Das einfache Konzept gefällt mir. Die Bauteile lassen sich beschaffen. Den Schaltregler mit dem LM2596 für die Heizspannung gibt es sogar aus Deutschland fertig aufgebaut auf einer Platine. An Stelle des negativen einstellbaren Spannungsreglers 337 kann man auch eine diskrete Lösung aufbauen. Das gilt auch für die Spannungsquelle mit dem LR8. Der CD4040 für das Treppensignal ist ebenfalls noch erhältlich.
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Hallo, hatte ich vor vielen Jahren mal gesehen und angedacht eventuell zu bauen. Habe mich aber dann doch für den µTracer entschieden weil exakte Messungen und Grafiken gezeigt werden und diese auf dem PC gespeichert werden können. Das hilft eine Röhre nach Gerbrauch mal wieder zu testen und zu vergleichen. Mit Gruß Sven
der µTracer ist schon ein tolles Ding. Kommt bei mir vielleicht auch noch. Ich will aber erst einmal kleine Brötchen backen.
Dann muss ich zugeben, dass mir diese Darstellungen auf grün leuchtenden Kathodenstrahlröhren einfach gefallen. Eine verdrahtetes Board mit Röhrenfassungen habe ich bereits von meinem Selbstbauröhrenprüfer. Ein Netztrafo für Röhrenschaltungen habe ich auch bereits, was die Schaltung des Valvewizard vereinfacht. Um die Bauteilebeschaffung zu vereinfachen, möchte ich abgesehen von CD4040 mit diskreten Bauteilen auskommen.
Hallo Volker, verstehe ich. Mir ging es ja auch so. Weil ich aber viele (>10) Röhrenverstärker restaurieren wollte war mir der µTrace gerade recht. Ist die Version bis 400 Volt. Die jetzt größere wäre meine Wahl gewesen wenn es die schon gegeben hätte. Als oldschool Tech benutze ich noch gelegentlich die analogen Scopes von Hameg über HP bis Tektronix. Mir gefallen ebenfalls die grüne und bei einem die blaue Linie. Nutze aber für genaue Messungen mein Agilent digitales Scope. Ist halt einfacher mit dem Autoscale und Übertrageung des Bildes auf den PC. Mit Gruß Sven
Ein Trafo für Röhrenschaltungen ist vorhanden. Den nehme ich. Die Schaltung verwendet für die Spannungsquellen viele zum Teil schwer beschaffbare Spannungsregler. Diese kann man durch diskret aufgebaute Schaltungen mit Transistoren und Z-Dioden ersetzen. Für die Erzeugung des Treppensignals kommt ein CD4024 zum Einsatz, weil ich den schon habe. Für die Einstellung der Spannung des Treppensignals kommt ein Poti an Stelle eine Stufenschalters zum Einsatz. Auf die Erzeugung der Heizspannung verzichte ich oder biete nur die 6,3 Volt AC an, falls sie zur Verfügung stehen. Ich habe bereits genügend Netzteile, die weitere Spannungen liefern können. Vom meinem selbst gebauten Röhrenprüfer kann ich die seperat aufgebaute Platte mit den Bananenbuchsen und Röhrenfassungen übernehmen. Das Gehäuse gestalte ich so, dass es wie bei meinem Transistor-Kennlinienschreiber einen Deckel aus Sperrholz erhält. Nachträglich kann in diesen Deckel eine 9-polige Noval-Fassung und neun Bananenbuchsen einbauen. Dann wird das Gerät schön kompakt. Meistens untersuche ich ja doch nur Röhren mit Noval-Sockeln. Auf der Frontplatte müssen für die Kathode zwei Bananenbuchsen vorhanden sein, damit man eventuell das Bremsgitter mit der Kathode verbinden kann. Nachtrag vom 5.10.2024: Das Gerät wird erst einmal experimentell auf einem Holzbrett realisiert, um die Trafos besser austauschen zu können. Bestimmte Schaltungsteile lassen sich vorerst in "Ugly Construction" aufbauen. Später kann dann die gesamte Schaltung eventuell auf eine große Lochrasterplatte übertragen werden.
Die Schaltung des Valve Wizard halte ich für genial und ist bewusst einfach gehalten, leicht verständlich, in Funktionsgruppen klar gegliedert und trägt dadurch zur Nachbausicherheit bei. Dennoch gibt es ein paar Verbesserungsmöglichkeiten:
1. Die Schaltung liefert das x-Signal für die x-Achse (horizontale Ablenkung) leider invertiert dar. Bei meinen beiden Oszilloskopen kann man die y-Achse invertieren, jedoch nicht die x-Achse. Also habe ich mir überlegt, wie man das Signal für den X-Eingang invertieren kann. Das geht ganz einfach mit einem Operationsverstärker, der mit ein paar Widerstanden als invertierender Verstärker geschaltet wird. Man braucht dann jedoch zusätzlich eine galvanisch getrennte Betriebsspannungsquelle von plus minus 30 oder 36 Volt je nach OP, die stabilisiert sein sollte. Dazu würde eine Zenerdiode reichen, da der Stromverbrauch gering ist. Als Spannungsquelle könnte man ein altes Steckernetzteil schlachten oder man lässt sich etwas anderes einfallen. Vielleicht ein NE555, der auf 200 kHz schwingt und dann ein Ringkernübertrager als eine Idee.
2. Gefahr der Zerstörung der x- und y-Eingänge des Oszilloskops durch einen defekt in der Schaltung, zum Beispiel kalte Lötstellen. Mein Oszilloskop kann bereits bei über 40 Volt DC einen Defekt an den Eingängen erleiden. Es treten aber über 400 Volt auf. Wenn durch eine kalte Lötstelle oder Überhitzung der 1k-Widerstand an der Anode wegfällt, liegen hohe Spannung am Y-Eingang an. Abhilfe: Der Widerstand wird durch Parallelschaltungen realisiert und von seiner Leistung überdimensioniert. In der Schaltung ist die Empfindlichkeit von 1 Volt/mA angegeben. Wenn eine NF-Pentode in der Spitze nur 40 mA zieht, sind schon die 40 Volt Eingangssignal erreicht. Ich bin geneigt den Widerstand R1 auf 100 Ohm zu reduzieren. Dann hätte man eine Empfindlichkeit von 100 mV/1mA. Anschließend ein nichtinvertierender Operationsverstärker, dessen Verstärkung umschaltbar ist zwischen V=1 und V=10. Die Spannungsversorgung hat man ja bereits und über 30 oder 36 Volt kann die Ausgangsspannung nicht ansteigen. Der OP am X-Ausgang würde auch die Überspannung begrenzen. Mit ein paar OPs hätte man das Oszi geschützt und die Darstellung der Ausgangskennlinien ist nicht mehr spiegelverkehrt.
3. Das Auslösen des Treppensignals über den 100pF Kondensator am CLK-Eingang des CD4040 scheint nicht optimal zu sein. Ein Nutzer hat den Wert auf 1 nF erhöht. Ich überlege mir eine Zenerdiode zu verwenden oder einen Schmitttrigger aus zwei Transistoren.
4. Die nötigen Spezialbauteile wie den LR8 und den LM337 und den Step-Down-Wandler mit dem LM2596 habe ich alle innerhalb der EU bestellen können. Der Brückgleichrichter KBPC1 ist für maximal 1 A ausgelegt. Er kann durch vier UF4007 ersetzt werden. Die UF4007 gibt es direkt aus China 100 Stück zum Spottpreis, so das eventuell anfallende Zollgebühren verschmerzbar sind.
5. An Stelle des CD4040 nehme ich einen CD4024, weil ich davon mehrere bereits habe. Mit einer etwas anderen Beschaltung erzeugt er ebenfalls ein 8-stufiges Treppensignal.
6. Die Entwicklung oder das Testen der Schaltung ist wegen der hohen Spannungen ist etwas heikel. Teilschaltungen können aber mit externen Netzteilen und niedrigeren Spannungen getestet werden.
1. Der Treppensignalgenerator ist jetzt mit einem CD4024 aufgebaut. Notwendig ist das nicht. Aber ich habe noch einige von den CD4024:
2. Nach einer Suchaktion in der Rumpelkammer konnte ich noch einige Trafos auftreiben, die in Frage kommen könnten. Besonders interessant ist ein Trafo für Röhrenschaltungen, der neben der Anodenspannung 2 x 6,3 Volt liefert. Damit hätte ich 6,3 Volt Heizspannung und 12,6 Volt AC, aus denen ich 16,2 Volt DC machen könnte. Nach einer Spannungstabilisierung lässt sich damit der Treppenstufengenerator betreiben und ein Schaltregler für weitere Heizspannungen.
3. Der Valve Wizard erzeugt für die Anode mittels eines Brückengleichrichters eine pulsierende Gleichspannung von 100 Hz. Die negative Halbwelle des 50 Hz-Sinus ist dann an der Nulllinie nach oben geklappt. Die x-Achse wird also mit 100 Hz beschrieben. Die Kennlinienschar besteht aus 8 Kennlinien. Es dauert also 10 ms x 8 = 80 ms, bis eine Kennlinienschar geschrieben ist. Das entspricht nur 12,5 Hz. Das Schirmbild auf einem Oszillogramm wird sichtbar flackern. Und das gefällt mir nicht.
Hier mein Plan: Mit einem OP oder zwei OPs wird ein Dreiecksignal von etwa 400 Hz erzeugt. Das Signal wird einem Optokoppler zugeführt. Der Phototransistor ist Teil einer analogen längsgeregelten Spannungsstabilisierung mit eine MOSFET. Der Phototransistor des Optokoppler kommt in den Zweig mit dem Poti für die Einstellung der Spannung. Dann müsste sich ein Dreiecksignal von wenigen Volt bis etwa 250 Volt erzeugen lassen. Wenn das Dreiecksignal nicht ganz linear ist, ist das nicht schlimm. Bei einem Sinussignal befürchte ich allerdings Unterschiede in der Helligkeit je nach der Auslenkung. Mit der gesteuerten Spannungsstabilisierung lässt zur Schonung der Röhren die maximale Spitzenspannung wählen und es gibt noch eine Strombegrenzung. Mal sehen, ob das so klappt, wie ich mir das vorstelle. Eventuell kann man auch zwei Optokoppler einbauen. Einer oberhalb und der andere unterhalb des Potis. Das Eingangssignal des einen Optokopplers wird dann invertiert. Alles noch Entwicklungsideen mit unbekannten Schwierigkeiten. Wenn es nicht klappt, kann ich immer noch mit dem flackernden Bild leben.
4. Da das Projekt doch etwas länger dauern wird, kommt der Versuchsaufbau mit den Trafos und den Platinen vorerst auf eine Sperrholzplatte. Wenn das später alles läuft wie es soll, kann ein Gehäuse angefertigt werden, dass möglichst kompakt ist.
5. Der erste Versuchsaufbau wird minimalistisch ausfallen. Die gepulste Anodenspannung wird aus der Netzfrequenz gewonnen, die Schirmgitterspannung fehlt und es stehen nur 6,3 Volt Heizspannung zur Verfügung. Damit lassen Trioden testen und erste Erfahrungen sammeln. Bin mal gespannt.
6. Die Spannung für das Schirmgitter möchte ich mit einem kleinen Digitalvoltmeter anzeigen lassen. Die gibt es aus China, sind mit drei 7-Segment-LED aufgebaut und kosten ein paar Euro das Stück. Leider halten sie nur 100 Volt aus. Sie haben aber ein Fließkomma. Also wird die Eingangsspannung 1:10 geteilt. Das Komma stimmt dann nicht, aber die Auflösung ist immer noch auf 1 Volt genau. Das reicht. Für die Spannungsversorgung werden galvanisch getrennt etwa 4 bis 10 Volt benötigt. Diese Spannung kann ein kleines 5 Volt USB Steckernetzteil liefern.
7. Der Charme dieses Projekts besteht darin, dass solche Geräte kaum auf dem Markt erhältlich sind. Der Selbstbau lohnt sich also hier durchaus noch und ist keineswegs Selbstzweck.
Falls jemand noch Ideen zu dem Projekt hat, möge er sie mir bitte dankenswerterweise mitteilen.
Weiter mit dem Bautagebuch. Wie bereits beschrieben, wollte ich einen 400 Hz Sinus oder Dreieck mit einer Spannung von 250 bis 300 Volt erzeugen. Das wird allerdings aufwendiger als ich dachte. Zur Anregung habe die Seite https://www.ednasia.com/improvements-in-...age-op-amp-ics/ gefunden. Allerdings konnte ich das nicht simulieren, da die Modelle dafür nicht geeignet waren. Es gibt noch andere Lösung, Aber das wird mir doch alles zu kompliziert und mit etwas Flimmern im Bild wird man leben können. Also erzeuge ich die gepulste Anodenspannung aus einem Netztrafo.
Der erste Testaufbau verzichtet auf die Schirmgitterspannung. Für den Anfang lassen sich dann nur Ausgangskennlinien von Trioden darstellen. Bin mal gespannt. Passende Trafos habe ich jedenfalls gefunden. Um entspannt arbeiten können, will ich auf jeden Fall die Eingänge des Oszilloskops mit vorgeschalteten Operationsverstärkern und Z-Dioden vor Überspannung schützen und den das Signal für den x-Eingang invertieren. Das sieht dann besser aus und schützt das Oszilloskop.
Symmetrische Spannungsversorgung und Schutzschaltung für das Oszilloskop.
Hallo zusammen,
weiter geht es mit dem Projekt. Aufgebaut ist die symmetrische Spannungsversorgung plus minus 14 Volt für die Operationsverstärker, welche die Eingänge des Oszilloskops vor Zerstörung durch Überspannung schützen sollen. Die Schaltung ist selbsterklärend und besteht aus einer Spannungsverdopplerschaltung und nachgeschalteten mit Transistoren "aufgebohrten" Zenderdioden. Alles noch im Entwicklungsstdium. Die Transistoren sind überdimensioniert. Hatte nichts anderes.
Alles so ausgebaut, dass man leicht daran messen kann, die Verdrahtung verfolgen kann und Veränderungen vornehmen kann.
Nachfolgend die Schutzschaltung:
Auch selbsterklärend. Da die Versorgungsspannung plus minus 14 Volt beträgt, können nicht mehr als etwa 13 Volt an den Ausgängen anliegen. Damit ist man auf der sicheren Seite. Sollte durch einen Defekt die Operationsverstärker beschädigt werden, dann schützen die 15-Volt-Zenderioden-am-Ausgang. OP1 und OP3 als Impedanzwandler geschaltet, also sehr hochohmiger Eingang und niederohmiger Ausgang. OP2 invertiert das Signal für den X-Eingang. Dadurch erscheinen die Kennlinien nicht mehr spiegelverkehrt. Die Widerstände R1 bis R3 habe ich so verkleinert, dass die Ausgangssignale in der Praxis 10 Volt nicht überschritten werden. Durch diese Maßnahmen kann man entspannt das geliebte Oszilloskop anschließen, ohne es versehentlich zu schrotten. Falls jemand noch Ideen hat, möge er das mir bitte wissen lassen. R6 und R8 sind nur "Angstwiderstände", falls die OpAmps durch Überspannung einen Kurzschluss am Eingang bilden.
Die Betriebsspannung für die Operationsverstärker muss aus einer gut galvanisch getrennten Trafowicklung stammen. Ich nehme dafür einen kleinen gesonderten Netztrafo, der etwa 18 Volt liefert. Man beachte, dass die Masse der Schaltung am Anodenanschluss liegt.
Auf die Locherrasterplatte versuche ich die restliche Schaltung unterzubringen. Der Generator für das Treppenstufensignal und die Schirmgitterspannungsversorgungen kommen auf eine weitere Lochrasterplatte.
Es geht schleppend weiter. Ein passendes Gehäuse ist gefunden. Die Frontplatte wird durch Glasfaserplatinenmaterial ersetzt. Geeignete Trafos habe ich auch noch gefunden. Ein Experimentiertrafo liefert 7,5 und 9 Volt. Ich nehme die 9 oder 7,5 Volt und transformiere sie mit einem Netztrafo 220 V zu 12 Volt hoch. Dann wird die Anodenspannung nicht zu hoch. Es lässt sich alles experimentierfreudig unterbringen:
Von meinem Röhrenprüfer nehme ich die Platte mit den Röhrenfassungen und den Bananenbuchsen. Dadurch spare ich mir eine Menge Arbeit und Material. Der kommende Winter ist lang und ich werde Zeit für die Verdrahtung finden. Es eilt ja nicht. Man kann auch ohne Röhrenausgangskennlinienschreiber ein erfülltes Leben gestalten. Der Weg ist das Ziel.
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