Przyrząd do badania lamp
(Radio dla techników i Amatorów, Październik 1949, Rok IV, Nr 10)
W naszym miesięczniku nie opisywaliśmy dotychczas ważnego a podstawowego instrumentu jakim jest w praktyce radioamatora i radiotechnika - przyrząd do badania lamp. Dwa razy natomiast aparat taki opisywał nasz bratni tygodnik "Radio i Świat", a mianowicie w r. 1945 Nr 15 pt. "Przyrząd do badania emisji lamp" oraz w r. 1947 Nr 36/37 pt. " Przyrząd do badania lamp". Obydwa te aparaty robiły użytek z jednakowej zasady, przedstawionej na rys.1. Transformator sieciowy posiada wtórne uzwojenie żarzenia lampy oraz pewne dodatkowe uzwojenie dające napięcie skuteczne do 20 woltów. Koniec tego uzwojenia przyłącza się, poprzez opór ograniczający rzędu 500 omów, chroniący od skutków ewentualnych zwarć lub przeciążeń oraz miliamperomierz prądu stałego - do anody oraz innych wysokonapięciowych elektrod badanej lampy. Inne elektrody, jak np. siatka sterująca, zwarte są do katody, a ta z kolei ma punkt wspólny z jednym biegunem żarzenia. Gdy lampę włożymy do odpowiedniego gniazdka to, po rozżarzeniu popłynie przez nią prąd jednokierunkowy i spowoduje wychylenie miliamperomierza. Do w/w opisów są dołączone tabele wychyleń "normalnych" większej liczby lamp.
Rys. 1. Zasada działania najprymitywniejszego przyrządu do badania lamp. Wszystkie elektrody są połączone bądź z anodą bądź z katodą. Otrzymuje się układ prostowania jednokierunkowego, przyrząd zaś mierzy prąd wyprostowany, zależny w pewnej mierze od zdolności emisyjnej katody. Niedomogi tego przyrządu są omówione w tekście.
Przyrządy typu podanego na rys. 1 działają na zasadzie prostowania jednokierunkowego. Do czynności prostowniczej każda lampa, bez względu na swe właściwe przeznaczenie, jest oczywiście zdolna i robi to w sposób zależny pewnej mierze od swojej "emisji". Nie potrzeba oczywiście podkreślać, że układ w którym tak badamy lampy nie jest nawet z grubsza zbliżony do warunków, w jakich stosowane przez nas lampy pracują we wzmacniaczach, odbiornikach, oscylatorach itp. Tak się nawet składa, że nie widzimy w ogóle wypadku aby jakakolwiek lampa miała kiedykolwiek pracować właśnie w takich lub choćby podobnych warunkach.
Zanim jednak omówimy te sprawy, zastanówmy się nad tym co to jest "emisja" lampy. Podręczniki mówiące o tym podają, że jest to zdolność katody do emitowania pewnej liczby elektronów. W naszym praktycznym ujęciu musimy to uzupełnić tym, że pewne inne elektrody są zdolne z tej emisji zrobić użytek, to znaczy przepuścić, dzięki niej, przez lampę pewien prąd z zewnętrznego źródła napięcia, zmiennego lub stałego. Trzeba tu natychmiast podkreślić, że katody powleczone tlenkami (przeważnie baru i strontu) nie posiadają wyraźnej określonej górnej granicy "emisji", to znaczy, że prąd anodowy może wzrastać wraz z przyłożonymi napięciami, aż do przegrzania elektrod. Określoną granicę emisji mają lampy z katodą wolframową czyli tungstenową, czystą lub barowaną. Fetysz "emisji" pochodzi z czasów, zdawałoby się dawno zapomnianych, kiedy lampy z takimi katodami były w użyciu. W rzeczywistości żaden z przyrządów do badania lamp nie bada emisji, ani tym mniej jej "procentu". Wykazując czy lampa daje ten lub inny prąd anodowy, właściwy danym warunkom jej pracy, sprawdzamy przy okazji, oczywiście, że włókno lub katoda są zdolne d dostarczania wystarczającej liczby elektronów aby prąd taki mógł popłynąć, ale o tym aby sprawdzać całkowitą zdolność emisyjną katody, a zatem stwierdzić czy lampa jest zużyta, względnie jakie są perspektywy dalszego jej życia - nie ma mowy. Aparaty istniejące wykazują jedynie i wyłącznie prąd anodowy uzyskany z lampy w pewnych określonych dla danego aparatu warunkach i tu możemy je podzielić na dwie zasadnicze kategorie: te które wykazują jakiś określony punkt pracy, wyznaczony przez dane katalogowe lampy, dostarczają więc elektrodom (anodzie, ekranowi, siatkom itd.) określonych, dla każdego typu lampy dobieranych, napięć prądu stałego. Mają więc te aparaty przeważnie po kilka źródeł prądu stałego oraz liczne odczepy napięć. Dla ułatwienia obsługi posługują się przeważnie skomplikowanymi przełącznikami lub kartami z perforowanymi otworami. Kartę indywidualną dla każdego typu lampy, umieszcza się w odpowiednim okienku a w otwory jej wkłada się wtyczki kontaktowe, które podają elektrodom wszystkie właściwe napięcia. Duży przyrząd pomiarowy wykazuje "emisję" czy "procent zużycia" czyli właściwie, jak już wiemy, prąd anodowy odpowiadający nastawionemu punktowi pracy. Miliamperomierz ma skalę zabarwioną na trzy kolory i na każdej sekcji figuruje napis: ZŁA - MOŻLIWA - DOBRA. Aparatu nie włącza się od razu pod prąd w ostatecznym układzie napięć, lecz początkowo przeprowadza się próby elektrod na zwarcia z innymi lub przerwy (włókno). Przyrząd pomiarowy gra w tych próbach rolę omomierza zasilanego napięciem stałym, rzędu kilu woltów. Próba ta jest zresztą zupełnie zmechanizowana, aparat bowiem włącza się przełącznika wielopozycjowego. Na początkowych położeniach odbywają się kolejno z wszystkimi elektrodami próby wstępne a dopiero na ostatnim - właściwe badanie dobroci. Na przedostatnim położeniu przełącznika siatka sterująca lampy otrzymuje pewne niewielkie dodatkowe napięcie ujemne. Pozwala to sprawdzić czy siatka reaguje na zmianę napięcia, jest to więc uzupełniająca próba "dynamiczna", w odróżnieniu od próby "statycznej", za jaką uważamy sprawdzanie prądu anodowego. Właściwą czynnością lampy jest właśnie praca wskutek wzbudzania siatki jak najsłuszniej próbę taką się przeprowadza.
Fot. 1. Nowoczesny przyrząd do badania lamp f-my Philips. Z boku układa się kartę badanej lampy, przerzuca manetkę w lewo i wszystkie połączenia są dokonane automatycznie. Dziewięć przycisków u dołu, naciskanych daje wszelkie potrzebne próby. Do innych rodzajów lamp są podstawki przejściowe.
Ulepszeniem i usprawnieniem tej samej zresztą zasady jest aparat f-my Philips. Karty są tu wykonane z materiału twardego, dość grubego. Wkłada się je, wsuwa do specjalnej szczeliny, po czym popycha się znajdującą się z boku pudła manetką. Na skutek tego ruchu 140 ostrzy kontaktowych sprężynujących dociska do płaszczyzny karty bakelitowej, lecz oczywiście tylko te, które znajdując się naprzeciw otworów przechodzą na wylot i czynią kontakt, podając żądane napięcia do odpowiednich elektrod, automatycznie a nie ręcznie jak w poprzednio opisywanym modelu. Na płycie czołowej znajduje się osiem przycisków, które włącza się kolejno i bada się lampę, początkowo na zwarcia pomiędzy elektrodami, wreszcie na dobroć, czy jak kto woli - "emisję".
Fot. 2. Układ do automatycznych połączeń. Z lewej strony szyny napięciowe, z prawej kontakty sprężynujące.
Fot. 3. Przykład karty do lampy AL4. Otwory przepuszczają tylko kontakty potrzebne do badanej lampy.
Oba te przyrządy są dość zaawansowane i wypełniają w bardzo dużej mierze swe zadanie, nie dając zresztą odpowiedzi na zasadnicze, zdaniem autora, pytanie: czy lampa dobrze pracuje w swych normalnych warunkach pracy? Innych ważnych spraw, jak na przykład czy lampa nie szumi lub nie trzeszczy itd. itd. nie bada żaden ze znanych aparatów, do tego stosują, ale już tylko chyba w laboratoriach lub fabrykach, całe wielkie zestawy lub szafy probiercze. Mimo jednak że opisane aparaty mają jeszcze pewne braki są już jednak bardzo skomplikowane. Wykonanie ich środkami amatorskimi jest niemożliwe i nie radzę nikomu na to się porywać.
Chcemy jeszcze podkreślić, że nie lekceważymy w najmniejszym stopniu potrzeby a nawet konieczności zbadania czy lampa pracuje ze swym normalnym prądem anodowym, co jak już kilkakrotnie zaznaczaliśmy nazywa się popularnie lecz niesłusznie próbą "emisji" lub "procentu zużycia". Że jednak badanie lampy w warunkach czynnej pracy czyli to, co nazwaliśmy "próbą dynamiczną", zostało uznane za niemniej ważne, dowodzi najnowszy model aparatu f. Weston. I tu mamy próbę" ZŁA - MOŻLIWA - DOBRA, na prąd anodowy. Ale oprócz tego, przez proste naciśnięcie przełącznika, zamieniamy schemat we wzmacniacz lampowy, z normalnym zasilaniem napięciami stałymi. Jednocześnie w obwód siatki włącza się pewne niewielkie napięcie znajdującego się wewnątrz aparatu oscylatora o częstotliwości 5000 c/s. W obwód anodowy lampy włącza się obwód strojony na tę samą częstotliwość 5000 c/s oraz równolegle doń przyrząd, tym razem jako czuły woltomierz prądu zmiennego. W ten sposób łatwo mierzy się wzmocnienie lampy w określonych warunkach pracy oraz jednocześnie nachylenie jej charakterystyki. Te warunki nie są może zupełnie zgodne z tymi, które później ma spełniać lampa ale jeśli przejdzie ona zadowalająco obie próby, to prawdopodobieństwo że będzie miała jeszcze jakieś niedostatki, jest znikome i można jej użyć ze spokojnym sumieniem.
Zbudowanie takiego przyrządu, a zwłaszcza jego wykalibrowanie jest tym bardziej poza zasięgiem możliwości radioamatora. Pragnęliśmy tylko wskazać tendencje budowy omawianych aparatów. Przejdźmy wobec tego do krańcowo uproszczonego układu opisanego na początku i wskazanego na rys. 1. Ma on pewną zasadniczą zaletę dla amatora: jest niesłychanie prosty, najprostszy jaki można sobie wyobrazić. Poza tym praktyka wykazała, że jeżeli mamy już badać "emisję" czyli zdolność katody do emitowania elektronów, to lepiej to robić raczej przy niskim napięciu niż wysokim. Okazuje się bowiem, że jeśli katoda jest słaba, to wykrycie tej słabości jest przy wyższym napięciu zaciemnione przez to, że wysokie napięcie ma tendencję do "wyrywania" elektronów z katody. Natomiast niskie napięcie może korzystać tylko z zapasu elektronów jaki się stwarza w postaci tzw. ładunku przestrzennego tj. chmury elektronów naokoło katody i łatwiej wykazać braki w niej.
Przyrząd w tak prymitywnym wykonaniu nieraz postawi nas jednak w kłopotliwej sytuacji: lampa "zbadana", o dobrej pozornie emisji - nie chce działać w odbiorniku. Cóż bowiem dowiemy się o niej jeśli na przykład siatka jest zwarta z katodą? Układ z rys. 1 zwiera siatkę z katodą zewnętrznie, cóż więc się zmieni w prądzie anodowym, jeśli będzie ona, na skutek uszkodzenia, również zwarta wewnętrznie? Nic się nie zmieni, nie otrzymamy na to żadnej wskazówki, żadnego ostrzeżenia. To samo można powiedzieć o zwarciu wewnętrznym ekranu z anodą, to samo o zwarciu katody z włóknem żarzenia, tak groźnym w lampach uniwersalnych, szczególnie prostowniczych (np. CY1, UY1 itd.) itd., itd. Poza tym cóż nam powie ten próbnik o reakcji siatki na napięcie przyłożone, stałe lub zmienne? Nie, stanowczo taki przyrząd, choć oczywiście jest to lepsze niż nic, nie jest wystarczający dla najprymitywniejszego warsztatu. Po kilku rozczarowaniach odechce się nam mu wierzyć i zaczniemy się rozglądać za czymś lepszym. Takim właśnie przyrządem wyższej kategorii, który da nam, jeśli nie wszystkie, to przynajmniej wiele niezbędnych danych o stanie każdej lampy - jest niżej opisany. Jest on przy tym dostatecznie prosty w budowie, tak że każdy radioamator może go wykonać. Nie jest on oczywiście wolny od pewnych zasadniczych wad, na które zwrócimy uwagę, lecz godny jest zachodu i odda usługi więcej warte niż jego koszt i praca weń włożona.
Schemat próbnika widzimy na rys. 2. Objaśnienia tam naniesione czynią go zrozumiałym, ale dodamy kilka słów wyjaśnień. Przede wszystkim w szereg z pierwotnym uzwojeniem transformatora sieciowego mamy opór ograniczający 400Ω 15 watów: włączamy zawsze przyrząd do sieci początkowo poprzez ten opór. Nie przeszkodzi on w wychyleniu miliamperomierza, nieznacznie go tylko bowiem zmniejszy - jeśli wszystko jest w porządku. Jeśli natomiast są uszkodzenia, na przykład zwarcia, nadmierny prąd itp., opór ograniczy skutki tych defektów do wielkości nieszkodliwej i to zarówno dla samej lampy, jak i transformatora, miliamperomierza itd. Gdy przekonamy się, że wszystko jest w porządku, pomijamy szybko opór i mamy wtedy miarodajny odczyt prądu.
Podstawą, ośrodkiem naszego aparatu jest transformator sieciowy. Musi on być bardzo dobrze wykonany z dużą liczbą zaczepów dla wyboru napięcia żarzenia. Ponieważ wykonanie tak dużej liczby zaczepów jest bardzo trudne, radzimy zamówić taki transformator w solidnej firmie fachowej. Oto jego dane:
- uzwojenie pierwotne: 120V (drut ø 0,5) lub 220V (ø 0,3)
- uzwojenie wtórne: 0 - 1,25 - 2 - 2,5 - 4 - 5 - 6,3 (ø 1) - 13 - 16 - 20 - 26 - 30 - 35 - 45 - 50 - 55 - 60 - 90 - 110 - 120V (ø 0,4).
- moc ogólne 30 - 40 watów.
Drugą bardzo ważną częścią składową jest przełącznik skokowy napięcia żarzenia. Tylko bardzo solidny, pewny i trwały fabrykat nadaje się do naszego celu, przy czym liczba kontaktów wynosi 20, choć może być nieco zredukowana kosztem wyboru napięć żarzenia. Na przykład napięcie 2,5V (dla starych lamp amerykańskich), dalej 16, 35, 55 i 120V można ewentualnie pominąć w pierwszym rzędzie, rozejrzawszy się uprzednio według katalogu lamp, co do ich wyboru. Skoki po kontaktach mogą być zwierające (sąsiednie kontakty - w czasie przeskoków) dzięki oporowi ograniczającemu w przewodzie sieciowym. Napięcia żarzenia włączamy kolejno, od najmniejszego zaczynając. Pierwsza pozycja przełącznika załącza włókno poprzez neonówkę na 120 wolt. Jest to próba całości włókna, jeśli bowiem jest ono przerwane lub spalone, neonówka się nie zapali. Nie jest to jednak, jak wynika z doświadczenia, próba zupełnie pewna, czasem bowiem włókno przepalone wykazuje pewien przepływ, rzędu setek lub tysięcy omów, a tego zaś neonówka nie wykaże, zapali się bez wyraźnego osłabienia. Wypadków tych nie jest wiele, dajemy jednak w obwodzie żarzenia gniazdka, normalnie zwarte, dla ewentualnego załączenia zewnętrznego amperomierza do sprawdzenia prądu żarzenia. Jeśli zaś zepsute włókno daje zwarcie - chroni znowu opór w przewodzie sieciowym.
Stopniowo podnosimy napięcie żarzenia, z pauzami, cierpliwie bez zbędnego i szkodliwego pośpiechu, z oporem sieciowym w obwodzie. Tu zresztą widzimy małą przewagę naszego systemu nad "kartowymi", które z konieczności załączają napięcie żarzenia od razu, co jak wiemy jest bardzo szkodliwe w lampach uniwersalnych o wysokim napięciu żarzenia, a małym prądzie, więc tym samym delikatnym włóknie. Gdy więc napięcie żarzenia dojdzie do normy, czekamy aż pokaże się i ustali prąd w miliamperomierzu, i jeśli uznamy że wszystko jest w porządku, przynajmniej pod względem zwarć lub innych anomalii, przerzucamy na pełną sieć i po krótkiej już chwili ostateczna wartość prądu w miliamperomierzu ustali się. Stwierdzamy, czy jest on w granicach normy, czy też nie i wtedy robimy szybko kilka prób a mianowicie: próbę reakcji siatki: klucz (w modelu klucz telefoniczny, tzw. Kellog) przełącza siatkę z przednapięcia zero czyli równemu katodzie, na napięcie 6 woltów prądu zmiennego, tak jednak dobranego, że przychodzi ono w fazie z napięciem anodowym. Dzięki temu prąd anodowy rośnie, dając wyraźną i pozytywną wskazówkę czy i jak działa w lampie elektroda sterująca i jak reaguje obwód anodowy. Podkreślaliśmy już kilkakrotnie, że jest to próba podstawowa, bez której nie będzie nigdy pewności czy lampa funkcjonuje. Oczywiście, stwierdzamy to z naciskiem, że w naszym układzie lampa nie pracuje w normalnych swych warunkach pracy, nie jest bowiem zasilana napięciem stałym lecz zmiennym i poza tym jej poszczególne elektrody nie mają wyboru napięć, jak w katalogu, lecz tylko 0 - 6 - 120 wolt prądu zmiennego. Pracuje ona jako dioda prostownicza, tak jak w prymitywnym układzie z rys. 1, z tą jednak różnicą - że pod wyższym napięciem, dzięki czemu łatwiej wykażą się różne mniej czy więcej groźne uszkodzenia oraz ze sterowaniem siatki, czynnym i skutecznym nawet przy napięciu zmiennym na anodzie i ekranie.
Napisaliśmy wyżej, że stwierdzamy czy prąd anodowy jest normalny czy też nie. Nie jest to tutaj oczywiście prąd jaki podają katalogi lamp. Jest to wartość specyficzna dla naszych warunków pracy. Możemy ją wyznaczyć najlepiej przez porównanie z lampami dobrymi, pewnymi lub przez stopniowe badanie większej liczby lamp i wypośrodkowanie średniej. Jeśli po dokładnym zapoznaniu się z przyrządem i jego wychyleniami przyjdzie jakaś nowa nieznana lampa, to da ją się ocenić przez porównanie z analogicznymi innej serii o podobnych właściwościach. W każdym razie do ścisłego określenia tzw. popularnie "procentu emisji" w tym przyrządzie należy się odnieść z rezerwą - mam co prawda poważne wątpliwości i przy innych aparatach. Oczywiście, że przy lampach słabych i zużytych wyjdzie ich słabość jasno i bez dwuznaczności na jaw, większy jednak nacisk kładziemy tu na działanie siatki, a więc pracę lampy. Jak się zresztą dokładnie przekonamy, jedno z drugim idzie w parze.
Równocześnie z wykonaniem przyrządu zakładamy kilka zeszytów, w których skrzętnie notujemy wyniki badań każdej lampy, z ewentualnymi uwagami co do jej zachowania się w odbiorniku czy wzmacniaczu. Tylko w ten sposób bowiem poznamy właściwości każdej z nich, a notatki przydawać się nam będą ciągle. Podam jeden przykład: lampy miksujące nie oscylują czasem na falach krótkich. Szczególnie złą sławą "cieszą się" pod tym względem ECH11 a zwłaszcza UCH11. Notujemy więc pilnie wychylenia jakie daje część triodowa tych lamp (dwa: przy zero siatki i przy 6 woltach na siatce) i zaznaczamy które z nich nie oscylowały na falach krótkich. Przy pewnej liczbie okazów będziemy mogli z dużym prawdopodobieństwem z góry określić, która z lamp badanych jest dobra a która zła, pod tym ważnym względem. "Przesunięcie" prądu anodowego przy przyłożeniu na siatce napięcia 6 wolt jest właśnie w tym wypadku ważniejsze niż prąd spoczynkowy, działanie bowiem siatki decyduje przede wszystkim o tym czy lampa będzie zdolna do oscylacji w trudnych warunkach pracy na falach krótkich. Podobną sytuację obserwujemy również przy działaniu triod wzmacniających szczególnie w lampach kombinowanych VCL11, ECL11, UCL11, pentodach głośnikowych a zwłaszcza bezpośrednio żarzonych jak RES64, 964, AL1 itp.
Jeśli lampa jest uszkodzona, istnieje na przykład zwarcie pomiędzy ekranem czy anodą a siatką, wtedy nasz miliamperomierz (prądu stałego) nie wykaże wychylenia, natomiast rozżarzy się żaróweczka anodowa, której prąd dobrany jest odpowiednio do napięcia zasilającego (120 wolt) i oporu ograniczającego (1000 Ω). Rozżarzenie żarówki bez wychylenia przyrządu (strzałka lekko drży wokół położenia zerowego) jest wskaźnikiem zwarcia. Jeśli zwarta jest siatka do katody - nie będzie przesunięcia prądu anodowego w górę, ewentualne zwarcie można zbadać w sposób, jaki podamy nieco później.
Dalszą ważną próbą jest stwierdzenie izolacji pomiędzy katodą a włóknem lamp pośrednio żarzonych. W przyrządzie modelowym obie te próby odbywają się za pomocą jednego przełącznika telefonicznego ("Kelloga"), przy czym w położeniu normalnym spoczynkowym w środku łączy on siatkę z O i katodę z O. W położeniu "od siebie" daje on przesunięcie prądu anodowego włączając 6 wolt na siatkę, w położeniu do siebie otwiera, przerywa połączenie katoda - O. Przerywa się w ten sposób obwód anodowy i całe lub prawie całe napięcie anodowe odkłada się między katodą a włóknem. Jeśli izolacja jest należyta prąd anodowy spadnie do zera, jeśli zaś nie - będzie on nadal płynął w całości lub części. Zbadanie izolacji katoda-włókno jest w tym układzie wyraźne i nie dające wątpliwości, przy czym napięcie próby jest właściwie dobrane. Przy niższym napięciu nie ujawnią się czasem wpływy, które zjawiają się w czasie pracy, przy wyższym zaś może nastąpić uszkodzenie nawet dobrej lampy.
W ten sposób wszystkie zwarcia jakie się mogą zdarzyć można wykryć i ustalić bez szkody dla lampy lub jakiegokolwiek elementu próbnika. Każdy zaś praktyk przyzna, że są to badania niezbędne.
Mamy jeszcze w przyrządzie próbę zaznaczoną jako badanie próżni. Otóż jest rzeczą znaną, że przy złej próżni płynie przy przy zerowym napięciu siatki pewien mniejszy lub większy prąd siatki. Przy włączeniu otwarciem przycisku stosunkowo dużego oporu (0.5 MΩ) do obwodu siatki powstaje na skutek spadku napięcia na tym oporze pewne przesunięcie jej napięcia, tym razem w kierunku ujemnym. Prąd anodowy wtedy oczywiście spada i z głębokości jego spadku orientujemy się co do jakości próżni. Jest to próba pożyteczna ale oczywiście nie pierwszoplanowa i nie daje jednoznacznych wskazań. Niektóre na przykład lampy głośnikowe dają dość znaczny spadek prądu anodowego przy wtrąceniu wyżej wymienionego oporu w siatkę, a mimo to pracują w odbiornikach doskonale, w swych oczywiście normalnych warunkach pracy, z ujemnym przednapięciem siatki. Mimo to, autor przyzwyczaił się i do tej próby, daje ona bowiem w każdym razie pewne przesunięcie prądu anodowego w dół, pomnażając obraz pracy lampy. Lampy o żarzeniu bezpośrednim nie dają prawie wcale reakcji na próbę "próżni".
W układzie widzimy jeszcze jeden przełącznik a mianowicie włączanie do anody napięcia bądź 120 wolt bądź 6 wolt. To dolne napięcie służy tylko do badania diod, gdyż po pierwsze wysokie napięcie może być dla nich niebezpieczne, a po drugie przy niskim napięciu łatwiej wykazują one swe ewentualne niedomagania. Przy wysokim napięciu włączonym przez opór 50 KΩ nie ma prawie diody która by nie wykazywała normy, podczas gdy przy 6 woltach niejedna okazała się słabą. Jest to oczywiście próba dodatkowa, powstała w trakcie eksperymentowania z różnymi możliwościami próbnika.
Przejdziemy teraz do omówienia systemu, w jaki poszczególne elektrody lampy dołącza się do gniazd wykazanych na schemacie z rys. 2. Gniazda te mają wszystkie napięcia przeznaczone dla każdej możliwej elektrody, należy je tylko odpowiednio przyłożyć. Gniazdo Z daje napięcie żarzenia z przełącznika, O - masę, K idzie do masy poprzez wyłącznik, przeznaczone jest więc dla katod, G idzie bądź do masy bądź do 6 wolt, obsługuje więc siatki, A daje napięcie anodowe, wreszcie D to samo napięcie lecz poprzez opór redukcyjny 50 KΩ i jest przeznaczone dla diod.
Rys. 2. Schemat przyrządu. Gniazda Z, O, K, G, są podwójne, A - potrójne, G ma poza tym przewód z kapką, A - przewód z końcówką. Lampa jest badana również w układzie prostowania jednokierunkowego, lecz jest możność zbadania izolacji wszystkich elektrod oraz reakcji siatki na prąd anodowy.
Próbnik modelowy posiada siedem podstawek, najczęściej spotykanych w naszych warunkach, a mianowicie: starą pięcionóżkową (na przykład do RENS 1284, RES 164, C 443 itd.), starą siedmionóżkową (ACH 1 itp.), boczną ośmiokontaktową (do np. AL 4, ECH 3 itp.), boczną małą pięciokontaktową (do np. AB 2, VY 1), ośmiokontaktową dla lamp stalowych (ECH 11, ECL 11 itd.), amerykańską ośmiokontaktową "oktal" (do lamp np. 6A8, 6F6 itp.), wreszcie amerykańską "loctal" (np. 7C5, 7B8 itp.), która służy jednocześnie i do europejskiej serii "pressglass" (UCH 21, UBL 21 itd.). Poza tym mało już spotyka się potrzebnych podstawek, tak że wmontowanie ich na stałe jest mało uzasadnione, choć oczywiście zależy od chęci i uznania każdego wykonawcy przyrządu.
Przy kontaktach każdej podstawki są umieszczone litery i numery. Zapoznanie się z zasadą ich oznaczania jest ważne, wyjaśnia bowiem dalszą właściwość naszego próbnika a mianowicie jak największą giętkość i możliwość obsługi wszystkich napotkanych typów lamp. Każda seria lamp ma na ogół pewną jednolitość w rozmieszczeniu elektrod. Niektóre mają na przykład żarzenie zawsze w jednym miejscu, inne katodę lub metalizację. Te, dla danej podstawki i wszystkich z nią związanych lamp ustalone raz na zawsze kontakty łączymy wprost ze źródłami napięć, którymi są, jak już wiemy, gniazdka oznaczone literami samotłumaczącymi się. Tam więc gdzie przy kontakcie podstawki mamy literę O (początek żarzenia i masa), Z (koniec żarzenia niosący to napięcie, które nastawimy przełącznikiem żarzenia), K (katoda) - te elektrody są nieprzełączalnie doprowadzone do wymienionych punktów układu. Poza tym G (siatka) jest dołączona do giętkiego kabelka zakończonego kapką i przeznaczonego dla wszelkich lamp z wyjątkiem niektórych starych pięcionóżkowych, które mają u góry bańki anodę. Dla tych lamp przewidziano drugi giętki kabelek zakończony końcówką i dołączony do A (napięcie anodowe). Litery O, Z i K umieściliśmy wewnątrz kółek oznaczających podstawki celem zaznaczenia, że są to połączenia wewnętrzne, stałe.
Numery od 1 do 7, umieszczone na zewnątrz obwódek oznaczających podstawki, dotyczą końcówek, które nie mają stałych przeznaczeń i otrzymują rozmaite potencjały zależnie od typu lampy. Wyprowadziliśmy je na zewnątrz w postaci giętkich, kilkunastocentymetrowych kabelków, najlepiej różnokolorowych, zakończonych wtyczkami bananowymi w tych samych kolorach. Wtyczki te wkładamy do tego gniazdka, które dostarczy elektrodzie właściwego potencjału, przy czym gniazdka są zwielokrotnione, ponieważ anodzie i ekranowi dostarczamy tego samego napięcia. W niektórych typach są po dwie i więcej siatek itd.
Rys. 3. Przykład badania lampy: AL4. Przez manipulację wtyczkami Nr1, 2, 3 i 5, wszystkie elektrody otrzymują właściwe napięcia i połączenia. Żarzenie jest w tej podstawce dołączone na stałe, należy tylko nastawić przełącznik na właściwe napięcie, tu 4 wolty.
Zasadę działania przyrządu i jego możliwości wyjaśnimy najlepiej na przykładzie z rys. 3. Mamy tam układ elektrod lampy AL4. Widzimy, że anoda jest dołączona do wtyczki 1, ekran do wtyczki 2, siatka do 3, katoda do 5. Bierzemy więc po kolei te wtyczki i wkładamy do odpowiednich gniazd, dając tej lampie wszystkie potrzebne do zbadania napięcia. Robimy to przed załączeniem sieci i po załatwieniu tej czynności - sprawdzamy jeszcze raz dla ostrożności czy nie popełniliśmy jakiejś pomyłki. Następnie włączamy sieć, oczywiście poprzez opór zabezpieczający i rzucamy spojrzenie na neonówkę, która powinna się zaświecić, ponieważ na pierwszym kontakcie przełącznika ona właśnie pokazuje całość włókna. Następnie powoli i z rozwagą przeskakujemy kontakty obserwując rozżarzanie się lampy i zatrzymujemy się na 4 woltach żarzenia. Teraz trzeba dobrą chwilę odczekać, aż się lampa rozgrzeje i miliamperomierz zacznie się wychylać (bocznik powinien być dołączony, czułość przyrządu 50 miliamperów). Jeśli nie ma nic podejrzanego, przerzucamy klucz na pełną sieć i wykonujemy opisane już wyżej próby na czułość siatki, izolację katoda - włókno oraz próżnię. Wartości do jakich powinien wychylić się miliamperomierz podane są w tabeli zamieszczonej niżej. Uzyskane one zostały przez skrzętne notowanie osiąganych ze wszystkimi lampami wyników. Do tego celu autor posiada cztery zeszyty, gdzie każda seria lamp ma swój łatwo dostępny rozdział na początku lub końcu zeszytu. W górnym rogu zaznaczony jest typ lampy lub kilka bardzo zbliżonych typów (np. EF5 i EF9 itp.). Pod każdym typem podane jest napięcie żarzenia, rzecz szczególnie ważna przy lampach uniwersalnych, gdzie nie jest ono zawarte w oznaczeniu lampy. Tuż obok lub pod napisem narysowany jest cokół lampy z literami i numerami, wziętymi z rys. 4, od razu ze wskazówkami, gdzie należy włożyć wtyczki bananowe.
Rys. 4. Podstawki lampowe, użyte w aparacie modelowym wraz z oznaczeniami niezbędnymi do wykonania połączeń stałych (O, Z, K) oraz zmiennych numerowych 1 - 7. Wszystkie jednakowe liczby, względnie numery są połączone ze sobą i każda wspólna szyna z właściwym punktem układu.
Dla całkowitej pewności i sprawności obok jest to samo powtórzone słownie, a więc znowu dla naszego przykładu z lampą AL4:
1 i 2 do A, 3 do G, 5 do K.
System wtyczek pozwala na różne próby dodatkowe. Na przykład przez wyjmowanie, przy lampie AL4, wtyczki 1 sprawdzamy oddziaływanie anody (tu bardzo słabe, cały prąd pobiera ekran). Wtyczka 2 pozwoli sprawdzić odrębnie ekran.
Poza tym - rzecz niezmiernie ważna - lampy podwójne można badać zupełnie oddzielnie, każdą z osobna. Weźmy na przykład triodę - heksodę ECH4. Tu nasza recepta wygląda:
Trioda - 3 do G, 5 do A.
Heksoda - 1 i 2 do A, 4 do G.
Badając niezależnie oba systemy elektrod mamy możność stwierdzić czy na przykład trioda nie jest słaba przy zupełnie dobrej heksodzie. W prymitywnym układzie z rys. 1 taka lampa, zbadana jako jedna całość, miałaby na pewno dobrą "emisję", "stuprocentową" a rezultat? - odbiornik nie gra na falach krótkich i nasz radiotechnik szuka defektu np. w cewkach, przełączniku i Bóg wie jeszcze w czym.
Przez manipulowanie wtyczkami nie ma takiego zwarcia, którego by nie można było pozytywnie stwierdzić, poza możliwościami sprawdzania automatycznego.
Również urwane doprowadzenia elektrod dadzą się zlokalizować. Weźmy znowu naszą AL4. Jeśli wyjmiemy wtyczkę 2, wyłączymy ekran. Prąd anodowy spadnie bardzo znacznie. Gdy więc mamy lampę AL4 o podobnie niskim prądzie, trzeba wyjąć wtyczkę ekranową 2, jeśli prąd anodowy nie zareaguje - dowód że ekran jest urwany i należy to sprawdzić w cokole. Po sprawdzeniu uszkodzenia da się je czasem usunąć. Nie reagującą siatkę czy anodę wykryjemy w ten sam sposób.
Jeśli mamy zbadać lampę, której podstawka nie jest zamontowana w naszym przyrządzie, to i w tym wypadku można sobie dość łatwo poradzić. Za pomocą kabelków zakończonych z jednej strony klipsami krokodylkowymi, a z drugiej strony wtyczkami bananowymi, dołączamy elektrody lampy do odpowiednich gniazd, posługując się układem cokołu według katalogu. Oczywiście trzeba to robić bardzo ostrożnie, najlepiej przy pomocy drugiej osoby. W ten sposób autor badał na przykład lampy wielokrotne Loewe'go.
Aparat pozwala jeszcze na jedną rzecz, a mianowicie na próbę kondensatorów elektrolitycznych. W tym celu wkładamy lampę AZ1 lub AZ11 do podstawki, załączamy sieć, rozżarzamy lampę i włączamy elektrolit pomiędzy wtyczkę 1 (minus) a gniazdo A (plus). Miliamperomierz wychyli się gwałtownie (czułość zmniejszona 50 mA) do mniej więcej połowy skali, zależnie od pojemności kondensatora, po czym powoli zacznie spadać. Można wtedy czułość miliamperomierza zwiększyć odłączając bocznik i zaobserwować, po dobrej chwili, wychylenie strzałki przyrządu. Przy dobrych elektrolitach wynosi ono poniżej 1 mA. Żadne niebezpieczeństwo nie grozi przy tej próbie, nawet jeśli elektrolit jest zwarty, o ile oczywiście miliamperomierz jest nastawiony na 50 mA. W razie zwarcia elektrolitu miliamperomierz pokaże tyle, ile użyta lampa prostownicza, załączona normalnie.
Podkreślaliśmy, że bardzo ważne jest przy naszym przyrządzie założenie zeszytów, w których notować będziemy wyniki badanych lamp. Podamy więc, dla ułatwienia, tabelę przeciętną szeregu wyników, co pozwoli od razu wykonawcy na zorientowanie się o jakości lampy, bez oczekiwania na zdobycie większego doświadczenia. Jest to wyciąg z notatnika autora, którym chcemy podzielić się z Czytelnikami. Tabela jest ułożona według typów lamp oraz kolejności alfabetycznej. Nie jest ona oczywiście kompletna, zwłaszcza jeśli chodzi o lampy amerykańskie, lecz służy jako początek i wzór i podlega uzupełnieniu.
(Tabelę podamy w numerze następnym - pokazano poniżej)
Obok typu lampy podajemy napięcie żarzenia, charakter lampy, dalej połączenia elektrod do odpowiednich napięć, czyli po prostu do którego gniazdka należy włożyć wtyczki numerowane od 1 do 7. Potem jest zaznaczony prąd anodowy w stanie spoczynku oraz zwiększony na skutek przyciśnięcia klucza przesuwającego napięcie siatki. W chwili włączenia zawsze bocznikujemy miliamperomierz do 50 mA i gdy jego wychylenie wynosi mniej niż 10 mA, bocznik wyłączamy.
Na czubki lamp zawsze wciskamy kapkę odpowiadającą G. Przy nielicznych lampach gdzie u szczytu jest anoda jest to specjalnie zaznaczone.
Konstrukcja przyrządu
Cały przyrząd ze wszystkimi częściami składowymi i połączeniami jest zmontowany na płycie bakelitowej. Przy większym zagęszczeniu elementów można te wielkości nieco zmniejszyć z korzyścią dla przenośności aparatu. W modelu wykorzystano w całości istniejącą płytę, poza tym popełniono, przez przyzwyczajenia, błąd polegający na tym, że podstawki lampowe rozsunięto, zapominając, że tu przecież nie wchodzi w rachubę więcej niż jednocześnie jedna lampa. Podstawki lampowe można umieścić ciasno, jedna tuż koło drugiej.
Fot. 4. Przyrząd do badania lamp z dołu
Fot. 5. Przyrząd do badania lamp - widok z góry.
Przy wykonywaniu przyrządu należy części starannie ustawić, długo ważąc ich położenie i konieczną przestrzeń. Lepiej się trzy razy zastanowić, niż raz popsuć płytę. Ponieważ elementy z jakich radioamator będzie składał przyrząd nie będą te same co w modelu, nie podajemy dokładnie ich wymiarów. Rozłożenie jednak elementów, takie jak w modelu, zdało egzamin i okazało się dogodne oraz praktyczne.
Do płyty czołowej dopasowane jest pudło drewniane, na którym płyta się opiera i do którego jest przykręcona śrubami. Głębokość pudła jest zależna od wysokości transformatora sieciowego, jako największej części składowej.
Połączenia
Połączenia są zasadniczo podane na schematach, wymagają jednak kilku słów objaśnienia. Zasadniczo mamy do wykonania jakby dwa układy. Układ zasilania z rys. 2, w którym nie ma chyba żadnych wątpliwości, oraz układ wykorzystania, to znaczy podstawki lamp, które będziemy badać, z rys. 4. Końcówki podstawek z oznaczeniami O, Ż i K (znajdujące się wewnątrz kółek) łączymy ze sobą a wspólne "szyny" - z odpowiednio oznaczonymi gniazdami napięciowymi. Końcówki podstawek o oznaczeniach numerowych od 1 do 7, łączymy najpierw ze sobą, a każdą znowu szynę z wtyczką bananową opatrzoną odpowiadającym numerem. Te końcówki będziemy łączyć z gniazdami napięciowymi przez włożenie wtyczki tam, gdzie każdorazowo badany typ lampy nakazuje, według tabeli.
Połączenia należy robić drutem izolowanym, najlepiej różnokolorowym, bardzo starannie izolując i lutując.
