CN202710973U - 电子管偏流自控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子管放大器领域，公开了一种电子管偏流自控系统。本实用新型所述的电子管偏流自控系统，包括微处理器、数据取样模块、指示信号输出模块、控制电压输出模块、预设电压模块和键盘，所述微处理器分别与所述数据取样模块、指示信号输出模块、控制电压输出模块和键盘电相连；所述预设电压模块与所述数据取样模块电相连。本实用新型所述的电子管放大器偏流自控系统，具有对电子管自动校准功能，使得电子管放大器保持最佳工作状态。

Description

电子管偏流自控系统

技术领域

本实用新型涉及电子管放大器领域，尤其涉及一种电子管偏流自控系统。 

背景技术

电子管，是一种最早期的电信号放大器件，由发射电子的阴极、控制栅极、加速栅极、阳极组成，其利用电场对真空中的控制栅极注入电子调制信号，并在阳极获得对信号放大器放大或者反馈振荡后的不同参数信号数据。主要应用在音频功率放大器件中，单级增益高、动态范围大、失真小、过载能力强等特点。但是，现有的电子管应用在放大器中时，由于电子管本身的特性，随着工作时间的延长，其技术参数会发生变化。为了保证电子管放大器在长期的工作中依然保持最佳的工作状态，需要对电子管放大器的工作电流进行校准，传统的模式则是对电子管的控制栅极电路，设置电位器从而调整偏置电压，并且在电子管的阴极电路中，设置检测点。如图1所示，为单个电子管的电路原理图，其中RV为可调变阻器。检测时，需人工使用电压表测量电子管阴极连接的电阻上的电压降，并且换算成电流值，然后与偏置电流对比。如果不在偏置电流的范围内，则通过调节RV的电阻值，使得静态电流调至偏置电流规定的范围内即可使得电子管的技术参数恢复正常，从而完成校准。但是，对于一般用户来讲，基本上都不懂电路知识，更加不知道如何校准，从而使得使用的电子管放大器的性能逐步下降，最终影响使用电子管放大器的电器设备的效果。 

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是：提供一种电子管偏流自控系统，具有对电子管放大器自动校准功能，使得电子管放大器即使长时间工作保持最佳工作 状态。 

本实用新型实施例提供的一种电子管偏流自控系统，包括微处理器、数据取样模块、指示信号输出模块、控制电压输出模块、预设电压模块和键盘，所述微处理器分别与所述数据取样模块、指示信号输出模块、控制电压输出模块和键盘电相连；其中，所述微处理器用于控制整个电子管偏流自控系统；所述数据取样模块用于将来自电子管阴极的取样模拟电压信号转换为数字信号；所述指示信号输出模块用于显示电子管放大器的工作状态；所述控制电压输出模块，用于控制电子管的栅极电压，将电子管的静态工作电流控制在设定值的精度范围内；预设电压模块，用于用户设定电压值，所述预设电压模块与所述数据取样模块电相连；所述键盘，用于人工向微处理器发出指令。可选的，所述微处理器包括分析计算单元和预设电压单元；所述分析计算单元，用于对数字信号分析和计算；所述预设电压单元，用于用户预设电压值。可选的，所述数据取样模块包括模数变换器。 

可选的，所述微处理器选用单片机作为处理芯片。 

可选的，还包括存储模块，用于存储数据。 

由上可见，应用本实用新型实施例的技术方案，以微处理器为控制中心，通过数据取样模块对电子管阴极端的电阻进行电压的取样，然后通过模数转换器将取样的模拟电压信号转化成数字电压信号并且传输至所述微处理器，同时用户对预设电压模块设定的电压值一同被所述模数转换器转换为数字电压信号传输至所述微处理器。所述微处理器则指示分析计算单元对所述两组数字电压信号分别换算成电流值，然后进行比较，如果从电子管阴极端取样的数字电压信号换算的电流值在预设数字电压信号换算的偏置电流的范围内，表示所述电子管的工作状态正常，无需校准，则所述微处理器发出相应指令至所述指示信号输出模块，所述指示信号输出模块则启动蓝色指示灯，表明整个电子管放大器工作状态正常；否则，从电子管阴极端取样的数字电 压信号换算的电流值不在预设数字电压信号换算的偏置电流的范围内，表示所述电子管的技术参数发生变化，需要校准，则所述微处理器发出相应指令至所述指示信号输出模块和所述控制电压输出模块，所述指示信号输出模块则启动红色指示灯，表明所述电子管放大器需要校准。此时，所述微处理器的控制数据将通过光电耦合器传输至数模转换器，所述数模转换器将数字电压信号转换成模拟控制电压信号并且传输至运算放大器。所述运算放大器将模拟电压控制信号进行扩展，从而达到调整整个电子管放大器的技术参数，从而使得所述电子管放大器维持在正常工作状态。 

由于电子管在有音频信号输入时，不能校准。电子管只能在静音的状态下才能校准。因此，系统设置了“检查”和“校准”二个操作按键。在此过程中，只需人工按“检查”和“校准”，就可对电子管的电流进行检查和调整，对于完全没有电路基础知识的用户来说，甚是方便。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中： 

图1为本实用新型背景技术提供的现有电子管校准的电路图； 

图2为本实用新型实施例所述的电子管偏流自控系统的原理框图； 

图3为本实用新型实施例所述的电子管偏流自控系统的数据取样模块和预设电压模块以及键盘输入的电路图； 

图4为本实用新型实施例所述的电子管偏流自控系统的微处理器与存储模块的电路图； 

图5为本实用新型实施例所述的电子管偏流自控系统的指示信号输出模块中的数字/逻辑转换器的电路图； 

图6为本实用新型实施例所述的电子管偏流自控系统的光电耦合器和控 制电压输出模块的电路图； 

图7为本实用新型实施例所述的电子管偏流自控系统的指示信号输出模块中用于控制信号扩展的运算放大器的电路图。 

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。 

实施例： 

如图2所示，为本实用新型所述的电子管偏流自控系统的原理框图。本实用新型所述的电子管偏流自控系统，包括微处理器1、数据取样模块2、指示信号输出模块3、控制电压输出模块4、预设电压模块5和键盘6。所述微处理器1分别与所述数据取样模块2、指示信号输出模块3、控制电压输出模块4和键盘6电相连；所述预设电压模块5与所述数据取样模块2电相连。 

其中，所述微处理器1为整个系统的控制中心，接收信号并且发出相应指令； 

当键盘6发出“检查”的指令时，放大器的输入信号被切断，电子管处于静态工作状态。所述数据取样模块2，包括模数变换器21和取样电压模块22，所述取样电压模块22从电子管阴极取样模拟电压信号，然后通过所述模数变换器21将所述模拟电压信号转换为数字信号，也将预设电压模块5的电压信号转换为数字信号并且传输至所述微处理器1，所述微处理器1包括分析计算单元11，对接收的所述数字信号进行分析比较，从而判断出所述偏置电流是否正确，从而再由所述微处理器1发出是否需要进行校准的指令。 

如果所述微处理器1发出无需校准的指令，则所述指示信号输出模块3则作出相应的动作。所述指示信号输出模块3则会亮起表示所述电子管放大 器工作状态正常的蓝色灯。 

如果所述微处理器1发出需要校准的指令，所述指示信号输出模块3则会亮起表示所述电子管放大器工作状态不正常的红色灯； 

当系统处于“检查”的状态下，可以接受来自键盘6的“校准”指令。否则，系统不接受“校准”指令。因为电子管应该在静态下校准。 

当系统得到“校准”指令后，所述微处理器1将向控制电压输出模块4发出修正数据。 

所述控制电压输出模块4包括光电耦合器41、数模转换器42和运算放大器43，所述光电耦合器41是一种以光为媒介传输电信号的一种电-光-电转换器件，它由发光源和受光器两部分组成，把发光源和受光器组装在同一密封的壳体内，发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端。所述光电耦合器41可以在2个没有电气连接的系统间传递数字信息。本系统的控制电压输出模块4的参考点与微处理器的参考点（接地点）不连接。 

当修正数据作用于控制电压输出模块4，数据将被所述数模转换器42转换为模拟电压，该模拟电压通过所述运算放大器43向电子管的控制栅极送出正确的电压值。系统将反复检查--修正，直至电子管的静态电流达到设定值。 

所述存储模块7，用来存储数据，与所述微处理器1电相连。 

通过以上的描述，说明要电子管工作正常，则需保证其静态工作电流（也就是偏置电流）的准确。本实用新型所述的电子管偏流自控系统则基于此目的，建立一个电路控制系统，使得电子管在工作一段时间后出现技术参数变化后能够轻易的被校准到正常状态。 

关于控制电压范围的调节范围。对于KT88电子管，平均栅极电压为-50V，从而设定参考电压为-50V。所述数模转换器42输出的模拟电压范围为0~3V，中心值为1.5V。信号被传输至运算放大器43，经过所述运算放大器43的两级放大，则被放大后的电压扩展至-15V~15V，中心值为0V。由于参考电压为 -50V，则最终输出的电压范围为-35V~65V。调节范围为+/-15V，可以充分满足电子管的调节范围，从而达到自动对电子管放大器校准的功能。 

下面则结合图3、图4、图5、图6、图7所示的电路图具体了解其实现过程： 

图3为数据取样模块2和预设电压模块5以及键盘6的输入的电路图，所述数据取样模块2中的取样电压模块22对电子管阴极端的电压进行取样，在图3中可以看到K1、K2、K3和K4四路模拟电压信号，并且从所述模数变换器21的1、2、3、4的引脚输入，所述预设电压模块5的预设电压从所述模数变换器21的11、12的引脚输入。然后所述模数变换器21将所述六路模拟电压信号转换成数字信号。15、16、17、18引脚为时钟和数据线，与微处理器连接，交换数据。CN4连接键盘6，用于人工给出“检查”和“校准”的指令。 

图4为所述微处理器1使用的单片机SST89V58芯片与存储模块7的电路图。来自数据转换模块2的数字信号被输送至所述微处理器1的引脚25、26、27、28。所述分析计算单元11通过对输入的数字信号计算，如果电子管的偏置电流偏离设定值小于3%，系统认为“正常”。如果电子管的偏置电流偏离设定值超过3%，系统认为“不正常”。所述微处理器1的引脚16、17连接存储模块，每次校准的结果被存储在所述存储模块7的存储器中。所述微处理器1的引脚14、15连接指示信号输出模块3，向其提供显示数据。所述微处理器1的引脚40、41、42、43连接控制电压输出模块4，向其提供控制数据。 

图5是所述指示信号输出模块3中数字/逻辑转换器的电路图。电路图中3CD4015B是数字/逻辑转换器。它的1、7脚分别输入来自所述微处理器1的时钟和数据信号。它的2、3、4、5、10、11、12、13脚输出0或者5V的逻辑电压。它将来自所述微处理器1的数据翻译成指示信号：电子管的偏流正确时，指示灯DK1、DK2、DK3和DK4则显示蓝色；如果电子管的偏置电流 偏离设定值超过3%，系统认为“电子管的偏流不正确”，则指示灯DK1、DK2、DK3和DK4显示红色。 

图6是光电耦合器41和控制电压输出模块4的电路图。包括光电耦合器41和数模转换器42。所述光电耦合器41的作用是传送数据但是隔断参考点。所述光电耦合器41的1、2、3、4脚是输入端，参考点是接地点=0V。所述光电耦合器41的5、6、7、8脚是输出端，参考点是预先设定的KT88管的栅极电压的平均值=-50V。所述数模转换器42将来自所述微处理器1的数字信号（经由光电耦合器传递的）转换成模拟控制电压。所述模拟控制电压相对于参考点（-50V）为0~3V，中心值为1.5V。这意味着实际施加在电子管栅极的控制电压是：-47V~-48.5V~-50V。这控制范围太小，不能适应全部的电子管。 

图7是控制电压输出模块4的扩展的运算放大器的电路图，将控制电压的调节范围由3V扩展到30V。最终得到的控制电压范围是：-35V~-50V~-65V。这样的控制范围能够适应全部的电子管。 

本实用新型实施例中给出的是单个电子管偏流自控系统的电路图，其也适用于多个电子管放大器的调控，同时，电子管的平均栅极电压可以根据实际进行调整，不局限与本实施例中提及的-50V和-38V。 

本实用新型附图中的模数变换器21还可以增加控制4个电子管，即在所述模数变换器21的5、6、7、8的引脚再连接4个电子管的取样信号，并不局限于本实用新型附图中的4个输入点。 

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。 

Claims (4)

1.一种电子管偏流自控系统，其特征在于，包括：

微处理器，用于控制整个电子管偏流自控系统；

数据取样模块，用于将来自电子管阴极的取样模拟电压信号转换为数字信号；

指示信号输出模块，用于显示电子管放大器的工作状态；

控制电压输出模块，用于控制电子管的栅极电压，将电子管的静态工作电流控制在设定值的精度范围内；

预设电压模块，用于用户设定电压值；

键盘，用于人工向微处理器发出指令；

所述微处理器分别与所述数据取样模块、指示信号输出模块、控制电压输出模块和键盘电相连；

所述预设电压模块与所述数据取样模块电相连。

2.根据权利要求1所述的电子管偏流自控系统，其特征在于：

所述数据取样模块包括模数变换器。

3.根据权利要求1所述的电子管偏流自控系统，其特征在于：

所述控制电压输出模块包括光电耦合器、数模转换器和运算放大器。

4.根据权利要求1所述的电子管偏流自控系统，其特征在于：

还包括存储模块，用于存储数据，与所述微处理器电相连。 

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