Lampowy stopień wejściowy dla częstościomierza TTL ?

[tszczesn]

A jak wtedy wygląda kwestia niskich częstotliwości ?

Dobrze. W praktyce i tak dla naprawdę niskich częstotliwości (kilka, kilkanaście Hz i mniej) nie mierzy się częstotliwości a okres, a w takim przypadku dorobienie oddzielnego stałoprądowego wejścia, właśnie z komparatorem (wtedy można i mierzyć czas trwania pojedynczych impulsów) nie stanowi problemu.

Myślałem o regulowanym wzmocnieniu i progach ze względu na możliwość osobnego pomiaru częstotliwości przy różnych poziomach badanego przebiegu, np. dla takiego:

Clipboard01.jpg

Zależnie od ustawień progu wyjdą dwie różne wartości. Chociaż nie wiem, czy w praktyce może to się do czegoś przydać.

To daj jeszcze wyjście wyzwalania i do oscyloskopu, abyś mógł zobaczyć co mierzysz, przydatne przy tak pokręconych przebiegach.

[Furman Zenobiusz]

Myślałem nad wbudowaniem do środka niewielkiego wskaźnika oscyloskopowego na D5-100, przełączanego według potrzeby na wejście, wyjście wzmacniacza wstępnego lub wyjście układu kształtowania. Miałoby to pewną zaletę - podczas pomiarów główny oscyloskop miałbym wolny a i przy okazji dokładnie bym widział to co widzi częstościomierz.

W zasadzie posiadam gotową elektronikę na tranzystorach, z tym że ma ona raczej kiepskie pasmo - kończy się na około 5MHz a sam generator podstawy nawet wcześniej wymięka, trochę mi się nie udał.
Zbudowałem to tak w ramach zapoznania się z budową oscyloskopów, na podstawie fragmentu książki "Tranzystorowe przyrządy pomiarowe".
Pomysłu tego na razie jeszcze całkowicie nie porzuciłem, ale na razie został odłożony ze względu na dość duży stopień trudności wykonania.

Tymczasem mam inne pytanie - na jak duże oporności w obwodzie s1 pentody/selektody typu 6F31 można sobie pozwolić ? Z jednej strony siatka nie może wisieć w powietrzu, więc jakiś rezystor do masy musi być. Z drugiej strony, rezystor ten w dużym stopniu będzie decydował o impedancji wejściowej, wraz z drugim, szeregowym do siatki (ujemna polaryzacja przez rezystor katodowy). Czy wartości typu 10M+10M lub 20M+10M nie będą przesadzone ?

[tszczesn]

Tymczasem mam inne pytanie - na jak duże oporności w obwodzie s1 pentody/selektody typu 6F31 można sobie pozwolić ? Z jednej strony siatka nie może wisieć w powietrzu, więc jakiś rezystor do masy musi być. Z drugiej strony, rezystor ten w dużym stopniu będzie decydował o impedancji wejściowej, wraz z drugim, szeregowym do siatki (ujemna polaryzacja przez rezystor katodowy). Czy wartości typu 10M+10M lub 20M+10M nie będą przesadzone ?

Dla lamp sygnałowych spokojnie 20MΩ może być, o ile ma jakoś ograniczony prąd anody (np opornikiem anodowym), co ma miejsce w stopniach oporowych. Ale po co opornik szeregowy z siatką? On ograniczy pasmo.

[Furman Zenobiusz]

Jakiś rezystor wolałbym mieć, chociażby ze względu na możliwość przebicia s1-k w lampie, żeby nie uwalić mierzonego urządzenia.
Czy poza tym można założyć, że siatka ma impedancję bliską nieskończoności ?

[Romekd]

Przy niskich częstotliwościach impedancja siatki jest bardzo duża, co wynika z niewielkich pojemności siatki względem pozostałych elektrod lampy. W nowej sprawnej lampie siatka polaryzowana jest niewielkim prądem płynącym do niej przez rezystor łączący ją z masą. Wraz ze wzrostem wartości tego rezystora siatka staje się coraz bardziej ujemna, co w pewnych sytuacjach wymaga zmiany wartości rezystora włączonego w obwód katody, lub nawet całkowite jego usunięcie (zwarcie). W miarę zużywania się lampy jakość wewnętrznych izolacji pogarsza się, przez co prąd siatki może zmienić swój kierunek i wartość. Może to spowodować, że na siatce pojawi się potencjał dodatni i to tym większy im większą wartość będzie posiadał rezystor siatkowy. Trzeba o tym pamiętać, szczególnie przy lamach dużej mocy, np w stopniach wyjściowych wzmacniaczy m.cz. (w ich przypadku katalogi podają maksymalną dopuszczalną wartość tego rezystora; powyżej tej wartości lampa może pracować niestabilnie).

Impedancja wejściowa lampy szybko spada ze wzrostem częstotliwości, przy czym spadek ten jest większy w triodach niż w pentodach. Można to wytłumaczyć większą pojemnością siatka-anoda i występowaniem efektu Milera (fazy sygnałów na tych elektrodach są odwrócone, a amplituda sygnału na anodzie, ze względu na wzmacniające działanie lampy, jest dużo wyższa niż na siatce). W małych pentodach impedancja wejściowa spada do kilku kiloomów przy częstotliwościach rzędu kilkudziesięciu MHz. Zastosowanie rezystora antyparazytowego w obwodzie siatki powoduje szybki spadek częstotliwości granicznej stopnia, przy czym ze względu na wspomniany już przeze mnie efekt Milera spadek ten jest największy w lampach trójelektrodowych.

Pozdrawiam,
Romek

[tszczesn]

Impedancja wejściowa lampy szybko spada ze wzrostem częstotliwości, przy czym spadek ten jest większy w triodach niż w pentodach. Można to wytłumaczyć większą pojemnością siatka-anoda i występowaniem efektu Milera (fazy sygnałów na tych elektrodach są odwrócone, a amplituda sygnału na anodzie, ze względu na wzmacniające działanie lampy, jest dużo wyższa niż na siatce). W małych pentodach impedancja wejściowa spada do kilku kiloomów przy częstotliwościach rzędu kilkudziesięciu MHz.

A żeby było jeszcze weselej, to ze względu na dość w sumie duży czas przelotu elektronów porównywalny z okresem fali impedancja wejściowa ma charakter zespolony, pojawia sie tez składowa rzeczywista (oporność). Do tego obie składowe, rzeczywista (oporność) i urojona (pojemność) zależą nie tylko od częstotliwości, ale i prądu katody i napięcia na anodzie...

[Furman Zenobiusz]

Widzę, że nie będzie zbyt łatwo. Potrzebuję stopień wejściowy rozpędzać do 100MHz, może ciut wyżej. Podejrzewam, że w najlepszym przypadku 110MHz będzie i tak limitem konstrukcyjnym wynikającym z techniki TTL, na tym kończą się możliwości najlepszych układów serii 54/74S.

[tszczesn]

Widzę, że nie będzie zbyt łatwo. Potrzebuję stopień wejściowy rozpędzać do 100MHz, może ciut wyżej. Podejrzewam, że w najlepszym przypadku 110MHz będzie i tak limitem konstrukcyjnym wynikającym z techniki TTL, na tym kończą się możliwości najlepszych układów serii 54/74S.

100MHz powinieneś bez problemu osiągnąć na pentodach typu EF184, 6Ж52П czy innych szerokopasmowych a dużym nachyleniu. Oczywiście przy najwyższych częstotliwościach impedancja wejściowa spadnie, ale wzmocnienie rzędu kilkunastu razy na stopień powinno być do uzyskania. Mnie prosty oporowy wzmacniacz na EL83 przenosił do kilkunastu MHz płasko, przy kilkunastokrotnym wzmocnieniu.

[Furman Zenobiusz]

Będę więc kombinował w tym kierunku. 6Ж52П akurat wala mi się chyba kilka sztuk, kwestia sprawdzić czy są na chodzie, bo nie pamiętam już czy były nowe, czy z czegoś wydłubane.
Kombinowałem dziś trochę tymczasem z wzmacniaczem tranzystorowym, ponieważ chciałem użyć generatora wzorcowego 227kHz do zestrojenia lokalnego generatora 2MHz. Niestety poddałem się, wcale nie jest za łatwo uzyskać należyte wzmocnienie mając do dyspozycji zasilanie 5V, zachowując przy tym niską impedancję wyjściową (przy zbyt dużej pierwsza bramka przeciąża wyjście) i stosunkowo dużą wejściową.

[Furman Zenobiusz]

Zanim brakło prądu a następnie pogoda wygoniła mnie do budowania prowizorycznych wałów, potestowałem trochę wzmacniacz.
Pewnie coś źle zrobiłem (punkt pracy skopiowany z jakiegoś schematu dla m.cz.), bo wzmocnienie w porywach osiągnęło mi około 10. To trochę mało. Weszły mi też jakieś dziwne zniekształcenia, jakby obca modulacja przebiegu wejściowego.
Może to związane z faktem, że przypomniało mi się, skąd mam 6Ż52P - są to odrzuty z wojskowego magazynu od jakiegoś starego grzmota (chyba odbiornika), które miały iść do śmieci ze względu na mikrofonowanie. Jak się puknie w bańkę, to nawet na słuch nietrudno zauważyć, że coś tam w środku drga kilkanaście sekund prawie jak kamerton Nie wiem czy nawet do częstościomierza się nadadzą....

Znalazłem za to przy okazji kilkanaście NOSów 6F12P i te są na pewno w pełni sprawne - może również by się tu dało użyć ? Podobnie jak w 6Ż52P w opisie ma 'wide-band' triode+pentode, czyli również lampa szerokopasmowa, na dodatek dwie lampy w jednej bańce co niejako zwiększa możliwości. W przeciwieństwie do 6Ż52P nie jest to chyba lampa niskoszumna, ale częstościomierz (zwłaszcza amatorski) to chyba nie jest urządzenie które jakoś specjalnie bałoby się szumów.

[Furman Zenobiusz]

W związku z oczekiwaniem na parę brakujących części, powalczyłem trochę dalej z wzmacniaczem wejściowym.
Ponieważ chyba nie ma urządzenia, na którym mógłbym się wzorować, kombinowałem i obmyśliłem nawet jako tako działający stopień wejściowy pracujący w okolicach klasy C.

Miałoby to taką zaletę, że regulując ujemne napięcie siatki pierwszej lampy (lub raczej pierwszego systemu) w okolicach punktu odcięcia można jednocześnie regulować fragment przebiegu który będzie 'widział' układ kształtowania. Sprawdzałem oglądając na oscyloskopie zachowanie się takiego stopnia, wygląda to nawet rozsądnie - powstający połówkowy przebieg jest rozciągnięty i 'szpilkowaty' zapewne ze względu na przechodzenie przez nieliniowy fragment charakterystyki lampy, co jest nawet korzystne z punktu widzenia układów kształtowania.

Wadą tego rozwiązania jest chyba konieczność zastosowania osobnego zasilacza dla ujemnego napięcia, ponieważ jako rezystor katodowy wypadałoby wstawić potencjometr, z którego pobierałoby się dalej sygnał na stopień kształtujący.
Nie liczyłem tylko jeszcze, czy z jednym stopniem uda się uzyskać odpowiednie wzmocnienie tak, aby na rezystancji katodowej uzyskiwać dostateczną amplitudę napięcia i tym samym mieć jeszcze z czego regulować (wyjście z suwaka potencjometru).
Na dodatek zapewne spadek napięcia na rezystorze katodowym będzie mi się chyba dodawał do ujemnego napięcia siatki ? Przy braku przepływu prądu spadek ten wyniesie 0V, więc siłą rzeczy gdy prąd popłynie i wystąpi dajmy na to spadek 5V, doda się to do napięcia siatki i lampa może powrócić w stan zatkania - czy przypadkiem nie powstanie generator o częstotliwości zależnej od Rk i pojemności s1-k ?