Merače elektróniek boli pre mňa vždy veľkým lákadlom, ale z dôvodu komplikovanosti a nejasnosti čo vlastne chcem k stavbe nikdy nedošlo... Hotové staré testery sú často veľmi drahé a poruchové a po skúmaní som zistil, že to nie je až tak zložité ako sa zdá a preto som si povedal, že jednoduchý "merák" konečne postavím. Kým som ho dokončil tak to trvalo dosť dlho, pretože popri iných veciach bol odsunutý na vedľajšej koľaji ale konečne je hotový! Nejedná sa o žiadny "super sofistikovaný merák", na to je lepší u-tracer a podobné moderné testery.

Môj merací prístroj je určený pre meranie strmosti a emisie bežne používaných elektróniek a tiež niektorých najbežnejších porúch. Jeho zapojenie je veľmi jednoduché a pozostáva z troch základných častí: vysokonapäťový zdroj, zdroj pre záporné predpätie a zdroj pre napájanie digitálnych meráčikov.

Schéma zapojenia

Vysokonapäťový zdroj je z 280V_AC vinutia trafa jednoducho usmernený a na veľkom filtračnom elyte má bez zaťaženia zhruba 440V, z tohto napätia je stabilizované zenerkami nižšie referenčné napätie 400V. Týchto 400V je privedené na veľké 27mm potenciometre dimenzované pre toto napätie, ktorými je možné plynule regulovať riadiace napätie od 0V až po 400V pre výkonové mosfety IRFPC50. Tieto mosfety sú cez ochrannú poistku napájané z hlavného zdroja a regulujú výstup samostatne pre anódu a pre g2 mriežku. Na výstupe každého mosfetu je ešte jednoduchý obvod pre obmedzenie pretekajúceho prúdu, nastavený na zhruba 180mA pre anódu a 20mA pre g2 mriežku, raz sa mi ho podarilo aj skratovať a prežil, takže asi funguje. Pre chladenie mosfetov som použil z domácich zásob starý nevyužitý intel box chladič na ktorý sú mosfety prichytené cez keramické izolačné podložky. Ventilátor chladiča je napájaný z 6.3V vetvy pre žhavenie elektrónky, ktorá je usmernená a cez obmedzovací odpor napája ventilátor veľmi nízkym prúdom, takže sa len veľmi pomaly a točí ale aj tak vrčí, už chápem prečo ležal nevyužitý v pivnici je tu potom ešte pod chladičom aj LM35 ktorý v prípade presiahnutia 70°C zopne tranzistor ktorý skratuje obmedzovací odpor a pustí ventilátor naplno.

Schéma pomocného zdroja pre ventilátor.

Z vyššie spomenutého 400V referenčného napätia je z jednej zo zeneriek vytiahnuté ešte 50V napätie, ktoré je cez odpor a LEDku pripojené o žhavenie elektrónky. V prípade že by mala elektrónka zvod alebo skrat medzi katódou a žhaviacim vláknom, je toto indikované okamžite na ovládacom paneli.

Zdroj záporného predpätia je z 40VAC vinutia usmernený jednou diodou na 61VDC, potom je veľmi jednoducho cez 51V zenerku regulovaný cez MJE350. Toto je privedené na expotenciálny potenciometer, ktorého bežec reguluje a ovláda g1 mriežku elektrónky. Pre okamžité meranie strmosti tu je potrebné priviesť na mriežku aj testovací AC signál, ktorý je vytvorený len priamo z vinutia trafa tj. 50Hz. Regulovaný sínusový signál je cez regulovateľný delič potom privedený cez oddeľovací kondenzátor na mriežku.

Pomocný zdroj pre meráčiky je tvorený samostatnou vetvou 10V trafka, ktorá je stabilizovaná na 5V a týmto je napájaný meráčik pre anódové a bias napätie, pretože majú spoločnú zem. Pre meranie anodového DC a AC prúdu som už ale potreboval samostatné plávajúce zdroje. To som vyriešil izolačnými DC-DC / 5V-5V meničmi s izolačnou pevnosťou 4kV. Meráčiky sú digitálne meráky z ebay za pár drobných, jediný problém bolo zohnať variantu pre meranie AC prúdu na meranie strmosti. Jediný najcitlivejší čo som zohnal bol meráčik pre 50mA AC a s jedným desatiným miestom. Po trochu vrtaní sa v meráčiku sa mi podarilo upraviť ho tak, že merá (ale len vizuálne) rozsah 20mA AC na 2 desatiné miesta, ale pri dvojnásobnej nameranej hodnote voči reálu. Prečo je to tak vysvetlím...

strmosť elektrónky GM meraná vo veličine S (siemens) znamená že ak pri privedení 1V na mriežku sa zmení prúd na anóde o 1mA, vtedy je S=1mA/V. Lenže 1V je celkom veľa a citlivá elektrónka môže pri tak veľkej hodnote limitovať, preto je pre vyššiu presnosť potrebné použiť nižšie napätie. Pri meraní strmosti cez DC pomery by to bolo celkom jednoduché ale hodnotu by trebalo prepočítavať podľa nameraného rozdielu a nebola by priamo zobrazená. Preto ak chcem vidieť výslednú hodnotu priamo, je možné priviesť AC signál na mriežku a merať AC prúd na anóde a teda merať zmenu prúdu podľa zmeny napätia. Ideálne by bolo použiť nízke napätie, napr. 0,1V aby elektrónka neskresľovala, lenže potom je potrebné merať veľmi nízky AC prúd a pri pokusoch som zistil, že meranie nebolo veľmi presné. Nakoniec som použil ako kompromis 0,5V RMS AC signál a aj na to som musel až 40x zvýšiť citlivosť AC meráčiku, a to tak aby pri 1mA AC mi nameral 2mA AC a s presnosťou na dve desatiny! Takže pri takto nastavenom meráčiku s 0,5V AC signálom by som mal namerať 0,5mA AC čo by malo odpovedať strmosti 1ma/V lenže merák aj keď merá 0,5mA ukáže hodnotu 1,00mA AC čo odpovedá výslednej strmosti. Pôvodný ebay AC merák používa pre meranie OP07 cez bočník 1R, citlivosť som zvýšil zmenou bočníku na 10R a zmenou zosilnenia OZ pre digi merák na vyššiu hodnotu. Citlivosť sa dala zvýšiť aj oveľa viac pre meranie 0,1V signálom, len potom nebolo meranie presné a merák bol až extrémne citlivý, preto som ho nechal takto... vďaka týmto úpravám je možné priamo merať strmosť ktorá je rovno zobrazená na displeji. Prenosť merania AC prúdu je pri porovnaní s meraním mojim RLC metrom do zhruba +-5% čo mi plne postačuje...

Postup merania

Mechanická konštrukcia testera

Osadená DPS testera.

DPS testera s osadeným chladičom.

Detail uchytenia chladiča na tranzistoroch.

Modul testera osadený v skrinke.

Celkový pohľad na bnútornú konštrukciu testera.

Pohľad na hotový tester elektrónok.

Dlho som vymýšľal čo za krabičku použiť aby to vyzeralo nejako pekne, ale nechcel som do toho veľa investovať a každá aspoň trochu krajšia krabica bola cez 30-40eur... Nakoniec mi napadlo veď väčšina retro merákov sa robila v kufríkoch tak prečo nie v pivnici som našiel starý malý hliníkový kufrík, ktorý vyzeral ideálne pre tento účel, len bol to taký "detský" papundeklový kufrík kt. steny boli snáď z 3mm sololitu alebo čo a asi by neuniesol komponenty a nebol veľmi odolný, tak som nosné steny podlepil ešte 6mm preglejkou a vystužil rohy. Na to celé je potom len zvrchu ako kryt panel z quickpanelu, ktorý zároveň drží väčšinu komponentov. Merák ma len zopár najbežnejšie zapojených pätíc elektróniek, žiadne exotiny ktoré nikdy nepoužijem. Mnoho z použitých vecí som už mal doma takže som veľa recykloval, jediná drahá vec bol panel ale ten som musel dať vyrobiť aby to vyzeralo k svetu.

Trafko som si dal navinúť čo vyšlo cenovo veľmi výhodne, ale ak by niekto chcel ušetriť a náhodou by mal doma, tak ideálne by bolo trafo z Tesla Music 70, len som ho nikde aktuálne nezohnal, s ním by ale bolo potrebné upraviť anodový zdroj pre zdvojovač.

Na stiahnutie

Podklady pre výrobu dosiek plošných spojov testera nájdete na odkaze nižšie.

Schéma a DPS vo formáte EAGLE - tester_elektroniek.zip