Rezystancje żarówek (gen.m.cz.)

AndyM · 13 Lipca 2006

Oto wyniki pomiarów jakie zrobiłem dla niektórych typów żarówek możliwych do zastosowania w układach stabilizacji generatorów m.cz.

Rezystancja żarówek [kOhm] w zależności od napięcia:

U Numer żarówki

[V] 1 2 3 4 5 6 7

0,2 3,467 1,143 1,176 0,865 0,565 0,558 0,523

0,4 3,467 1,159 1,176 0,870 0,581 0,559 0,535

0,6 3,468 1,200 1,177 0,876 0,624 0,594 0,571

0,8 3,473 1,256 1,182 0,890 0,664 0,642 0,613

1,0 3,480 1,304 1,188 0,901 0,701 0,680 0,657

1,2 3,489 1,360 1,194 0,919 0,750 0,729 0,702

1,4 3,500 1,415 1,201 0,945 0,795 0,770 0,745

1,6 3,516 1,468 1,207 0,962 0,831 0,807 0,786

1,8 3,536 1,525 1,215 0,985 0,867 0,844 0,826

2,0 3,562 1,583 1,227 1,010 0,903 0,877 0,860

2,2 3,595 1,629 1,236 1,033 0,935 0,910 0,895

2,4 3,625 1,681 1,251 1,062 0,969 0,941 0,927

2,6 3,657 1,733 1,264 1,091 1,000 0,972 0,959

2,8 3,684 1,782 1,277 1,117 1,027 1,000 0,989

3,0 3,722 1,831 1,294 1,148 1,055 1,027 1,018

3,2 3,762 1,879 1,311 1,178 1,081 1,054 1,046

3,4 3,799 1,919 1,326 1,208 1,104 1,079 1,071

10 5,443 2,919 2,236 2,187 1,676 1,636 1,604

[V] 8 9 10 11 12 13 14

0,2 0,373 0,600 0,353 0,336 0,379 0,198 0,133

0,4 0,431 0,600 0,374 0,349 0,383 0,214 0,157

0,6 0,496 0,603 0,403 0,371 0,394 0,242 0,184

0,8 0,557 0,615 0,444 0,404 0,407 0,281 0,210

1,0 0,603 0,628 0,483 0,431 0,426 0,301 0,229

1,2 0,652 0,643 0,535 0,471 0,447 0,324 0,254

1,4 0,696 0,659 0,567 0,508 0,471 0,350 0,273

1,6 0,734 0,680 0,606 0,562 0,495 0,372 0,290

1,8 0,769 0,698 0,643 0,577 0,521 0,393 0,306

2,0 0,801 0,717 0,678 0,611 0,548 0,412 0,321

2,2 0,834 0,740 0,712 0,644 0,575 0,431 0,335

2,4 0,863 0,761 0,744 0,676 0,602 0,448 0,348

2,6 0,892 0,784 0,775 0,707 0,629 0,465 0,360

2,8 0,918 0,809 0,804 0,737 0,657 0,481 0,371

3,0 0,940 0,833 0,832 0,766 0,684 0,497 0,383

3,2 0,966 0,858 0,859 0,793 0,711 0,510 0,395

3,4 0,987 0,882 0,885 0,819 0,738 0,523 0,405

10 1,493 1,581 1,428 1,335 1,390 0,812 0,627

1 - "220V/2W" (9,1mA) Ba9s [9,5x28] W=50mm Niemcy.

2 - "220/260V 5/7W WS" (23/26mA) Ba15s dwustykowy [15x54] W=56mm Anglia.

3 - "220/260V 5/7W" (23/26mA) Ba15s dwustykowy [16x34] W=80mm Niemcy.

4 - "220/260V 5/7W" (23/26mA) E10 [16x52] W=80mm Polska.

5 - "200/250V 10W Thorn UK" (ok.35mA) Ba15s dwustykowy [19x42] W=75 Anglia.

6 - "200/250V 6/10W UK" (30/40mA) Ba15s dwustykowy [19x44] W=100mm Anglia.

7 - "150V/5W" (33,3mA) E10 [15x52] W=60mm Francja.

8 - "60V/20mA TaunusLight" (1,2W) T5,5 [6x44] W=13mm Niemcy.

9 - "120 PSB-CM" (??W/??mA) T5,5 skrócona [5,5x23] W=15mm ???.

10 - "60V/20mA" (1,2W) T4 [4x30] W=12 Polska.

11 - "50V/20mA Osram" (1W) Ba6s [6,5x22] W=12 Anglia

12 - "60V/20mA" (1,2W) T3 subminiaturowa [3x14] W=12 ???.

13 - "100/130V 6W Philips" (60/46mA) Ba15s dwustykowy [19x44] W=40 ???.

14 - "48-50V/2W Osram T73811W" (40mA) Ba9s [10x27] W=10 Anglia.

W cudzysłowiu jest oryginalne oznaczenie producenta, czyli to co napisane jest na żarówce. Ponieważ napisy te raz podają moc a raz natężenie prądu, w nawiasie podałem tą "trzecią" wartość która bliżej określa parametry żarówki. Następne znaki to symbol cokołu. Potem są wymiary żarówki podane jako [średnica szkła bańki X całkowita długość żarówki]. Za symbolem "W" jest przybliżona długość włókna żarnika. Na końcu jest kraj producenta.

Pomiary zrobiłem metodą techniczną na kompletnie nowych żarówkach o nie znanym czasie magazynowania. Wynikową rezystancję zaokrągliłem do 3-go miejsca.

Zrobienie powyższej tabelki zajęło mi kilka dni, w czasie których stałem się mimowolnie ekspertem od pomiarów żarówek. Jeśli ktoś ma pytania lub wątpliwości, w każdej chwili mogę udzielić wyczerpujących wyjaśnień: co, jak i dlaczego?.

P.S. Nie jestem pewnien czy formatowanie tabelek zostanie prawidłowo zachowane po ich wysłaniu na Forum. Jeśli nie - powtórzę te tabele jeszcze raz ale w innej postaci.

AndyM · 13 Lipca 2006

Nic z tego!. Program obsługujący Forum nadaje się tylko do pisania listów miłosnych a nie danych technicznych. Zjada wszystkie nadmiarowe spacje (więcej niz 1) i nie mogę zrobić w nim tej tabeli tak jak chcę. Mam nadzieję, że obecna jej forma nie będzie zbytnim utrudnieniem. Liczby 1 - 7 oraz 8 - 14 w pierwszych rzędach obu tabel (obok [V]) należy porozsuwać tak, aby stanowiły nagłówki poszczególnych kolumn z liczbami 4-cyfrowymi. Także między kolumnami powinny być 3 - 4 spacje. Widok ten trzeba poprawić na własną rękę, po przekopiowaniu tabel i objaśnień do Notatnika.

zorro · 13 Lipca 2006

Tylko jakie praktyczne zastosowanie w audio mają te pomiary ?

senicz · 14 Lipca 2006

chyba w zadnym fabrycznym gen wysokiej klasy nie widzialem zarowek w stabilizacji amplitudy. Choc musze przyznac ze gen z zarowkami maja niska thd gdyz zarowki takich nie wnosza. Niestety inne elementy bardzo. Ja swoj sengen koncze w niedziele. Ciekawe co kolega uzyska w swoim? Narazie robie mono czyli nieprzestrajany ale to tylko kwestia potka. Sam gen dosc latwo zrobic gorzej jest z miernikiem thd.

AndyM · 14 Lipca 2006

zorro>

Mają i to duże. Proszę poczytać w literaturze (dla praktyków) o generatorach: z mostkiem Wiena-Robinsona, podwójne T, T zbocznikowane, itp. Generatory te muszą mieć automatyczną stabilizację amplitudy i do cego celu najłatwiej jest wykorzystać żarówkę jako element o nieliniowej rezystancji - zależnej od napięcia. I to właśnie widać jest z moich tabelek.

senicz>

Rozumiem, że Kolega ma pragnienie zbudować generator tzw. niedościgły. Jeśli doliczyć jeszcze mnie, wiemy na pewno że są w Polsce dwie takie osoby. Jednak nie wszyscy mają aż tak wygórowane wymagania. Dane te skierowałem raczej do tych, którym wystarczy wyjście 3 Vsk i THD wyraźnie mniejsze od 0,01%. Generator taki można zbudować na jednym niskoszumowym podwójnym wzmacniaczu operacyjnym typu: NE5532, uPC4570, LM833, itd kupionym za 2 - 3 zł. Właśnie z użyciem żarówki jako stabilizatora. I nie będzie to przyrząd bezużyteczny, gdyż absolutnie wystarczy na wszelkie możliwe lampowe "ustrojstwa", 75% scalakowo-tranzystorowych i bez problemów załatwi każdego rodzaju: filtry, zwrotnice, głośniki (parametry T-S), charakterystyki, itd, itd. Elektronika przecież nie składa się tylko pomiarów THD.

AndyM · 15 Lipca 2006

senicz>

Ponieważ zostałem wywołany do tablicy podam kilka szczegółów z moich zamiarów w sprawie generatora do pomiarów bardzo małych THD:

- typowy prosty układ z mostkiem Wiena (lub podwójne T).

- wzmacniacz operacyjny to M5219. Jedna jego połówka pracuje w układzie generatora i jej obciążeniem jest tylko układ stabilizacji amplitudy (oczywiście z zarówką 60V/20mA). Druga jest wtórnikiem i pracuje na potencjometr 1k i dzielnik wyjściowy.

- generator ten ma być tylko do pomiarów THD i dlatego działa na dwie stałe częstotliwości 1 i 10kHz.

- mam nadzieję uzyskać z niego 6 Vsk przy THD ok. 0,01%.

- między wyjściem wtórnika a potencjometrem 1k będą przełączane obustronnie dopasowane filtry. Tworzą go dwa ogniwa "m" filtru "pi" z obwodami nastrojonymi na 2-gą i 3-cią harmoniczną. Z dość dużymi wymiarowo cewkami bezrdzeniowymi (największa ma 135mH), o jeszcze rozsądnej dobroci, powinienem uzyskać -60dB dla obu głównych harmonicznych (2 i 3) oraz -50dB dla wszystkiego powyżej.

- na wyjściu powinienem otrzymać 3Vsk przy THD rzędu 0,00001%.

- całość będzie zamknięta w jednej wspólnej dobrze ekranowanej obudowie (oddzielne masy i zasilanie!) ze wstępnymi stopniami miernika bardzo małych THD. Ten zaś ma, dla uproszczenia, współpracować z zewnętrznym miliwoltomierzem.

Czy to Koledze wystarczy?...

Jak na razie mam tylko obliczone filtry i zmontowany próbnie ten na 1kHz. Z cewkami na ferrycie (kubki AL=63) uzyskałem te tłumienia które podałem powyżej. Teraz będę próbował uzyskać je na relatywnie dużych cewkach powietrznych nawiniętych dość grubym drutem (dobroć!).

Wszelkie poważniejsze prace ręczne w sprawie tego generatora i miernika mam chwilowo zawieszone. Z powodu przenosin i rozbudowy firmy w której pracuję mam bardzo dużo dodatkowych zajęć (godzin nadliczbowych też). I będzie tak nietety aż do końca września. A w sierpniu - ciężko wywalczony urlop (Ustronie Morskie City).

senicz · 17 Lipca 2006

bardzo ciekawy pomysl. Kurcze dwie F ?? A moze tylko jeden filtr przepustowy na F np. szeregowy? No i jakie to musi mies szumy aby otrzymac te niskie thd?

AndyM · 18 Lipca 2006

senicz>

Oto szczegóły filtra na 1 kHz.

Nie umiem rysować schematów na PC, nawet nie wiem jakim zrobić to programem, bo ręcznie robię to 100x szybciej. Nie mam też skanera, więc spróbuję wytłumaczyć jego schemat "obrazowo":

- Najpierw rysujemy punkt p.t. Wejście.

- Za nim jest narysowany odchodzący w prawo poziomy rezystor R1 = 1 kOhm.

- Na drugim (prawym) końcu rezystora jest kondensator C1 = 191,4nF do masy.

- Od tego samego punktu (rez+kond) odchodzi leżący poziomo równoległy obwód rezonansowy złożony z L1 = 134,5mH i C2 = 21nF. Nastrojony jest on dokładnie na 3 kHz.

- Za tym pierwszym obwodem jest drugi, włączony w szereg z pierwszym, identycznie leżący obwód równoległy z L2 = 107,6mH i C3 = 58,8nF. Nastroić go trzeba na 2 kHz.

- Za drugim równoległym obwodem L2C3, czyli na końcu całego poziomego szeregu jest kondensator do masy C4 = 160nF i równolegle do niego potencjometr wyjściowy R2 = 1 kOhm.

Filtr jest obustronnie dopasowany do 1 kOhm. Obliczyłem go na podstawie starej ruskiej literatury "Sprawocznik radiolubitiela - część I" i niemieckiego czasopisma "Funk Technik" z 1970r. Daje on całkiem dobre wyniki ale niestety "zjada" połowę napięcia. W jego wnętrzu występują jeszcze inne wzajemne zależności (np. L1 + L2 z kondensatorem C4 dają szeregowy rezonans na 1 kHz - poprawia to stromość zbocza i tworzy filtr dolnoprzepustowy) i dlatego nie wolno zbyt daleko odchodzić od wartości obliczonych. Elementy LC dobrałem przy pomocy służbowego cyfrowego mostka RLC (ruski wielki ale bardzo dokładny przyrząd G7-8) i np. kondensatory są w rzeczywistości złożone z kilku mniejszych elementów. Ilości zwojów w cewkach nie potrafię niestety podać gdyż pogubiłem się w trakcie ich odwijania. Obecna ich wersja i tak nie jest ostateczna.

Z cewkami powietrznymi raczej nie powinno być problemów. Mam w pracy korpusy nieco większe i mocniejsze niż szpulki od plastra medycznego. Żeby mieć 135mH trzeba namotać na taki korpus ok. 2000 zw. Przy równym warstwowym uzwojeniu możliwe będzie użycie drutu 0,35 - 0,4mm. Cewki muszą być ekranowane. Trzeba je będzie umieścić w dużych pudełkach z grubej blachy w samym środku, możliwe daleko od ścianek, a to zmieni nieco ich dostrojenie.

Co do szumów to będę martwił się później bo niezłomnie wierzę w potęgę eksperymentu. Te od dołu lekko wytłumię zbyt małymi pojemnościami sprzęgającymi które wetknę w tor sygnału nawet jeśli ich tam być nie powinno (styroflexy). Górę załatwi cha-ka filtra. Ma tłumienie minimum -50dB dla wszystkiego powyżej 3 kHz. Jeśli to wszystko nie pomoże zastanowię się nad jakimś obwodem LC. Tylko że nie ma go gdzie wsadzić...

P.S. Przeliczenie tego filtra na inne częstotliwości lub rezystancje dopasowania jest bardzo proste:

- Inna rezystancja dopasowania - obliczyć stosunek "nowa"/"stara" i pomnożyć przez niego wszystkie indukcyjności zaś podzielić pojemności (dla mniejszych rezystancji - mniejsze cewki, większe kondensatory).

- Inna częstotliwość - obliczyć pierwiastek ze stosunku "nowa"/"stara" i podzielić przez niego wszystkie elementy LC. Dla 20 kHz będą więc one 4,472 raza mniejsze i największa cewka bedzie musiała mieć tylko 30mH. Całkiem znośnie...

AndyM · 18 Lipca 2006

senicz>

W ferworze walki z tekstowym opisem filtra zapomniałem o paru szczegółach.

- Dlaczego filtr ma obwody tłumiące tylko na 2-gą i 3-cią harmoniczną?. Bo one są największe i na 90% decydują o wynikowym THD. Resztę usunie dolnoprzepustowe działanie filtra.

- Generator będzie przestrajany w bardzo małych granicach przy pomocy 25-obrotowego potencjometra montażowego. Będzie on tylko w jednej gałęzi mostka Wiena. Spowodowane tym zmiany tłumienia powinien bez problemów wyrównać układ stabilizacji amplitudy. Tym bardziej, że chodzi tu o przestrojenie najwyżej o 0,5 - 1 Hz w celu precyzyjnego dostosowania się do mostka TT w mierniku THD.

- O podstawowej częstotliwości generatora decydować będą możliwości doboru elementów w mostku TT miernika THD. Raczej nie jest ważne czy pomiar będzie odbywał się na 1 czy 1,2 kHz. Budowę całego zestawu zacząć trzeba od elementów tego właśnie mostka. Rezystory (6 identycznych sztuk) dobrać jest dość łatwo. Nawet w warunkach warsztatowych można uzyskać ich porównanie z dokładnością 0,05% (wystarczy zasilacz i miernik uniwersalny 3,5 cyfry). Gorzej z kondensatorami. Dlatego przewidziałem ręczne ich dostrajanie - gałęzi równoległej i jednej szeregowej (będzie w niej o 10 - 20pF mniejszy kondensator stały). Dobre do tego celu będą dwa małe kondensatory zmienne od odbiorników radiowych, przy czym użyta będzie 1 lub 2 sekcje UKF. Po kilku próbach zmierzenia THD generatora, co wymagać będzie zrównoważenia mostka przez pokręcanie kondensatorami, układ zostanie w końcu doprowadzony do stanu: R1 = R2 = R3:2 oraz C1 = C2 = C3x2. Kondensatory zmienne mają istotną przewagę nad potencjometrami: nie trzeszczą i są bardziej stabilne, także temperaturowo. Można poszukać takich które mają wbudowaną bezluzową przekładnię.

- Najbardziej obawiam się chwilowej (termicznej i mechanicznej) stabilności całego układu. Wszystkie dotychczasowe moje mierniki THD miały ten parametr wręcz beznadziejny. Ale były dostrajane potencjometrami i współpracujący generator był "normalny" czyli przestrajany. Robiąc pomiary poniżej 0,01% THD ani na chwilę nie udawało mi się zatrzymać wskazówki woltomierza. Po kwadransie kręcenia trzema gałkami jednocześnie mogłem tylko stwierdzić: "chyba było 0,007". Dlatego tutaj planuję tzw. "zimny termostat" czyli grube styropianowe pudełko. No i kondensatory zmienne, a nie potencjometry i stała częstotliwość generatora.

senicz · 19 Lipca 2006

To co Panpisze jest niesamowite. Tyle inwencji i "pomyslunku". No no. Na cewki to by sie nigdy nie zdobyl bo po 10zw juz mnie glowa boli. Notch filtry w thd metrach sa zqwsze strojone automatycznie przez petle fazowe lub inne. trzeba pamietac ze rozwazamy pomiary na poziomie 1-10uV i mniej. Wiec? bez automatu w thd meter nic nie wyjdzie gdyz fluktuacje f w gen zabija wszystko. Innym waznym problemem sa szumy. A 1uV szumow w pasmie 20k to sie uzyskuje na malej opornosci a nie na takich filtrach jak Pan opisal. jestem strasznie ciekaw co z tego wyjdzie? ja tam robie zwyklego gen ze stabilizacja na fecie i filtr z kontrola fazy w thd meter. Nie moge sobie pozwloic na regulacje ciagla ukladu pom. po wymianie elementu w ukladzie mierzonym bo bym zwariowal.

Pozdr. Wlodek

AndyM · 20 Lipca 2006

senicz>

Dziękuję za uznanie. Martwi mnie jednak to, że przez ostatnie 2 dni nie miałem ani chwili czasu żeby usiąść do komputera i napisać odpowiedź. A co dopiero pomyśleć nad swoimi technicznymi problemami.

Brak bojaźni przed dużymi lub małymi cewkami zawdzięczam krótkofalarstwu o które otarłem się kiedyś dość mocno. Poza tym, mam w pracy kilkanaście nawijarek różnych typów i wszystkie możliwe druty. Ponieważ do moich zajęć należy naprawianie tego co ma w środku bardziej skomplikowaną elektronikę, mogę przeprogramować taką nawijarkę która ma założony taki drut jak potrzebuję i jest w tej chwili wolna, zamocować swój korpus i jechać... W warunkach domowych nawijam cewki przy pomocy ręcznej wiertarki (takiej z korbką, przełożenie 2:1/4:1) zamocowanej poziomo w imadle. Korpus ściskam między podkładkami i nakrętkami na długiej śrubie. Zwoje układają się samoczynnie w równe warstwy jeśli drut prowadzi się z odległości 0,8 - 1 m. To wcale nie jest takie straszne, choć jak wszystko, wymaga trochę wprawy.

Na automatyką w mierniku THD, w sposób bardziej zaawansowany, jeszcze się nie zastanawiałem. Mam za to cud polskiej myśli technicznej czyli "PMZ -12 Automatic Distorsion Meter". Nie mam jego schematu więc z ciekawości zajrzałem kiedyś do jego bebechów. Excusez moi - mało się nie zrzygałem... Nigdy w życiu!. Zobaczę co da się osiągnąć na bardzo starannie zrobionym klasycznym układzie obu urzadzeń: generatora i miernika. Na wszelki wypadek mam lekko "obwąchany" układ przestrajania Wiena diodami pojemnościowymi. Mają one na obu końcach tą samą składową zmienną (czyli właściwie jej brak), za to regulowaną składową stałą. Może pętlą PLL objąć nie sam filtr i jego przestrajanie lecz dostrajać generator do filtra?.

Także pozdrowienia. Andrzej.

senicz · 21 Lipca 2006

jesli masz juz thd meter to wystarczy dac notch filtr wycinajacy podst. np o 40db i taki sygnal podac na thd meter. Wykaze oczywiscie duze thd ale jesli podzielisz wynik przez 100 to w latwy sposb dostaniesz miernik wystarczajaco dokladny do pomiarow. Miernik ma juz odpowiednia petle i pomiar jest latwy. Nie mozna tylko wyciac pods. zby mocno bo miernik bedzie sie stroil np. do harmonicznej. Powodzenia.

AndyM · 21 Lipca 2006

senicz>

Bardzo dziękuję za podpowiedź. Rozumiem, że skoro mam wstępnie zmienić stosunek podstawowej do harmonicznych o 100 razy, to nie oznacza to tylko że muszę ją o tyle właśnie stłumić, ale jednocześnie całą resztę wzmocnić o 40 dB. Inaczej PMZ-12 będzie musiał mierzyć drobne uV, a tego on nie potrafi. Poziomem odniesienia jest tu 300mV (100%) zaś najczulszy zakres to 0,1% czyli 0,3mV. Bez wzmoncnienia "reszty" można się obejść tylko przy poziomie sygnału rzędu 30 Vsk, a tyle nie przeniesie mój filtr. Od zawsze stosuję tu układ podwójne T z mnożnikiem dobroci. Sam czysty mostek ma Q = 0,33 a to wyraźnie zahacza o drugą harmoniczną. Mnożnik Q jest więc konieczny ale ogranicza mi sygnał na wejściu do 3Vsk (z narażeniem życia max 10Vsk).

Andrzej.

senicz · 24 Lipca 2006

no tak nie pomyslalem o ograniczeniach tego miernika. Warto dodac miernik rms na wyjsciu mostka.

AndyM · 25 Lipca 2006

senicz>

Poszperałem po literaturze i znalazłem taki rodzaj filtra z elementów biernych, który wytnie podstawową o 30, 40, a może nawet 50 dB. Jest on oczywiście LC. Nazywa się go "z kompensacją strat" i był kiedyś używany w różnych TV jako pułapka fonii za detektorem. Głębokość tłumienia można regulować potencjometrem.

Jest to już chyba ostatni mój list na Forum. Bardzo dziękuję za wszystko. Andrzej.