Випробування і відбір радіоламп
Колись, за часів золотої ери лампової техніки, приймально-підсилювальні радіолампи застосовувалися у військовій, метрологічної, навігаційної, індустріальної апаратурі. Тому якість у виробництві радіоламп було доведено до належного рівня. Тоді імперативом конструктора апаратури було отримання заданих характеристик без підбору ламп і зниження числа використовуваних при проектуванні параметрів ламп.
З іншого боку ті оригінальні лампи (NOS - New Old Stock, що означає «зі старих запасів»), що сьогодні можна добути правдами і неправдами, не обов'язково зберігалися на складах Пентагону (там лампи мали далекі від звукових пріоритети), а могли залишитися як незатребувана відбраковування або щось в цьому роді. Хто знає?
Таким чином маємо з одного боку лампи, характеристики яких мають значний розкид, а з іншого боку - суб'єктивізм, «вкусовщінку» в оцінках роботи апаратури (вона ж звукова). Останню зайву «ступінь свободи» усунути не представляється можливим.
А значить лампи потрібно піддавати ретельній перевірці та відбору. Чи не писати на упаковці лампи одне єдине, наспіх зняте, значення анодного струму в не-зрозумій-якому режимі - це не підбір! А давати адекватну набір параметрів. Власне саме це і роблять пристойні продавці. А ми чим гірші?
Здавалося б, існують і цілком доступні прилади-лампомери начебто вітчизняного Л3-3 (і менш доступні американські, Hickok). Ці прилади дозволяють виконувати широкий спектр тестів з лампами сотень типів.
Є у них і свої обмеження, що не дозволяють вирішити всі наші завдання. Так, наприклад, як слід «прожарити» лампу типу 6550 на Л3-3 не можна. А відмінні показники емісії якоїсь дрібної лампехі, зафіксовані за допомогою подібних приладів кажуть про працездатність лампи, з якої споживча апаратура буде непридатна до вживання через мікрофонного ефекту або шуму. Додайте сюди «принади» відліку по багатофункціональної шкалою стрілочного індикатора. Нас же цікавлять специфічні, пов'язані з областю застосування, тести ламп обмеженою номенклатури і у великій кількості.
Випробувальний стенд розробки Юрія Болотова
Тому випробування ламп для звукової апаратури доцільно проводити за допомогою спеціалізованих засобів, які доводиться виготовляти самостійно.
Хотілося б відзначити в цій справі важливість стабілізації напруги живлення в обладнанні, будь то напруження, зміщення або високі напруги.
Випробування предпідсилюючий ламп
Більшість застосовуваних в звуковій апаратурі ламп є подвійними тріодами з однаковими половинками, в пальчикової оформленні. Винятки рідкісні і екзотичні, вимагають індивідуального розгляду. Звідси походить специфіка масового випробування ламп для комерційних цілей.
Крім відбракування непридатних примірників стоїть завдання виділення примірників з особливими властивостями:
- екземпляри з більшим або з меншим коефіцієнтом посилення (наприклад high gain);
- малошумливі і не мікрофонящіе (V1, low noise);
- з однаковими коефіцієнтами посилення триодов в балоні (balanced).
Решта екземпляри, не видатні в плані перерахованих властивостей, але безсумнівно придатні, утворюють відповідну групу ламп (без додаткових позначень, standard, regular - я віддаю перевагу останнім обозначненіе).
В принципі статичний режим тріодів нас мало хвилює (за винятком рідкісних особливих випадків), важливо щоб він більш-менш вписувався в норми для ламп даного типу ну і «раскосяк» половинок був в певних межах.
Випробувальний стенд дозволяє реалізувати типові, найбільш часто зустрічаються в звуковій апаратурі, електричні режими і проводити спеціалізовані випробування для цікавить номенклатури типів ламп.
Лампа встановлюється на стенд, висока напруга подається після прогріву катода. Потім лампа деякий час тренується (від 20 хвилин), контролюється напруга на анодах. На вхід стенду подається змінна напруга від генератора, вимірюються посилене кожним тріодом напруга. За результатом можна судити про підсилюючих здібностях лампи.
Також піддається випробуванню ізоляція між катодом і підігрівачем для чого передбачена можливість введення постійної напруги між ниткою напруження і загальним проводом схеми. До цієї ділянки прикладається негативна напруга в межах допустимих для більшості ламп 100 В. Про якість ізоляції судимий за величиною протікає в цьому ланцюзі струму (він мізерний). Взагалі то лампам для серйозного застосування належить суворіше випробування напругою близько 250 В, що можна теж забезпечити, якщо ви готові заплатити додатково.
Наступний етап випробування - суб'єктивний. Стенд з випробуваної лампою розташовується приблизно в 1 фут перед гітарним кабінетом з дванадцятидюймовими динаміком, підключеним до хайгейновому гітарного підсилювача, налаштованого так щоб гітара давала чітке «дж-дж» а гучність в даній точці простору при цьому виходила близько 110 дБ. Виходи стенду, яких два, як і тріодів в балоні випробуваної лампи, по черзі підключаються до входу гітарного підсилювача.
Схильна до мікрофонного ефекту лампа моментально видає себе гучним і радісним поросячьим вереском. Додатково простукуючи дерев'яною паличкою ніби-як-ні-мікрофонящую лампу з'ясовуємо ступінь її стійкості до цього зла. Ну а шуми ... їх же чути! Характер, забарвлення, рівень - досить складно адекватно виміряти. Але деякий досвід користувача хайгейнових гітарних підсилювачів дозволяє отримати оцінку як раз в тому вигляді що й потрібно - в емоційному, адже саме до цього в кінці кінців і зводиться сенс застосування ламп.
Випробування вихідних ламп
Припустимо що лампа є пентодом або променевим тетродом, саме такі лампи використовуються в вихідних каскадах переважної кількості лампових підсилювачів.
Починається випробування лампи з подачі напруги на електроди в належному порядку. Перший час лампа працює в полегшеному режимі. Якщо не виявляється ознак явної непридатності даного екземпляра, переходимо до наступного етапу.
Далі лампа виводиться в граничний режим по потужності на аноді і витримується в ньому деякий час (припустимо, пару годин для свіжоспечених ламп). Процес контролюється. При цьому вимірюється:
- ток анода;
- ток другий сітки;
- ток першої сітки;
У ланцюг першої сітки вводиться змінна напруга від генератора. Вимірюється змінна складова анодного струму. З цієї величини обчислюється крутизна по першій сітці.
У ланцюг другий сітки вводиться змінна напруга, вимірюється змінна складова анодного струму. З цієї величини обчислюється крутизна по другій сітці.
Потім установка знову переводиться в полегшений режим. Струм анода при зниженій потужності, що розсіюється анодом (приблизно 20% від максимальної). Ця додаткова контрольна точка має деяке значення для підбору пар ламп, яким має бути робота в двотактних каскадах класу АВ або В.
Таким чином, ми отримуємо набір параметрів, достатній для угруповання ламп в пари або четвірки. Підставою для відбраковування лампи можуть бути «видатні» значення цих параметрів, особливо ненормально велика величина струму першої сітки. Останнє свідчить, для свіжоспеченої лампи, про наявність занадто великої кількості залишкового газу в балоні, що для тих типів приладів, що схильні до виникнення термотока в ланцюзі першої сітки (в першу чергу це лампи з високою крутизною, наприклад EL84, EL34), додатково знижує надійність роботи в режимі з фіксованим зсувом.
Весь процес випробувань можна вважати термоелектротреніровкой, в результаті якої параметри минулих її ламп стабілізуються, що різко знижує ймовірність швидкого «розповзання» відібраних пар в процесі подальшої експлуатації.
Новий метод випробування і відбору вихідних ламп - метод трьох точок
При постановці випробування ламп на потік особливої важливості набуває завдання зниження трудомісткості цього процесу. Також необхідно зберегти або підвищити точність вимірювань.
На точність вимірювань впливає як сама методика вимірювань, так і якість стабілізації використовуваних в схемі напруг. На трудомісткість впливає необхідність контролю цих напруг. З цього випливає що для зниження трудомісткості процесу необхідно звести до мінімуму кількість використовуваних в схемі напруг.
Мінімальний набір напруг, достатній для випробування ламп в безлічі цікавих для нас режимів, складається з напруги напруження, високої напруги і напруги зсуву.
Стабільна напруга розжарення отримуємо від намотаною досить товстим (щоб уникнути просідання під змінюється в залежності від типу випробуваної лампи навантаженням) проводом обмотки трансформатора, включеного в стабілізовану мережу змінного струму. У нашому випадку використовується стабілізатор електро-механічного типу, що забезпечує заданий вихідна напруга з точністю до 1%. Решта напруги виходять від регульованих електронних стабілізаторів. Висока напруга в нашій установці обмежується 450 - 500 В.
Процес випробування ламп починається ... з чистки цоколя. Справа в тому, що навіть з заводу лампи приходять брудними. Потім наносяться наші спецпозначення.
Далі лампа встановлюється на стенд, прогрівається нитка розжарення (джерело напруги зсуву включений завжди), подається висока напруга на анод і екранну сітку. Протягом деякого часу лампа додатково прогрівається і виводиться на гранично допустимий по розсіюється на аноді потужності режим, в якому витримується як мінімум 2 години. При цьому можна спостерігати світіння електродної системи і зробити відповідні висновки щодо якості даного примірника лампи. По завершенню цього етапу вимірюється анодний струм Ia1 і ток керуючої сітки. Після цього висока напруга знижується на величину dU2 при постійній напрузі зсуву. Лампа переходить в інший режим, вимірюється нове значення анодного струму, Ia2. Потім зменшуємо напругу зміщення на величину dU1 при незмінній високій напрузі і вимірюємо нове значення анодного струму, Ia3.
В принципі на цьому програма випробування лампи закінчується. Весь процес займає 2,5 - 3 години.
Оцінка крутизни характеристики лампи по першій сітці:
S1 = (Ia3 - Ia2) / dU1
Оцінка крутизни характеристики лампи по другій сітці:
S2 = (Ia1 - Ia2) / dU2
В останній формулі ми нехтуємо впливом анодного (високого) напруги на анодний струм. При даній методиці випробувань стає помітно таке явище, як теплова інерція ламп, що виявляється при повільному їх переході з одного режиму в інший. Тому при зміні електричного режиму вимірювання виконуємо тільки після того як встановиться і новий тепловий режим.
Критерій підбору пар і квартетів ламп - розкид анодних струмів в кожній з трьох обмеренних робочих точок повинен укладатися в 2%. Слід зазначити, що це досить жорстка вимога, яке гарантуватиме парність ламп в безлічі режимів, що значно відрізняються від випробувальних.