如何自制“电子管测试仪”

对于电子管机爱好者而言,有些设备是可以装制的,如声频信号发生器、失真仪及示波器等,当然最好能再拥有一部电子管测试仪(Tube Tester)。前三种仪器都容易买到,唯独电子管测试仪是停产已久的设备,顶级的如AVO等在今天已成为无价宝,工作状态良好的更是可遇而不可求。其实说穿了,电子管测试仪(Tube Tester) 并不是一种精密的电子仪器,略具电子知识的人皆可自制一台,效果与顶级仪器并无差异,只是使用上不及成品机方便罢了。 
  一般测试电子管所测量的项目为:1.管内各电极是否短路;2.管子的发射功能;3.互导率。其中以第三项最为重要,但测试方法也毫不困难。 
    
以下介绍三种测试法的原理:

测试电子管项目  
 

    1.管子短路测试——电子管内部短路通常不能简单地用万用表量出来,  因为很多短路情况发生在它工作时,  因内部温度可达700摄氏度以上,故使结构软化而形成,所以测量时需使管子在灯丝亮着情况下进行,图①为其示意线路。一般小型的测试电子管仪只有此项功能,它可以测出管子的灯丝有否开路(断线)及各电极有否短路,但对管子之放大功能则无能为力了.这种测试法结构简单,只需45个小型500mA 6V变压器,几个灯泡即可组成。如果被测管子有极间短路,则其相对应的灯泡便会点亮。

    2.发射能力测试——此法可以测得管子是否已经老化,如果是一大堆相同管子比较时,则更为有用。测试时,管子被接成二极管形式,徐徐加上高压以量度其阴极发射能力,线路如图②所示,待管子全热后,由零开始慢慢调高高压HV,电流表P1的读数除了在HV甚低时外,基本上都与电压表P2同步增高。但到了饱和点后,即使HV继续调高,电流表P1的读数也不再增高,而定在饱和点上,此值即为该管的饱和电流了。如果一只管子的饱和电流值低于设计值的70%时,则该管可算是老化了。 
  这种方法有一问题,并非所有骨子都可如此测试,因为有些管子会因电流太大而损坏。成品测试电子管仪都有某一特定管子的HV值,故只要测试到该管在此电压下的发射率即可。

   3.互导率测试——互导率为电子管的最重要参数,  —般较为全面的测试电子管仪都有此项测试功能,但能否获得正确的结果,则要看该机的结构了。  这种测试有静态及动态两种方式,  二者都是基于互导率公式gm=(Δla)÷(ΔEg)得出的,即互导率为栅极电压变化而引起屏极电流变化的比值,两种方法分述如下: 
  a.静态测试——测试电路接法如图③所示,其中栅压、帘栅压及屏压的数值由电子管的类型决定,需由电子管手册查出。测试时,开关S1光打到1上,记下此时电流表P1的读数即屏流,然后将S1打到2,再记下P1的读数,则此管的瓦导率等于: 
   gm=(S11P1的读数一S12P1的读数)÷1.5

      
b.动态测试——线路如图④所示,此种测试所用的电流表为AC表。动态测试会获得—较为准确的互导率数值,一般专业测试电子管仪皆以此动态测试方式进行。 
  管子有1 Volt 50Hz的交流信号输入,是处于放大电路的工作状态,AC电流表P1最出屏流变化值,互导率乃直接读出,故无需拨动开关掣了。

 
测试电子管仪
  

  上述三种电子管的测试方法,以第三种最为重要,可以看出方法十分简单,不过要真正制成一台通用的测试电子管仪却也并不容易,以下一些建议给有意装制者参考。 
  因为一台机器并非只测试一、二种管子,而接脚、灯丝、栅负压、帘栅压及屏压都是因管子不同而异,故必须为可变式才成。图③为建议的电源部分,它可以使用中国电子管机套件VAA 70的电源变压器,相信价钱不会超过港币300(本地有售,新币60)。此电源变比器次级有350V 500mA高压组、70V 100mA栅压组及363V 4A灯丝组。而1 Volt的一组可用2728号的细漆皮线从线圈与铁芯问的空隙穿进,绕10圈左右,铁芯不用拆出,实际绕多少圈则要经试验决定,但不会太多。或自造—只1 Volt的小电源变比器也可。 
  电压调整用325W的大型陶瓷可变电阻器(Rheostat) 一般可在电工器材商店找到。灯丝一组使用一10A可调稳压IC,为N.S.制品LM396K,。也可用一现成的015V 3A电源输出器代替。 
  整个电源输出器装在——个大铁箱内,各组电压输出端所用香蕉插座和各电表皆装于面板,如图⑥所示,HV高压则要按下Test才有输出,只在调压及测试使用。 
  另—长形铝盒作管座部分,各种常见管座,如4脚、5脚到9脚的一字排开,另在各管座上方装9个香蕉插座,写上Pin 1Pin 9。接线方面,将各管座的第一脚全部接在一起后,再接到香蕉插座Pin 1上,以此类推。当然4脚管座,只能接到Pin 4为止,其外形见图⑥。

 

  
   测试时,需要一本电子管手册以确定被测管的接脚及各种电压值,依手册上的管子接脚,用电线将各组电源输出接到相应之接脚插座
(Pin)上。接通主电源,依手册调整各组电压。插上被测管,待其热后,按下Test键,则由gm之电表可宜读出互导率来。Test为自动回位开关掣,只按下时才导通,所以调屏压及帘栅压时也要按下才能调整。 
  这台机器没有测试短路及发射率功能, 一般而言,如果互导率过关,则其他两项不用冉测试了。但为了安全,一般应先测试该管有否短路。 
   如果用6110掷的选择键代替各组电源到接脚的接线,则使用起采较方便,这是为何测试电子管仪都有很多选择键的原因,但这样一来机器的构造会变得很繁复了。 
   上述只是利用电子管公式而得出的—种方法,要制作一部真正的测试电子管仪,有赖各人的水平。一些试验是必需的,如量互导率的AC电流表要用多大呢?一个表能否覆盖如此多管子的不同屏流流变化值呢?都是要考虑的。笔者认为,用10mA25mA满度的电流表比较合适,因为这只是测屏流的变化。 
   没有电子管手册,则任何测试电子管仪皆成废物。目前美国有多种电子管手册出售,都是翻印三、四十年前GERCAMullard等厂的,香港地区则不知有卖否。最好能影印到AV0测试电子管仪使用的手册,其内有8000多种管子的接脚及各组电压值,也列出屏流及互导率,最为方便。 
   如果一只管子测得的数值低于其正常的70%时,这说明基本上已经老化,但却不等于真不能用,事实上,测试电子管仪不同于一个电子管真实的工作环境,但作为管厂的比较及配对也能得到满意的效果。


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