电子管特征曲线仪的构想

DIY99

有成品没有，想要一台！

网中人

图示仪用上了電脑技术！好！！

正雄

是好啊，希望lz做成功啊。

牛耳朵

顶

zyj9490

电流测量可以用霍耳器件来转换或电流变压器来测量，是不是更方便的呢？

locky_z

一般电流变压器只能测交流电流，我这里要测量直流电流。
而霍尔电流传感器的电流太大了，最少都10A，我要检测1mA以内的，并且主观觉得霍尔传感器的线性倍频范围较小，成本也较高。

zyj9490

我认为测量电流用光电隔离管在线路上比较简单明了。且有可靠性的保证。

雨滴02

这个我已经做过了

雨滴02

我下面有一只16BIT的控制器，上面就用LABVIEW做了下,数控直流0-300V,DA10BIT.

hyehuo

原帖由 雨滴02 于 2008-12-7 22:43 发表
我下面有一只16BIT的控制器，上面就用LABVIEW做了下,数控直流0-300V,DA10BIT.

电路供大家学习学习阿...我有16位的数据采集卡和labwindows

locky_z

继续上最近的实验
这是做的第一块转印板（已拆掉元件了，设计时加上的过流保护、但没有电子滤波）在这块板上试验了高端电流测量电路，前面已经贴过其测量数据，效果还可以，

其高压稳压输出电路如下图，但存在自激，加上补偿也没啥改善。


于是又设计另一种高端电流测量和高压稳压电路，同时将调整管的SOA保护也加上去，电路图如下

U1和U2公用浮动电源V4,
U1起到电流传感作用，通过控制光电耦合器LED1和Q3控制R3电流，使R3上压降和R2相等，已达到将R2上的电流变换到R7两端的电压上面。
U2是SOA保护，监测调整管DS两端电压和源极电阻R2上电流，一旦调整管功耗过大，即使调整管截止。
U3是稳压电路，控制光电耦合器LED2 Q5并控制调整管输出指定的稳定电压。
其实验转印板如下图（此板包含电子滤波部分、不过实验后已经拆掉了部分元件，)


用这块板，测试了其电子滤波的效果，即使是100mA的负载电流，纹波也在50mV以下。
但测试电流传感电路，也遇到不少问题，原先用LM358，但一直不能工作，后来测量到，U1的同相输入端电压比其Vee端子低0.6V左右，即钳位二极管D1已经导通了，结果导致LM358锁死，后来改用CA3240,电路能正常工作了，但实测效果不好R7上电压虽然随负载电流递增，但不成线性比例。
而稳压电路也存在振荡，并且调整电压缓慢，特别从高压降为低压时较慢，结果又放弃此板。



做这些实验真的累，PCB设计是热转印，所以设计PCB时只能用单面板来考虑，尽可能跳线少，要考虑高压，布线密度又不能太密，

于是继续研究第一个板的方案，此方案电流传感是正常，就是高压稳压严重自激，分析原因可能是Q2这一级的增益太大，因为我考虑降低功耗，R3的取值上M欧姆，因此Q2这一级交流增益很高，试图在Q2的BC之间加补偿、U1反相和输出端之间加补偿也没改善，
于是用洞洞板专门搭了这个整流滤波、电子滤波、高压稳压、高端电流测量，

修改了一下电路，在没有增加功耗前提下，降低Q2这一级的交流增益，并在反相输入端和Q2基极之间加入补偿，结果终于得到较好的稳压效果了

下面的照片是在AC280V供电，调节到输出为318V空载电压情况

这是带118mA负载电流下的输出电压情况，稳压效果还是很好的。



用示波器监测输出端交流信号，如图空载和带载，其纹波都是50mVpp左右，效果还是可以了。

jerrylong

这个项目很不错，这样就可以得到任何屏压和栅压情况下的特征曲线了，为设计提供了很好的便利，为楼主加油！

locky_z

元旦期间的进度
  又设计并转印了一块PCB（板上包括电子滤波、限流电路、2个通道的屏极通道电压发生器、2个通道的屏极电流测量电路、阴极部分电压发生器、栅极电压发生器、恒流模式栅极驱动电路、阴极电流测量、ADC部分（ADS7871），DAC部分(M62359)，数控量程控制部分、PC接口部分，但无灯丝电压发生部分）
  现在已经调通了PC控制DAC部分、2个PC程控屏极通道电压发生器部分（PC控制其输出0～800V，但倍压整流未装上，所以最大输出0～350V）、程控阴极电压发生器（0～130V)，2个通道的屏极电流测量电路接万用表测量也正常线性工作。
  而栅极部分未焊、ADC部分也未焊


  下图是测量图，用3个表监测屏极电压发生器输出电压、负载电流、阴极电压发生器电压，负载是50W电烙铁，用PC控制屏极电压发生器输出不同电压，以便得到不同的负载电流，再输出电流从0～200mA，阴极电压发生器能够保证电压非常稳定，这也是我这个电子管图示仪的设计重点。

旁边的牛是从AV-RGB定制，绕组为：
280V 0.5A为屏极电压发生器供电（共地）
24V 0.1A为高端电流转换电路用浮动电源
24V 0.2A为控制测量部分供电，包括数字部分（共地）
100V 0.1A为栅极恒压、恒流发生器电路供电（共地）
24V 2.5A为灯丝电压发生器（灯丝电压发生器电路还未实验，打算做成输出1～42V开关稳压电路）（浮动的）

估计春节前应该可以完成全部硬件的实验，春节期间就可以编写简单数据测量程序了。

dida

顶，顶到成品出来

locky_z

汇报一下进度
因为每次改动都要重新排版，而电源部分因为是基本成熟的，所以为减少工作，将电源模块独立出来
下面是电源模块，

功能：
1.提供400/800V电子滤波和限流高压输出。
2.提供27V稳压控制部分电源
3.提供24V高端电流测量的悬浮电源
4.提供150V栅极驱动电路的电源
其中变压器还有一个24V 3A绕组未用，准备做灯丝电源，但现在先用另外的可调电源作为灯丝电源先。


这次的控制板如下

功能：
1.提供两个独立的数控线性可调电源（20～700V）
2.对应上面两个电源的电流测量电路
3.10~120V的栅极电压发生器电路
4.10～120V的浮动阴极电压发生器电路
5.阴极电流测量电路
6.ADC DAC模块，以及和PC机打印口接口。

经调试校正，
ADC测量4个电压发生器的对地输出电压误差在0.3%以内。而测量栅-阴电压误差较大，
ADC测量电流的误差：电流>10mA时误差小于1%；电流<10mA是的误差小于4%

手头只有大8脚的管座，所以做了一个测量台，


测量6N13的输出曲线，由于栅-阴电压误差较大，所以栅-阴电压用另外的可调电源代替，测出的输出曲线如图

因为有限流关系，说一最大测量电流只能达到500mA左右。

又测了另一边的三极管输出曲线，如图，可以看出虽然是双三极管，但匹配程度还是很差的。



手头没有其他管座，所以没有测量其他电子管。



  可能这个方案还要再改一下，因为测量时发现，阴极电压不是很稳定，电流为36mA时，阴极电压能够维持在19.7V，当电流达到180mA时，阴极电压变成19.4V，而电流达到500mA时，阴极电压变成了18.7V，变动达到1V。对于平常测量栅-阴电压只有几V来说，算是较大的变动了。

locky_z

使用内置的栅极电压发生器来测量，
为了产生负90V的栅-阴负压，所以条件要设置为阴极电压=100V，栅极电压从10V到95V，这样就产生出-90V～-5V的栅-阴电压。
下面是用内置栅极电压发生器测量的6N13输出特征曲线，栅-阴电压从-5～-95V，步幅为5V




测量6N13的静态输入特征曲线，
测量条件也是设置阴极电压为100V，栅极电压为10～90V，步长2V，即相当于栅-阴电压范围-90～-10V。
设置屏极电压分别为275V、250V、225、200、175、150、125V，即相当于屏-阴电压为175、150、125、100、75、50、25V下的静态输入曲线。




  测量中发现，E极电压设置得较高的话，测量容易出错，分析原因是：
  我的方案的阴极电压发生电路的电压是被动产生的，是由屏极电流产生的，
  而测量时，由于屏极电压发生器输出的电压是从低到高，开始测量时，屏极电压较低的，因此屏极电流也较小，这个电流可能不足以使阴极电压发生器稳定在设定的稳定电压上，或者需要较长时间，例如500ms后才能使阴极电压发生器稳定在90V。
  而程序中测量的步骤是发出控制电压后，最多延时200mS就开始测量，一旦发现测出的阴极电压和设定电压相差较远，就认为是电路发生故障，就中断测量。
解决方法是，
  一就是加大延时，例如发出控制电压后，延时1S后才开始测量。
  二就是给阴极发生器一个附加电流，即接一个30K的电阻到400V供电上，这种方式会导致测量阴极电流是有错误，但实际上很少需要测量阴极电流，所以一般测量没什么影响。

kenny

期待早日成功。

locky_z

测了一些双三极管"静态输入曲线"
6N9的，屏-阴电压分别为：100～250V下的输入曲线



6N12




6N13




感觉这个方案的"栅-阴"电压测量不大可靠，
并且阴极电位在不同电流下仍旧有变化（不知是测量干扰还是本身阴极电压发生器输出有变动，因为始终信号衰减60倍后才测量）。




  准备又改另一个方案，用多片ICL7135来测量，估计测量精度及稳定度会提高很多，并且用双积分性AD转换，对50HZ的抑制能力也好很多。但缺点就是慢，估计最大测量只能是10次/秒。并且需要更多的辅助电源。

  现在正在调试光电隔离ICL7135与MCU接口部分。

purple

7135在ouravr上讨论到挺多的，可以看看，期待早日成功，这样的研制确实很费财费力

purple

http://klausmobile.ru/pr_02_kmtt_e.htm  这个是看到j版的一张曲线图找到的一个也是diy的电子管图示仪

http://www.albinarrate.com/index ... llers&Itemid=35 这个也是另一个收集到的！！他的方案没你的成熟，但他是一步步发展过来！！他的二级目录MCUTracer下也还有他原来的项目！！
呵呵！希望能做参考！！