Cos'è un Tube Tester e come Funziona ...
I provavalvole si dividono sostanzialmente in due categorie: Provavalvole a emissione anche detti a conduttanza dinamica e Provavalvole a Mutua Conduttanza, analizziamo ora il loro uso e le prove che riescono ad eseguire.
PROVAVALVOLE AD EMISSIONE:
Esso determina quanta corrente esce dalla placca, questo valore viene confrontato con un dato soggettivo/fittizio che è predeterminato, se ad esempio una valvola nuova deve dare 50mA di corrente alla placca e il provavalvole ci dice che ne eroga 37mA vuol dire che la valvola è quasi nuova o comunque efficiente. A volte la scala dello strumento non è in mA ma in gradi ma ciò non fa differenza. L'emissione però non è di per se un dato concreto per determinare l'efficienza della valvola, è un buon indizio ma non è un dato sicuro, perché la corrente di uscita non è sempre uguale, o meglio, il suo valore varia in funzione delle tensioni e correnti applicate alla valvola e non in maniera lineare ma in funzione di una curva . Per avere un valore certo che l'emissione misurata dal provavalvole sia vera e determinante bisognerebbe che esso applichi le tensioni e correnti di esercizio proprie della valvola. Ad esempio, una 6L6GB lavora con tensioni anodiche da 250 a 400V, le curve di emissione quindi variano in funzione di questi valori, è quindi impensabile che un provavalvole come i vecchi Radio Elettra che applicano 45V alla placca ci diano un valore corretto, potrebbe darsi benissimo che a 45V la corrente sia corretta ma che essa non salga al valore efficace quando in circuito applicheremo la tensione corretta.Inoltre servirebbe anche un regolatore per il controllo della tensione di rete , capace di fornire al provavalvole una corretta alimentazione, dato che la tensione di rete non è stabile e spesso è superiore o anche minore dei canonici 220V, cio comporterebbe ad una non corretta taratura del Provavalvole che fornirebbe dati ancora più approssimativi . Un corto circuito tra le griglie in talune valvole crea un aumento della corrente anodica, di fatto il provavalvole ci dice che la valvola è più che buona ma il corto ne determina elettronicamente parlando l'inutilizzabilità della valvola.. In poche parole questo tipo di provavalvole dice se la valvola è buona o no, con un ampio margine di errore, niente di più.
PROVAVALVOLE A MUTUA CONDUTTANZA
I provavalvole del "tipo a Mutua conduttanza" sono particolarmente adatti ai riparatori. La teoria ed il funzionamento di questi provavalvole è alquanto più complessa di quella del semplice misuratore di emissione. Siccome lo scopo normale di un tubo è l'amplificazione, è più logico che un provavalvole mostri come il tubo amplifica, simulando il funzionamento del tubo nel circuito effettivo. E questa è, appunto, la funzione del misuratore di transconduttanza. Una serie di commutatori e di potenziometri stabiliscono le corrette polarizzazioni anodiche, di schermo e di griglia del tubo in esame.
I misuratori di transconduttanza possono appartenere a due gruppi principali. Vi sono quelli che applicano una polarizzazione fissa alla griglia del tubo e misurano la corrente anodica. Questi misuratori funzionano sul principio che, a parità di polarizzazione, di tensione anodica, ecc., ciascun tipo di tubo ha una propria corrente anodica.
Il secondo tipo di misuratore di transconduttanza applica un segnale alternato alla griglia del tubo in esame. Il segnale amplificato appare sull'anodo del tubo e viene letto da uno strumento, di solito tarato in transconduttanza (gm) o con una scala buono-difettoso. Appartiene a questo gruppo il provavalvole militare TV177 ed il TV-7 (in fotografia ), che sono due eccellenti strumenti di misura.
Ogni tipo di misuratore, di emissione o di conduttanza, ha i propri vantaggi ed inconvenienti. In generale, il tipo a conduttanza fornisce risultati più precisi quindi molto più sicuri e veritieri ,ma presentano due inconvenienti principali: un maggior tempo di preordinazione della misura ed un costo maggiore.
LA PROVA DI CORTOCIRCUITO
Anzitutto si alimenta il provavalvole e si regola il controllo della tensione di rete. Questa regolazione serve ad assicurare una corretta misura, compensando le normali variazioni di tensione di rete e la caduta di tensione interna del provavalvole causata da tubi che assorbano un'alta corrente di filamento.
Successivamente, si ricerca il tubo sul libretto che accompagna il provavalvole, in modo da regolare le manopole e le leve alla maniera indicata. Si inserisce il tubo, si attende circa 30 secondi affinché si riscaldi e poi si prova se vi sono cortocircuiti, conformemente alle indicazioni fornite nel manuale di istruzione dello strumento. E' assolutamente necessario anzitutto accertarsi che non vi siano cortocircuiti, poiché si potrebbe bruciare un resistore o danneggiare lo strumento del provavalvole, quando si esegue il controllo della qualità.
Ciascun elettrodo del tubo in esame viene collegato al cursore centrale di un commutatore a pulsante ed un commutatore alla volta viene portato sulla posizione "prova" e quindi ritornato al normale. Tutti gli elettrodi risultano collegati ad un lato di un circuito, che contiene una sorgente di tensione ed un tubo al neon. L'elettrodo sotto misura viene collegato all'altro capo dello stesso circuito e, se esiste un cortocircuito fra l'elettrodo in esame e qualunque altro, il circuito risulta chiuso e la lampada al neon si accende.
Nella prova di cortocircuito con i provavalvole serie TV-7 occorre trascurare i momentanei lampi della lampadina al neon quando si azionano i commutatori. E' anche conveniente battere delicatamente sul tubo in esame durante la prova; ciò rivelerà se vi sono elettrodi lenti, che possono andare in cortocircuito con la vibrazione.
Un'accensione molto debole della lampadina, se persistente, può indicare una dispersione ad alta resistenza, anche se non vi è un diretto cortocircuito.
La maggior parte dei provavalvole non è in grado di eseguire sensibili misure di dispersione. Queste prove sono usualmente necessarie nei televisori.
La maggior parte degli apparecchi radio in AM e degli amplificatori non risentono praticamente delle dispersioni dei tubi, ma i sensibili circuiti televisivi generalmente risentono anche di dispersioni molto lievi. Per questa ragione molti fabbricanti di provavalvole realizzano circuiti di prova di dispersione molto sensibili, sia come strumenti separati, oppure inseriti nei normali provavalvole.
Ovviamente viene indicato un cortocircuito fra i terminali di filamento del tubo e nel caso che uno stesso elettrodo sia collegato internamente a più di un piedino. Una indicazione di cortocircuito, in questo caso, è perfettamente normale e le tabelle del provavalvole indicheranno la presenza di questi normali cortocircuiti. Se durante la misura appaiono cortocircuiti diversi da quelli normali, il tubo dovrà essere senz'altro scartato, senza fare prove di emissione o di conduttanza mutua. I tubi sospetti debbono sempre essere sottoposti anzitutto alla prova di cortocircuito e se difettosi, vanno scartati.
LA PROVA DI RUMOROSITA’
Quasi tutti i fabbricanti di provavalvole hanno previsto la possibilità di effettuare prove di rumorosità dei tubi. Occorre inserire una cuffia telefonica in una presa sul pannello frontale del provavalvole ed ascoltare la microfonicità ed il rumore mentre si batte contro il tubo. Questa prova oggi ha un valore limitato per molte ragioni. Anzitutto miglioramenti nella costruzione dei tubi hanno quasi del tutto eliminato difetti di questo tipo. Non si può dire che i tubi recenti siano totalmente esenti da microfonicità o rumorosità, ma tali difetti rimangono ad un livello tanto basso da non poter essere rilevato in un provavalvole. In altri termini, il difetto di un tubo del selettore di canale di un televisore viene messo in evidenza dal guadagno molto forte che si ha dopo di esso e che esalta qualunque tendenza del tubo alla microfonicità od alla rumorosità. Ovviamente, un provavalvole non è in grado di riprodurre queste condizioni.
I guasti che i vecchi provavalvole potevano indicare con le prove di rumorosità, i recenti provavalvole li indicano con il controllo di dispersione ad alta sensibilità.
Come abbiamo detto, vi sono numerosi problemi di rumorosità che il provavalvole non può controllare. Lo stesso tubo che è rumoroso in uno stadio a basso livello ed ad alto guadagno può essere silenzioso quando è usato si un circuito con alto livello di segnale.
Ciò avviene poiché il rumore generato internamente (dell'ordine dei microvolt) è trascurabile rispetto ad una tensione di segnale do 01, V, o più. L'inconveniente comincia a manifestarsi solo quando la tensione di rumore è dello stesso ordine di grandezza della tensione di segnale. Sicché, per provare se un tubo è rumoroso in un particolare circuito, conviene installarlo in quel circuito.
Dopo che il tubo ha superato tutte le altre prove, esso è pronto per il controllo di "qualità", ossia di emissione o di conduttanza. Con tutti i comandi regolati alla maniera indicata nella tabella del provavalvole, si premerà il tasto che indica la qualità e si leggerà sullo strumento se il tubo è buono, cattivo o mediocre.
I provavalvole possono anche controllare se vi sono elettrodi interrotti, quali griglie, anodo, ecc. che si siano distaccati dai loro piedini. Questa prova può essere eseguita immediatamente dopo la prova di emissione, se si sospetta questo tipo di guasto. Per controllare un elettrodo interrotto, semplicemente si aprono, uno alla volta, gli interruttori che collegano gli elettrodi. Quando si apre l'interruttore della griglia controllo, la corrente che circola attraverso questo elettrodo viene interrotta e lo strumento presenterà una piccola caduta di corrente totale. Dopo aver chiuso l'interruttore della griglia controllo, si aprirà l'interruttore della griglia schermo e così via, per tutti gli elettrodi. Sebbene l'entità della variazione di corrente totale può variare da elettrodo ad elettrodo, dovrà sempre aversi una certa diminuzione man mano che si apre un interruttore. Se l'interruzione di un elettrodo non porta ad una tale riduzione di corrente, probabilmente l'elettrodo è distaccato internamente dal tubo.
LE PROVE DI DISPERSIONE
Nessuno strumento è in grado di garantire che un tubo funzioni correttamente nel circuito effettivo, particolarmente se il circuito è critico. Per esempio, si può avere una dispersione ad alta resistenza fra due elettrodi del tubo, le cui cause possono essere molteplici. Anzitutto parte del materiale che emette elettroni sul catodo può evaporare e depositarsi sulla griglia controllo. Esso può contaminare anche altri elettrodi, ma i risultati sono più gravi sulla griglia. Quando il tubo raggiunge la temperatura di lavoro, questo materiale comincia ad emettere elettroni, dando luogo alla circolazione di corrente dalla griglia, o da altri elettrodi, all'anodo. Questa circolazione di corrente, o dispersione, anche se piccola, è frequentemente sufficiente ad alterare le condizioni di lavoro del tubo ed a pregiudicare fortemente il funzionamento di circuiti critici.
Dispersioni ad alta resistenza possono essere anche causate da piccole quantità di gas o da altre contaminazioni interne al bulbo del tubo. Un tubo leggermente "gassato", od un tubo con griglia contaminata daranno gli stessi risultati ed i metodi per provarli sono gli stessi.
Molti provavalvole non sono in grado di rivelare tali dispersioni durante le normali prove di cortocircuito, a meno che la resistenza di dispersione divenga relativamente bassa, minore di 250.000 ohm, mentre in molti circuiti una dispersione anche di oltre 250.000 ohm può provocare un difettoso funzionamento. Conseguentemente, oltre alla prova di cortocircuito, molti moderni provavalvole possono controllare resistenze interelettrodiche anche di oltre 20 Megaohm .
Come si può vedere, tale tipo di provavalvole è semplicemente un ohmetro con un rettificatore (D1) fornisce la tensione continua. Un sistema di commutazione consente di misurare la resistenza fra riscaldatore e catodo e fra la griglia controllo, la griglia schermo, il soppressore, l'anodo e tutti gli altri elettrodi, uno alla volta. Sensibili misuratori interelettrodici sono anche disponibili come strumenti separati, da affiancare al provavalvole che non comprendano tale circuito.