Ламповый тестер - измерительный стенд

Статья посвящена практическому измерению статических анодно-сеточных характеристик радиоламп в кухонных условиях, приближённых к боевым.
Ни для кого не секрет, что в ламповых конструкциях полезно знать какими параметрами обладают лампы, особенно если они уже какое-то время использовались. Я поставил себе задачу добиться результатов строго бюджетно и при использовании доступных подручных материалов и инструментов.

↑ Идея

Идея заиметь приличный ламповый тестер появилась у меня сравнительно давно, но двигался я в этом направлении медленно и печально, спотыкаясь по пути о собственную лень. Дополнительно замедляли меня препятствия в виде анализа попавшихся под горячую руку схем, часто противоречивых, размещённых на безбрежных просторах интернета и в книгах.

Последней каплей, переполнившей чашу моего терпения стал eBay, продемонстрировавший просто космические цены за такие приборы. Так, понравившийся мне, но бывший в употреблении Hickok TV-2C/U TV-2 TV2 Mutual Conductance Tube Tester стоит сегодня порядка 850 американских рублей плюс 250 за пересылку. А к нему ещё надо добавить сетевой транс на 110 Вольт, ватт эдак на 200, как не больше.


Рядышком, в том же eBay'e, я радостно заметил наш родной, 21-килограммовый и очень убедительный Kalibr L3-3 Russian, новый, который вышлют прямо из Украины, но ценник у него составил весомые 850 плюс пересылка 280, итого 1130 тех же зелёных, американских.


При анализе схемных решений заводских и любительских конструкций у меня часто не было большой уверенности в объективности показаний их красивых цветных «показометров» с результатом «хорошая» или «плохая».


Мне же хотелось лишь измерить анодные токи позволяющие объективно оценить эмиссию ламп, в границах погрешности моих измерительных приборов.

↑ Что внутри?

При ближайшем рассмотрении я обнаружил, что вожделенный агрегат есть ни что иное, как некоторое количество ламповых панелек под измеряемые лампы, 3 регулируемых источника питания, вольтметры-миллиамперметры для контроля токов-напряжений и замысловатая коммутация всего вышеперечисленного хозяйства.

Накальный и сеточный источники питания вопросов не вызывали, тем более, что в хозяйстве у меня уже были готовые заводские конструкции, но определённую заботу вызывал источник анодного напряжения на +250V. С него я и начал движение к заветной цели.

В начале, применив метод последовательного приближения, в бой двинулся разделительный транс для электробритв, 220/220V, 15W, встраиваемый под штукатурку, для ванной. Не долго думая я подпаял к его вторичке диодный мост с электролитом, позаимствованных из какого-то бывшего монитора. Потом включил в сеть.

И что мы поимели с гуся? Ясное дело, +310V: no: А мне надо 250.
Отматывать вторичку мне как-то не хотелось, и следующим шагом я извлёк из закромов старенький, но вполне рабочий тиристорный регулятор мощности. Скрутил ручку вниз и – вуаля +250 анодного есть.

↑ Попытка номер раз, со свистом и техническим перерывом

Для начала, конечно, неплохо, и решение в целом работоспособное, но для EL 34 мне надо хороших 100 анодных миллиампер (не считая 15 мА для второй сетки), а они получились как-то с трудом, я уже молчу о помехах от тиристорника на стоящий неподалёку на полке, и случайно включённый радиоприёмник.

Зато при тестировании схемы вылез новый косяк: как только 34-ка прогрелась, она вдруг возбудилась, и мирно певший приёмник вдруг засвистел и захрипел как простуженный соловей-разбойник. Анодный ток задрался вдвое, и напряжение конкретно просело под такой нагрузкой.

Бегом всё выключаю и думаю: что за бардак в моём хозяйстве? Ну да, мощи у анодного не хватает, что в данном случае как раз хорошо. И что очень хорошо — EL-ка моя отделалась лёгким испугом, в отличии от меня. А за что мне такое счастье? А потому что много проводов и куча паразитных ёмкостей монтажа.

Так как мне переменка моей лампы временно «до лампочки», я волевым решением закоротил 1-ю сетку через конденсатор на землю. Возбуд на меня, вероятно, обиделся, но тут же пропал.

Конечно, можно было бы смастерить высоковольтный анодный блок питания на биполярных или полевых транзисторах, но он тоже склонен к самовозбуждению, горит моментом, если коротнуть, да и стабилитронов на 250 Вольт у меня в закромах не оказалось.

После некоторых раздумий надумал я для установки анодного использовать ЛАТР, но вся беда в том, что я его так до сих пор не купил.

Не понравилась цена в 170 вечно-зелёных, да и размеры как-то излишне крупноватые. Плюс гальваническая связь с сетью. Тут у меня снова возник долгосрочный технический перерыв…

В конце концов всё вышло иначе, и значительно лучше. Как-то раз я удачно купил древний трансформатор с кучей отводов на вторичке. Он честно когда-то питал телевизор, а теперь, хоть и с родным переключателем, но остался не только бездомным, но и совершенно без корпуса. А вот и он, собственной персоной.

↑ Попытка номер два, победная

Вот таким-то образом (или подобием) и созрела у меня классическая анодная трансформаторная конструкция — простая и неубиваемая.

И вот каков общий итог: измерительный стенд с ламповыми панельками и гнёздами, включающий 3 источника питания и измерительные приборы плюс шнуры со штеккерами.


Для измерения возможных межэлектродных замыканий я дополнительно сваял пробник на неоновой лампочке (рисунок 1).


Им предполагается поочерёдное тестирование всех выводов лампы относительно катода, к которому подсоединяем массу. Потом тестируем относительно сетки и так далее, пока все электроды не закончатся: wink:
Этот тест делают на холодной, потом на прогретой лампе. Хотя тех же результатов можно достичь измерением межэлектродных сопротивлений обычным омметром.

В ходе испытаний мне показалось целесообразным подавать анодное напряжение последним, а отключать первым, хотя одновременная подача всех напряжений была мною протестирована и нареканий не вызвала.

Я не претендую на особую оригинальность решения поставленной задачи, но померять анодный ток, и, таким образом, определить разброс и остаточный ресурс ламп, которые я буду использовать в усилителе, для моих нужд оказалось вполне достаточным. При минимальных изменениях, таким тестером можно произвести измерения самых разнообразных ламп.

На рисунке 2 представлена блок-схема измерения тока анода в зависимости от напряжения сетки триода с дополнительной функцией контроля вакуума лампы.


В случае тетрода/пентода схема дополняется цепью 2-й сетки (рисунок 3).


Я приношу свои извинения за отсутствие цепи накала — sPlan 7 мне в пентодах накала не даёт: ireful:

Помимо контроля исправности, тестер позволяет снять анодно-сеточную характеристику ламп. Для этого необходимо подать на первую сетку ряд напряжений, получить соответствующие анодные токи и по точкам построить график. Тут желательно обходиться без излишнего фанатизма и учитывать максимально допустимую рассеивающую мощность анода (и второй сетки для тетродов-пентодов). Ориентир — график из справочника — на него и равняемся. А можно, например, замерить 3-4 анодных тока в рабочем диапазоне конкретной схемы и подобрать пары — квартеты с близкими параметрами.

↑ Практическая реализация лампового тестера

Практическая реализация тестера очень близка к блок-схеме с той только лишь разницей, что батареи для накала и 1-й сетки заменены на стабилизированные лабораторные блоки питания (рисунок 4).

Ламповые панельки распаяны на гнёзда, а к ним соединительными шнурами подсоединены блоки питания и измерительные приборы.

В качестве измерительных приборов я использовал имеющиеся у меня в наличии мультиметры, а накал контролируют встроенные в лабораторный блок питания цифровые вольтметр и амперметр.


Анод и 2-я сетка запитаны от трансформатора с переключаемой вторичной обмоткой, мостом и 2-мя электролитами. Грубая установка анодного напряжения осуществляется переключением его вторичной обмотки, а для точной установки служит потенциометр R5.

С2 в цепи первой сетки устраняет возможные возбуды лампы, размыканием кнопки SW1 контролируется вакуум — сеточная цепь становится высокоомной и при плохом вакууме в лампе анодный ток будет заметно расти. Кнопка SW2 служит для контроля отсутствия внутрилампового замыкания катода и подогревателя — в норме при её нажатии ток анода должен резко обнулиться.

↑ Идея контроля эмиссии лампы

Идея контроля эмиссии лампы незамысловата: в справочном листке на каждую лампу указан ток анода при заданных напряжениях анода и сетки. Эти напряжения (включая накальное) я выставляю, жду прогрева лампы и контролирую анодный ток. Ток анода по справочнику и есть 100% эмиссии лампы. Если измерение показало меньший ток — лампа поношена, а при значениях менее 40-50% лампа подлежит замене.

Приятной особенностью тестера я считаю ограничение броска тока через нить накала при включении из-за применения лабораторного блока питания с ограничением тока.

↑ Налаживание и использование

Особого налаживания тестер не потребовал, но я настоятельно рекомендую быть осторожными с анодным напряжением, визуализация которого решена на неонке HL2. Также необходима хорошая изоляция ручки резистора R5.

Учитывая, что меня пока интересовали только лампы ECC81 и EL 34, привожу их данные взятые на просторах интернета.


Тестер даёт дополнительную возможность судить об износе ламп по падению анодного тока при снижении напряжения накала. У хорошей лампы 10% снижение напряжения накала должно вызывать меньшее (в процентнтах) снижение тока анода при всех прочих равных условиях.

При этом известно, что 5% или даже 10% снижение напряжения накала способно значительно продлить ресурс ламп.
Позже, когда эмиссия лампы ослабнет, можно будет вернуть накал на исходную. Правда изготовители не рекомендуют комбинировать предельный ток анода и минимальное напряжение накала. Ну так я этого и не советовал.

А что скажет уважаемое сообщество по-этому поводу: будем снижать накальное напряжение или не будем?

↑ Литература:

Л.А. Дудник «Испытания электронных ламп»
И.Г. Бергельсон, Н.К. Дадерко, Н.В. Пароль, В.М. Петухов «Приёмно-усилительные лампы повyшенной надёжности»
Э.Л. Чефи «Теория электронных ламп»
А.Л. Булычёв, В.И. Галкин, В.А. Прохоренко «Справочник по электровакуумным приборам»

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации