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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簡易型真空管カーブトレーサ (60Hz動作確認)

 この機器は、オリジナルのYves. Monmagnon氏のHP記事や公開資料を見ると、説明は全て電源が50Hzベースで書かれており、果たして60Hz電源で正常に作動するのか?という懸念がありました。
 本機は気の利いたトレーサと違いEpスイープに電源のサイン波を利用しています。基本的に電源周波数には依存しないはずですが、私自身確信が持てないでいました。

 とある方から、同氏のカーブトレーサを製作したいとの相談があり、60Hzエリアにお住まいのためこの件をお伝えしました。何とか実機で確認すべく実験してみました。

トレーサ60Hz確認_DDS発振器


(1) 計測の仕組み
 Monmagnon氏の回路は、プレート電圧Epのスイープに50Hz電源を全波整流した100Hz脈流を使用しています。またバイアス電圧-Egは100msecの幅を持っており、この間に脈流10波をサンプリングして合計10個のデータセットを取得し、スムージングしてグラフ表示する仕組みです。
 60Hz電源を全波整流した120Hzではバイアス時間100msと整合が取れないし、同期して動いている訳ではないので不具合が生じる可能性もあります。


(2) 実験準備
 私の居住地域は50Hzエリアであり、ACインバータでも準備しないと60Hz電源は使用できません。しかしそんなもの持っていませんのであるもので工夫します。
 必要なのはEpに加えるスイープ用の脈流電圧だけであり、これを何とかすれば実験できそうです。

 ① 電源準備
  なるべく正確な50/60Hzの正弦波のためにDDS発振器を使用し、この出力をAFアンプで増幅して昇圧トランスを通せば100V程度の交流電源が得られそうです。実験なので電流は数十mAもあれば十分です。
  手持ちに秋月のモノラルアンプキット(5.9W/4Ω)があったので、これを使用してスピーカの代わりにトランス(220V:8V)を接続し、約120Vrms(168V peak)の交流出力を得ました。

トレーサ60Hz確認_60Hz電圧

 ② カーブトレーサへの接続
  Ep用電源部のトランスとブリッジ整流間の接続を外し、実験用の交流出力をブリッジに直に入力しました。発振周波数を変えることで100Hz(50Hz電源)又は120Hz(60Hz電源)のEpスイープ用脈流電圧が得られます。
  あとは普通に計測するだけです。

 ③ 実験方法
  試験対象管は、いつも実験に酷使されている5814A君(12AU7相当)の出番です。
  パネルの電圧計(DPM)ではピーク値(スイープ最大値)として約168Vが得られており、バイアス範囲を適当に設定して計測開始します。
  これで50Hzと60HzにおけるEp-Ip計測データが得られ、両者を比較して同一であれば60Hz電源でも問題がないことになります。

トレーサ60Hz確認_実験外観


(3) 実験結果
 50Hzと60Hzの場合の特性データを示します。
 両者を重ねてみると一目瞭然で、両者の間には測定誤差以上の有意な差は無いことが分かります。

トレーサ60Hz確認_5814A_50Hz  トレーサ60Hz確認_5814A_60Hz
トレーサ60Hz確認_5814A_50&60Hz


(4) まとめ
 電源周波数が60Hzでも本機は正常に動作することが確認でき、懸案事項がようやくクリアとなりました。
 >SSさん、60Hzエリアでも問題ありません。どうぞ安心して製作して下さい。
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