电子管测试

无锡普泰科技有限公司销售热线：[phone]WuxiPutaiTechnologyCo.,Ltd技术服务热线：[phone]网址|电话:86(510)82919830|传真:86(510)82301121|E_mail：[e-mail]1电子管测试电子管（真空管）现俗称为胆管，可用普通三用表（每伏千欧的已可用）来测试其好坏。测试方法如下：将三用表置于测电阻的最高一挡（如“Ｒ×１０００”），将所测试电子管插入管座中，按规定的灯丝电压点燃灯丝，待持续一定时间后趁热拔下，迅速地用三用表电阻挡测试阴极至栅极、阴极至屏极的电阻值，并与确知良好的同型电子管测试值相比，就可知其好坏。以上方法只适于旁热式电子管，若是直热式，就必须在灯丝通有电流时来测量。现将用上述方法测量的典型电子管的电阻正常变化范围如附表所示。该测量方法实际上是测试电子管的发射能力，当其阴极被加热时会发射一定数量的电子。电子管拔下后短时间内电子不会消失，因此会测到一定的电阻值，经过一定时间后电子消失，极间无电荷因而电阻变为无穷大。电子管的功率（电流）愈大，发射电子数愈多，则测得的电阻也会愈小。电子管(真空管)是一种魅力常在的电子元件，问世几十年后的今天仍然保持顽强的生命力。除了音响类产品中胆机倍受青睐外，电子管在仪器、工业设备和显示终端领域里也有广泛的应用，电视机的显象管就是电子管的一种。了解电子管的技术参数以使其正确和稳定工作，对保证产品的技术精度和质量，是非常重要的。“换电子管就像换电灯泡一样简便”，在电压放大或单端功率放大的胆机电路中，我们可以换插任何一只电子管，只要是同型号的电路都能工作如常——电子管在这里表现了它大智若愚的风范。我们深入求索就知道原因有二，其一是电子管器件参数的精确度高：电子管的电气参数由其内部电极的几何尺寸精度所决定，现代机械制造工艺水平很高，制造的电子管的几何尺寸非常精确，这决定了其参数的一致性好，故在上述电路中电子管可以免调试而工作良好。其二是电压放大或单端功率放大都采用自生偏压放大形式，见图1所示。自生偏压电路具有直流负反馈的功能，电子管的栅极负压Ugk是由阴极电阻上的电压Uk提供的。当我们换一个电子管后，假如此时阳极电流变大了，Uk就会增大，而—Ugk=Uk，栅极负压Ugk增大了，反过来抑制了阳极电流的增大量，使之保持在一定的范围之内。当然这个负反馈的功能是有限的，只有器件的参数在一定的精度之内才可实现。晶体管的参数分离性比较大，已逾越雷池之外，这种即插即用的功能难以实现。惟有电子管才能和自生偏压电路相处得如鱼得水。而在推挽功率放大器中，电子管却又表现出它一丝不苟的精神。因为推挽功率放大器中大都使用固定偏压电路，此电路无自动稳定工作点的负反馈功能。推挽电子管必须两两配对。虽然电子管的参数的一致性指标比较好，但仍然还有一定范围(普通10％以内)的误差。DIY发烧友在制作胆后级时遇到的一个技术难题就是电子管的检测和配对的问题。按Hi－Fi的要求，推挽电子管产生的上下各半波形应该完全相同，波形交接的曲线要连续平滑(无交越失无锡普泰科技有限公司销售热线：[phone]WuxiPutaiTechnologyCo.,Ltd技术服务热线：[phone]网址|电话:86(510)82919830|传真:86(510)82301121|E_mail：[e-mail]2真)，为此高品质放大器对推挽电子管的配对要求颇高。在推挽电路中，有益听感的偶次谐波失真被抵消，存在的只是奇数谐波失真。如果推挽电子管的对称度不良，极大损害音质的奇次谐波失真就增大，音质变劣。如果推挽电子管配对不好，两管的阳极电流不相等，输出变压器的铁心将被直流磁化，在大动态时铁心磁通密度将趋于饱和，会产生大功率输出时的低音频失真。工作不良的推挽功率放大器，因其本身包含着可观的非线性失真和相移失真，是不能指望依靠负反馈来改善音质的，强行施加大环路负反馈，会带来瞬态互调失真大增，对音质更是雪上加霜。反之，在一些高品质的放大器中，精确的配对能使整机的开环失真下降幅度达一倍之多，从而成功地制造出超尘拔俗的无反馈功率放大器。电子管的检测与配对是如此重要，但我们采购到的电子管即使是了(军)级也鲜见提供技术参数资料，只能按制作资料或电子管手册上的参考值大概使用。发烧友大都从市面购得推挽配对管，价格比普通管子贵30％甚至更多，但配对的参数指标如何，购买者也不知其庐山真面目，因为我们都缺少专用的测试仪器，只能附和着标准值将就地使用，令人有“高价买个不明白”的失落感觉。本文提供一个简单实用的电子管测试装置电路，见图2所示，适用于DIY发烧友使用。工欲善其事，必先利其器，利用此装置能比较精确地检测电子管的静态工作点、互导和配对特性等，在胆机制作或摩机时就胸有成竹，成功在望。图2中的四个束射四极管就是待测的功率放大电子管。M2是直流毫伏表，它通过测量阳极回路上101l取样电阻的降压来读出各个电子管的阳极电流，满度1000mV相当于100mA的阳极电流。当转换开关位于第5档时，它改为测量阳极工作电压Ub+，可选最大量程为500V，此时量程电阻RM=500×R0。R0是电压表MA的内阻。按推挽功率放大电路对电子管的基本要求，应该挑选静态工作点和动态跨导S都相同的一对电子管。检测电子管的静态工作点的做法是：按照电路图给定的数值，调整本装置的栅极负压，挑选出静态阳极电流接近的…对电子管；检测管子的跨导S值的做法是：因为S的定义是ΔI／ΔU，即栅压变化1V时，阳极电流的变化的ΔI(毫安值)。在图2中，调节电位器Rp以改变栅极的负偏压，可以得到系列的阳极电流ΔI值，从而求得系列的S无锡普泰科技有限公司销售热线：[phone]WuxiPutaiTechnologyCo.,Ltd技术服务热线：[phone]网址|电话:86(510)82919830|传真:86(510)82301121|E_mail：[e-mail]3值。在这里用直流工作条件测定的S值，与实际音频工作条件下是等效的。——般常用的八脚功率管(P型，国外称GT型)，如EL34(6CA7)、6P3P(6L6G)、6P6P(6V6—GT)、KT88、KTl00之类功率五极管和束射四极管，封装管脚的功能都是相同的，因此都通用同一管座，即按图2的电路可通用于大部分八脚功率电子管。而Z类(小7脚和小9脚)和其他三极管类型的电子管的管脚的功能不统一，要测量此类不同的电子管，就要视实际而更改管座。本装置电路简洁可过目成诵，制作成本低，是胆机DIY们理想的仪器工具。所需的元件仅为一个60VA的电源变压器和几个电子管管座，电路图上的M1、M2两个表头也可省去，改用万用表显示。本装置的直流工作电源由220V市电直接白耦升压取得，目的是节省100W以上的变压器消耗功率。由于直接使用市电，装置操作使用的安全是非常重要的G装置的公共母线不能接金属机壳，必须保证电源的中性线与装置的接地母线连接的可靠。机座的外壳最好也要绝缘。图2只能提供一个固定的阳极工作电压，功能当然有限，但把本设计思想延伸开展，就可以得到更多的用途。扩展的一例如图3，此电路可提供6种或更多的阳极工作电压，配合栅极电压的变量，能测定详尽的阳极电流一栅极电压特性曲线族及其他曲线族，得到数据之精确比电子管手册更为详尽。图中是使用切换开关来改变阳极工作电压的，也可以使用单相可控硅来实行无级调压。使用此检测装置能令电子管的内在品质昭然若揭，有了这样正本清源的技术曲线资料，安装和调试的工作就驾轻就熟了，卓尔不群的优质胆机将脱颖而出。功能延伸的又一例如图3虚框内的附加电路，是作为激活旧示波管、显象管或电子管的阴极发射能力之用途的，比如可作为“电子管寿命测试复活”一文(本刊2000年第三期)中“激活法”的实施电路二虚图中把待激活电子管(示波管或显象管)的灯丝电压由原来的6．3V提高到9V，使阴极在更高温的工作条件下发射电子G同时给第一栅极加上10—60V左右的正电压，用电位器Rp控制第一栅极的正向电流约为10mA，历时10分钟，一至二次，能使阴极表面已钝化的发射物质被重新激活。图中稳压电源输出的灯丝电压是由零开始缓慢上升的。这样可避免冷态下灯丝直接加入过高电压可能被烧断的危险。稳压电源中的调整管Q用中大功率达林顿管，或用两只普通晶体管组合成达林顿管使用。复活陈胆老管是一种美好的愿望，不过实话实说，电子管工作的阴极热发射是一种不可逆的物理化学过程，此“激活法”很难使长期使用而衰老的电子管重焕青春，但对多年久置不用导致阴极材料钝化的电子管有很好的无锡普泰科技有限公司销售热线：[phone]WuxiPutaiTechnologyCo.,Ltd技术服务热线：[phone]网址|电话:86(510)82919830|传真:86(510)82301121|E_mail：[e-mail]4效果。本装置还可以对电子管实行老化预置功能。我们知道，由于阴极材料热发射的初始特征，新的电子管在使用之始，性能非常不稳定，参数的漂移大，音频功率放大管的表现使重放的音质不堪入耳。实践证明这种现象要在通电工作十小时以上才慢慢转向改良和稳定。因此我们可利用本装置，模仿电子管实际的静态工作条件，对新电子管进行通电老化，这样能大大缩减胆机生产线产品的调试时间，使产品的技术精度和稳定性得以提高。在合理使用的前提下，电子管的寿命很长，三四十年代的古董收音机今日风韵尚存的例子也不少，但无论多长寿毕竟也是日渐衰老的。实际上各个电子管热丝温度和阴极材料都有一定的差别，故在其工作寿命期间内，各个管的衰老速度是不等的。无论当初调试得如何精密配对，使用日久后的技术指标的差异也会逐渐增大。电子管设备在使用—个长期时段后，可利用本装置对电子管重新检测配对，对维持设备的精度和性能很有好处，能使胆机音响青春常驻。对于电子管机爱好者而言，有些设备是可以装制的，如声频信号发生器、失真仪及示波器等，当然最好能再拥有一部电子管测试仪。前三种仪器都容易买到，唯独电子管测试仪是停产已久的设备，顶级的如AVO等在今天已成为无价宝，工作状态良好的更是可遇而不可求。其实说穿了，电子管测试仪并不是一种精密的电子仪器，略具电子知识的人皆可自制一台，效果与顶级仪器并无差异，只是使用上不及成品机方便罢了。一般测试电子管所测量的项目为：1．管内各电极是否短路；2．管子的发射功能；3．互导率。其中以第三项最为重要，但测试方法也毫不困难。以下介绍三种测试法的原理：测试电子管项目1．管子短路测试——电子管内部短路通常不能简单地用万用表量出来，因为很多短路情况发生在它工作时，因内部温度可达700摄氏度以上，故使结构软化而形成，所以测量时需使管子在灯丝亮着情况下进行，图①为其示意线路。一般小型的测试电子管仪只有此项功能，它可以测出管子的灯丝有否开路(断线)及各电极有否短路，但对管子之放大功能则无能为力了．这种测试法结构简单，只需4、5个小型500mA6V变压器，几个灯泡即可组成。如果被测管子有极间短路，则其相对应的灯泡便会点亮。无锡普泰科技有限公司销售热线：[phone]WuxiPutaiTechnologyCo.,Ltd技术服务热线：[phone]网址．发射能力测试——此法可以测得管子是否已经老化，如果是一大堆相同管子