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改进、改造GS-5A电子管测试仪——与各位老师同学探讨(长帖,慢慢添加)

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发表于 2017-9-8 23:35:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 特快 于 2017-9-8 23:56 编辑

GS-5A电子管测试仪及其类似品(GS-5、各地无线电厂的仿制品、苏联的原型机)可以说是目前国内最常见,甚至是仅有的厂制电子管测试仪了,该仪器使用比较方便,功能足够满足实际需要,但这种测试仪就是以当年的眼光来看也是存在问题的,有一些地方甚至存在严重错误(其中之一参见我发的6C12帖子),故决定将其进行改进和改造,在此开帖和各位老师同学探讨。
姑且把不改动仪器内部接线,仅改变卡片上的孔和在外面接线来提高仪器性能的方法称为改进,把改动内部电路的方法称为改造。我的计划如下:
一、改进测胆仪的测试卡片;
二、将跨导放大器半导体化,采用专门的固定频率跨导测量信号源来代替该仪器直接用电源变压器次级绕组提供的跨导测量信号源;
三、革那个耗电量巨大的高压电源分压器的命,改用半导体线性或开关稳压电源代替。
其中(一)项在当时的历史条件下也能轻松解决,只要修改或添加卡片上的孔洞即可,不知原设计者是未曾考虑到这一点而没有这么做还是另有原因。
因我手头并无进口电子管与进口型号的电子管,故关于卡片的讨论均在国产管卡片(130号及以前)的范围内,进口管卡片的相关问题我将视情况继续研究。
内容较长,慢慢添加。
一、1
这机器的板流测量电路设计存在较大问题——电流表满度压降随量程增大而增大,其效果相当于电源内阻迅速增加而致使屏级电压降低,对测试精确度影响很大。
image00644.jpg
上图是GS-5A测屏流时的电路,28#插孔为150mA量程的选择插孔,29#插孔为75mA量程的选择插孔,30#插孔为30mA量程的选择插孔,31#插孔为15mA量程的选择插孔,32#插孔为7.5mA量程的选择插孔,33#插孔为3mA量程的选择插孔;电阻24=3欧姆、25=3欧姆、26=9欧姆、27=15.3欧姆、28=31.2欧姆、29=99欧姆、87=2000欧姆。
从图中可以看出,无论选择了哪个量程,全部分流电阻都以串联形式接入屏极和电表之间(3+3+9+15.3+31.2+99=160.5欧姆,考虑表头支路分流的影响后也足有150欧姆左右),这些分流电阻中的一部分根本不起分流作用而徒增电压降,且电流量程越大其增加的电压降越大(3mA量程0.45V,7.5mA量程1.125V,15mA量程2.25V,30mA量程4.5V,75mA量程11.25V,150mA量程22.5V),对屏流测试造成了严重影响!
其实这些量程的电压降高于0.45V的部分都是不必要的,都是能够而且非常应该消除的。
分析电路可知,只要在33#插孔插入插针(或将3}#插孔在机内短路,该插棒和所用量程的相应插针(28~32号插针)自动将不需要的分流电阻短路,这样每个量程的满度电压降都将被控制在0.45V以内,这也和说明书第6页所说的“本机设计时考虑板极回路中总电阻之电压降不大于0.5V”相符合。
在33#插孔中插入的插针对正常测试不会造成任何不良影响。
做上述改进后的好处除表现在测一般电子管屏流时之外,在测整流管整流电流时格外显著——测整流管整流电流往往选用75mA和150mA量程,这些“不该有”的电阻上的“不该有”的电压降将带来很大的测量误差。
下面是该仪器测量整流管整流电流时的线路,电流表部分(见红圈处)和上图(即测一般电子管屏流时)完全相同。
image0044.jpg
这样严重的一个问题,这样容易的一个解决方案,当时的设计者为什么没有想到而遗留至今?这是一个非常严重的设计失误!
需要说明的是,这样的改进虽然会使测得的屏极电流更加精确,但是在进行这样的改进之后原测试卡片中的“好”、“存疑”、“坏”的判断阈值是否还可以继续应用下去则需要商榷——因原设计制定这些阈值时可能已经考虑了这些分流电阻上的电压降所带来的不良影响。
(一、1)完

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发表于 2017-9-11 09:40:57 | 显示全部楼层
有GS5A的人本来就不多,对于卖电子管的JS,这些高深的技术文章无异于对牛弹琴。本人深有体会,费很大劲写一篇谈原理的帖子,跟帖者寥寥无几。
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发表于 7 天前 | 显示全部楼层
我片子都齐全,附件都有,需要图片的联系我拍照给
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发表于 2019-10-8 14:35:01 | 显示全部楼层
这么好的帖子怎么没有人顶啦,老师的幸苦和高超的功底,要我们发烧友去学学,帮老师顶一顶。
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 楼主| 发表于 2017-9-9 15:25:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 特快 于 2017-9-9 15:27 编辑

一、2:校对卡片
其实这一节本不属于改进、改造的内容,但自从发现该仪器设计存在重大缺陷后(见该帖http://www.crystalradio.cn/forum ... 8&fromuid=27692),不将所有卡片逐一校对,使用起来便不太放心,遂抽时间将129张国产管测试卡片一一校对一遍,发现不少错误见下表。可能还有因疏忽大意而没有发现的其他错误,请各位GS-5A用户注意。各位老师同学如发现该仪器的卡片存在表中未提到的错误请指出,特快的徒弟在此向您道一声谢谢。
111.jpg
表中红字部分是我没有把握确定是否确系错误的,在此同各位老师同学探讨。
(一、2)完

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发表于 2017-9-9 17:37:50 | 显示全部楼层
老壳挨坐前排,听讲课学经验。
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发表于 2017-9-9 20:59:10 | 显示全部楼层
好贴! 技术含量很高。
隐迹几年,勤学苦练,进步很大。
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 楼主| 发表于 2017-9-10 06:24:50 | 显示全部楼层

号外1:浅谈GS-5A电子管测试仪的测试精度

本帖最后由 特快 于 2017-9-10 07:34 编辑

    既是仪器,就必然需要有一定的精度,弄清仪器测试各项参数的精度对于我们正确使用仪器、充分发挥仪器的性能、尽量减少甚至避免仪器的局限性对测试工作造成影响是非常必要的。
    下面试着分析决定GS-5A电子管测试仪测试电子管各项参数精确度的原因及其影响,对于可以改善的则试着给出相应改善建议。
    GS-5A型电子管测试仪可以定量测试屏流(包括一般电子管屏流与整流管整流电流)、跨导、稳压管稳定电压等3项参数,对极间短路、管内气体可作定性判断。极间短路、管内气体因是定性测量,故本帖只讨论该仪器测试屏流(包括一般电子管屏流与整流管整流电流)、跨导、稳压管稳定电压这3项参数时的精度。
    首先分析该仪器测试一般电子管屏流时的情况,此时仪器的等效电路见下图,虚线框内的电路代表被测电子管。
1111.jpg
    为便于分析,被测电子管采用压控电压源模型(即将被测电子管视为理想压控电压源与电阻串联,该电阻与被测电子管内阻相等)。如改用压控电流源模型也能得出相同的结论,仅分析过程比较麻烦。
    从图中可以看出,被测电子管采用自给偏压,其屏极回路与电流表、直流电源串联。由于串联电路电流处处相等,故屏流测试精度仅仅取决于电流表的精度(主要是满偏电流与线性;升降变差对于1.0级以下且轴尖没有磨损的电表一般可以忽略)。该仪器说明书给出的屏流测试精度是满度值的±2%,这个精度已经足够满足测试需要,且基本上没有进一步改善的空间。
    但是,测量电子管的屏流必须在给定的工作点下进行,如采用自给偏压必须给定阴极电阻和屏极电压(对于多极管还需要给定帘栅极电压,而帘栅极电压对屏流的影响远比屏极电压大),在不同阴极电阻或不同屏极电压下既使是同一支电子管的屏流也不会相同。该仪器所用阴极电阻的误差不大于±0.3%,与电流表的误差相比可以忽略,故影响被测电子管工作点的因素可以认为只有被测管的屏压(对于多极管还包括帘栅极电压)。图中A点对地电压即我们所称的屏压(当然,严格来说应该扣除阴极电阻的电压降)如果测试采用的电流表、直流电源都是理想的,即没有内阻,那么屏压等于直流电源的电压,这当然没什么问题;但世上没有理想电压源和无内阻的电流表,故被测电子管屏压实际上是直流电源电压被(电源内阻+电流表内阻)和电子管内阻分压的结果。电流表内阻及其对测试造成的影响在本贴1楼已有详细讨论,结论非常明确,经采取改进措施后其满度电压降不大于0.45V,对测试造成的不良影响可以忽略,故接下来只讨论直流电源的内阻。
    根据该仪器直流高压电源的电路图可以计算出该电源在不同输出电压时的内阻如下(抗流圈直流电阻实测为90Ω(25℃)、变压器高压绕组直流电阻实测每臂50Ω(25℃)、5Z3P每个二极管的内阻从曲线上查得为150Ω;变压器一次侧及其串联回路折算到次级高压绕组的电阻因被“电源调整”电位器所补偿,故无需考虑):300V档399Ω、275V档564Ω、250V档694Ω、200V档844Ω、150V档850Ω、125V档798Ω、100V档711Ω、75V档587Ω、50V档428Ω、25V档232Ω、10V档97Ω。在此需要着重说明的是——即使将5Z3P改用半导体二极管代替也不能降低该直流高压电源的内阻。因该电源系采用静态电流100mA的电阻分压器取得各档直流电压,为使各档电压符合标称值,在改用半导体二极管后必须加用一个固定电阻来代替5Z3P的内阻。但采用半导体二极管代替5Z3P后可以节约15W的灯丝加热功率,对减少机内发热、降低耗电量还是很有帮助的。
    根据电路理论可知,电子管的内阻越大则A点电压与直流电源的电压越接近,故未经改造的该仪器测量高内阻电子管如高放大系数三极管、电压放大五极管时误差较小,测量低内阻三极管时误差会很大——如被测管直流内阻1200Ω,采用该仪器150V档时实际得到的屏压只有88V!
    以上讨论虽然是针对三极管的,但对于多极管同样适用——测屏流时多极管屏极回路的情况与测试三极管时完全相同,仅内阻比三极管大得多而已;帘栅极回路的情况除没有电流表外与屏极回路更无区别,被测电子管帘栅压实际上是直流电源电压被电源内阻和电子管帘栅极内阻分压的结果。由于多极管帘栅极电压对屏流的影响远远超过屏压对屏流的影响,在测试功率多极管时高压电源内阻造成的不良影响甚至比测低内阻三极管时还要严重,因此必须充分引起重视!
    解决这个问题的方法有二——1,改变88孔配电盘的插针调高直流高压电源的输出电压以弥补屏流和帘栅流流经高压电源内阻造成的电压降——这是个治标不治本的办法,GS-5A很可能采用了这个方法(因有些电子管测试卡片上,根据打孔反推的屏极电压与帘栅极电压远高于电子管手册中给定的数值,而屏流则和电子管手册中的记载差不多;电流越大的电子管这个现象越明显)。但这个方法并没有消灭因电源内阻引起的测量误差——电子管的实得屏压、实得帘栅压在不同的电流下会有很大差异,而一般电子管屏流和帘栅流的离散范围大概有±20%,因此引起的屏压和帘栅压变动造成的屏流测量误差是很可观的。
    2,治本的方法唯有尽力降低电源内阻——如采用半导体稳压电源可以轻而易举将电源内阻降低至1Ω以下,即使测试内阻低至100Ω的二极管、三极管和对帘栅极电压稳定度要求很高的多极管,因电源内阻所造成的误差与电流表本身的误差比也无足轻重。进行这项改造的详细内容敬请期待即将发表的本帖(三)。
      综上所述,未经改造的GS-5A测试一般电子管屏流的误差主要取决于:1、直流高压电源的内阻带来的误差;2、电流表本身的误差。其中1是造成测量误差的主要原因,在测试低内阻管和功率多极管时该原因造成的误差相当可观,故该仪器说明书中明确指出“本机只能判断电子管好坏,所测得的各参数值只能说明被测电子管的大体性质,不宜引为标准”。
经过本帖(三)改造以后的GS-5A测试一般电子管屏流的误差则可以认为仅仅系所用电流表的测量误差——不大于满度值的±2%,这时该仪器测得的电子管屏流参数完全可以引为标准。但该仪器原配的测试卡片中给定的屏极电压、帘栅极电压插针位置对于经过本帖(三)改造以后的GS-5A是否依然适用则需要进一步探讨。

     接下来分析该仪器测试整流管整流电流时的情况,此时仪器的等效电路见下图,虚线框内的电路代表被测整流管。
22.jpg
    整流管可视为一理想二极管与代表其内阻的固定电阻的串联。根据电路原理可知,排除整流管参数的影响后,测得的整流电流主要与变压器整流绕组电压和直流电阻(包括那个130Ω的附加电阻“57”)、负载电阻、电流表内阻、滤波电容、交流电压的波形和频率有关,测量误差则可以认为只取决于电流表的测量误差(不大于满度值的±2%),可见是否进行本帖(三)的改造对于提高测试整流管整流电流的精确度并没有影响。但是,进行本帖(三)的改造后那个130Ω的附加电阻“57”将不复存在,故改造后应将原配测试卡片中的“负载电阻”增加130Ω。
      测量稳压管稳定电压时的误差可以认为只取决与电压表的精度(在该仪器中不大于满度值的±2%),具体讨论过程从略
    该仪器的跨导测量电路将在后续的帖子中为大家分析。

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 楼主| 发表于 2017-9-10 17:09:48 | 显示全部楼层
海河 发表于 2017-9-9 20:59
好贴! 技术含量很高。
隐迹几年,勤学苦练,进步很大。

谢海河老师鼓励。
看来大家对这类帖子不太感兴趣啊,回复者寥寥无几。
NANDIAN6 发表于 2017-9-9 17:37
老壳挨坐前排,听讲课学经验。

讲课不敢当。共同学习,共同研究。
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发表于 2017-9-10 20:45:45 来自手机 | 显示全部楼层
我打算买一台古董电子管测试仪!帖子先收藏起来!慢慢看!
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发表于 2017-9-10 21:14:50 | 显示全部楼层
好文章!只有用过GS-5A的人才能领会此文提出的的问题切中该测试仪的要害。例如对GS-5A存在的这一问题:“未经改造的该仪器测量高内阻电子管如高放大系数三极管、电压放大五极管时误差较小,测量低内阻三极管时误差会很大——如被测管直流内阻1200Ω,采用该仪器150V档时实际得到的屏压只有88V!”——我就深有同感。
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发表于 2017-9-10 21:33:49 | 显示全部楼层
前年在成都城隍庙看见一台,要500元,当天钱没带够没买,
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发表于 2017-9-11 01:08:59 | 显示全部楼层
我是来看跨导测量部分的,正要用,谢谢!
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发表于 2017-9-11 08:25:18 | 显示全部楼层
特快 发表于 2017-9-9 15:25
一、2:校对卡片
其实这一节本不属于改进、改造的内容,但自从发现该仪器设计存在重大缺陷后(见该帖http: ...

过去用它做过6V6配对。原理不懂只是瞎弄
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发表于 2017-9-11 08:48:59 | 显示全部楼层
GS-5A88孔插针的思路值得学习。但从现在的眼光来看,乙电供电系统确实过时了,如果用固体器件做成稳压供电的,将更为实用。另外,串连阴极电阻,也最好改成独立丙电电源。
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 楼主| 发表于 2017-9-11 16:30:19 | 显示全部楼层

号外1:浅谈GS-5A电子管测试仪的测试精度(续)

本帖最后由 特快 于 2017-9-11 16:37 编辑

      上一帖试着分析了影响GS-5A测试一般电子管屏流与整流管整流电流、稳压管稳定电压的精度的原因,并试着给出了相应解决方案。在这一帖中将继续试分析影响该仪器测量电子管跨导的精度的原因,并试给出解决方案。
    GS-5A测试电子管跨导的实际电路与简化电路见下图。
image00645.jpg
image00646.jpg
      可以看出,该仪器测试电子管跨导时需要先按下“灵敏度”按钮(图3的“34”、图4的“S2”)将交流毫伏表的输入端连接至跨导信号源,调整“灵敏度校正”电位器(图3的“92”)使交流毫伏表的满度电压与跨导信号源输出电压相等;然后按下“读数”按钮(图3的“85”),交流毫伏表即指示出被测电子管屏极取样电阻(图3的“45”、 “46”,以下简写为“R取”)上的交流电压降(以下简写为“U降”)。被测电子管跨导可用下式表示——Gm=U降/(U栅* R取),整理后可得Gm=(U降/U栅)*(“R取”的倒数)。从式中可见,该仪器测试电子管跨导时的精度只取决于测量“U栅”和“U降”之比值的精确度及“R取”阻值的精确度。
    该仪器设计可用于50Hz和400Hz、800Hz电源,对于60Hz电源虽然说明书中未说但我认为完全可以使用——用60Hz电源时整流管整流电流“好、坏”判断应按“50Hz”的阈值;测量跨导时“电源频率”开关则应放在“400Hz”位置。
    从前曾听坛内一位老师说过“胆艺轩某版主使用GS-5A时因误将‘电源频率’开关拨至400Hz处而险些烧坏机器”,为了证明这个说法确系错误,在此将该仪器“电源频率”开关所涉及的电路详细分析如下:该开关(图3的“42”)系一单刀双掷开关,其“刀”接于选频频率为50Hz的双T电桥网络(由图3的“132”~“137”组成)的一端,拨至“50Hz”时被接通的“掷”接在跨导放大器的输出端,拨至“400Hz”时被接通的“掷”接地。这个开关的作用是——当电源频率为50Hz(跨导信号源的频率始终与电源频率相同)接通装在跨导放大器里面的50Hz选频网络,使跨导放大器成为50Hz选频放大器从而降低其他杂散信号对测试精度的影响;当电源频率不为50Hz时则断开该选频网络以免该网络干扰正常测试(当然此时因各干扰信号更容易窜入,测试精度会有所下降)。可见“电源频率”开关仅仅影响跨导放大器的通频带,所以“错将‘电源频率’开关拨至400Hz会烧坏机器”的说法是完全站不住脚的。
    进行即将发表的本帖(二)所述的跨导放大器半导体化改造后,因采用80Hz正弦波振荡器做跨导测量信号源,跨导测量信号的频率不论电源频率多高都是80Hz,故可以将跨导放大器做成固定的80Hz选频放大器,那个“电源频率”开关将被废弃。此时,该仪器可以工作在45~800Hz中间的任何一个电源频率下而不会对测量精度造成不良影响。
    该仪器的跨导测量电路设计得十分巧妙,采用“灵敏度校正”的方法将测量两个交流电压绝对值的问题化为测量两个交流电压之比的问题——虽然操作时增加了“校正灵敏度”的步骤,但正因如此跨导信号源输出电压的绝对精度和长期稳定性、交流毫伏表的绝对精度和长期稳定性对测试被测电子管跨导的精度不会造成任何不良影响,故设计测量电路时对上述指标完全可以不作要求。测量“U栅”和“U降”之比值的精确度当校正灵敏度所用电压与送入被测电子管栅极电压为同一个电压时只取决于所用交流毫伏表的线性(对于GS-5A而言即“交流线性”),和跨导信号源输出电压、交流毫伏表灵敏度的短期(按下“灵敏度”按钮确认指针指于满度处至按下“读数”按钮读取跨导数值之间的时间间隔)稳定性;当送入被测电子管栅极的电压系校正灵敏度所用电压经电阻分压后得到时,还与电阻分压器的精度有关。
    该仪器所用“R取”的误差不大于±0.1%。组成跨导信号源电阻分压器的各电阻的误差亦不大于±0.2%,与表头的交流线性误差(±2%或±2.5%)相比完全可以忽略。跨导信号源输出电压的短期稳定性和交流毫伏表灵敏度的短期稳定性事实上可以认为只与电源电压的瞬间波动有关,和表头的交流线性误差(±2%或±2.5%)相比亦微不足道。
    综上所述,未经改造的GS-5A测试电子管跨导的误差相当于表头的交流线性误差(不大于±2%或不大于±2.5%)。
    进行即将发表的本帖(二)所述的跨导放大器半导体化改造后,该仪器表头的交流线性与直流线性完全相同,故经过本帖(二)改造后的GS-5A测试电子管跨导时的误差将改善为不大于±2%。进行该改造后因跨导放大器采用运放制作,其增益与电源电压几乎无关;跨导信号源因供电经过稳压,其输出电压与电源电压亦基本没有关系,跨导信号源输出电压的短期稳定性和交流毫伏表灵敏度的短期稳定性所造成的误差更是完全可以忽略。

    但是,以上讨论是基于理想情况下的,实际测试电子管跨导时的精度还要考虑以下因素的影响——1,屏压、帘栅压、阴极电阻与规定值不符,因电子管工作点变动作用于被测管的非线性上使跨导发生变动;2,阴极电阻旁路电容器未能彻底旁路阴极电阻上的交流电压降而造成交流串联负反馈,因此造成跨导读数偏小;3,被测管帘栅极电流交流分量降落在帘栅极电源的内阻上引起交流串联负反馈,因此造成跨导读数偏小;4,测试跨导应当在屏极处于“交流接地”的状态下进行,因“R取”的接入(这是不可避免的)破坏了屏极“交流接地”的状态也会引入误差,接下来将谈到,被测电子管内阻越低这个误差越严重。
    以上因素中“1”带来的不良影响在屏极、帘栅极改用稳压电源供电或提高电源电压以补偿内阻导致的电压降(后者治标不治本)后可以完全免除(因该仪器所用阴极电阻的误差不大于±0.3%,其所造成的不良影响对于仪器本身的精度——±2%可以忽略);“2”带来的不良影响亦无足轻重(该仪器所用阴极旁路电容在50Hz时的容抗仅不到3.2Ω,在进行改造“二”改用80Hz跨导信号源后该电容的容抗更是不足2Ω;如换用4700μF电容则其容抗不大于0.7Ω、0.43Ω);“3”带来的不良影响仅需在被测管帘栅极对地加接一容量合适的电解电容即可免除(如帘栅极改用稳压电源供电当然更好);因此接下来仅讨论因素“4”带来的不良影响及其对策。
    下图是未经改造的该仪器测试电子管跨导时的交流等效电路图,虚线框内表示被测电子管——因测试多极管跨导时帘栅极始终处于地电位,所以该图(及接下来的讨论)不论对三极管还是对多极管同样适用
222.jpg
       由图中可以看出,定电流发电机发出的电流(数值上等于栅极交流电压*被测管跨导)流经两条路径——经被测管内阻返回电源,或经“R取”返回电源。理想状态下“R取”=0,故全部电流均流经取样回路,这样测得的跨导与被测管实际的跨导完全相等;如“R取”不等于0(实际上始终是这样)全部电流就会分别流经2个回路,流经取样回路的电流经处理后即作为我们测得的跨导显示出来。因此,我们测得的跨导与被测电子管真实跨导的比值就相当于定电流发电机发出的全部电流和流经取样回路的电流的比值。不难算出,I取=I总* R内/(R内+R取)。从上式可以看出,该误差始终为负,即测得的跨导始终小于被测管的真实跨导;被测电子管内阻(即“R内”)大于“R取”的倍数越高则其对测试带来的误差越小,但“R取”如果太小,在相同屏流交流分量下的电压降亦变得很小,会给测量带来很大困难;故该仪器综合考虑后选用“R取”=333.33Ω(3mA/V及以上量程)或“R取”=666.66Ω(1.5mA/V量程)。不难算出,若要使因此引起的测量误差小于2%则被测管内阻必须大于16.4kΩ(“R取”=333.33Ω)或大于32.7 kΩ(“R取”=666.66Ω)——这在测量高放大系数三极管和电压放大多极管时很容易满足,而测量功率多极管和低内阻三极管将带来很可观的误差。以测量三极管6C19为例,从手册中查得该管内阻“R内”=300Ω,设“R取”=333.33Ω则可算得未经改造的该仪器测试该管时因“R取”造成的误差为-53%这个惊人的数字!该仪器说明书中明确指出“本机只能判断电子管好坏,所测得的各参数值只能说明被测电子管的大体性质,不宜引为标准”的最主要的原因大概就在这里!
    因素“4”带来的误差是系统误差,是可以预知、可以测算、可以消除的。解决方法主要有二——1,采用公式“Gm真=Gm测*(R内+R取)/ R内”修正跨导测量结果,这样可以将因“R取”造成的误差完全排除——不过每次测试都用公式计算非常麻烦,且欲修正测量结果必须知道被测管的内阻,起码也要知道被测管内阻所在的数量级;2,采用负反馈补偿电路将因“R取”造成的不良影响补偿掉,以下重点谈一下第2种方法。
首先需要说明的是,这种补偿法并非我的发明,是苏联人Д.В.西尔季耶夫发明的(参见“电子管测试”一书(人民邮电出版社1965年7月版)第99页、第109页)。按该方法改造后的GS-5A测量电子管跨导的交流等效电路见下图(因测试多极管跨导时帘栅极始终处于地电位,所以该图(及接下来的讨论)不论对三极管还是对多极管同样适用)。
222 - 副本.jpg
       该图在GS-5A原有测量电子管跨导的线路中添加了补偿放大器(图中未画,实际上采用为电子管屏极供电的稳压电源来实现补偿放大器的功能)和反馈取样电阻“R反1”、“R反2”(用稳压电源的输出端取样电阻代替)。因上述稳压电源的取样端从原来的“R取”右端改接至图中的“T”点,故“T”点对地的交流阻抗等于“R内”//(“R反1”+“R反2”)//屏压稳压电源的内阻(以下简写为“R源内”)——也就是说由于补偿放大器的加入使“R取”对跨导测试产生的不良影响减低至“R取”等于稳压电源内阻时的水平。
设反馈取样电阻“R反1”、“R反2”的阻值足够大,其上流过的电流和流过取样回路的电流相比可以忽略,则I取=I总* R内/(R内+R源内),Gm测=Gm真* R内/(R内+R源内)。屏压稳压电源的内阻可以轻易做得不大于1Ω;而GS-5A可以测量的中小功率电子管的内阻可以认为不会小于200Ω,在最不利的情况下(“R内”=200Ω,“R源内”=1Ω)因稳压电源内阻造成的跨导测量误差也不会大于0.5%!而此时定电流发电机发出的电流99.5%以上都必然流经“R取”,在“R取”上产生的交流电压降与改造前完全无二,故进行该改造既可大幅度减轻“R取”对测试精度的影响又不会降低“R取”上得到的采样电压,基于原跨导放大器的跨导计算公式完全可以继续使用下去。
    若“R反1”、“R反2”的阻值并非足够大,其分流作用对跨导测试带来的不良影响可以通过下式计算——设“R反总”=“R反1”+“R反2”,则Gm测=Gm真* R反总/(R反总+R源内)——只要使“R反总”大于稳压电源内阻1000倍(这是很容易做到的)则其分流作用导致的跨导测试误差就不会大于0.1%,相对于跨导计本身的误差(即表头的交流线性)——±2%完全可以忽略不计。
    实际上在即将进行的本帖(三)所述的改造中正是采用了这一方法明显提高了跨导测量精度,经过该改造以后的GS-5A测试电子管跨导的误差则可以认为仅仅系所用表头的线性误差——不大于满度值的±2%,这时该仪器测得的电子管跨导参数完全可以引为标准。实际改造时利用在本帖(二)所述改造中废弃的“电源频率”开关切换稳压电源输出端取样电阻的连接方式(直接接于被测管屏极上,或像从前一样接于稳压电源输出端)——测量屏流时如将稳压电源取样电阻直接接至屏极上,其分流作用导致的测量误差将很严重,被测管屏流越小越是这样,因此在测量屏流时必须采取上述措施不使取样电阻所流过的电流流过电流表。
    因增加了这一开关,在该开关内部断路时,或“测试转换”开关位于“短路”位或“稳压管”位而该开关错拨在“跨导”位时因稳压电源的电压负反馈回路断开,稳压电源将输出其可能输出的最高电压(约350V)。如“测试转换”开关位于“短路”位则该电压被“测试转换”开关阻断而不能加至被测电子管屏极,不会发生什么不良后果;如“测试转换”开关位于“稳压管”位则该电压经限流电阻施加给被测稳压管,可能会损坏被测管。因此操作中应格外注意,“测试转换”开关位于“稳压管”位时这个新增加的开关必须位于“非跨导”位。当“测试转换”开关位于“板流”位而该开关错拨在“跨导”位时因稳压电源的取样电阻直接接于被测管屏极,取样电阻流过的电流亦被当成屏流计入电流表的读数从而增大测量误差,故操作中应注意,“测试转换”开关位于“板流”位时这个新增加的开关必须位于“非跨导”位。如“测试转换”开关位于“板流”位而该开关拨在“非跨导”位,在测试低内阻管时将带来非常显著的附加误差(刚刚已经讨论过),故操作中应注意,“测试转换”开关位于“跨导”位时这个新增加的开关应位于“跨导”位。综上所述,这个开关平时应始终位于“非跨导”位,只有将“测试转换”开关旋转至“跨导”位后方可将该开关拨至“跨导”位;只有将该开关拨至“非跨导”位后方可将“测试转换”开关旋转至其他位置,只有这样才能保证测试的安全与精确。
    需要说明的是,上述改造虽然极大提高了测试电子管跨导的精确度,但是在进行这样的改造之后原测试卡片中跨导的“好”、“存疑”、“坏”的判断阈值是否还可以继续应用下去则需要商榷——因原设计制定这些阈值时可能已经考虑了“R取”对跨导测试造成的误差而在这些阈值上做出了补偿。
    (号外1)完


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发表于 2017-9-11 17:08:24 | 显示全部楼层
技术贴啊。。记号一下,认真研读。。
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