PC-gestütztes Röhrenmeßgerät

[Werner]

Moin,

das Projekt beschäftigt ich mich schon eine Weile: Röhrenprüfen mit dem PC

Nun, ich habe nichts wirklich ähnliches gefunden (im Hobbybereich) und die Profis, wenn es denn welche gibt, lassen sich nicht in die Karten sehen?

Meine beiden antiken GRUNDIG Dinger sind so grottenschlecht und umständlich zu bedienen, dass ich etwas Anderes will.

Es geht um 4mal U und I
Ua, Ug2,Uf und -Ug
deren Erzeugung, Steuerung und Aufzeichnung.

Prüfen wollte ich nicht nach irgendwelchen Karten sondern statisch nach Herstellerangaben.
Die Aufnahme von Kennlinien ist da natürlich mit drin.
Eine dynamische Messung ist denkbar, da man abhängig vom Ia einen Anodenwiderstand simulieren kann.

Meine Bastelei ist soweit gediegen, dass ich weiß was ich verwenden werde:

5 Mikrokontroller vom Typ ATmega16, einen Chef und je einen für jede U bzw. I
Die f?nf unterhalten sich über Opto-Koppler galvanisch getrennt..

Vier sitzen highside am Puls von Spannung und Strom.

Die ATmegas programmiere ich in BASCOM, das ist einfach, Freeware und doch effizient.

Der Chef vermittelt zunächst über RS232 mit einem PC, besser wäre vermutlich USB, die serielle Schnittstelle stirbt leider langsam aus.

Im PC soll das Ganze mit MS - VisualBasic gesteuert werden, in MS-ACCESS bin ich zwar firm, es geling mir leider nicht RS232, RS485 oder USB etc. einzubinden, was die Verwaltung der Röhrendaten und ? kennlinien beträfe wäre eine ACCESS - Datenbank für mich geradezu ideal. ACCESS - Programme ließen sich leider auch nicht so einfach weitergeben. Der Benutzer benötigte jeweils eine eigene Lizenz oder man beschränkte sich auf die RUNTIME - Version, in der dann keine eigenen Änderungen möglich wären.

für die Spannungserzeugung habe ich ein 300Watt ATX Computernetzteil gewählt.
für die Röhrenspannungen bedarf es ?P - kontrollierter Schaltwandler, die für -Ug1 und Uf habe ich schon mal aufgebaut. Uf zeigte schnell wie kompliziert das sein kann.
~0-110Volt, einige mA-5Amper, Schaltregler sind dafür eigentlich nicht geeignet. Der letzte Probeaufbau ist ein Wandler mit variabler Frequenz (10-60kHz) und PWM moduliertem Tor, bei zwei Eingangsspannungen (5 und 12 Volt aus dem ATX Netzteil) .
Die Ergebnisse ermutigen.

PCB mache ich in EAGLE und zeichne mit TurboCAD.
Zum Simulieren benutze ich SwitcherCad von LTC.

Hat hier jemand Ideen, Anmerkungen, Hinweise, wünsche und Vorschläge in die Richtung?
Ist hier jemand der mitmachen will und kann?
Das ist ein Projekt, dass auch Monate dauern kann, günstigsten Falls.
für Einen hobbymüßig zuviel.

Mit freundlichen Grüßen, Werner
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Ich sehe wunderbare Dinge . . .

[michael48]

Hallo Werner,

das klingt sehr interessant. Ich wäre bei diesem Projekt dabei. Wie aus meinem Profil ersichtlich, hatte ich für etwa 15 Jahre meine Röhrenbasteleien im Keller eingemottet. Meine Aufbauten waren mit der Zeit einfach zu klobig geworden.

Um effiziente Röhrenschaltungen zu entwickeln hatte ich mir erstmal ein Netzteil mit einer Stabi-Röhre und 4 riesigen Elkos gebaut. Damit hatte ich eine von der Last unabhängige stabiliserte Spannung von 250 V und zwei Ausg?nge zu je max. 50 mA geschaffen.

Ein Röhrenprüfgerät hatte ich mir nicht zugelegt. Ich besitze eine Steckplatine, auf der ich meine Probesockel verdrahtete. Mit Drahtbrücken belegte ich die, nach dem Röhrenbuch, erforderlichen Anschlüsse.

Mit einem Netzteil 2 x 0-40V/ 2A und einem Voltmeter konnte ich die statischen Werte der Röhre und somit den Arbeitspunkt ermitteln und auf Millimeterpapier aufzeichnen.

Doch der nächste Schritt ist genauso wichtig, nämlich der Wechselstrom-Ein- und Ausgangswiderstand. Nur so können die einzelnen Stufen impendanzmüßig angepasst werden.

Dazu hatte ich einen Tongenerator für NF von 1 KHz und einen Hf-Generator von 0 - 2 GHz für Hf-Schaltungen.

Somit sind für mich wichtig:

1. eine lastunabhängige Anodenspannung
   
2. statische Kennlinienermittlung
   
3. Ermittlung des Wechselstromwiderstands
   Ri und Ra für Nf und Hf.

Gruß, michael48
_________________
Viele Grüße aus Berlin von Michael!

[Werner]

Hallo Michael,

vielen Dank für das Interesse und die Reaktion auf meine Frage ins Blaue.

Da macht doch noch jemand so was!

Bei den ?Plern fehlt irgendwie das Verständnis für den Zweck und Sinn des Vorhabens.
Die Analogen hassen Mikrokontroller und die Röhren finden alles aus Sand doof.


1. eine lastunabhängige Anodenspannung
2. statische Kennlinienermittlung

Das soll wohl kein Problem sein. ?Ps sind stur, können regeln und warten.

3. Ermittlung des Wechselstromwiderstands
Ri und Ra für Nf und Hf.

Da wird es müsseng.

Die ATmegas laufen mit maximal 16 Mhz und ihre acht 10bit ADC erhalten davon nur 50-200 KHz als Taktrate. Die Wandelrate ist vermutlich (sicher) zu gering um NF oder gar HF Signale auf der Anodenspannung zu erfassen.

Meine Probeaufbauten der Schaltnetzteile sind SEPIC Konverter.
Der für -Ug ist bei 32KHz pulsweitenmoduliert (8 Bit Auflösung ) geregelt.
Das ergibt ~0,2Volt Auflösung (zwischen 0 und 60Volt) und ist eventuell noch nicht gut genug. Ich habe bereits zwei Stufen 0-20 und 0-60 Volt a? 255 Schritte vorgesehen.
Sicher ist die Kombination zu grob und langsam um definiert NF oder gar HF auf der Gitterspannung zu erzeugen; solange das der ?P durch Steuerung des Wandlers erledigen soll.

Mein "dynamisch" ist vielleicht falsch ausgedrückt. Ich denke daran die Anodenspannung abhängig vom Anodenstrom zu reduzieren, analog zu den bekannten Pr?fGeräten mit recht hohem (z.T. gewolltem / definiertem) Innenwiderstand der Anodenspannung.
So etwa wie ein FUNKE simulieren.


Mit freundlichen Grüßen, Werner
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Ich sehe wunderbare Dinge . . .

[HTS]

Hallo Werner,

ich finde, dass eine computergesteuerte Röhrenmessung keine echten Vorteile bringt. Der Aufbau ist teuer, wenn er universell sein soll und es muss sehr viel entworfen, geschraubt und gelötet werden, bis die ersten Versuche beginnen. für empfehlenswert halte ich ein modulares System, das auch für andere Zwecke zu verwenden ist. Es beschränkt sich auf Netzteile Verdrahtungsbox, Widerstandsdekaden Multimetern und Fassungskisten. für dynamische Messungen ist ein weiteres Kistchen denkbar, sowie für die Anzeige von Kennlinienscharen. Die gewünschten Diagramme lassen sich mit ausreichender Genauigkeit auch in Excel erstellen.

Was für ein Aufwand ein computergestütztes RöhrenmessGerät bedeutet, zeigt jenes von Klausmobile (Google). Es kann nur Verstärkerröhren messen. Es gab noch ein weiteres computergestütztes RöhrenmessGerät, das ca. 5000,- DM kostete und nur Doppeltrioden messen konnte. Ich kenne niemanden, der es gekauft hat und es ist auch nicht mehr im Handel.

Wie wäre es mit einem RöhrenmessGerät, modular und universell und nicht zu teuer?

Gruß, Hans-Thomas

[Werner]

Danke Hans-Thomas,

den Klausmobile kannte ich nicht. ... ich lese dort noch

Mein erster Eindruck: Er hat sehr aufwendig und konservativ gebaut.
Ich wollte es eine ganze Nummer kleiner und billiger angehen.

Ich denke da an vier identische gedruckte Schaltungen.
Die Bauteile einer Platine kommen auf kaum 20? (ohne Platine, diese soll aber grundsätzlich einseitig werden und kann ggf. auch selbst erstellt werden)
... keine Trafos, mein ATX Netzteil ist aus dem Schrott, gibt's aber auch schon unter 20?.

Da man nun nicht ständig Röhren pr?ft will ich natürlich die vier Spannungen auch für andere Zwecke verfügbar haben. Im Prinzip ist ein vierfach Netzteil schon mit drin.

Noch gebe ich nicht auf....meine Frage hier kam weil ich weiß wie viel das ist.

Mit freundlichen Grüßen, Werner

P.S. Warum sieht Klausmobile eine postive Ug1 vor?
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Ich sehe wunderbare Dinge . . .

[michael48]

Die Apparaturen von Klausmobile erschrecken mich regelrecht. Riesige K?sten mit zig Reglern. Eh ich nur eine vernünftige Schaltung gebaut haben sollte muss ich mich erstmal in diese riesigen Röhrenmessteile verzetteln.

Nee, da rekapituliere ich erst noch einmal in meinen Unterlagen, was ausser meinen 3 genannten Punkten noch wichtig ist (denke da z.B. an Emission).

Das mit den Bananenbuchsen hat mir hingegen gefallen. So arbeitete ich auch auf meiner Steckplatine. Nur in viel kleineren Dimensionen. Im HF-Bereich ab 1 MHz aufwärts sind die DrahtLängen nicht zu vernachl?ssigen, da muss alles möglichst kurz sein. Z. B. eine dynamische Widerstandsermittlung der Röhre in Basisschaltung lässt sich nicht aus den Röhrenkennlinien ermitteln, wenn überhaupt welche zu finden sind. Bisher kenne ich keine Diagramme der wichtigsten Röhren.

Gruß, michael48
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Viele Grüße aus Berlin von Michael!

[michael48]

In meinen Unterlagen habe ich so einiges gefunden, was alles an einer Röhre experimentell ermittelt werden kann. Demnach ist für mich wichtig:

• die statischen Werte der Ein- und Ausgangskennlinien
  
• die Ermittlung des Durchgriffs in Abh?ngigkeit des Steuergitters und den Bremsgittern
  
• die Steilheit, die gleichbedeutend ist mit dem Stromverst?rkungsfaktor B der Transistoren
  
• die Ein- und AusgangsWiderstände im NF + HF-Bereich
  
• die Emmissionspr?fung, das Wesentlichste der Röhrenprüfgeräte
  
• Magische Augen

Eine modulare Bauweise f?nde ich auch gut. So riesigmüssen die Apparaturen nicht sein. Mein Transistorpr?fGerät ist 40 cm breit und 30 cm tief. Der Transistor wird oben links in eine Vorrichtung gespannt und mit Kippschalter und einem Anzeigeinstrument kann ich alle statischen und NF-dynamischen Werte sofort ablesen. Wobei der wichtigste Wert beim Transistor die dynamische Stromverst?rkung ist, von der sich vieles ableiten lässt.

Das RöhrenmessGerät braucht daher auch keine riesigen Größenordnungen annehmen.

Auch der Generator für die HF-Messung muss nicht überdimensional sein. Denn mein LC-ResonanzmessGerät, ausgestattet mit einer EC 92 arbeitet vom kHz-Bereich bis zur Grenzfrequenz der EC92, also 100 MHz und ist als HandGerät für Röhrenapparate gearbeitet.

Mein damals im Kopf schwirrender HF-Generator sollte hingegen größere Frequenzen zulassen. Dafür hatte ich mir mal die EC 8010 zugelegt mit einer Grenzfrequenz von 1000 MHz.

Soweit erstmal meine Ãœberlegungen.

Gruß, michael48
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Viele Grüße aus Berlin von Michael!

[oldeurope]

michael48 schrieb:

[michael48]

Hallo,

ich merke schon, das Projekt RöhrenmessGerät ist gescheitert. Was mich allerdings nicht davon abhält mit dem ersten und wichtigsten Modul zu beginnen, nämlich der Spannungsversorgung.

Gruß, michael48
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Viele Grüße aus Berlin von Michael!

[michael48]

In einem Röhrenprüfgerät wird die Spannungsversorgung durch einen Trafo mit unzähligen Abgriffen vorgenommen. Man könnte geneigt sein, einfach ein Röhrenprüfgerät als BasisGerät zu verwenden, was ich allerdings für eine dynamische Messung unbrauchbar halte, aufgrund der vielen langen Verdrahtungswege.

Da diese Trafoform nicht im Handel erhältlich und ein regelbares NetzGerät mit Röhren nicht realisierbar ist, kommt man um eine Halbleiterkonstruktion nicht herum. Röhrenpuristen mögen mir diesen Formfehler verzeihen. Einzige Alternative sehe ich noch mit einem regelbaren Trafo, ähnlich wie Modelleisenbahner sie haben, nur bei regelbaren 300 V sind diese Trafos enorm teuer.

Damit die Meistrecken zu den Röhrenpins nicht zu lang werden, stelle ich mir die einzelnen Sockel als Bausteine vor. In dem Messgerät ist lediglich ein grosser Sockel (z.B. Oktal) in dem die anderen Sockelbausteine (Europa, Noval, Aussenkontakt, Rimsock, usw.) eingesteckt werden können. Unmittelbar um diesen Pr?fsockel herum sind Bananenbuchsen angeordnet, so dass nach Röhrentabelle die Pins mit kurzen Pr?fschn?ren belegt werden können und auch Messungen im HF-Bereich problemlos ausgeführt werden können.

Die MessGrößen können an einer Schnittstelle abgegriffen werden und dem PC zur Auswertung zugeführt werden.

Meine regelbare Spannung möchte ich erstmal mit meinen Hochvolt-Transistoren, die eine Sperrspannung von bis zu 400V zulassen, ausprobieren. Probleme treten bei diesen HV-Transis beim abrupten Ausschalten der grossen Spg. auf. Es können im PN-Übergang Überspannungen entstehen, die mit einem überschlag den Transistor zerstören. Daher muss zwischen den Transistorzuleitungen eine Spule und ein Kondensator zum ged?mpften Abklingen der abgeschalteten Spannung geschaltet werden.

Soweit erstmal meine Ãœberlegungen

Gruß, michael48
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Viele Grüße aus Berlin von Michael!

[HTS]

Hallo Michael,

nicht den Kopf hängen lassen.
Der Computer lässt sich durchaus verwenden, was eine schöne grafische Darstellung der Kurven betrifft oder in der Verwaltung der Einstelldaten.
Seit einiger Zeit verfolge ich zusammen mit Peter ZÖllner ein RöhrenmessGerät-Selbstbauprojekt in modularer Bauweise. Es gibt wesentliche Gründe so vorzugehen:

• Röhren M E S S Geräte sind teuer.
  
• Allm?hlich sind alle Röhrenprüfer uralt und haben schon lange das Ende der Lebensdauer erreicht.
  
• Es sind nur Geräte sinnvoll, die Messungen nach Röhrenherstellerangaben erlauben. Irgendwelche Spezialtabellen sind nicht sinnvoll.

Warum modulare Bauweise?

• Viele Teile können für andere Projekte verwendet werden.
  
• Manche Teile sind schon vorhanden.
  
• Verbindungen Erfolgen über Laborkabel, da geeignete Umschalter sehr groß und teuer sind (500V und 10A)
  
• Nur ein freies Verdrahten schafft alle Möglichkeiten der Röhrenmessung.
  
• Als Messinstrumente dienen preiswerte Multimeter.

Welche Ausbaustufen gibt es?

• Ein eigener Schlussprüfer ist unerl?sslich.
  
• Messung von Dioden, Trioden und Gleichrichtern: 1 Netzteil mit festen Heizspannungen und je einer regelbaren Spannung für Anode und Steuergitter, ein Umschaltkasten, ein Fassungskasten und 3 Multimeter
  
• zusätzlich für Magische Augen: 2 Widerstandsdekaden
  
• zusätzlich für Pentoden, Hexoden, Heptoden und Oktoden, für Regelröhren, sowie für gleichzeitige Messung an Verbundröhren: Ein weiteres Netzteil der oben genannten Art und 3 weitere Multimeter
  
• für seriengeheizte Röhren und Röhren mit exotischen Heizspannungen wird ein eigenes Heiznetzteil benötigt.
  
• für dynamische Steilheitsmessung wird ein Generator mit Einkopplung und eine Auskopplung für den Anodenkreis gebraucht.
  
• für die Kennlinienanzeige wird ein Stufengenerator und eine Kathodenstrahlanzeige gebraucht.

Dieses System funktioniert bereits bis auf Kinderkrankheiten ganz gut. Es wurden bereits gebaut: Schlussprüfer, 2 Dekaden, Schaltkasten, Fassungskasten. Multimeter wurden zugekauft. Netzteile waren vorhanden.

Gruß, Hans-Thomas

[michael48]

Hallo Hans-Thomas,

die modulare Bauweise gefällt mir auch sehr gut. Und bis auf das Netzteil würde ich alles weitere mit Röhren realisieren wollen. Die Module können auch beliebig erweitert werden und jedes Teil wäre für sich auch anderweitig zum Basteln nutzbar. Der Phantasie sind da keine Grenzen gesetzt, wenn ich nur mal in meinem Service-Buch unter Messeinrichtungen eines Radiotechnikers von 1963 nachschaue.

Doch auf das Netzteil lege ich schon grossen Wert, vieleicht wäre es sinnvoll, einen eigenen Thread dafür zu eröffnen. Denn es sollte möglichst universell für alle Röhrenbasteleien sein.

Werner hat ja schon entsprechende SchaltungsAuszüge mit aktuell beschaffbaren Bauteilen dargestellt. Meine Hochvolt-Transistoren wird nicht jeder in seiner Bastelkiste haben und sind wohl auch schwer beschaffbar. Vielleicht hat ja jemand noch eine andere geniale Idee, das Netzteil ohne grosses Rumprobieren aufbausicher darzustellen.

Jetzt wo ich wieder Lust auf das Basteln bekommen habe, möchte ich nicht wieder vor meinen klobigen K?sten mit den stabiliserten Anodenspanungen, einem Zweifach-Netzteil 0...40V und meiner Experimentier-Platte!!! (Röhrensockelmüssen schließlich individuell aufschraubar sein) mit grossem Anodentrafo und eine Unmenge an Pr?fschn?ren sitzen.

Das Netzteil sollte anbieten:

Anodenspannung bis 250V, besser 300V (EL34, EL156)
Steuergitterspannung
Bremmsgitterspannung, wenn erforderlich, bin mir nicht so sicher
und natürlich die Heizspannung, das kleinste Problem

Gruß, michael48
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Viele Grüße aus Berlin von Michael!

[TipFox]

Hallo Michael48,

willst Du Dir das mit den Schaltreglern nicht noch einmal überlegen? Du handelst Dir da eventuel Probleme mit Störungen bei Versuchen mit Radio-Schaltungen ein.
Ich habe mir auch vor einiger Zeit ein "Bastelnetzteil" für Röhren gebaut - in einem alten PC-Gehäuse. Das vorhandene PC-Netzteil hatte ich drin gelassen, aber schon vorsorglich auf getrennte (auch Masse) Buchsen geführt. Da Netzteil lief Prima. Die Ernüchterung kam beim ersten Einsatz als Netzanode: nur Gejaule! Das PC-Netzteil war die Ursache und musste komplett abgeschaltet werden.
Ich bezweifle nicht, dass man auch das in den Griff bekommen kann, aber ob sich der Aufwand lohnt?

Mein "Chaosnetzteil" :

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Gruß TipFox

[HTS]

Die einfachste Lösung ist ein Regelspartrafo vor einem starken radiotrafo. Danach Zweiweggleichrichtung und nicht zu großer Ladeelko und eine Siebkette. Das ist ziemlich unkaputtbar und kann auch ohne Probleme mehr als 300V und 150 mA liefern.

übrigens braucht das Bremsgitter in den meisten Fällen keine besondere Spannung, dafür eher das Schirmgitter.
für das Schirmgitter gib es prinzipiell drei Möglichkeiten:

* Eigene Spannung aus einem separaten Netzteil

* Gemeinsame Spannungsversorgung von der Anodenspannungsquelle, aber geteilter Stromkreis.

* für Regelröhren eine Beschaltung über einen Serienwiderstand an die Anodenspannungsversorgung

Gruß, Hans-Thomas

[michael48]

Hallo Jürgen,

für mich lohnt der Aufbau auf jedenfall, weil ich leidenschaftlich gerne mit Röhren experimentierte. Wenn man seinem Wunderwerk Leben eingehaucht hat und die Röhren anfangen zu leuchten und im Lautsprecher Sender ferner L?nder zu hören sind, dann schlägt das faszinierte Bastlerherz doppelt so hoch. Oder ich einen MW-Sender aufgebaut habe, natürlich gekapselt (ich habe keine Funkerlizenz) und meine Grammophonmusik von meiner Webseite aufmoduliert ins Röhrenradio schickte, dann wollte ich mit keinem auf der Welt tauschen.

Dieses Feeling bringen Halbleiter nicht rüber. Und auch hier hatte ich einiges schon gebastelt, gerade im Bereich Fernsteuerung und anderen Spielereien. Doch um eine Schaltung vern?nftig aufzubauen, braucht man halt bestimmte Daten, die in den Herstellerangaben nicht zu finden sind.

für Transistorschaltungen habe ich mein TransistormessGerät und entwickle keine Schaltung ohne eine vorherige Messung.

für Röhren habe ich sowas vermisst und freue mich über dieses Forum, wo man über alles sprechen kann was rund um das alte Dampfradio passiert.

Denn interessant wirds, wenn Hochfrequenz ins Spiel kommt. Und da n?tzen einem die Daten des Herstellers nichts mehr.

Ich halte noch an diesem Projekt fest. Es braucht halt nur etwas Zeit.

Gruß, michael48
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Viele Grüße aus Berlin von Michael!