L'AVO valve tester VCM163

Par Jean-Pierre Champeaux

Pour connaitre la qualité d'un tube, les deux paramètres habituellement mesurés sont le débit anodique et la pente. Les lampemètres américains sont très nombreux sur le marché de l'occasion. Ils donnent priorité à la mesure de la pente (conductance mutuelle ou transconductance) et la plupart des fabricants utilisent une méthode de pont brevetée par Hicock. Suivant l'utilisation, un trouve des lampemètres aux performances et aux prix assez variables, mais les tubes répertoriés dans les tables fournies avec ces appareils sont souvent limités aux tubes américains, et il est quelquefois difficile d'établir le paramétrage de nouveaux tubes.

Les lampemètres européens privilégient la mesure du courant anodique. Les Metrix 310 et U61 fournissent cette indication et permettent également, moyennant une manipulation complémentaire, de déterminer la pente du tube.
Néanmoins, il existe aussi quelques modèles d'appareils de laboratoire qui donnent le débit et la pente. C'est le cas, entre autres, du Centrad 752 et de certains lampemètres italiens de chez Unaohm et du Kalibr L3-3 russe. * 
Mais aucun ne permet de faire la lecture de ces deux mesures simultanément.
 

* A noter que compte tenu de leurs caractéristiques et de leur prix, les appareils Neuberger et Radiometer ne sont pas pris en compte dans cet article.

Présentation :
Le VCM 163 est un appareil de fabrication anglaise destiné à une mesure très complète des tubes. Il est le dernier modèle de testeur de tubes commercialisé par AVO dans les années 60. Il offre la particularité d'être muni de deux galvanomètres qui permettent de lire simultanément le courant de plaque et la pente de la caractéristique de transfert.

                                          Figure 1- Vue d'ensemble du VCM163

Fonctionnement :
Le fonctionnement du VCM163 est différent de celui du U61. L'appareil Metrix génère des tensions continues qui sont appliquées aux électrodes (sauf au filament). Idéalement, les tensions d'alimentation exigées par les anodes et les grilles écran ne doivent pas changer sous charge. Les appareils que l'on trouve couramment sur le marché fournissent jusqu'à 300V et 100mA, ce qui représente les limites habituelles des alimentations linéaires utilisées par les fabricants de testeurs de tubes. La solution adoptée par AVO consiste à utiliser un transformateur à prises pour appliquer une tension alternative directement au tube (figure 2), en bénéficiant de la propriété auto-redresseuse de ce tube. Le but visé étant de concevoir un appareil sans tensions continues, afin d'éviter les coûteuses alimentations linéaires. AVO à vérifié que si les tensions alternatives sont appliquées correctement, un tube d'amplification (en vertu de sa propriété d'auto-redressement), produit des courants d'anode et d'écran, qui, pour les applications pratiques, donnent un rapport très proche de ceux obtenus à partir de ses caractéristiques statiques. Il en résulte que le courant du tube prend la forme d'impulsions demi-ondes. La fréquence du signal alternatif utilisé est celle du réseau à 50 Hz.

Figure 2 – forme du courant anodique

                                         Figure 3 - Principe de l'appareil 

D'autre part, une demi-onde négative non lissée est appliquée à la grille, en opposition de phase avec les tensions positives d'électrodes. L'alimentation du tube ne nécessite pas de filtrage et la puissance du transformateur reste limitée.
La mesure dynamique de la pente est basée sur un principe utilisant un oscillateur transistorisé fonctionnant à 15kHz. Ce signal de faible amplitude module la tension de grille et une tension proportionnelle à la modulation se retrouve sur l’anode (figure 3). Une autre particularité du VCM163 est de pouvoir mesurer les tubes à fonctions multiples, telles les doubles triodes ou les tubes changeurs de fréquence ou les tubes combinés (par exemple les triodes pentodes), par simple action sur un commutateur rotatif, et donc sans avoir à rentrer de nouveaux réglages. Ceci est possible grâce au contacteur à rouleaux qui affecte les différentes fonctions aux électrodes du tube. Ce contacteur comporte 13 rouleaux (donc pour 13 électrodes au maximum), plus deux rouleaux pour les sorties en partie supérieures des tubes qui en sont équipés. Lorsque tous les réglages du Data Book sont placés, les électrodes à mettre en œuvre sont choisies par le bouton " ELECTRODE SELECTOR". On peut ainsi faire la lecture successivement jusqu'à trois circuits d'un même tube d'amplification, et quatre circuits sur un redresseur. Cet appareil permet de mesurer le courant de grille jusqu'à 100µA maximum) et permet également de vérifier l'isolement filament/cathode, ainsi que celui des différentes électrodes entre elles, et ceci, à froid et à chaud. Les thyratrons et indicateurs d'accord peuvent également être mesurés.
Remarque: Le résultat du contrôle des tubes redresseurs est lu sur une échelle qui comporte trois zones. Cette lecture permet d'apprécier la qualité du tube, mais ne donne pas la valeur directe du courant anodique. 

Description :
La construction est sérieuse avec un bâti rigide et les composants sont de bonne qualité.

a) Console :
La partie inclinée comporte les différentes commandes permettant le paramétrage.

Dans la partie inférieure:
- Tension secteur: Pour obtenir des mesures précises, il est nécessaire de vérifier l'adaptation des circuits à la tension du réseau de distribution. Ce réglage est réalisé à l'aide du bouton "SET ~" et doit être fait à chaque mise en service. Néanmoins, dans le cas ou le réglage correct se trouve en dehors de l'échelle, il est possible de changer d'enroulement sur le primaire du transformateur d'alimentation en déplaçant le fusible, voir la figure 4.

                                                Figure 4 – plaque porte fusible

- Tension de chauffage: elle est réglée par trois commutateurs, de 0 à 119,9 volts par pas de 0,1V. Vous voulez 23,6 volts ?
Rien de plus simple: Vous placez 20, puis 3, puis 6.
A noter que la continuité du filament est visualisée dès l'insertion du tube dans son support, par la déviation complète de l'aiguille du galvanomètre de gauche.
- Tension de grille de commande, en quatre gammes, 0 à 3, 0 à 10, 0 à 30, 0 à 100 volts.
- Tension de grille écran, en 19 valeurs, de 12,6 à 400 volts.
- Tension d'anode: en 19 valeurs, de 12,6 à 400 volts.
Un voyant "OVERLOAD" signale une surcharge et stoppe l'essai en cours.

Dans la partie supérieure:
- Les galvanomètres. Celui de gauche indique le courant d'anode et celui de droite indique la pente
(figures 5 et 6). 

 Figure 5 - Galvanomètre mesure courant.       

                                                                                                                                                                         Figure 6 - Galvanomètre mesure de la transconductance Gm (pente)

- Les contacteurs de gammes de courant anodique  et de pente. Les gammes des tubes d'amplification ((100mA maxi) sont séparées de celles des tubes redresseurs (180mA maxi); le nombre des gammes destinées aux redresseurs est plus grand puisque l'on regroupe les diodes et les valves dans cette catégorie.
La mesure de la pente, en mA/V, est faite en choisissant parmi trois gammes: 0 à 6, 0 à 20, 0 à 60. Une position supplémentaire est prévue pour ajuster le calibrage.

b) Dessus:
On y trouve les supports courants: rimlock, octal, européen 5 broches, noval, loctal, miniature 7b, plus quelques supports exotiques tels les compactron, le britanique 9b, le decal, le britannique 8b, un SP14 (une curiosité), un support pour tubes à sorties par fils et trois supports pour le contrôle des nuvistors.
Le supports américains anciens et transcontinental ne sont pas présents (figure 7).
Trois cavaliers sont prévus pour accéder aux électrodes d'anode, de cathode et de chauffage. Les deux sorties TC1 et TC2 peuvent recevoir les cordons pour les liaisons éventuelles aux tétons supérieurs des lampes.

                                                Figure 7 – Panneau supérieur

Le dessus comporte également l'imposant contacteur à rouleaux pour l'attribution des différentes fonctions aux électrodes. En cas de besoin, on peut facilement récupérer le signal d'une des électrodes sur la prise TC1 ou TC2 à l'aide du contacteur à rouleau correspondant.

                                       Figure 8 - Vue arrière

Les informations relatives aux combinaisons sont rassemblées dans un épais Data Book. La version la plus récente, de 1982 avec 264 pages, donne les réglages pour une très grande quantité de tubes.  Comme c'est le cas pour d'autres lampemètres, il est facile de créer soi-même les combinaisons de nouveaux tubes grâce aux informations du manuel d'utilisation. 

A l’atelier :
J'ai eu la chance, il y a quelque temps, de trouver un exemplaire de VCM163. L'état général était plutôt bon, mais les deux galvanomètres avaient été passablement malmenés. L'un avait son aiguille tordue, et sur l'autre, un point dur limitait le mouvement de l'aiguille. Je m'en doutais un peu car le vendeur était resté assez évasif quand je lui avais demandé des informations sur leur état. Après quelques interventions sous binoculaire, tout est rentré dans l'ordre. En cas d'achat de ce type d'appareil, il faut se rappeler que c'est le point faible de ces instruments, et qu'à ce jour, il n'existe pas de produit de remplacement pour les galvanomètres de ce modèle. Un coup d'œil à l'intérieur m'a permis de constater qu'il n'y avait pas eu d'interventions fantaisistes, et par précaution, j'ai simplement changé les condensateurs électrolytiques.
Au dessus, j'ai également remplacé les deux prises femelles TC1 et TC2 aux cotes anglaises, par des douilles pour fiches bananes de diamètre 4mm, nettement plus courantes chez nous.
Le support "Flying lead valve holder", qui ne me semblait pas d'un grand intérêt, a été remplacé par un support américain 4 broches. 
Lors du changement de support, j'ai constaté que le raccordement de la platine supérieure au reste du câblage était fait par soudures sur une double plaque à bornes. En cas d'intervention, ce système est peu commode, c'est pourquoi j'ai remplacé cette plaque par un connecteur sub D 15 points, ce qui permet de dissocier facilement la platine support de tubes du reste de l'appareil, voir les figures 9 et 10.

Figure 9 - Plaque de raccordement d'origine                Figure 10 - Raccordement par connecteur sub D 15 points

                                                              Figure 11 - Schéma de l'appareil

Pour conclure :
Bien qu'il ne possède pas les supports américains anciens et transcontinental, le VCM163 est un excellent analyseur de tubes. Il est simple à utiliser et même si son prix reste assez élevé, il reste un des meilleurs lampemètres de sa catégorie. Mais comme le disait Mac Ronay dans un film  bien connu "le prix s'oublie, la qualité reste".

Jean-Pierre Champeaux  
mistertwang@gmail.com

Sources:
AVO Operating Instructions VCM163
VACUM TUBE TESTERS par Igor S. Popovitch
Recueils des données constructeurs de tubes

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