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真空管カーブトレーサ(2)

最初は、320Vくらいの定電圧電源を用意して、マイコン制御で電圧を変更できる回路で全自動のカーブトレーサを作成しようと思っていたのですが、これがなかなか大変です。

5Vの定電圧電源でも四苦八苦しているのに、300Vを超えた定電圧電源を作るというのがそもそもの要因で、かつ、カーブトレーサとするにはその電圧を可変できないといけなく、これらの回路全体を安定に動作させる事はかなりの困難を極めるという結論に達しました。電圧計測にグリッド電圧を含めると正負両方のA/D変換が必要なのも痛い所でした。

安定化させてない…というかむしろ積極的に交流を使う構成の場合、オシロが欠かせません。よくあるカーブトレーサの自作例ではX-Y画面にしたオシロの画面をグリッド電圧を1シャッター毎に変えながら、多重露出で撮影した物があります。が、アナログオシロも、多重露出できるカメラも持っていません(カメラはデジカメしかないです)。でもそこは技術の進歩。私の持っているデジタルUSBオシロは、サンプリングした電圧値をそのままテキストファイルに落としてくれるのです。なので、グリッド電圧を変える度にファイル保存し、Excel等でくっつければ良いわけです。

最終的に表計算ソフト(OpenOfficeを使っているのでCalc)を使うというのであれば、何も電流値を計測する為の回りくどい回路は必要ないと思い、こんな構成にしてみました。

tube_curve_tracer_schematic_01

プレートと電源間に接続した抵抗の両端のGNDからの電位を計測し、後で表計算ソフトを使い、電流値を求めるといった方法です。

回路が簡単なので、早速動作でテストを行いました。真空管も6ER5限定にし(手持ちの三極管で最悪壊れた時に精神的ダメージが少ない球を選びました)、かなりのバラック状態で計測を行いました。

RIMG0286

tube_curve_tracer_01

6er5_g_0v_NG

なんじゃこりゃ!?

グリッド電圧はカソード直結で0Vにして計測した結果なのですが、Ip-Vp特性のグラフがとんでもない事になっています。オシロでは2プローブの簡単な演算もリアルタイムで表示できるので 1pin - 2pin の結果を出力させてますが、その時点で怪しい値です。マイナスになるという意味不明な箇所もありますし…。

サンプリングし、はき出されたデータを見てみると、計測電圧の最低単位が1Vに…。100Ωの抵抗の両端電位から電流値を出そうとしているので、最低でも100mV単位は欲しいところなのに…。と、オシロの分解能が何bitなのか知らない事に気がつきました。箱を見ると「9bit」と書かれています。つまり…512等分ですね。これでは400V計測時に最低単位が1Vになるのもうなずけます。今まで、十数Vくらいまでしか使わなかったので気にしてませんでした。

秋月のUSBオシロを見ると、12bit品があります。パラレル接続だと16bit品もあります。が、付いてくるソフトにサンプルデータをそのままはき出してくれる機能があるか不明ですし、何よりお財布事情もありますし…。

と言うことで、回路を変更して計測方法を変える事にしましょう。
タムさんのページ超簡易カーブトレーサと題する物が紹介されています。電流をカソード側で測定するのに少し抵抗があったのですが、背に腹は代えられません。この方法で検討してみましょう。というか、手持ちの関係で半波清流を全波整流に変更するくらいですけどね。
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