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电子管的测试及老化装置
电子管(真空管)是一种魅力常在的电子元件,问世几十年后的今天仍然保持顽强的生命力。除了音响类产品中胆机倍受青睐外,电子管在仪器、工业设备和显示终端领域里也有广泛的应用,电视机的显象管就是电子管的一种。了解电子管的技术参数以使其正确和稳定工作,对保证产品的技术精度和质量,是非常重要的。

    “换电子管就像换电灯泡一样简便”,在电压放大或单端功率放大的胆机电路中,我们可以换插任何一只电子管,只要是同型号的电路都能工作如常——电子管在这里表现了它大智若愚的风范。我们深入求索就知道原因有二,其一是电子管器件参数的精确度高:电子管的电气参数由其内部电极的几何尺寸精度所决定,现代机械制造工艺水平很高,制造的电子管的几何尺寸非常精确,这决定了其参数的一致性好,故在上述电路中电子管可以免调试而工作良好。其二是电压放大或单端功率放大都采用自生偏压放大形式,见图1所示。自生偏压电路具有直流负反馈的功能,电子管的栅极负压Ugk是由阴极电阻上的电压Uk提供的。当我们换一个电子管后,假如此时阳极电流变大了,Uk就会增大,而—Ugk=Uk,栅极负压Ugk增大了,反过来抑制了阳极电流的增大量,使之保持在一定的范围之内。当然这个负反馈的功能是有限的,只有器件的参数在一定的精度之内才可实现。晶体管的参数分离性比较大,已逾越雷池之外,这种即插即用的功能难以实现。惟有电子管才能和自生偏压电路相处得如鱼得水。

    而在推挽功率放大器中,电子管却又表现出它一丝不苟的精神。因为推挽功率放大器中大都使用固定偏压电路,此电路无自动稳定工作点的负反馈功能。推挽电子管必须两两配对。虽然电子管的参数的一致性指标比较好,但仍然还有一定范围(普通10%以内)的误差。DIY发烧友在制作胆后级时遇到的一个技术难题就是电子管的检测和配对的问题。

    HiFi的要求,推挽电子管产生的上下各半波形应该完全相同,波形交接的曲线要连续平滑(无交越失真),为此高品质放大器对推挽电子管的配对要求颇高。

    在推挽电路中,有益听感的偶次谐波失真被抵消,存在的只是奇数谐波失真。如果推挽电子管的对称度不良,极大损害音质的奇次谐波失真就增大,音质变劣。

    如果推挽电子管配对不好,两管的阳极电流不相等,输出变压器的铁心将被直流磁化,在大动态时铁心磁通密度将趋于饱和,会产生大功率输出时的低音频失真。

    工作不良的推挽功率放大器,因其本身包含着可观的非线性失真和相移失真,是不能指望依靠负反馈来改善音质的,强行施加大环路负反馈,会带来瞬态互调失真大增,对音质更是雪上加霜。

    反之,在一些高品质的放大器中,精确的配对能使整机的开环失真下降幅度达一倍之多,从而成功地制造出超尘拔俗的无反馈功率放大器。

    电子管的检测与配对是如此重要,但我们采购到的电子管即使是了()级也鲜见提供技术参数资料,只能按制作资料或电子管手册上的参考值大概使用。发烧友大都从市面购得推挽配对管,价格比普通管子贵30%甚至更多,但配对的参数指标如何,购买者也不知其庐山真面目,因为我们都缺少专用的测试仪器,只能附和着标准值将就地使用,令人有“高价买个不明白”的失落感觉。

    本文提供一个简单实用的电子管测试装置电路,见图2所示,适用于DIY发烧友使用。工欲善其事,必先利其器,利用此装置能比较精确地检测电子管的静态工作点、互导和配对特性等,在胆机制作或摩机时就胸有成竹,成功在望。

2中的四个束射四极管就是待测的功率放大电子管。M2是直流毫伏表,它通过测量阳极回路上101l取样电阻的降压来读出各个电子管的阳极电流,满度1000mV相当于100mA的阳极电流。当转换开关位于第5档时,它改为测量阳极工作电压Ub+,可选最大量程为500V,此时量程电阻RM=500×R0。R0是电压表MA  的内阻。

    按推挽功率放大电路对电子管的基本要求,应该挑选静态工作点和动态跨导S都相同的一对电子管。检测电子管的静态工作点的做法是:按照电路图给定的数值,调整本装置的栅极负压,挑选出静态阳极电流接近的…对电子管;检测管子的跨导S值的做法是:因为S的定义是ΔIΔU,即栅压变化1V时,阳极电流的变化的ΔI(毫安值)在图2中,调节电位器Rp以改变栅极的负偏压,可以得到系列的阳极电流ΔI值,从而求得系列的S值。在这里用直流工作条件测定的S值,与实际音频工作条件下是等效的。

    ——般常用的八脚功率管(P型,国外称GT),如EL34(6CA7)6P3P(6L6G)  6P6P(6V6GT)  KT88KTl00之类功率五极管和束射四极管,封装管脚的功能都是相同的,因此都通用同一管座,即按图2的电路可通用于大部分八脚功率电子管。而Z(7脚和小9)和其他三极管类型的电子管的管脚的功能不统一,要测量此类不同的电子管,就要视实际而更改管座。

    本装置电路简洁可过目成诵,制作成本低,是胆机DIY们理想的仪器工具。所需的元件仅为一个60VA的电源变压器和几个电子管管座,电路图上的M1M2两个表头也可省去,改用万用表显示。本装置的直流工作电源由220V市电直接白耦升压取得,目的是节省100W以上的变压器消耗功率。由于直接使用市电,装置操作使用的安全是非常重要的G装置的公共母线不能接金属机壳,必须保证电源的中性线与装置的接地母线连接的可靠。机座的外壳最好也要绝缘。

2只能提供一个固定的阳极工作电压,功能当然有限,但把本设计思想延伸开展,就可以得到更多的用途。

扩展的一例如图3,此电路可提供6种或更多的阳极工作电压,配合栅极电压的变量,能测定详尽的阳极电流一栅极电压特性曲线族及其他曲线族,得到数据之精确比电子管手册更为详尽。图中是使用切换开关来改变阳极工作电压的,也可以使用单相可控硅来实行无级调压。使用此检测装置能令电子管的内在品质昭然若揭,有了这样正本清源的技术曲线资料,安装和调试的工作就驾轻就熟了,卓尔不群的优质胆机将脱颖而出。

    功能延伸的又一例如图3虚框内的附加电路,是作为激活旧示波管、显象管或电子管的阴极发射能力之用途的,比如可作为“电子管寿命测试复活”一文(本刊2000年第三期)中“激活法”的实施电路二

    虚图中把待激活电子管(示波管或显象管)的灯丝电压由原来的63V提高到9V,使阴极在更高温的工作条件下发射电子G同时给第一栅极加上1060V左右的正电压,用电位器Rp控制第一栅极的正向电流约为10mA,历时10分钟,一至二次,能使阴极表面已钝化的发射物质被重新激活。图中稳压电源输出的灯丝电压是由零开始缓慢上升的。这样可避免冷态下灯丝直接加入过高电压可能被烧断的危险。稳压电源中的调整管Q用中大功率达林顿管,或用两只普通晶体管组合成达林顿管使用。

    复活陈胆老管是一种美好的愿望,不过实话实说,电子管工作的阴极热发射是一种不可逆的物理化学过程,此“激活法”很难使长期使用而衰老的电子管重焕青春,但对多年久置不用导致阴极材料钝化的电子管有很好的效果。

    本装置还可以对电子管实行老化预置功能。我们知道,由于阴极材料热发射的初始特征,新的电子管在使用之始,性能非常不稳定,参数的漂移大,音频功率放大管的表现使重放的音质不堪入耳。实践证明这种现象要在通电工作十小时以上才慢慢转向改良和稳定。因此我们可利用本装置,模仿电子管实际的静态工作条件,对新电子管进行通电老化,这样能大大缩减胆机生产线产品的调试时间,使产品的技术精度和稳定性得以提高。在合理使用的前提下,电子管的寿命很长,三四十年代的古董收音机今日风韵尚存的例子也不少,但无论多长寿毕竟也是日渐衰老的。实际上各个电子管热丝温度和阴极材料都有一定的差别,故在其工作寿命期间内,各个管的衰老速度是不等的。无论当初调试得如何精密配对,使用日久后的技术指标的差异也会逐渐增大。电子管设备在使用—个长期时段后,可利用本装置对电子管重新检测配对,对维持设备的精度和性能很有好处,能使胆机音响青春常驻。

林敦  《无线电与电视》2000年第7期

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音响电子管的测试和配对

电子管为高压工作的器件,除灯丝是否断路可以直接用万用表检测以外,其他参数直接用万用表是检测不出的。不过,电子管的测试也并不困难,只要利用一组高低压供电电源,在万用表的辅助下也可以对基本参数进行检测,从而判断电子管的老化程度和得到配对时的参考数据。
  虽然电子管已有近百年历史,但随着半导体的发展,使其在年青音响发烧友中无异是全新概念,加之有关电子管知识的资料几乎失传,使一般发烧友对其违莫如深,以致要判断其质量、衰老程度都较困难。正因为如此,在市场上购买配对管的价格与单独同型号产品的差价在一倍以上。
  其实,电子管生产工艺成熟,产品参数误差远小于晶体管(以其主要参数跨导为例),即使一般普通民用级(M级),其误差也在25%以内,在一般应用中既不需要调整外围元件参数,也不需要配对。但并联或串联应用,或对称的推挽电路中,对某些参数配对还是必需的。具体到胆机电路中,所有的对称放大电路,包括倒相级、对称驱动级和工作于A—B类的输出级都需要配对。另外,有时为了增大输出功率或提高驱动级的驱动能力,将电子管并联使用时也需要配对。其中推挽输出电路的配对对音响的效果影响是比较明显的。不严格对称的推挽放大器其两臂输出信号波形也不对称,此波形在输出变压器中叠加以后,会产生额外的失真。其影响程度以A、ADl、AB2、B类放大器的排列顺序增大。
  不对称的推挽输出级,在A类、A趴类中,两只末级电子管静态板极电流不相等,加人信号以后,板极电流的变化幅度也不对称,输出变压器中产生的直流激磁电流不能抵消变压器磁芯的磁化,使初级等效电感减小,直接影响放大器的频率特性。而在并联应用中,如果两只电子管参数不同,将使并联效果大减。同时,随信号幅度变化其失真度也产生相应的变化。长期使用中,其跨导较大、内阻较小的(相对性能比较好的)一只电子管衰老速度加快。如果输出级中并联应用,当放大器输出功率越大时,其中一只性能好的电子管板耗将超过规定值而使板极中心部位被烧红,甚至损坏。
  配对的要求,并不是说两只电子管所有参数完全相同,不同功能电路对配对参数要求的侧重点有所区别。本文中对业余条件下电子管参数测试原理、方法及不同电路中配对的要求进行介绍。

一\电子管的外观检查
检测之前,应首先对电子管的外观进行检查。过度衰老或轻微漏气的电子管,很容易从其外观上看出来。长期使用后的电子管,在其顶部正对着阴极的部分会有明显的暗黑色圆圈,这是高温下工作的阴极蒸发物质沉积所致(与电灯泡用久发黑同样道理)o各生产厂的产品在出厂前虽经过一定时间的老化处理,但不会有肉眼能看到的黑圈。再一点是看吸气剂的颜色。电子管在抽真空封装后,仍难免有部分气体分子。同时,老化过程中内部金属电极、结构件也会释放出气体分子。因此管内涂有一种钡的化合物,其受热后还原过程可以吸收管内残余气体。如果管内真空度比较高,吸气剂会像镜面一样发亮。如果电子管已漏气,或者在使用过程中曾过流或过压造成温度过高,管内部件释放出较多残余气体,则吸气剂会变成灰白色。如果所有吸气剂均已变成灰白色,说明漏气严重。若只是边缘部分呈灰白色,说明真空度已不够,其寿命已很短了。
另外,阴极是否受伤也可以从其表面看出来。所有电子管中,直热式阴极(即灯丝),功率较大的为扁平带状(如2A3、5U4G等),小功率者为细丝(如IP2等)o傍热式阴极常为圆筒状(如6N2、6J1等)和两面呈椭圆的扁圆形(如6P14、6P3P等)o无论其阴极呈什么形状,如果是全新的电子管,从其顶部斜上方可以看到位于管子中心部分的阴极,其表面很均匀的涂有一层灰白色粉状涂层(为了减小电子的逸出而涂的钍的化合物)。新的电子管,此涂层呈浅灰色且均匀,无局部脱落。使用日久的电子管,此涂层颜色会发黑。如果发现阴极表面有小块脱落导致缺损,证明此电子管已受损。此现象在使用日久的整流管5Z3、5U4G和输出管2A3、6L6G中经常出现。
上述外观检查基本正常后,可以进一步检测其性能和参数。

二\电子管特性曲线与基本数据的关系
任一型号的电子管,在手册中或生产厂使用说明中,都给出两类资料:该电子管的特性曲线和应用基本参数。因为电子管在其极限值规定以内,有多种应用方式(如放大、振荡等),生产厂不可能例举所有应用电路,因此以特性曲线作为该电子管在各种工作状态下设计的参考。提供的第二项基本应用参数,只是该电子管的应用特例。实际上,特性曲线中已包括了基本参数的内容。电子管手册中常给出几种特性曲线,供电路设计时作为依据。其中最重要的一组是Ua-Ia(板压与板流)特性曲线族,其他几组曲线均由Ua-Ia特性曲线转移画出。电子管的基本应用参数以及各种工作状态下的数据,也可以从Ua-Ia特性曲线中求出。所以,电子管的Ua-Ia特性曲线族是电子管基本特性的综合表述o
1.Ua-Ia特,r生曲线的意义
电子管的板极电流Ia,不仅受板极电压Ua的控制,同时还受控制栅极电~,UGl的影响oUGI对板极电流的控制能力比板极电压的控制能力强,此为电子管放大功能之基础oUa-la特性曲线族即为表现三者关系的一组曲线。
图1为双三极管6N6的Ua-la特性曲线族。图中水平线X轴表示的是板极电压Ua(因为板极电压为正值,板极电流也为正值,曲线图位于直角坐标的第一象限),垂直线Y表示的是板极电流Ia。X、Y轴第一象限内有8条曲线,代表不同的UGl值。当Ua、UGl为已知数时(设计选定值),在X轴上已知Ua的一点,垂直向上找到与UGl相交的一点,沿此相交点画平行于X轴的水平线,与Y轴相交的一点即为相应的板极电流值。另外在此曲线图中,还可以找出不同Ua和不同UGl组合条件下的板流h值。双三极管6N6基本应用数据中给出的Ua为120V,UGl为-2V时,板流h为30+10mA。很明显,此工作状态即为图1中的A点。基本数据中的三个基本参数(跨导S、内阻Ri和放大系数●A),也是以A点的基本状态测试的。
根据跨导的定义,栅极电压变动I V时,板极电流的变化量即表示UGI控制板极电流的能力,因此S的单位足mA/V。从R=U/I的关系可以看出,S足电阻的倒数1/R,即电导。所以又称跨导的单位为姆欧(表示与欧姆相反),写成U。因为此处电流的单位是mA,所以mA/V3/.称微姆欧,写成L1U。6N6的基本数据中给出S为11+3mA/V,可以从图1中A点处求出:
根据欧姆定律,板极内阻Ri=AUa/AIa(厶表示变化量)。为了得到A点附近Ua的变化量,取Ua为120~20V作为Uamax=140V和Uamin=IOOV。在图1中将Ua为IOOV一点垂直向上与UGl为-2V曲线相交于C点,对应Y轴h=20mA,再将Ua为140V向上画垂直线,与UGl为-2V曲线相交于B点,对应Y轴Ia=42mA。根据上式Ri=(Uamax-Uamin)/(1amax-Iamin)窝1.8kn,与手册提供的基本数据相符。
求出Ri以后,再从图1中求出 So根据S的定义:S=Ala/AUGl

设AUGl为-IV和-3V,在图1中读出Ua=120V时,与UGl-IV和—3V相交 D和E点读出相应的Iamax=42mA,lamia=20mA,则S=22mA/2V-1lmA/Vo与手册中给出的基本数据相符。另外,电子管的放大系数Ix=Ri.S:19.8,也在手册中给出的误差范围内。
由此可见,Ua~la特性曲线族是对电子管特性最完善的描述,基本数据只是其应用中的一例。实际应用中,可以按设计的任何条件求出相应的数据,包括设计A-B类功率输出级的参数、计算输出功率最佳负载阻抗及失真度等。
电子管手册中还给出图2的UGl~la的转移特性曲线族c此曲线图与图1相同,只是画法不同而已cY轴仍然为板极电流h值,X轴改为UGl的值。因为一般电子管UGl均 <0,即负值(少数特殊用于B类、C类放大器的电子管允许UGl为正值)。所以,这组曲线位于直角坐标的第四象限。图中几条曲线是表示不同板压值UGl~la的关系。很明显,图1和图2的各点都是相互对照的,如图1中的A、B、C、D各点在图2中的位置,三个参数的关系仍成立。之所以由图1改画成图2,是为了可以直观的看出UGl和h的关系中,哪部分是线性关系(可用于放大区),哪部分是弯曲的非线性关系(可用于混频、检波)o很明显,图2中板 120V的线性区为la 5mA以上。若用作A类放大,选取直线部分的中卢为静态工作点,则应选择Ia为20mA,UGl为—3V的点c
2.电子管参数与音频放大器性能的关系
   电子管的曲线图中几乎包容了电子管的所有主要参数,但是,并不是所有参数对用于音频放大器都那么重要。真是如此的话,所谓配对即要找两个特性曲线完全重合的电子管,实际上是不可能的,也确实无此必要。仅仅在音频放大这个领域内,用于电压放大、末前级放大和功率放大等,对电子管参数要求的侧重点都不同。可以说,将电子管用于第几级放大、功放用于什么类别等,电子管的侧重点都不相同c所以,配对的测试中,用不着画每个电子管的特性曲线族,根据电子管在电路中功能不同,只检测出实际曲线图中的一个局部已够了。这是配对检测电子管参数的基本原则。
目前的放大器至少是两个声道,尽管电路中都设有独立的音量控制或平衡调整,可以均衡两路放大器的增益,还是要求两路放大器的电压放大器有相近的增益。但这种要求只采用合格的同型号电子管就可以达到,用不着选配。因为,即使是普通级(M级),在同样外围电路时运用,其增益值也不会超出20%o所以,对A类放大器的电压放大部分,电子管参数的一致性已足够使两声道性能对称。如果要严格要求的话,两路放大器可选用同一牌号(生产厂)的同型号,关键是要合格品(如何判断是否合格,将在检测项目中介绍)。
   严格的配对,是针对推挽输出电路和并联输出级运用的电子管。在推挽电路中,无论工作于何种类别输出级,首先要求静态平衡。在Ua、UGl相同条件下,静态板流差异应尽量小,以保证输出变压器中直流激磁电流近似为零。其次是动态平衡。对于AB2类放大器,则要求电子管UG—h特性中直线转为曲线弯曲点时UG值应尽量一致,即在同一栅负压值时开始弯曲。对于B类放大,则要求同样Ua值条件下截止点栅负压值应严格相等,否则将造成输出波形和正半周输出不对称。具体地说,A类推挽侧重选择静态h和工作点附近S值,其误差选择应尽量小。ABl类放大器,附加要求线性区长度应尽量相等。AB2类放大器,则重点要求UG—h曲线点的UGl值不超出土0.5Vo而B类放大要求截止点UGl值也不超出±0.5Vo从理论上讲,这些要求似乎太复杂化了,其实测出上述参数并不难。

三\电子管的业余测试法
所谓业余测试,并不说测试级别是业余的,而是指测试要求是专项数据。也就是说,用于音响放大器,只就与音响放大器相关的参数进行测试,并非全面“体检”o当然,对于影响音响放大性能的项目,也要同时进行检测。
由于对配对的精确度要求不同,配对的测试方法也就不同。最简单的是静态检测法,或称为一点检测配对法。这种方法实际上只是要求配对的电子管在功放的工作点上两管静态板流相等。另一种为多点检测配对法。围绕其工作点使电子管模拟输入信号的变化,对多点工作状态下Ia、S、Ri进行检测,取参数相近者配对c这是比较全面的配对,一般称之为动态检测配对。实际上,市场所售配对管只限于静态配对c以下对两种检测方式进行介绍o
1.静态配对
静态配对不需要任何附加设备,只利用功放本身末级输出电路即可进行。在检测之前,应首先检测推挽输出变压器初级两端对中心抽头间的直流电阻值,相差不能超出5%。另外,要求检测过程中市电电压不能有明显的瞬间跳动和不稳定现象。否则,应在功放供电电源中加入交流稳压器。
为了检测推挽两管在电路已设置的Ua和UGl情况下其h是否相等,可以在两管板极接线端串联接人2011±5%/1W的电阻。如果自给栅负压电路接有平衡调整电位器(一般为10011),应将其调整于中心位置,用欧姆表检测,两管阴极对地电阻值应完全相等。然后开机,用数字电压表检测两只2011电阻上的压降,换算出各自的板极电流,两者相差越小越好。这种检测实际上测出的是两管在Ua、UGl相同情况下板流的差值。一般所谓配对也仅此而已。不同的是,在一台自制的所谓稳压测试仪上进行,其每一种型号的电子管根据基本应用参数要求设置Ua和UGl,测得的h值与手册比较确定优劣,将h值相近者配对。例如,6L6G按手册基本数据测试要求,将板压设置在Ua=250V,UG2=250V,UGl= —14V,此时如果h=72±14mA均为合格。其实,这种检测因为不是处于功放级的实际工作点,并不比利用功放本身的测试更有实际意义c
静态检测的配对,只是使A类推挽放大器在工作点附近两管板流相等。但是,当输入信号加到栅极与阴极之间时,栅极瞬时电位随信号变动,两只静态板流相等的电子管其跨导(S)不一定相等,因而使信号幅度变化时两管板流的变化量不相等,其结果使两管动态板流不对称,产生额外的失真。所以,静态检测过程的配对实际效果不大,虽然通过栅负压调整电路完全可以使两只同型号电子管的h相等,但其动态不平衡造成的失真并未消除。真正的配对应该是动态配对。
2.动态检测的配对方法
最佳动态检测方案,当然是测画出Ua—h的特性曲线族为最理想的。但是,画出全面Ua—Ia特性曲线不仅麻烦,而且在音响放大器中也无此必要。比较简单的方法是,以电子管在设定的功放电路工作状态为基准(即上述静态工作点为基准),测试出UCl、Ua与h的关系为Iaoc然后,Ua不变,在UCl+50%和UGl—50%处测出Ial和Ia2,将此h的三个点在坐标纸上连成一条线,即成为Ua为定值时的UGl—Ia曲线。如果两只电子管Ia0、Ial、Ia2都相近,那么,基本可以认为两管的动态是平衡的。以6L6G为例,假如功放输出级采用6L6G作A类推挽,Ua、UG2=250V,UGl= —16V,在此标准静态工作点上测出Ia0=60mA(设为0点)。再调整栅负压,使UGl= —24V,其他不变,测出Ial=25mA(设为A点),再将UGl调整为—8V,测出Ia2=110mA(设为B点)。 如果两只电子管的Ia0—la2都相等或误差小于5%,为最佳配对。如果两管Iai和la2不同,则证明两管跨导相差过大,不适合配对使用c实际上,将0、A、B三点画于坐标纸上(见图3),则构成一条Ua二UG2=250V的UGl—Ia特性曲线,可以求出在此动态范围内的跨导:S=(110mA—25mA)/(—8V—(—24V))=5.3mA/V当两管Iai、Ia2的误差使其S变化在4.8—5.8mA/V之内,已可满足配对要求了。完成此项测试,也可以利用功放本身的电源部分(测试电路见图4)c如果当地电压不稳定(瞬间跳动会影响测试的准确性),最好采用交流稳压器供电c有时功放本身电源并非准确的250V,可以在板极供电电路中串联接人大功率达林顿调整管BU807,调整电位器R1可改变板极供电电压。另外还需要一组可调的栅负压电源,可采用一只小功率电源变压器,其次级交流电压不低于20V,经桥式整流RC滤波后,在110k电位器上引出最低—28V的电压。由于栅负压UG始终为负值,栅极电路无电流,变压器功率容量大小不限。
按图4接好后,首先将电位器R2调于负电压最大处,再将R1向下调到与R3相连的一端,接通两组供电电源,调整R1使板极电压为250V,再调整R2,使控制栅极为—16V,在电流表上读出Ia0的电流值。然后,再调R2使控制栅极分别为—24V和 —8V,再读出Iai、Ia2的电流值。实际上,进行该项测试只需一只满度值100mA的电流表(或用指针式万用表也可),再用一只数字表分别测试UG和Ua的值c由于栅负压内阻较高,不宜采用低内阻指针式表检测c
上述检测后,将其0、A、B三点分别连成几条曲线,曲线基本重合者即可配对。这样也就达到了真正的动态配对。
3.配对管内阻的检测
上述跨导的测试中,电子管的负载电阻为零。但实际应用中,无论电压放大还是功率放大,板极电路都必须接人负载电阻RLo电子管本身板极对阴极之间有一定的内阻Ri,在输出等效电路中,RL和Ri是串联的。由Ri和RL组成的分压电路中,实际上取得有用的电压或功率输出是RL上的压降。因此,电子管的放大系数lL不可能被100%的利用c也就是说,ll永远不会等于该电子管的单级电压增益Kc由上述原理可知,单级增益K=Di?(RL/RL+Ri)o所以,电子管内阻的大小直接影响输出电压(或输出功率)。如果欲使放大器推挽两臂完全达到动态平衡,其内阻Ri也不可忽视c随着电子管工作状态不同,其Ri也不同。但是,只要两管动态跨导曲线近似重合,内阻的变化也近似。所以,只需测试工作点附近电子管的Ri,足以达到配对的要求。此项测试仍可利用图4进行,仍以6L6G为例。
在板极内阻的测试中,要求改变Ua时UG2不变,所以图4的电路要按虚线框内所示加以改动,通过电位器R4(100K/2W)从BU807输入电压处取得UG2。因为6L6G栅极电流IG2≤8mA,调整R4可以使UG2=250V。 第一步,先调 R2使UGl= —16V, 再调趴使Ua=200V。然后,检测UG2并调整R4使之为250Vo此时读出lal=52mA。第二步,UGl不变,再调R1使Ua=280V, 复查UG2并使之保持在250V。 此时读出Ia2=56mA。 则Ri= (280V— 200V)/(56mA—52mA)=20kglc在配对中,配对管Ri差值越小越好。
利用图4测试的过程中,如果采用大范围可调的稳压电源Ua和UGl,则完全可以测绘出与图1相同的Ua—Ia特性曲线族c本文中介绍的测试范围缩小于静态工作点附近,主要是为了简化测试设备和手续。无论是全面还是局部测试,必须维持一个原则,任何情况下Uaxla的值不能超过该电子管的最大板耗(例如上述6L6G最大板耗为20W)。否则,电子管将受损c另外,在上述测试中,如发现手册中推荐的Ua、UG基本参数状态下h的值小于手册中规定下限值,同时计算出的S值也小于规定值,证明此电子管已衰老。一般静态板流不应小于额定值20%,S不应小于额定值的1/6—1/8。

郑国川 《无线电与电视》2001年第7期

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电子管测试器的制作

作为电子爱好者,您可能收藏了许多电子管,而要使用它们,就要选测试其特性。本文向您介绍一种成本低廉的电子管测试器。 本测试器由一个连接网络和三个可变电压发生器组成(见图1)它可测试电子管的静态特性和动态特性。

第一个发生器是一个1.2~ 14V发生器,其输出电流为1.25A,其作用是向电子管的灯丝供电。第二个发生器是一个1.2~14V(50mA)发生器,用以极化电子管的栅极。第三个发生器是一个0~250V(50mA)发生器。前两个发生器采用集成电路(LM317T),第三个发生器采用分立元件。若把Trl和Trl的值分别选定为13.5V和12V,则Tr2产生的电压将为(220×13.5)/12=247.5V。然而,由于大量损耗,实际上只能获得210V的电压。二极管D1~D4可对该电压进行整流,电容器C12和C13可进行滤波。最后获得得的直流电压为210V ×1.414,即300V左右。
  P3、5手R6可通过工构成一个除2分压器C14可稳定用以激励晶体管TI基极的电压。T1是一个放大倍数大于或等于50的高压晶体管,其作用是减轻分压器的负荷。D5可保护T1,使之免受反向电压Vce的冲击。电阻器R3是R4可吸收电容器释放的电流(见图3)。 若无2×12,5V变压器,可用2×18V 48VA变压器代替Trl,用15V10VA变压器代替Tr2。此外,若用33011电阻器代替R1和R2,那么两个低压发生器提供的电压就将分别是1,2V~18V,而不是1.2V~14V。连接网络是通过可直接焊在印制板上的黄铜插孔(田2mm)实现连接的,待试元件可直固插入其中(见图2)。

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4为印制板图。散热器(ML25ML26)可直接定在印制板上。安装时,应先焊小插孔和连接片,再焊电阻\电容和集成电路底座,最后再焊体积较大的组件,安装完毕后,要先检查,再通电,用普通的伏特表就可检验能否在输出端子之间获得所需的可变电压。
 
若想触动电路,请不要忘记先拔掉电源插头,拔掉插头后还要等待10秒种,待高压电容放电结束再动手,如果电路工作正常,就可以用它试验电子管的特性了。

王铁 《实用电子文摘》1996年12期

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自制胆前级用电子管测试仪

自从第一次听了6N4做的胆前级以后,本人就中了“胆毒”了,非常喜欢胆机哪特有的韵味,不过本人喜欢自制胆前级,因为制作胆后级需要考虑输出变压器的选择和购买,尤其是大功率高品质的胆机输出牛更是价高难寻,而胆前级制作的费用相对来讲要低些,如果再采用专业级的监听有源音箱,那么调教起来也会容易些,否则音箱、音箱线、功放变数太多了。
  制作胆前级现在国产的管子,进口管子可以选择的余地很大,而且网络上也经常有各类二手的各种管子出售,要想准确的了解管子的参数,需要采用专业的电子管测试仪,而作为大部分胆机业余爱好者来讲,很难有这样的条件。所以笔者就萌发了自己制作电子管测试仪的念头。
要求应该有如下功能:
1. 能测试电子管的正常与否、新旧程度、可以用来配对。
2. 基本可以测试制作胆前级常用的大部分电子管。

  通过查阅一些成品电子管测试仪的电路和一些制作电子管测试仪的文章,笔者最后设计了如下的电路,该电路可以测试的电子管有:
1. 大八脚的管子:6N5P,6N8P,6N9P,6N12P,6N13P
2. 小九脚的管子:12AX7(ECC83),12AU7(ECC82),12AT7(ECC81),6N1,6N2,6N3,6N4,6N6,6N11(6H23,6922,6DJ8)。
  该仪器可以测试管子静态的屏流,直流放大系数,还可以分别测试左右两个三极管的参数进行配对。

怎么样,还不错吧,下面简单介绍一下制作方法:
 
外壳:用了一个废弃的PC机电源的外壳,简单加工一下即可。
  电源变压器:用了一个拆机的五灯电子管收音机的电源牛,自制或定做也很容易,一组高压240~260V,40mA加上一组灯丝电压6.3V,3A即可。
  阻容开关元件:请参照电路图选用耐压高些,功率大些的元件,以便提高可靠性和稳定性。管座因为要经常插拔,也请选择高品质产品。开关分别为三刀两掷,两刀两掷,在体积允许的情况下,请选择耐压高些的产品。本人用了两个四刀两掷的开关,调整灯丝的把四刀并联为两刀。以便增加过流能力。测试按钮开关选用带自锁功能的按钮开关。
  电流表:可以采用万用表上的5mA电流档。或在仪器面板上安装一块5mA的电流表。

制作:该测试仪的接线比较多,最好采用几种颜色的电线来分别连接灯丝、栅极,屏级、阴极,这样焊接检查都比较方便。由于本机带有高压,请在制作调试时注意安全,电路板的安装也请注意绝缘,以免发生意外。
  使用:该机的使用非常简单,插好管子,对于大八脚和6N3类的管子可不必考虑灯丝电压,12系列ECC系列的管子K1应该拨到12.6V档位。注意!6N4也应拨12.6V档位。其他的6系列的电子管K1应该拨到6.3V档位。
通电1~2分钟分钟后就可以读出屏流值了,拨动开关K2,可以比较左右两个管子的参数。按下测试按钮,可以根据指针摆动的范围估计出互导率的大小。互导率公式gm=(Δla)÷(ΔEg),即互导率为栅极电压变化而引起屏极电流变化的比值。

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升级:该仪器比较简单,要求高的朋友可以通过一下几种方式来提升其性能:
1对高压、灯丝电路增加稳压电路。
2在仪器面板上安装数字电流表来替代指针式电流表,以便读数更加精确。
3加设管座,以便测试其他的管子,如5687、6J1、6J8等。
4采用开关电源,可以提高效率,减轻重量。
5采用6V蓄电池,加设升压电路,呵呵,就是便携式的了,去二手市场淘管子就方便了。
  下面是实际使用时测量的数值,仅供参考(除注明外,均为商家称全新管)。
(电流值:MF47万用表5毫安档,K1未闭合;电压值:ab两点间,DT830万用表DC 1000V档)

型号

屏流值K1开(mA

屏流值K1闭合(mA

屏压K1
V

备注

6N1T

1.70

1.90

90

 

6H1

1.75

1.90

86

 

6N11J

1.95

2.10

60

 

6H23

1.95

2.10

58

 

6H2

1.15

1.21

168

 

6N4

1.15

1.45

175

 

12AX7B

1.25

1.70

 

05-08-02

12AX7A

1.16

1.50

168

 

5751

1.35

1.60

146

二手

6N3T

1.70

1.95

83

 

6H3

1.75

1.99

83

 

5670

1.75

1.91

90

 

2C51

1.65

1.95

93

 

6N10

1.90

2.05

54

 

12AU7

1.80

1.95

69

 

6189

1.99

2.15

52

二手

6201

1.51

1.80

116

12AT7相似

6N6

1.85

2.02

61

 

6N8P

1.85

2.05

71

 

6N9P

1.25

1.45

152

 

6AS7

2.21

5.0

 

6N5PJ