotrieskových dosiek, ktoré zostali z niektorých kuchynských skriniek Ikea spred 10 rokov. Hlavy skrutiek sú pokryté bielymi plastovými nasúvacími krytmi hlavy skrutiek z rovnakého zdroja a potom zafarbené čiernou farbou s trvalou značkou. Výroba krabice trvala asi 2 a pol hodiny.

Krok 10: Nakoniec

Jednotka odpovedala na moje otázky o predpätí 6AU6A a umožnila mi prispôsobiť dizajn zosilňovača tak, aby zohľadňoval staré elektrónky. Jednoducho povedané, s vekom sa správajú horšie.

Očividne by sa jednotka dala vylepšiť ďalšími zvonmi a píšťalkami. Bolo by dobré mať digitálny panelový merač napätia, ktorý okrem iného indikuje napätie v mriežke obrazovky. Tiež stále vyššie a vyššie rozsahy predpätí riadiacej mriežky alebo veľkosti krokov. A keď už sme pri tom, čo tak zachytiť dej do vnútornej pamäte, aby ho bolo možné nahrať do počítača. Krivkový sledovač by mohol byť založený na systéme Windows a dodávaný s myšou. Potom bolo možné vykonať testy z akéhokoľvek miesta s pripojením na internet. Alebo možno nie. P. S. Tu som dokončil niekoľko vylepšení tohto TCT: