Traceur de courbes pour tubes.

Principe général.

Le but est de disposer d'un équipement aussi simple mais aussi performant que possible pour mesurer les tubes à vide, diodes, triodes ou penthodes.
Le système se compose de deux parties:
1- Une unité de puissance spécifique qui fournit les alimentations au tube à mesurer et recueille les données.
2- Un logiciel spécialisé (Unité d'affichage) sur PC qui visualise, stocke et traite les données.
Les conversions analogique/digital et digital/analogique sont assurés par la carte son du PC.

Méthode de mesure.

L'anode est alimentée par une tension variant continuellement de zéro au maximum admis par le tube.
Elle est obtenue en élevant la tension secteur à la valeur souhaitée puis en le redressant sans la filtrer.
Cette tension ainsi que le courant traversant le tube sont envoyés aux entrées "ligne" gauche et droite de la carte son aprés mise à l'echelle.
Le logiciel les lit et les affiche.
Les tensions appliquées sur les grilles du tube à mesurer sont obtenues en amplifiant puis en redressant le signal issu des sorties "ligne" gauche et droite de la carte son et dont le niveau est contrôlé par le logiciel.

Unité de puissance.

Elle fournit au tube en test la tension de chauffage, la tension de grille1, la tension de grille2 et la tension d'anode.
L'affectation des broches est assurée par un brassage utilisant des douilles et de fiches bananes.

Alimentation chauffage
Un transformateur à prises délivre, selon le brassage, de 1,5V, 2,5V, 4V, 5V et 6,3V, avec une puissance de 20Watts.
Un régulateur de courant fournit, selon le brassage, 100mA, 150mA ou 300mA pour les tubes chauffés en série, la tension s'ajustant automatiquement.

Alimentation Grille 1
Un ampli BF intégré de quelques watts reçoit, de la sortie de la carte son, un signal quasi carré à 1Khz et d'amplitude proportionnelle à la tension de grille souhaitée.
Elle est amplifiée puis élevée et redressée et enfin appliquée à la grille du tube en test.
Le logiciel se charge de précorriger les non linéaritées dues essentiellement au seuil de redresseur.

Alimentation Grille 2
Le pmême principe est utilsé, la tension n'est appliquée à la grille 2 que pendant une demi alternance afin de réduire la dissipation et de disposer d'une référence nécessaire à la mesure du courant de grille 2.

Alimentation Anode
Un transformateur à prises délivre une tension sélectionnable par un commutateur.
Elle est appliquée à l'anode du tube en test aprés redressement double alternance sans filtrage afin qu'elle évolue de zéro au maximum choisi à chaque demi alternance.
Un diviseur résistif envoie cette tension vers une entrée de la carte son tandis qu'une tension, proportionnelle au courant traversant le tube, est prélevé dans le retour du pont redresseur et présentée à l'autre entrée de la carte son.
Ainsi le logiciel dispose à tout moment des valeurs de la tension d'anode et du courant en résultant.
Des résistances sont insérées dans le primaire du transformateur afin de limiter la puissance dissipée par le tube.

Unité d'affichage.

Elle est constituée d'un PC sous Windows équipé d'une carte son disposant d'entées et de sorties ligne et exécutant un logiciel spécifique.
L'interface utilisateur se présente ainsi:

La feuille elle même est redimensionable.
La partie de droite est la zone d'affichage, comparable à un écran d'oscilloscope et possède un graticule gradué horizontalement en volts et verticalement en millampères.
La zone Display sur fond bleu en haut à gauche contiend deux listes déroulantes permettant de modifier ces echelles.
L'hyperbole de puissance constante est défine par la valeur saisie dans le champ Pd(W).

Le menu Mode propose quatre choix:
Capture qui nécessite l'emploi de l'unité d'alimentation et permet de mesurer effectivement les tubes.
Cook qui ne nécessite aucun accessoire extèrieur et permet de travailler sur des données déjà capturées.
Data Conversion qui permet d'importer des données depuis un feuille Excel répondant à certains critéres.
Hard copy qui permet l'impression de la feuille Cook en cours.

Le menu
Configuration permet d'archiver et de réutiliser un nombre quelconque de configurations.

Mode Capture
Le mode capture est invoqué depuis le menu Mode

Avant de procéder à la capture des données d'un tube, l'unité de puissance doit être raccordée aux entrées/sorties de la carte son du PC et celles ci calibrées.
En effet, d'autres programmes peuvent avoir modifié leurs sensibilité ou niveau de sortie.

Le tube à tester doit être installé sur l'unité de puissance, et ses broches assignées aux tensions pertinentes par le brassage.
Les echelles de l'affichage et la valeur de l'hyperbole de puissance constante sont à choisir dans la zone Display selon les valeurs applicables à ce tube.
La tension négative maximum de grille doit être saisie dans le champ -VG1 max et le pas de progression dans le champ Pitch associé.
Le bouton START(STOP) lance la capture aprés que les unitées d'entrée et sortie son aient été choisi dans les listes déroulantes.
Lorsque le tube est chaud, le commutateur PaMax de l'unité de puissance peut être avancé progressivement.
Le programme trace une courbe pour chaque tension de grille selon les valeurs spécifiées dans les champs-Vg1 max et Pitch et boucle jusqu'à un nouveau click sur le bouton (START)STOP.
Lorsque, aprés réajustements éventuels des echelles de la zone d'affichage et des valeurs de tensions de grille, le résultat est satisfaisant et la capture stoppée, le bouton Save as devient actif.
Les données recuillies doivent être enregistrées dans un fichier a fins d'analyse et utilisation ultèrieures en Mode Cook
Le bouton Save as fait apparaître une boite de dialogue permettant de choisir l'emplacement de stockage de ces données.
Les données d'un ou plusieurs tubes peuvent être capturées et sauvées dans la même session de capture.

Calibration

A compléter
Brassage

A compléter
Format des données

A compléter
Mode Cook
Le mode cook est invoqué depuis le menu Mode

Aucun accessoire externe n'est nécessaire pour utiliser ce mode qui permet de visualiser et de détailler les caractéristiques d'un tube préalablement mesuré et dont les données ont été archivées depuis le mode capture.



L'aspect général de la feuille est semblable à celui du mode capture, le bandeau de gauche propose des commandes différentes.
Le fonctionnement de la zone Display est identique.

Jusqu'à cinq tubes sont visualisables simultanément.
Les données à visualiser sont choisies depuis une boite de dialogue de choix de fichiers aprés un click sur un des cinq boutons "..." de la zone Import.
Le nom du fichier apparaît à gauche de chaque bouton, la case à cocher permet de montrer ou de masquer les courbes correspondantes.
Ce type d'affichage n'a de sens que pour comparer (appairer) rapidement des tubes de même type.

Sous la zone Import deux séries de valeurs indiquent la tension et le courant sous la position du curseur.
La première en valeur absolu, la deuxième relativement à un point de référence.

Fixer un point de référence
Un et un seul point de référence peut être défini (redéfini) à tout moment en cliquant à l'endroit choisi de la zone d'affichage en maintenant la touche SHIFT(MAJUSCULE) du clavier.
Il est matèrialisé par un point noir et associé par défaut à une droite de charge.
Les valeurs affichées dans la boîte Rel représentent la différence de tension et de courant par rapport à ce point.
Les valeurs sous le point de référence sont rapelées dans les champs Va0, Ia0 et Pd0.
La pente de la droite de charge correspond à la valeur saisie dans le champ Rload.
Lorsque ce champ est sélectionné, les touches Flèche haut et Fléche bas modifient cette valeur.



Mesurer la pente, la résistance interne et le coefficient d'amplificaton
Le point de référence est choisi sur une courbe de grille, il se prolonge par un trait vertical que l'on suit jusqu'à croiser le ligne de grille suivante.
Ce point est marqué par un click droit qui se prolonge à son tour par une ligne horizontale que l'on suit jusqu'à croiser la première ligne de grille.
Un click à cet endroit termine les mesures dont les résultats sont maintenant visibles en bas du bandeau orange.


Impression

A compléter
Mode Conversion

A compléter