nobuの雑記帳「+バイアスを少し」

近頃なぜか真空管や電子工作に興味を持ちだし、日常生活に少しの刺激と楽しみをプラスしようと、凝り固まった頭の体操も兼ねてこの雑記帳を綴ることにしました。
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真空管試験機の製作(その5 電源ユニット等の製作)

 いよいよ春到来ですね。我が家も桃の花が今や遅しと咲き始めました。
 このテーマも既に(その5)ですが、製作の進み具合はカタツムリのお散歩状態で、やっと電源ユニット等の製作が終わったところです。
 高圧電源やバイアス電源を部分ごとにユニットとしてユニバーサル基盤に組みました。実際のところまだ動いていません組み立てただけです。
  TUBTSTR_MODULES


1.製作ユニット
  次の各部を個別にユニバーサル基板に組みました。回路図どおりには組み立てたのですが、回路が間違っている可能性も高くて・・・・、いつ動く事やら。
   ・高電圧電源
   ・バイアス電源
   ・ヒータ電源
   ・ショートテスト回路
   ・発振及びgm計測回路
   ・DPM用電源
  各部の概要は次のとおりです。

 (1) 高電圧電源
   試験用の高電圧としてEpとEsg電源となります。
   トランス2次巻線300V CT付きを両波整流してDC390Vを見込み、簡単なMOSFETリップルフィルターを通して360V強を得ます。ツェナーダイオードで基準電圧360Vを設定し、可変抵抗により出力段MOSFETのゲートを制御して0~360Vの高電圧を出力します。出力段は2回路ありそれぞれEpとEsgを賄います。過負荷やショートに対する保護のため、Epは最大120mA、Esgは最大30mAの電流制限(スイッチで切り替え)をかけます。
   出力段MOSFETは最大360V×120mA=43.2Wの電力消費が生じるので、実装時は大型ヒートシンクに取り付けるつもりです。
  TUBTSTR_BPOW  TUBTSTR_CPOW

 (2) バイアス電源
   グリッドバイアス電圧-80~+20Vを連続して可変できます。以前実験したバイアス用電源の試作の結果を反映して、ほとんどそのままの回路としました。電源は簡略化のために、100V 5VA絶縁トランスの2次巻線のタップを使用し、0~90V間でマイナス電源、90~11V間でプラス電源を得るように、90Vタップを接地した変則半波整流としました。出力電流が少ないのでこれでいいでしょう。

 (3) ヒータ電源
   秋月の降圧型DC/DCコンバータユニットHRD12003を使用し、基準電圧回路にオペアンプを用いることで1V以下から制御が可能です。トランス2次巻線6.3V 3Aを2つ直列にした12.6Vを倍電圧整流し、入力電圧DC30V程度と見込んで出力電圧を最大25Vとしました。
   半固定抵抗でプリセット電圧を3つ(2.5V、6.3V、12.6V)設定するとともに、可変抵抗で1~25Vを連続可変します。
  TUBTSTR_HTRPOW  TUBTSTR_SHORTCHKR

 (4) ショートテスト回路
   4回路ラッチのTC4044Bを2個使用したショートテスト回路です。以前実験したショートテスト回路をもとにH、K、G1、G2、G3及びPの6極分に拡張したものです。回路は単なる導通チェックの機能しかありません。

 (5) 発振及びgm計測回路
   gm測定用に、グリッドに加える1kHz正弦波発振回路とプレート信号を整流するgm計測回路です。正弦波発振回路はウィーンブリッジで、フォトカプラを用いたリミッタで安定化しています。gm計測回路は理想ダイオード(絶対値)回路で、プレートから取り出した1kHz信号を整流してgmを直読できるようにデジタルパネルメータ(DPM)に表示します。
  TUBTSTR_OSC&GM

 (6) DPM用電源
   この試験機にはLCD型DPM(バックライトなし)を6個使用するつもりで、それぞれEp、Esg、Eg、Ip、Isg/Ig、gmを表示する予定です。Ep、Esg及びEgはグランド共通なので電源も共通でOKですが、電流はライン途中で計測することになり各DPMの電源を絶縁する必要があります。
   DPMの電源DC9Vは1台あたり1mA程の消費電流であり、小型トランスなどを使用するまでもありません。ここはLMC555CNを使用した簡易電源を組みました。コイルは小型トロイダルコアに20T:20T巻いたもので、各定数は仮組実験で決定しました。これでDC12V 13mAの入力で、9.7V 3mA(DPM3台)及び1mA×3回路の出力が得られました。
  TUBTSTR_DPMPOW  TUBTSTR_DPMPOW_COIL


2.次の作業

 (1) 作動確認
   各ユニットは回路図どおり組んだだけの状態です。これから作動チェックをします。そもそも回路自体が間違っている可能性もあり、このまますんなりといくとは思えません。各ユニットが正常に作動してから全体構成をどうするか真面目に考える必要があります。

 (2) 全体構成の検討
   試験機として機能するために、全体をどのように接続しどのように切り替えるか?まだまだ先は長そうです。
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