Електронните тръби са видове вакуумни тръби. Радиолампи - история, обозначение, щифтове на типични тръби

Това е вакуумно електронно устройство, което работи чрез промяна на потока от електрони. Електроните се движат във вакуум между електродите.

Осветителна лампа с въглеродна жичка, поради потъмняването на цилиндъра, постепенно намалява излъчваната светлина. От 1883 г. Т. Едисон се опитва да подобри лампата с нажежаема жичка с научните си изследвания. След като изпомпва въздуха от цилиндъра на лампата, той вмъква метален електрод в него. Едисон прикрепи и свърза галванометър и батерия към запоен електрод и нишка, нагрята от електрически ток. Веднага след като полярността се разпредели, минусът на батерията се премести към нажежаемата жичка, плюсът към електрода и стрелката на галванометъра се отклони. При обратната полярност токът към веригата спря. Този експеримент, който доведе до термоемисия, послужи като основа за вакуумни тръбии цялата полупроводникова електроника.
Електронните тръби съдържат поне два електрода - анод и катод. Ако лампата съдържа недиректно нагрят катод, тогава до катода има нажежаема жичка, която го нагрява. Тя прави това, така че при нагряване емисията от катода се увеличава. Решетките, разположени между анода и катода, променят потока от електрони и елиминират вредните явления, които възникват, когато потокът от електрони се движи от положително зареден електрод към отрицателен електрод. Стъклото на електронните лампи има лъскаво покритие, което предпазва устройството от излишни газове и въздух.

Освен диоди и триоди, вакуумните тръби включват тетроди, пентоди, хексоди и хептоди.
През 1905 г. английският учен Дж. Флеминг започва да разчита на експериментите на Едисън, който получава патент за устройство, което преобразува променлив токкъм постоянна, т.е. към първата вакуумна тръба. Той е първият, който използва диод за практически цели; диодът действа като захранващ елемент (детектор) в радиотелеграфните приемници. На следващата година американският инженер Л. Форест създава триод, като добавя контролна мрежа към два електрода. Лампата, създадена от Лий де Форест, може сама да усилва вибрациите. През 1913 г. е създаден първият автоосцилатор на базата на триод. До голяма степен благодарение на триода на Форест започва компютърната ера. С помощта на триод той успя да усили звука в домашната си лаборатория и активно си сътрудничи на тази основа с американски изследователи в областта на електрониката. Първоначално триодът беше газова лампа с плоска решетка. По-късно лампата на Форест става вакуумна лампа (през 1912 г.), той я патентова през 1907 г. и я нарича „Аудион“. Ученият използва триод като устройство за обработка на данни. Германски инженери под ръководството на А. Майснер, последовател на Форест, създадоха цилиндрична триодна решетка от перфориран алуминиев лист.

В радиотехниката Армстронг се счита за изобретател на автоосцилатора. Освен всичко друго, Форест използва своя триод в усилватели, приемници и предаватели, превръщайки се в пионер на радиокомуникациите. След като завършва Йейлския университет и защитава дисертация, Форест започва активно да прилага своите теории на практика. През 1902 г. той създава Forest Wireless Telegraphy Company, която в рамките на две години е основният радиокомуникационен коректор за американския флот. През 1920 г. той предлага да се запише звук на филм с помощта на оптичен метод, което значително допринася за развитието на филмовата индустрия.

В Русия първите радиотръби са създадени от инженера от Санкт Петербург Н. Д. Папалекси през 1914 г. Нямаше перфектно изпомпване, така че тръбите бяха направени с газ, напълнен с живак. Благодарение на работата на М. А. Бонч-Бруевич през 1913-1919 г. Въвеждането на вакуумни тръби в радиотехнологиите беше стимулирано от военните интереси на радиокомуникациите. През 1914 г., след избухването на Първата световна война, в Царское село и на Ходинското поле близо до Москва са построени мощни искрови предавателни станции за връзка с военните съюзници и наблюдение на вражеските радиостанции. Военното положение принуждава Бонч-Бруевич да произвежда вакуумни тръби в Русия. В Твер имаше радиостанция с лампови усилватели. Френските лампи струват около 200 рубли. злато всяка, а работното им време не надвишаваше десет часа. След като събра необходимо оборудванев аптеки и фабрики Бонч-Бруевич в малка лаборатория започва да прави радио и лампи, чиято цена е 32 рубли.

До 1930г Вакуумните тръби се използват изключително в радиотехниката. През 1931 г. английският физик
В. Уилямс проектира тиратронен брояч на електрически импулси. Електронният брояч включва няколко тригера. Самите тригери са изобретени паралелно от M.A. Bonch-Bruevich през 1918 г. и от американски учени F. Jordan и W. Iccles през 1919 г. Тригерите са направени под формата на електронно реле, състоят се от две лампи и са в една от техните две стабилни състояния. Едно електронно реле, подобно на електромеханично, може да съхранява една двоична цифра.

През 1940г се появяват компютри, разработени на базата на вакуумни тръби. Вакуумната тръба започва да се използва като основен елемент на компютъра. Въпреки много положителни характеристики, използването на лампи доведе до много проблеми. Височината на стъклената лампа беше 7 см, поради което компютрите бяха огромни.

Един компютър съдържаше 15-20 хиляди вакуумни тръби, всяка от които се повреди след 7-8 минути работа. Възникна проблемна ситуация при намирането и смяната на старата лампа, отне много време. Такъв голям брой лампи генерираха топлина, така че трябваше да се инсталират охладителни системи за всеки компютър. Компютрите нямаха входни устройства, така че данните се съхраняваха в паметта чрез свързване на конкретен щепсел към конкретен контакт. Но все пак вакуумните тръби, въпреки многото недостатъци, дадоха безценен принос за развитието на световната радиотехника и електроника.

Запознаването с историята на изобретяването на радиолампа ни връща в 1881 г., когато известният изобретател Томас Едисън открива феномен, който по-късно става основа за работата на почти всяка радио тръба. Ангажиране в експерименти, чиято цел е да се подобри първият електрически лампи, Едисън вкара метална пластина в стъклената колба на лампата, като я постави близо до нагрятата въглеродна жичка. Тази пластина изобщо не беше свързана с резбата вътре в колбата (фиг. 1). Металният прът, на който се държеше чинията, премина през стъклото навън. За да се предотврати изгарянето на нишката, въздухът се изпомпва от крушката на лампата. Изобретателят беше доста изненадан, когато забеляза отклонението на стрелката на електрически измервателен уред, включен в проводника, свързващ металната пластина с положителния полюс (плюса) на батерията с нажежаема жичка. Въз основа на общоприетите по онова време концепции не можеше да се очаква появата на ток във веригата „плоча - свързващ проводник - плюс батерии“, тъй като тази верига не беше затворена. Въпреки това токът премина през веригата. Когато свързващият проводник беше свързан не към плюса, а към минуса на батерията, токът във веригата на пластината спря. Едисън не успя да обясни открития от него феномен, който влезе в историята на радиотръбата под името Едисонов ефект.

Обяснение за ефекта на Едисон е дадено много по-късно, след като електроните, най-малките отрицателни заряди на електричеството, са открити през 1891 г. от Стоуни и Томсън. През 1900-1903г Ричардсън предприе научни изследвания, резултатът от които беше експериментално и теоретично потвърждение на заключението на Томсън, че горещата повърхност на проводниците излъчва електрони. Оказа се, че методът на нагряване на проводника е безразличен: пирон, нагрят върху горящи въглища, излъчва електрони (фиг. 2) по същия начин, както нажежаемата жичка на електрическа лампа, нагрята от електрически ток. Колкото по-висока е температурата, толкова по-интензивно е електронното излъчване. Ричардсън проучи задълбочено електронното излъчване и предложи формули за изчисляване на броя на излъчените електрони. Той също така откри, че при нагряване до една и съща температура различните проводници излъчват електрони в различна степен, което се дължи на структурните свойства на тези проводници, т.е. характеристики на вътрешната им структура. Цезият, натрият, торият и някои други метали имат повишени емисионни свойства. Впоследствие това беше използвано при проектирането на интензивни емитери на електрони.

Въпреки това, установяването на самия факт на съществуването на емисия на електрони от повърхността на горещи проводници (такава емисия се нарича термоелектронна или термоелектронна) все още не обяснява появата на ток във веригата на плочата на лампата на Едисон. Но всичко става напълно ясно, ако си спомним две обстоятелства: 1) различните електрически заряди са склонни да привличат, а еднотипните са склонни да отблъскват; 2) образува се поток от електрони електричествоколкото по-голяма е силата, толкова по-голям е броят на движещите се електрони (фиг. 3). Плочата, свързана към положителния полюс на батерията с нажежаема жичка на лампата, е заредена положително и следователно привлича електрони, чийто заряд е отрицателен. Така привидно отворената верига вътре в лампата се затваря и във веригата се установява електрически ток, който преминава през електроизмервателното устройство. Иглата на инструмента се отклонява.

Ако плочата е заредена отрицателно по отношение на нишката (точно това се случва, когато е свързана към минуса на батерия с нажежаема жичка), тогава тя ще отблъсне електрони от себе си. Въпреки че горещата нишка ще продължи да излъчва електрони, те няма да достигнат плочата. Във веригата на пластината няма да възникне ток и стрелката на устройството ще покаже нула (фиг. 4). Нажежената нишка ще бъде заобиколена от всички страни голяма сумаелектрони, непрекъснато излъчвани от нишката и връщащи се към нея. Това " електронен облак» създава негатив около нишката пространствен заряд, което предотвратява излизането на електрони от нишката. Пространственият заряд може да бъде елиминиран („разтворете електронния облак“) чрез действието на положително заредена плоча. С нарастването на положителния заряд силата на привличане на електрони от плочата се увеличава и все повече и повече електрони напускат „облака“ към плочата. Пространственият отрицателен заряд около нишката намалява. Токът във веригата на пластината се увеличава. Стрелката на инструмента се отклонява по скалата към по-високи показания. По този начин токът във веригата на плочата може да се промени чрез промяна на положителния заряд на плочата. Това е втората възможност за увеличаване на тока. Вече знаем за първата възможност: колкото по-висока е температурата на горещата нишка, толкова по-силна е емисията. Температурата на нажежаемата жичка обаче може да се повиши само до определени граници, след което има опасност нажежаемата жичка да изгори. Но увеличаването на положителния заряд на плочата също има граници. Колкото по-силен е този заряд, толкова по-голяма е скоростта на електроните, летящи към плочата. Това води до електронно бомбардиране на записа. Въпреки че енергията на удара на всеки електрон е малка, има много електрони и ударите могат да накарат плочата да стане много гореща и дори да се стопи.

Увеличаването на положителния заряд на плочата се постига чрез включване на батерия с високо напрежение в нейната верига, като плюсът на батерията е свързан към плочата, а минусът към нишката (към положителния полюс на батерията с нажежаема жичка , фиг. 5). Като оставим температурата на нажежаемата жичка непроменена, т.е. поддържайки напрежението на нажежаемата жичка непроменено, е възможно да се определи естеството на промяната в тока във веригата на плочата в зависимост от промяната в напрежението на "плочевата" батерия. Тази зависимост обикновено се изразява графично чрез изграждане на линия, плавно свързваща точките, съответстващи на показанията на инструмента.

Хоризонталната ос отляво надясно обикновено показва нарастващи стойности на положителното напрежение на плочата, а вертикалната ос отдолу нагоре показва нарастващи стойности на тока във веригата на плочата. Получената графика (характеристика) показва, че зависимостта на тока от напрежението е пропорционална само в ограничени граници. С увеличаването на напрежението върху плочата токът в нейната верига се увеличава, първо бавно, след това по-бързо и след това равномерно (линейна част от графиката). Накрая идва момент, когато нарастването на тока спира. Това е насищане: токът не може да стане по-голям: всички електрони, излъчени от нишката, се използват напълно. „Електронният облак“ изчезна.

Веригата на пластината на лампата има свойството на еднопосочно предаване на електрически ток. Тази едностранчивост се определя от факта, че електроните ("носители на ток") могат да преминават в такава лампа само в една посока: от горещата нишка към плочата. Джон Флеминг, когато през 1904 г. се занимава с експерименти за получаване на безжични телеграфни сигнали, се нуждае от детектор - устройство с еднопосочно предаване на ток. Флеминг използва електронна тръба като детектор.

Така ефектът на Едисон за първи път е приложен практически в радиотехниката. Технологията е обогатена с ново постижение – „електрическият вентил“. Интересно е да се сравнят две схеми: схемата на приемника на Флеминг, публикувана през 1905 г., и съвременната схема на прост приемник с кристален детектор. Тези схеми по същество не се различават много една от друга. Ролята на детектора във веригата на Флеминг се изпълнява от "електрически вентил" (клапан). Именно този „клапан“ беше първата и най-проста радиотръба (фиг. 6). Тъй като „вентилът“ пропуска ток само когато върху плочата има положително напрежение, а електродите, свързани към източниците на положителен ток, се наричат ​​аноди, това е името, дадено на плочата, независимо от формата (цилиндрична, призматична, плоска ) е дадено. Нишката, свързана към минуса на анодната батерия ("плочеста батерия", както я нарекохме по-рано), се нарича катод.

„Клапите“ на Флеминг все още се използват широко днес, но носят различни имена. Всяко модерно радио, захранвано с променлив ток, съдържа устройство, което преобразува променлив ток в постоянен ток, необходим на приемника. Това преобразуване се осъществява чрез "клапи", наречени кенотрони. Дизайнът на кенотрона по принцип е абсолютно същият като устройството, в което Едисон за първи път наблюдава явлението термоелектронна емисия: колба, от която се изпомпва въздух, анод и катод, нагрявани от електрически ток. Кенотронът, пропускащ ток само в една посока, преобразува променлив ток (т.е. ток, който последователно променя посоката на преминаване) в постоянен ток, преминаващ през цялото време в една посока. Процесът на преобразуване на променлив ток в постоянен ток от кенотрони се нарича ректификация, което очевидно трябва да се обясни с формална характеристика: графиката на променливия ток обикновено има форма на вълната (синусоида), докато графиката на постоянен ток е права линия. Оказва се, че вълнообразната графика се „изправя” в праволинейна (фиг. 7). Цялото устройство, използвано за коригиране, се нарича токоизправител.

Общото наименование на всички радиолампи с два електрода - анод и катод (въпреки че резбата има два извода от крушката, но представлява един електрод) - двуелектродна лампаили - накратко - диод. Диодите се използват не само в токоизправители, но и в самите радиоприемници, където изпълняват функции, пряко свързани с приемането на радиосигнали. Такъв диод, по-специално, е лампа 6X6, в която два диода, независими един от друг, са поставени в обща крушка (такива лампи се наричат ​​двойни диоди или двойни диоди). Кенотроните често имат не един, а два анода, което се обяснява с характеристиките на токоизправителната верига. Анодите са или разположени близо до общ катод по протежение на нишката, или всеки анод обгражда отделен катод. Пример за едноаноден кенотрон е лампа от типа VO-230, а двуанодните са лампи 2-V-400, 5Ts4S, VO-188 и др. Графика, изразяваща зависимостта на анодния ток на диод на напрежението на анода се нарича диодни характеристики.

През 1906 г. Лий де Форест поставя трети електрод под формата на телена мрежа в пространството между катода и анода. Така е създаден триелектродна лампа (триод)- прототипът на почти всички съвременни радио тръби. Наименованието „решетка” е запазено за третия електрод и до днес, въпреки че в момента той не винаги има вид на решетка. Вътре в лампата решетката не е свързана с друг електрод. Проводникът от решетката се извежда от крушката навън. Чрез свързване на мрежова батерия между изходния проводник на мрежата и клемата на катода (нишката), можете да заредите мрежата положително или отрицателно спрямо катода, в зависимост от полярността на батерията.

Когато положителният полюс (плюс) на мрежова батерия е свързан към мрежата, а отрицателният полюс (минус) към катода, решетката придобива положителен заряд и колкото по-голямо е напрежението на батерията, толкова по-голям е зарядът. Когато батерията се включи отново, мрежата е отрицателно заредена. Ако решетъчният проводник е директно свързан към катода (с който и да е извод на нажежаемата жичка), тогава решетката придобива същия потенциал като катода (по-точно какво има точката на нажежаемата верига, към която е свързана решетката). Можем да приемем, че в този случай мрежата получава нулев потенциал спрямо катода, т.е. зарядът на мрежата е нула. Тъй като е под нулево напрежение, решетката почти не влияе върху потока от електрони, които се втурват към анода (фиг. 8). По-голямата част от тях преминава през дупките на решетката (връзката между размерите на електроните и дупките на решетката е приблизително същата като между размерите на човек и разстоянията между небесните тела), но някои от електроните могат все още се качват на мрежата. Оттук тези електрони ще преминат през проводника към катода, образувайки решетъчен ток.

След като получи заряд от един или друг знак (плюс или минус), мрежата започва активно да пречи на електронни процесивътре в лампата. Кога зарядът е отрицателен, решетката има тенденция да отблъсква електроните от себе си, имащ заряд със същия знак. И тъй като решетката е разположена по пътя на електроните от катода към анода, решетката ще върне електроните обратно към катода чрез отблъскване (фиг. 9). Ако постепенно увеличавате отрицателния заряд на решетката, отблъскващият ефект ще се увеличи, в резултат на което с постоянен положителен

напрежение на анода и постоянно напрежение на нишката, анодът ще получава все по-малко и по-малко електрони. С други думи, анодният ток ще намалее. При определена стойност на отрицателния заряд на решетката, анодният ток може дори да спре напълно - всички електрони ще бъдат върнати обратно към катода, въпреки факта, че анодът има положителен заряд. Решетката със своя заряд ще преодолее действието на анодния заряд. И тъй като решетката е по-близо до катода, отколкото до анода, нейното влияние върху електронния поток е много по-силно. Достатъчно е да се промени само малко напрежение на мрежата, за да се промени много анодният ток. Същата промяна в анодния ток може, разбира се, да се получи чрез промяна на анодното напрежение, оставяйки напрежението върху решетката непроменено. Въпреки това, за да се получи точно същата промяна в тока в анодната верига, ще е необходима значителна промяна в анодното напрежение. В съвременните триоди промяната в напрежението на мрежата от един или два волта причинява същата промяна в анодния ток като промяна в анодното напрежение от десетки или дори стотици волта.

Положително заредена решеткане отблъсква, но привлича електрони към себе си, като по този начин ускорява движението им (фиг. 10). Ако постепенно увеличавате положителното напрежение на мрежата, започвайки от нула, можете да наблюдавате следното. Първоначално решетката ще помогне на анода: излитайки от горещия катод, електроните ще изпитат по-силен ускоряващ ефект. По-голямата част от електроните, насочващи се към анода, по инерция ще прелетят през дупките в решетката и ще се озоват в „мрежовото пространство“ в полето на усиленото напрежение на анода. Тези електрони ще отидат към анода. Но някои от електроните удрят мрежата директно и образуват мрежов ток. След това, тъй като положителният заряд на решетката се увеличава, токът на решетката ще се увеличи, т.е. нарастващ брой електрони от общия електронен поток ще бъдат задържани от решетката. Но анодният ток също ще се увеличи с увеличаването на скоростта на електроните. Накрая цялата емисия ще бъде напълно изразходвана, пространственият заряд около катода ще бъде унищожен и анодният ток ще спре да се увеличава. Ще настъпи насищане, излъчените електрони ще бъдат разделени между анода и решетката, като повечето от тях ще паднат върху анода. Ако увеличите още повече положителното напрежение на решетката, това ще доведе до увеличаване на тока на решетката, но единствено поради намаляване на анодния ток: решетката ще прихваща все по-голям брой електрони от потока им, насочващ се към анода.

При много високи положителни напрежения на решетката (по-големи от напрежението на анода), токът на решетката може дори да надвиши анодния ток; решетката може да „прихване“ всички електрони от анода. Анодният ток ще намалее до нула, а токът на мрежата ще се увеличи до максимум, равен на тока на насищане на лампата. Всички електрони, излъчени от нишката, попадат върху решетката.

Характерните свойства на триелектродните лампи са ясно показани чрез графика на зависимостта на анодния ток от напрежението на мрежата при постоянно положително напрежение на анода. Тази графика се нарича характеристики на лампата(фиг. 11). При някакво отрицателно напрежение на мрежата, анодният ток напълно спира; този момент се отбелязва на графиката чрез сливане на долния край на характеристиката с хоризонталната ос, по която се нанасят стойностите на напрежението върху мрежата. В този момент лампата е „заключена“: всички електрони се връщат от решетката обратно към катода. Мрежата преодолява действието на анода. Анодният ток е нула.

Когато отрицателният заряд на решетката намалява (движение по хоризонталната ос надясно), лампата се „отключва“: появява се аноден ток, първоначално слаб, а след това нарастващ все по-бързо. Графиката се втурва нагоре, отдалечавайки се от хоризонталната ос. Моментът, когато зарядът на мрежата се доведе до нула, се отбелязва на графиката от пресечната точка на характеристиката с вертикална ос, по който се нанасят стойностите на анодния ток от нула до горе. Започваме постепенно да увеличаваме положителния заряд на решетката, в резултат на което анодният ток продължава да нараства и накрая достига максимална стойност (ток на насищане), при която характеристиката се огъва и след това става почти хоризонтална. Всички емисии на електрони се изразходват напълно. По-нататъшното увеличаване на положителния заряд на решетката ще доведе само до преразпределение на електронния поток: все по-голям брой електрони ще бъдат задържани от решетката и съответно по-малко от тях ще паднат към анода.

Обикновено радиолампи не работят при толкова високи положителни напрежения в мрежата и следователно пунктираната секция на характеристиката на анодния ток може да бъде игнорирана. Обърнете внимание на характеристиката, започвайки от точката, където осите се пресичат. Това е характеристика на мрежовия ток. Отрицателно заредената мрежа не привлича електрони и токът на мрежата е нула. Тъй като положителното напрежение на мрежата се увеличава, токът в нейната верига, както показва графиката, се увеличава.

Досега приемахме постоянно напрежение на анода. Но когато това напрежение се увеличава, анодният ток се увеличава, а когато намалява, той намалява. Това води до необходимостта да се премахне и следователно да се начертае не една характеристика, а няколко - по една за всяка избрана стойност на анодното напрежение. Така се оказва семейство характеристики(Фиг. 12), в който характеристиките, съответстващи на по-високи анодни напрежения, са разположени по-високо, вляво. В по-голямата част от дължината си характеристиките са успоредни. Така че има две възможности за влияние върху големината на анодния ток: чрез промяна на напрежението на мрежата и чрез промяна на напрежението на анода. Първата възможност изисква по-малко промени, тъй като решетката е по-близо до катода, отколкото до анода, и следователно промените в нейния потенциал имат много по-голям ефект върху електронен ток. Числен коефициент, показващ колко пъти влиянието на решетката при точно същите условия е по-голямо от влиянието на анода, се нарича усилване на лампата. Да приемем, че 20-волтово увеличение на напрежението на плочата има същия ефект върху тока на плочата като просто 1-волтова промяна в напрежението на мрежата. Това означава, че дизайнът на тази лампа е такъв, че влиянието на решетката върху анодния ток е 20 пъти по-силно от влиянието на анода, т.е. усилването на лампата е 20. Познавайки стойността на усилването, можете оценете свойствата на усилване на лампата, определете колко пъти по-силни колебания на електрическия ток ще възникнат в анодната верига, ако относително слаби електрически колебания се приложат към мрежата. Само въвеждането на решетка в лампата направи възможно създаването на устройство, което усилва електрическите колебателни токове: диодите, които разгледахме по-рано, нямат усилващи свойства. Стръмността (наклонът) на характеристиката е от съществено значение при оценката на свойствата на лампата. Лампа с висок коефициент на проводимост е много чувствителна към промените в напрежението на мрежата: достатъчно е напрежението на мрежата да се промени в много малка степен, за да може анодният ток да се промени в значителни граници: Транспроводимостта се определя количествено чрез промяната в анодния ток в милиампера, когато напрежението на мрежата се промени с 1 волт.

Катодът в радиотръбата е тънка метална тел (нишка), нагрята от ток. Ако такава нишка се нагрее DC, тогава излъчването на електрони ще бъде строго постоянно. Но почти всички съвременни радиоприемници са проектирани да се захранват с променлив ток и нишката не може да се нагрява с такъв ток, тъй като излъчването на електрони ще се промени и ще „пулсира“. От високоговорителя ще се чуе бръмчене на променлив ток – неприятно бръмчене, което затруднява слушането на програмата.

Разбира се, би било възможно първо да се коригира променливият ток с помощта на диод и да се превърне в постоянен ток, както се прави за захранване на анодните вериги - вече говорихме за това. Но е намерен много по-прост и по-ефективен метод, който позволява да се използва постоянен променлив ток за нагряване на катода. В каналите на тънък и дълъг порцеланов цилиндър е поставена волфрамова нишка - нагревател. Конецът се нагрява от променлив ток и топлината му се предава на порцеланов цилиндър и поставен върху него никелов „калъф“ (фиг. 13), върху чиято външна повърхност има тънък слой от оксиди на алкални метали (стронций, барий, цезий). и т.н.) се прилага. Тези оксиди се отличават с високата си излъчвателна способност дори при относително ниски температури (около 600 градуса). Именно този слой от оксиди е източникът на електрони, т.е. самият катод. Изводът е

Катодът от колбата е свързан с никелов „корпус“ и няма електрическа връзка между катода и нишката. Цялото отопляемо устройство има относително голяма маса, която няма време да загуби топлина по време бързи променипроменлив ток. Благодарение на това излъчването е строго постоянно и в приемника не се чува фон. Но топлинната инерция на катода на лампите в приемника е причината включеният приемник да не започне да работи веднага, а едва когато катодите се загреят.

Решетки в модерни лампинай-често те имат формата на телени спирали: „плътна мрежа“ - завоите на спиралите са разположени по-близо една до друга, „рядка мрежа“ - разстоянията между завоите са увеличени. Колкото по-плътна е решетката, толкова по-голямо е, при равни други условия, нейното влияние върху потока от електрони и толкова по-голямо е усилването на лампата.

През 1913 г. Langmuir увеличава броя на електродите в лампата до четири, като предлага да се въведе друга решетка в пространството между катода и решетката (фиг. 14). Така е създаден първият тетрод - четириелектродна лампа с две решетки, анод и катод. Решетката, която Langmuir постави по-близо до катода, се нарича катод, а „старата“ решетка се нарича контролна, тъй като катодната решетка играе само спомагателна роля. С малкото си положително напрежение, получено от част от анодната батерия, катодната решетка ускорява потока от електрони към анода (оттук и другото име на решетката - ускоряваща), „разтваряйки“ електронния облак около катода. Това направи възможно използването на лампата дори при относително ниски напрежения на анода. По едно време нашата индустрия произвеждаше двурешеткова лампа от типа MDS (или ST-6), в паспорта на която беше посочено: работно анодно напрежение 8-20 V. Най-разпространените тогава лампи Micro (PT-2) обикновено работеха при много по-високи напрежения - от порядъка на 100 V. Лампите с катодни решетки обаче не са широко разпространени, тъй като вместо тях скоро са предложени още по-модерни лампи. В допълнение, „двойните решетки“ имаха значителен недостатък: положително заредената катодна решетка взе много голям брой електрони от общия поток, което се равняваше на загуба на тях. Въпреки че възможността да се работи с ниски анодни напрежения беше привлекателна, това беше компенсирано от голяма загуба на ток - нямаше осезаема полза. Но въвеждането на втората мрежа послужи като сигнал за дизайнерите на радиотръби: „ерата“ на многоелектродните тръби беше започнала.

През 1916 г. Шотки, докато провежда експерименти с триоди и преследва задачата да увеличи тяхното усилване, намира за необходимо да въведе втора решетка в пространството между анода и съществуващата (контролна) решетка (фиг. 15). Чрез прилагане на положително напрежение към тази анодна решетка, приблизително равно по стойност на половината от анодното напрежение, Шотки до известна степен постига необходимото. Но измина десетилетие, преди тези произведения да получат широко признание и приложение. През 1926 г. Хол структурно модифицира анодната решетка, придавайки й външния вид електростатичен екран, с който отдели анода от всички останали електроди. Защо беше необходимо това? При триода анодът и решетката образуват вид малък кондензатор, чийто капацитет обаче е достатъчен, за да може анодната верига да бъде електростатично свързана с решетката.

Обикновено екраниращата мрежа е проектирана по такъв начин, че само тази част от нея, която е обърната към анода, е направена под формата на спирално навита телена мрежа. Останалата част от този електрод, за по-добро екраниране, е направена твърда, без дупки. За да не се отслаби забележимо анодният ток, към екраниращата решетка (от анодната батерия) се прилага положително напрежение, равно на приблизително половината от анодното напрежение. Тръбите с екраниращи решетки се различават благоприятно от триодите с голямото си усилване: за триоди обикновено не надвишава 20 - 100, а за екранирани лампи се измерва в стотици, така че вместо 2 триода можете да използвате 1 екранирана лампа.

Трябваше да се справя с едно неприятно явление в екранираните лампи. Факт е, че електроните, удрящи повърхността на анода, могат да избият така наречените вторични електрони от него. По своята същност това са същите електрони, само че се освобождават от металната повърхност не чрез нагряване (както от катода), а чрез електронно бомбардиране. Един бомбардиращ електрон може да нокаутира няколко вторични електрона. Оказва се, че самият анод се превръща в източник на електрони (фиг. 16). Отблизо

Има положително заредена екранираща решетка, разположена от анода, и вторичните електрони, излизащи с ниски скорости, могат да бъдат привлечени към тази решетка, ако във всеки един момент напрежението на решетката е по-голямо от напрежението на анода. Точно това се случва, когато екранирана тръба се използва в крайния етап на нискочестотно усилване. Втурвайки се към екраниращата решетка, вторичните електрони създават обратен ток в лампата и работата на лампата е напълно нарушена. Това неприятно явление се нарича динатронен ефект. Но има начин да се преборите с това явление. През 1929 г. се появяват първите лампи с пет електрода, от които два са анод и катод, а останалите три са решетки. Въз основа на броя на електродите тези лампи се наричат ​​пентоди. Третата мрежа се поставя в пространството между екраниращата мрежа и анода, т.е. тя е най-близо до анода. Той е свързан директно към катода и следователно има същия потенциал като катода, т.е. отрицателен по отношение на анода. Благодарение на това решетката връща вторичните електрони обратно към анода и по този начин предотвратява динатронния ефект. Оттук и името на тази решетка - защитна или антидинатронна. По много от качествата си пентодите превъзхождат триодите. Те се използват за усилване на високо- и нискочестотни напрежения и работят чудесно в крайните етапи.

Увеличаването на броя на решетките в лампата не спря до пентода. Серията "диод" - "триод" - "тетрод" - "пентод" беше попълнена с друг представител на семейството на тръбите - хексодът. Това е лампа с шест електрода, четири от които са решетки (фиг. 17). Използва се във високочестотно усилване и етапи на преобразуване на честота в суперхетеродинни приемници. Обикновено силата на радиосигналите, пристигащи до антената, особено на къси вълни, варира в много значителни граници. Сигналите или се увеличават, или бързо избледняват (феноменът на затихване). Хексодът е проектиран по такъв начин, че автоматично бързо променя усилването: усилва слабите сигнали в по-голяма степен и силните сигнали в по-малка степен. В резултат на това чуваемостта се изравнява и поддържа приблизително на същото ниво. Автоматичността на действие се постига чрез промяна на потенциалите на решетките във времето с промени в силата на получените сигнали. Този хексод се нарича избледняващ хексод. В конвенционалните приемници също има такъв контрол на усилването, но се осъществява с помощта на пентоди с удължена долна част на характеристиката, където наклонът има плавно променяща се стойност.

Такива пентоди се наричат ​​"вариму".

Втората категория хексоди е смесване на хексоди. В суперхетеродинните приемници полученият сигнал първо се понижава по честота и след това се усилва. Тази редукция или преобразуване на честотата може също да се осъществи с помощта на триоди, както беше направено по-рано. Но смесването на хексоди изпълнява тази функция по-ефективно. В нашата практика за приемане на излъчване, други лампи с още повече решетки се използват за изпълнение на тази функция. Това са пентагриди (лампи с пет решетки) или, както се наричат ​​по друг начин, хептоди (лампи със седем електрода). Лампите от тип 6A8 и 6L7 принадлежат към тази категория лампи. За преобразуване на честотата в суперхетеродинни приемници се използва

също лампа с шест решетки (осем електрода) е октода. За разлика от пентарешетката, октодата е комбинация от триод и пентод (докато пентарешетката е триод с тетрод). Появявайки се по-късно от пентарешетката, октодата превъзхожда по качество своя предшественик.

Но не само в посоката на „решетката“ лампите се развиха последните години. Вече говорихме за поставянето на два „електрически вентила“ в обща колба по-рано, докосвайки устройството на двоен диод от типа 6X6. Комбинации като диод-триод, двоен триод, двоен диод-триод (DDT), двоен диод-пентод (DDP), триод-хексоди т.н. Предимно така комбиниранилампите имат общ катод. Работата на една лампа е подобна на работата на няколко по-прости. Например лампа 6N7 е двоен триод - два отделни триода в обща крушка, нещо като близнаци. Тази лампа успешно замества две триодни лампи и може да се използва както в двустъпален резисторен усилвател, така и в двутактна схема, за която всъщност е предназначена. След детекцията, която се извършва в суперхетеродинни приемници, обикновено чрез диоди, трябва да се извърши усилване. За тази цел сега в обща колба с детекторен диод се поставя усилвателен триод; Така се появиха диод-триоди. В суперхетеродинни приемници за автоматична настройкаконтрол на обема (ARG), е необходимо да се получи постоянен ток, чиято стойност да се променя във времето със силата на получените сигнали. За тези цели може да се използва отделен диод, но се оказа възможно да се постави в диод-триодна колба. И така, в една лампа бяха поставени три лампи: два диода и триод, а лампата се наричаше двоен диод-триод. По същия начин възникват пентодният диод, хексодният триод и др.

Лампата тип 6L6 стои малко отделно от другите лампи. Това е много интересна лампа: в него няма нито един електрод, но той се подразбира. От една страна, тази лампа е очевиден тетрод, тъй като има само четири електрода: катод, анод и две решетки, едната от които е контролна, а другата е екранираща. Но, от друга страна, 6L6 е пентод, защото има всички негови свойства и много положителни характеристики. Ролята на защитната решетка, задължителна за пентода, в лампата 6L6 играе... празно пространство, изкуствено създадена зона, разположена между анода и екраниращата решетка (фиг. 18).

В тази зона се създава нулев потенциал, точно същият, какъвто би имала защитната решетка, ако съществуваше само в тази лампа. За да се създаде такава зона, трябваше да се направят промени в дизайна. По-специално, анодът е разположен по-далеч от защитната решетка. „Въображаемият електрод“ действа върху вторичните електрони по същия начин като защитната решетка и също така предотвратява появата на динатронния ефект. Електроните в тази лампа преминават от катода към анода като в отделни лъчи, преминаващи в пространствата между завоите на решетките; оттам и името на лампата - лъч. Навивките на решетките са подредени по такъв начин, че екраниращата решетка да е в „електронната сянка“, създадена от навивките на контролната решетка, най-близо до катода. Поради това екраниращата мрежа привлича сравнително малко електрони към себе си и емисионният ток почти изцяло се изразходва в анодната верига. От страничните тесни страни на катода лампата има метални екрани, свързани с катода, поради което електроните достигат до анода само от определени страни, където се създава равномерно електрическо поле. Няма "електронни завихряния", което се отразява в липсата на изкривяване в работата на лампата. Лампите с лъч имат висок коефициент полезно действиеи са способни да доставят много висока изходна мощност. Достатъчно е да се каже, че две такива лампи в двутактна верига при определени условия могат да осигурят до 60 вата полезна мощност.

Лампите се усъвършенстват не само електрически, но и чисто структурно. Първите радиолампи не се различаваха много на външен вид от електрическите лампи и светеха почти по същия начин. Мнозина все още помнят първите радиолампи, разработени от нашите сънародници проф. А. А. Чернишев и проф. М. А. Бонч-Бруевич. През последните години външният вид на радиотръбата се промени много. Нашата вътрешна научна мисъл има голям принос за създаването на нови видове лампи и подобряването на произведените по-рано. Достатъчно е да се посочи работата на екипа на лауреата на Сталинската награда, орденоносеца проф. С. А. Векшински. Първоначално радиотръбата, за голяма изненада на начинаещите радиолюбители, спря да свети и беше насочена само към изпълнение на преките си задължения. След това конфигурацията на цилиндъра беше многократно променена. Появиха се малки лампи, малко повече от половината от малкия пръст. За радиооборудване от лабораторен тип бяха направени лампи, чийто размер и форма бяха подобни на жълъди. В момента са широко разпространени метални лампи, които по някакъв начин са неудобни за наричане на лампи, тъй като те изобщо не светят. Замяната на стъклен цилиндър с метален (стоманен) не е така лесна подмяна: металните лампи се сравняват благоприятно със стъклените лампи поради малките си размери (лампа 6X6 например е с размер само на орех), издръжливост, добро електрическо екраниране (няма нужда да поставяте обемисти екрани, като на стъклени лампи), по-малки междуелектродни капацитети и др. Вярно е, че има и недостатъци на металните лампи, от които много съществен е силното нагряване на металната крушка, особено в кенотроните.

Днес много видове лампи се предлагат в две версии: метал и стъкло. Използването на „ключ“ на стеблото на лампата улеснява поставянето на лампата в гнездото. Ако по-рано беше възможно небрежно да се докоснат гнездата на гнездото с грешни щифтове, в резултат на което лампата, мигаща зрелищно за момент, трайно излезе от строя поради изгоряла жичка, сега е невъзможно да поставите лампата, докато щифтовете са заети правилна позиция. Изключени са грешки, водещи до разрушаване на лампата.

Технологията на лампата непрекъснато се подобрява. Неговото ниво определя прогреса на радиотехнологиите.

Значително предимство на ламповите усилватели е: отлични звукови ефекти, детайлен, красив и много естествен звук. Ламповият усилвател звучи деликатно, сладко и се отваря пред вас като очарователна роза, такъв усилвател е подходящ за възпроизвеждане на идиличната простота на блуса, импровизациите на джаза и елегантността на класическата музика. Този усилвател е отличен избор за хора, които искат да чуят оригинален, истински звук.

Ламповият усилвател ще ви отведе в един напълно различен музикален свят, довеждайки сетивата ви до истинско удоволствие, връщайки ви към истинския звук.

Искате да се насладите на по-естествен звук? Уморени ли сте от звука на транзисторен усилвател или усилвател, използващ микросхеми? Искаш да купиш лампов усилвател, тогава не пропускайте този шанс, прочетете статията!

История на радиотръбата

През 1904 г. британският учен Джон Амброуз Флеминг за първи път показа своето устройство за преобразуване на сигнал от променлив ток в постоянен ток. Този диод по същество се състои от крушка с нажежаема жичка с допълнителен електрод вътре. Когато нажежаемата жичка се нагрее до бяло нажежаване, електроните се отблъскват от нейната повърхност във вакуума вътре в лампата. И тъй като допълнителният електрод е студен, а нишката е гореща, този ток може да тече само от нишката към електрода, а не в другата посока. По този начин AC сигналите могат да бъдат преобразувани в DC. Диодът на Флеминг е използван за първи път като чувствителен детектор на слаби сигнали, нов телеграф. По-късно (и до днес) диодът с вакуумна тръба се използва за преобразуване на променлив ток в постоянен ток в захранващи устройства за електронно оборудване, като например лампов усилвател.

Много други изобретатели се опитаха да подобрят диода на Флеминг, но бяха неуспешни. Единственият, който успя, беше изобретателят Лий де Форест. През 1907 г. той патентова радиотръба със същото съдържание като диода на Флеминг, но с допълнителен електрод. Тази "мрежа" беше огъната с тел между плочата и конеца. Форест откри, че ако приложи сигнала от безжична телеграфна антена към решетка вместо нишка, може да получи много по-чувствителен детектор на сигнали. Всъщност решетката променя („модулира“) тока, протичащ от нишката към плочата. Това устройство, наречено "тръбен усилвател", е първият успешен електронен усилвател.

Между 1907 и 1960 г. са разработени много различни семейства радиолампи и лампови усилватели. С няколко изключения повечето видове лампи, използвани днес, са разработени през 50-те или 60-те години на миналия век. Едно очевидно изключение е триодът 300B, който за първи път е представен от Western Electric през 1935 г.Версията Svetlana на SV300B, както и много други марки, все още е много популярна сред любителите на музиката и аудиофилите по целия свят. Разработени са различни тръби за радио, телевизия, усилватели на мощност, радари, компютри и специални компютри. По-голямата част от тези тръби са заменени от полупроводници, оставяйки само няколко вида радиолампи в основното производство и употреба. Преди да обсъдим тези устройства, нека поговорим за структурата на съвременните лампи.

Вътре в радио тръба

Всяка радио тръба е основно стъклен съд (въпреки че има стоманени и дори керамични) с електроди, фиксирани вътре в него. Освен това въздухът в такъв съд е силно разреден. Между другото, силният вакуум в атмосферата вътре в този съд е задължително условие за работата на лампата. IN
всяка радио тръба също има катод - вид отрицателен електрод, който действа като източник на електрони в радио тръбата, и положителен аноден електрод. Между другото, катодът може да бъде и волфрамова (тънка) жица, подобна на нишката на електрическа крушка, или метален цилиндър, нагрят от нишка, а анодът може да бъде метална плоча или кутия, която има цилиндрична форма. Волфрамовата нишка, която действа като катод, се нарича просто нишка.

Добре е да се знае. Във всички диаграми цилиндърът на радиотръбата е обозначен като определен кръг, катодът е обозначен с дъга, вписана в този кръг, но анодът е обозначен с малка удебелена линия, поставена над катода, и техните заключенията са малки линии, които се простират отвъд този кръг. Лампите, съдържащи тези 2 електрода - анод и катод - се наричат ​​диоди. Между другото, повечето лампи между катода и анода имат нещо като спирала от много тънка тел, наречена мрежа. Той обгражда катода и не се допира до решетките; различни разстоянияОт него. Такива лампи се наричат ​​триоди. Броят на решетките в една лампа може да бъде от 1 до 5.

Въз основа на броя на такива електроди радиолампи се делят на три електродни, четири електродни, пет електродни и т.н. Такива радиолампи се наричат ​​триоди (с 1 решетка), тетроди (с 2 решетки), пентоди (с 3 решетки). Във всички диаграми тези решетки са обозначени с дебела пунктирана линия, разположена между анода и катода.

Тетродите, триодите и пентодите се наричат ​​универсални радиолампи. Използват се за увеличаване на постоянен и променлив ток и напрежение, като детектор и същевременно с усилвател и много други цели.

Принцип на работа на радио тръба

Работата на радио тръбата се основава на потока от електрони между анода и катода (движение на електрони). „Доставчикът“ на тези електрони вътре в радиотръбата ще бъде катодът, който вече е нагрят до мощна температура от 800 до 2000 ° C. Между другото, електроните напускат катода, създавайки вид електронен „облак“ около него. Това явление на излъчване или емисия на тези електрони от катода се нарича термоелектронна емисия.Колкото по-горещ е даден катод, толкова повече електрони излъчва, толкова „плътен“ е този електронен „облак“.

Но за да излязат електроните от такъв катод, е необходимо не само да се нагрее много, но и да се освободи околното пространство от този въздух. Ако това не бъде направено, електроните, които излитат, ще се забият в тези въздушни молекули. Аудиофилите казват, че „тръбата е загубила емисия“, което означава, че по някаква причина всички незаети електрони вече не могат да избягат от повърхността на даден катод. Радио тръба със загубено излъчване вече няма да работи. Ако обаче катодът е свързан към минус на източника на захранване и + се приложи към анода, вътре в диода ще се появи ток (анодът ще започне да привлича електрони от облака). Въпреки че, ако приложите минус към анода и плюс към катода, токът във веригата ще бъде прекъснат. Това означава, че в 2-електродна диодна лампа токът може да тече само в една посока, тоест диодите имат само еднопосочна проводимост на даден ток.
Въпреки това, работата на триод, както всяка радио тръба, се основава на съществуването на подобен поток от електрони между анода и катода. Мрежата - 3-тият електрод - има формата на телена спирала. Той е разположен близо до катода, отколкото към анода. Ако към решетката се приложи леко отрицателно напрежение, то веднага ще отблъсне някои от електроните, които се втурват от катода към анода, и силата на анодния ток веднага ще намалее. При високо отрицателно напрежение решетката ще се превърне в бариера за електроните. Те ще бъдат хванати в пространството между решетката и катода. При положителни напрежения на мрежата, това ще увеличи анодния ток. Следователно, ако приложите различни напрежения към мрежата, можете да контролирате силата на анодния ток на радиотръбата.

Срок на експлоатация на радиотръби

Животът на една лампа се определя от продължителността на нейното катодно излъчване. Животът на катода зависи от температурата на катода, степента на вакуум в тръбата и чистотата на материалите в катода.

Животът на тръбата също зависи от температурата, което означава, че зависи от нишката или работното напрежение на нагревателя. Контролирайте нагревателя/нишката, за да намалите твърде много топлина и лампата ще живее по-дълго. Животът на тръбата може да бъде намален (особено при торирани нишки, които зависят от попълването на торий чрез дифузия от вътрешността на нишката). Няколко изследователи са забелязали, че животът на оксидния катод може значително да се увеличи, ако тръбата се нагрее с 20% под номиналното напрежение. Обикновено това има много слабо влияниевърху електронното излъчване на катода или може би, въпреки че си струва да експериментирате, разбира се, ако потребителят иска да увеличи живота на слаба лампа.

Но ниското напрежение не винаги се препоръчва за радиолампи, защото няма да може да произведе номиналната изходна мощност. Препоръчвам да използвате номинална топлина или напрежение на нишката, но не препоръчвам да експериментирате, освен ако не сте опитен техник.

Оксидните катоди обикновено осигуряват по-кратък живот на тръбата. Чистотата на материала е голям проблем при създаването на дълготрайни катодни оксиди - някои примеси, като никелова тръба, причиняват преждевременна загуба на емисии и "стареене" в катода. Евтините радиолампи с ниско качество често се износват по-бързо от тръбите с по-високо качество от същия тип поради нечисти катоди.

Радиолампи с нисък сигнал почти винаги използват оксидни катоди.Висококачествените лампи от този тип, ако работят при правилно напрежение на нагревателя, могат да издържат 100 000 часа или повече.

Световен рекорд в живота на една радио тръба

Тази тръба е била в експлоатация в предавателя на радиостанцията в Лос Анджелис в продължение на 10 години и е работила общо повече от 80 000 часа. Когато най-накрая не беше изведен от експлоатация, но радиотръбата все още функционира и то нормално. Станцията съхранява лампата като резервна. За сравнение, типичен оксиден катод в стъклена лампа с висока мощност, като EL34, ще издържи около 1500-2000 часа; и тръба с нажежаема жичка с оксидно покритие като SV 300B ще издържи около 4000-10 000 часа. Срокът на експлоатация на една радио тръба зависи от всички изброени по-горе фактори.

Анод

Анодът е електродът, който се появява на изходния сигнал. Освен това анодът може да получи електронен поток и може да се нагорещи. Особено в силовите радио тръби. Така че за охлаждане на такава лампа е специално разработен радиатор, който излъчва топлина през стъклена колба (ако е стъклена), течно охлаждане (в големи металокерамични лампи). Някои радиолампи използват графитни плочи, защото могат да издържат на високи температурии следователно излъчва много малко вторични електрони, които могат да прегреят решетката на лампата и да причинят повреда.

Нет

Почти всички стъклени аудиофилски тръби се задвижват от мрежа, която представлява парче метална жица, навита около два меки метала. Някои радиолампи имат покритие, обикновено позлатено или златно, и две клеми, изработени от мека мед. Решетките в големите радиотръби (електроцентрали) трябва да издържат на много топлина, така че често се правят от волфрам или молибденова тел във формата на кошница.Някои големи използват графитни мрежи във формата на кошница при хранене.

Най-широко използваният малък триод е 12AX7, който е двоен триод, станал стандарт в обикновените лампови усилватели или китарни усилватели. Други малки стъклени триоди, използвани в аудио оборудване, включват тръбите 6N1P, 6DJ8/6922, 12AT7, 12AU7, 6CG7, 12BH7, 6SN7 и 6SL7.

Има много стъклени електрически триоди, които в момента са на пазара, повечето от които са насочени към любителски радиокомуникации или високо качествоаудио употреба: например "" тръбен усилвател. Типични примери са Светлана, серията SV811/572 и лампата 572B. Между другото, тръбата има много ниско ниво на изкривяване и се използва в много скъпи лампови усилватели; използва се и в радиопредаватели и големи мощни усилватели аудио честота.

Големи металокерамични електрически триоди често се използват в радиопредаватели и генерират радиоенергия за промишлена употреба. Специализирани триоди от много видове се правят за специални нужди като радар.

Тетрод

Добавянето на друга триодна решетка, между контролната решетка и плочата, я превръща в тетрод. Това Мрежата "прозорец" помага на екрана да изолира контролната мрежа от плочата. На екрана се появява електронен ефект на ускорение, който драстично увеличава печалбата. Екранната решетка в радиотръбата носи определен ток, който я кара да се нагрява. Поради тази причина решетките на екраните обикновено са покрити с графит, за да се намалят вторичните емисии, което помага да се поддържа контролната решетка хладна.

Много големи радио и телевизионни станции използват гигантски металокерамични тетроди, които могат да се използват с висока ефективност като радиочестотни усилватели на мощност. Мощните тетроди също понякога се използват в радиолюбителски и индустриални приложения.

Големите керамични тетроди често се наричат ​​"лъчеви тетроди", тъй като техните модели на излъчване на електронен лъч са с форма на диск.

Пентод

Като добавим трета решетка към тетрода, получаваме пентод. Третата мрежа се нарича потискаща мрежа и се вкарва между плочата и екранната мрежа. Той има много малко завъртания, тъй като единствената му работа е да събира бездомни електрони от вторичната емисия, които се отразяват от плочата, като по този начин елиминира "пречупването на тетрода". Това обикновено работи при същото напрежение като катода. Тетродите и пентодите обикновено имат по-високи нива на изкривяване от триодите, освен ако не се използват специални.

EL34, EL84, SV83 и EF86 са истински пентоди. EL34 се използва широко в китарни и лампови усилватели от висок клас. Между другото, EL84 се инсталира в по-евтини китарни усилватели. SV83 се използва в лампови усилватели от висок клас и китарни усилватели, докато EF86 се използва като предусилвател с ниско ниво на шум в китарни усилватели и професионално аудио оборудване. Един от малкото големи и мощни пентоди е 5CX1500B, често използван в радиопредаватели.

Има и радиолампи с повече от три решетки. Пентарешетката, която имаше пет решетки, беше широко използвана като преден честотен преобразувател в радиоприемници. Но такива радиолампи вече не се произвеждат, след като са напълно заменени от полупроводници.

Лъчев тетрод

Това специален видлъчев тетрод, с чифт "плочни лъчи" за ограничаване на електронния лъч в тясна лента от всяка страна на катода. За разлика от керамичните тетроди, решетките са на критично разстояние от катода, създавайки ефект на "виртуален катод". Всичко това води до по-висока ефективност и по-малко изкривяване в сравнение с конвенционалния тетрод или пентод.Първите популярни лъчеви тетроди бяха RCA 6L6, последвани през 1936 г. от SV6L6GC и SV6550C; са и най-популярните в китарните усилватели, докато последният е най-често срещаният лампов източник в модерен висококачествен аудиофилски лампов усилвател.

Нагревател вътре в катода

При оксидно покритие катодът не може да се нагрява сам, но трябва да е горещ, за да излъчва електрони. Освен това нагревателят трябва да бъде покрит с електрическа изолация, която не гори при високи температури, така че е покрит с прахообразен алуминиев оксид. Това понякога може да причини повреда в такива радиолампи; покритието се износва или се появяват пукнатини, или нагревателят може да докосне катода. Може да попречи нормална операциялампи Висококачествените радиолампи имат много издръжлив и надежден нагревател за покритие.

Добивач

Трябва да имаме хубав, солиден вакуум вътре в лампата или тя няма да работи правилно. Искаме вакуумът да остане възможно най-дълго. Понякога могат да се появят много малки течове в лампата (често около електрическите връзки в долната част).

Геттерът в повечето стъклени радиолампи е малка чашка или държач, съдържащ малко метал, който реагира с кислорода и го абсорбира силно. (В повечето съвременни стъклени радиолампи газовият абсорбер е направен от бариев метал, който се окислява МНОГО лесно.) Когато лампата изпомпани и запечатани, последна стъпкапри лечението е "огънят" на геттер, който произвежда "геттерна светкавица" вътре в корпуса на лампата. Това е сребристият цвят, който виждате на вътрешната стъклена тръба. Това е гаранция, че радиотръбата има добър вакуум. Ако това не успее, то ще стане бяло (защото се превръща в бариев оксид).

Има слухове, че тъмните петна показват, че лампата е използвана. Това не е вярно. Понякога светкавицата на поглъщане не е идеално равномерна и върху лампата може да се появят обезцветени или ясни петна. Единственият надежден начин да се определи дали една радио тръба е здрава или не е да се тества ЕЛЕКТРИЧЕСКИ.

Те също така използват метал, обикновено покрит с цирконий или титан, който е бил почистен, за да се окисли. Svetlana 812A и SV811 използват такива методи.

Най-мощните стъклени тръби имат графитни плочи. Графитът е устойчив на топлина (всъщност може да работи дълго време без повреда). Графитът не е склонен към вторична емисия, както беше отбелязано по-горе. И горещата графитна плоча ще реагира и ще абсорбира всеки свободен кислород в лампата. Сериите Svetlana SV572 и 572B използват графитни плочи, покрити с пречистен титан, комбинация, която дава отлични характеристики на абсорбция на газ. Производството на графитна плоча е много по-скъпо от метална плоча със същия размер, така че не се изисква максимално допустима мощност. По-големите керамични използват цирконий. Тъй като не можете да видите "светкавицата" от такива лампи, вакуумното състояние на лампата трябва да се определи с помощта на електрически устройства.

Монтаж на радиотръба

Обикновена стъклена аудио радио тръба се прави на поточна линия от хора, опитни в пинсетите и малките електрозаварки. Те сглобяват катода, анода, решетките и други части вътре в набор от слюда или керамични дистанционни елементи в комплект за кримпване. Електрически връзкислед това точково заварени към основното окабеляване на радиотръбата. Тази работа трябва да се извършва в сравнително чисти условия, макар и не толкова екстремни, колкото "чистата стая", която се използва за производството на полупроводници. Хората носят халати и шапки тук, и всеки работна станцияоборудван с постоянен източник на филтриран въздушен поток, за да се предотврати попадането на прах върху части от радиотръбата.

След като монтажът на компонентите приключи, стъклото се прикрепя към основата и се запечатва основен диск. Сглобяването на радиотръбите продължава в изпускателната тръба, която преминава в многостепенна вакуумна помпа с висока мощност.

Първо идва вакуумното изпомпване; Когато помпата работи, високочестотната индукционна бобина е над модула на лампата и всички метални части се нагряват. Това помага за отстраняването на всички газове и също така за активиране на катодното покритие.

След 30 минути или повече (в зависимост от вида на тръбата и вакуума), тръбата автоматично се издига и малък пламък я затваря.

Тавата се върти, когато в лампата се въвеждат поредица от работни напрежения, по-високи от номиналното напрежение на нагревателя.

Накрая останалата част от тръбата се отстранява, основното окабеляване се прикрепя към външната основа (ако е осмична основа) с помощта на специален топлоустойчив цимент и готовата тръба е готова да старее и избледнява в стелажа. Ако радиотръбата отговаря на редица оперативни спецификации в специален тестер, тогава тя се маркира и изпраща.

Металокерамика

Ако искате да контролирате много енергия, крехката стъклена радио тръба е по-трудна за използване. И така, наистина големите радиолампи днес са направени изцяло от керамични изолатори и метални електроди.

В тези по-големи тръби плочата също е част от външния корпус на тръбата. Такава пластина провежда ток през лампата и може да разсейва много топлина; тя е направена като радиатор, през който ще се издухва охлаждащ въздух, или има отвори, през които се изпомпва вода или друга течност за охлаждане на радиолампата.

Тръбите с въздушно охлаждане често се използват в радиопредаватели, докато радиотръбите с течно охлаждане се използват за създаване на радиоенергия за промишлено отопление. Такива тръби се използват като "индукционни нагреватели" за производство на други видове продукти - дори други тръби.

Керамичните тръби се произвеждат на различно оборудване от стъклените радио тръби, въпреки че процесите са подобни. Това е мек метал, а не стъкло, и обикновено се кримпва с помощта на хидравлична преса. Керамичните парчета обикновено са с пръстеновидна форма и имат метални уплътнения, запоени по ръбовете им; те се закрепват и заваряват към метални части чрез заваряване или запояване.

ЗАЩО все още се използват радиолампи?

Много големи радиостанции продължават да използват големи тръби за електроцентрали, особено за нива на мощност над 10 000 W и за честоти над 50 MHz. Мощните UHF телевизионни канали и големите FM станции се захранват изключително от радио тръби. Причина: цена и ефективност! Но при ниски честоти транзисторите са по-ефективни и по-евтини от радиолампи.

Изграждането на голям предавател в твърдо състояние ще изисква стотици или хиляди силови транзистори в паралел в групи от 4 или 5. Освен това, те изискват големи радиаторни тръби не изискват комбинатор и могат да бъдат с въздушно или водно охлаждане, което го прави по-добре от твърдо състояние.

Това уравнение става още по-ясно изразено в диапазона по-горе високи честоти. Почти всички комерсиални комуникационни сателити използват тръби за своите усилватели на мощност надолу.В "uplink" наземните станции също използват радио тръби. И за висока изходна мощност, радио тръбите изглеждат върховни. Екзотичните транзистори все още се използват само за слабо усилване на сигнала и изходна мощност под 40 W, дори след значителен напредък в технологиите. Ниската цена на електроенергията, генерирана от радиолампи, ги поддържа икономически жизнеспособни на нивото на научното развитие.

Лампови китарни усилватели

Като цяло, само много евтини китарни усилватели (и няколко специални професионални модела) са предимно в твърдо състояние. Ние изчисляваме, че най-малко 80% от пазара за китарни усилватели от висок клас е изграден върху изцяло лампови или хибридни модели. Особено популярни Сериозните професионални музиканти имат модерни версии на класически модели Fender, Marshall и Vox от 50-те и 60-те години на миналия век. Смята се, че този бизнес възлиза на поне 100 милиона долара в световен мащаб към 1997 г.

Защо лампови усилватели?Това е звукът, който искат музикантите. Усилвателят и високоговорителят стават част от музиката. Специфичните динамични характеристики на изкривяването и затихването на тетродния или пентоден усилвател с изходен трансформатор, съответстващ на натоварването на високоговорителя, са уникални и трудни за имитиране с полупроводникови устройства. И методите за въвеждане на каменни усилватели, очевидно, не са били успешни; Професионалните китаристи отново се връщат към ламповите усилватели.

Дори най-младите рок музиканти изглеждат много консервативни и всъщност използват лампово оборудване, за да правят музиката си. И техните предпочитания ги насочиха към радиопредавател, който беше тестван през годините.

Професионално аудио

Звукозаписните студиа са леко повлияни от преобладаването на лампови китарни усилватели в ръцете на музикантите. В допълнение, класическите кондензаторни микрофони, микрофони, предусилватели, лимитери, еквалайзери и други устройства се превърнаха в ценни колекционерски предмети, тъй като различни звукозаписни инженери откриха стойността на тръбите в оборудването и при получаването на специални звукови ефекти. Резултатът беше огромно увеличение на продажбите и рекламата на лампово оборудване и аудио процесори за запис.

Висококачествен звук за аудиофили

Най-ниската си точка в началото на 70-те години на миналия век продажбите на радиолампи за лампови усилватели от ВИСОК КРАЙ бяха едва
фин срещу по-голямата част от бума потребителска електроника. Но дори въпреки затварянето на американски и европейски фабрики за лампи след и от 1985 г. насам, има бум в продажбите на аудиокомпоненти от „висок клас“. И с тях започна бум в продажбите на лампово аудио оборудване за домашна употреба– лампов усилвател. Използването на тръби е много противоречиво в инженерните среди, но търсенето на тръбно оборудване от висок клас продължава да расте.

Използване на радио тръба

Кога трябва да сменя лампата?

Трябва да смените тръбите в ламповия усилвател само когато започнете да забелязвате промени в качеството на звука. Обикновено звукът ще стане „тъп“ и след това ще изглежда още повече. В допълнение, усилването на усилвателя ще намалее значително. Обикновено това предупреждение е достатъчно за подмяна
лампи. Ако потребителят има много строги изисквания за радиолампа, тогава най-добрият начин да я тествате е с подходящ тестер. Те все още се предлагат на пазара за употребявани машини; въпреки че нови не са правени от много години. Един тестер в момента произвежда днес, Maxi-Matche. Тестерът е подходящ за тестване на 6L6, EL34, 6550 и видове. Ако не можете да намерите тестер за тръби, говорете с техническата служба.

Синьо сияние - какво го причинява?

Стъклените радио тръби имат видим блясък вътре в тях. Повечето аудио тръби използват оксидни катоди, които светят весело, топло оранжево. А радиотръбите с торирана нажежаема жичка, като триодите SV811 и SV572, показват нажежено до бяло сияние от техните нишки и (в някои усилватели) леко оранжево сияние от нишките му. Всичко това са нормални последствия. Някои начинаещи в аудио света също забелязват, че някои от техните тръби излъчват синкав блясък. Има две причини за това светене в ламповите усилватели; единият е нормален и безвреден, другият се среща само при лош лампов усилвател.

1) Повечето радиолампи Светлана показват флуоресцентно сияние. Това е много наситен син цвят. Това се дължи на тези незначителни примеси като кобалт. Бързо движещите се електрони удрят молекулата на примеса, възбуждат я и произвеждат фотони светлина с характерен цвят. Това обикновено се наблюдава на вътрешната повърхност на плочата, на повърхността на разделителите или на вътрестъклена обвивка. Този блясък е безвреден. Това е нормално и не означава проблем с тръбата. Наслаждавай се. Много аудиофили смятат, че това сияние подобрява външния вид на радиотръбата по време на работа.

2) Понякога радиотръбата ще свети при малък теч. Когато въздухът влезе в лампата и когато върху плочата се приложи високо напрежение, въздушните молекули могат да се йонизират. Светенето на йонизирания въздух е доста различно от флуоресцентния въздух, йонизираният въздух е със силен лилав цвят, почти розов. Този цвят обикновено се появява вътре в тръбната пластина (макар и не винаги). Не се придържа към повърхности като флуоресценцията, а се появява в пространствата между елементите. Радио тръбата показва това сияние и трябва да се смени незабавно, тъй като газът може да причини изтичане на аноден ток и (евентуално) да повреди ламповия усилвател.

ЗАБЕЛЕЖКА: Някои по-стари лампови и китарни усилватели от висок клас и много малко модерни усилватели използват специални тръби, които разчитат на йонизиран газ, за ​​да функционират правилно.

Някои лампови усилватели използват живачни токоизправители като 83, 816, 866 или 872. Тези радио тръбите светят силно синьо-виолетов цвятпри нормална употреба. Те превръщат AC в DC, за да управляват други радиолампи.

И понякога древните и модерни тръбни усилватели използват регулатор за газоразрядни радиолампи, например типове 0A2, 0B2, 0C2, 0A3, 0B3, 0C3 или 0D3.

Тези лампи работят с йонизиран газ, за ​​да контролират напрежението много плътно и обикновено светят или в синьо-виолетово, или в розово, когато са в нормален режим.

Какво е клас A, B, AB, ултралинеен лампов усилвател и т.н.?

1. Клас A означава, че захранването провежда едно и също количество ток през цялото време, независимо дали работи на празен ход или работи на пълна мощност. Класът е много електрически неефективен, но като цяло произвежда много ниско изкривяване и отличен звук.

Има усилватели от единичен клас или SE. Те използват една или повече радиолампи в паралел, които работят във фаза една с друга. Те обикновено се използват в малки китарни усилватели и усилватели от висок клас. Много аудиофили предпочитат ламповия усилвател SE, дори ако има относително високо изкривяване в четен ред. Повечето 300B са висок клас SE лампови усилватели. Отрицателна Обратна връзка(OOS), който може да се използва за намаляване на изкривяването на усилвателя, не се забелязва особено в звука. Повечето SE лампови усилватели не са FOB.

Също така и двутактни лампови усилватели клас А - те използват две, четири или повече лампи (винаги по двойки), които са извън фаза една спрямо друга. Това елиминира изкривяването в четен ред и произвежда много чист звук. Пример за лампов усилвател от клас A push-pull е китарният усилвател Vox AC-30. Високите токове могат, като правило, да износят катодите на радиолампи по-бързо, отколкото в AB тръбен усилвател.

Има два вида клас А, които могат да бъдат приложени към едностранни или двустранни

Клас A1 означава, че напрежението на мрежата винаги е по-отрицателно от напрежението на катода. Това дава възможно най-високата линейност и се използва с триоди като SV300B и пентоди.

Клас A2 означава, че решетката се управлява по-положително, отколкото за част от катода или за целия сигнал. Това означава, че мрежата ще разчита на ток от катода и ще се нагрява. A2 не се използва често в пентоди или триоди като SV300B, особено в аудио лампови усилватели. Обикновено ламповият усилвател от клас A2 ще използва тръби със специални силни решетки, като триодите от серията SV811 и SV572.

2. Клас AB се прилага само за. Това означава, че когато решетката на една радио тръба се задвижва, докато анодният й ток бъде прекъснат (спрян) напълно, тогава другата тръба поема и обработва изходната мощност. Това дава по-голяма ефективностотколкото клас A. Това също води до повишено изкривяване, ако усилвателят не е внимателно проектиран и използва някои отрицателни реакции. Има усилватели от клас AB1 и клас AB2; разликите са същите като обяснените.

Безтрансформаторните лампови усилватели са специални високотехнологични продукти. Защото е скъпо и Освен това е трудно, някои инженери решиха да премахнат напълно трансформатора. За съжаление, радиолампи имат относително високи изходни импеданси в сравнение с транзисторите. Добре проектираният безтрансформаторен тръбен усилвател е способен на качествен звук и е наличен днес. Такъв тръбен усилвател, като правило, изисква повече грижи и повече грижи за използване от трансформаторен усилвател.

През последните години безтрансформаторният тръбен усилвател получи лоша репутация за ненадеждност. Това беше проблем само с някои евтини производители, които след това излязоха от бизнеса. Един добре проектиран лампов усилвател може да бъде толкова надежден, колкото и трансформаторен усилвател.

Изтеглете страхотни книги „Тръба Направи си сам усилвател" можете БЕЗПЛАТНО Размер 220.47 MB!!!

Част 2 на книги за ламповия усилвателможе да бъде БЕЗПЛАТНО Размер 122,41 MB!!

Надявам се, че това обяснение помогна поне малко. Моля, оставете коментари по-долу, за да мога да се свържа с вас. Не се страхувай от мен и се присъедини към мен

Електрическа лампа

Руска експортна радиотръба 6550C

Електрическа лампа, радио тръба- електрическо вакуумно устройство (по-точно вакуумно електронно устройство), което работи чрез контролиране на интензитета на потока от електрони, движещи се във вакуум или разреден газ между електродите.

Радиолампи са били широко използвани през ХХ век като активни елементи на електронно оборудване (усилватели, генератори, детектори, ключове и др.). В момента те са почти напълно заменени от полупроводникови устройства. Понякога се използват и в мощни високочестотни предаватели и висококачествено аудио оборудване.

Електронните лампи, предназначени за осветление (флаш лампи, ксенонови лампи и натриеви лампи), не се наричат ​​радиолампи и обикновено принадлежат към класа осветителни устройства.

Принцип на действие

Електронна тръба RCA "808"

Вакуумни вакуумни тръби с нагрят катод

• В резултат на термоемисия електроните напускат повърхността на катода.
• Под въздействието на потенциалната разлика между анода и катода електроните достигат до анода и образуват аноден ток във външната верига.
• С помощта на допълнителни електроди (решетки) потокът от електрони се контролира чрез прилагане на електрически потенциал към тези електроди.

Във вакуумните тръби наличието на газ влошава производителността на тръбата.

Напълнени с газ вакуумни тръби

Основното за този клас устройства е потокът от йони и електрони в газа, изпълващ лампата. Потокът може да се създаде, както във вакуумните устройства, чрез термоелектронна емисия или може да се създаде чрез образуване на електрически разряд в газа поради напрегнатостта на електрическото поле.

История

Според метода на нагряване катодите се делят на катоди с директно и непряко нагряване.

Директно нагрятият катод е метална нишка. Лампите с директна нажежаема жичка консумират по-малко енергия и се нагряват по-бързо, но обикновено имат по-кратък експлоатационен живот, когато се използват в сигнални вериги, те изискват захранване с постоянен ток и не са приложими в редица вериги поради влиянието на потенциалните разлики в различни секции на катода върху работата на лампата.
Индиректно нагряваният катод е цилиндър, вътре в който е разположена нишка (нагревател). Такива лампи се наричат ​​индиректни лампи с нажежаема жичка.

Катодите на лампата се активират с метали, които имат ниска работна функция. В лампите с директно нагряване за тази цел обикновено се използва торий; в лампите с индиректно нагряване се използва барий. Въпреки наличието на торий в катода, лампите с директна нажежаема жичка не представляват опасност за потребителя, тъй като излъчването му не се простира отвъд цилиндъра.

Анод

Анод с вакуумна тръба

Положителен електрод. Изработва се под формата на плоча, обикновено кутия с форма на цилиндър или паралелепипед. Обикновено се прави от никел или молибден, понякога от тантал и графит.

Нет

Между катода и анода има решетки, които служат за контролиране на потока от електрони и премахване на страничните ефекти, които възникват, когато електроните се движат от катода към анода.

Мрежата е решетка, изработена от тънка тел или по-често направена под формата на телена спирала, навита около няколко опорни стълба (траверса). При прътовите лампи ролята на решетки се изпълнява от система от няколко тънки пръта, успоредни на катода и анода, като физиката на тяхната работа е различна от тази в традиционната конструкция.

Според предназначението си мрежите се делят на следните видове:

В зависимост от предназначението на лампата, тя може да има до седем решетки. В някои варианти за включване на многорешетъчни лампи отделните решетки могат да действат като анод. Например, в генератор съгласно веригата на Шембел на тетрод или пентод, самият генератор е "виртуален" триод, образуван от катод, контролна решетка и екранираща решетка като анод.

Балон

Основни видове

Радио тръби с малък размер („пръст“).

Основни видове електронни вакуумни тръби:

• Диоди (лесно направени за високи напрежения, вижте кенотрон)
• лъчеви тетроди и пентоди (като разновидности на тези типове)
• комбинирани лампи (всъщност включват 2 или повече лампи в един цилиндър)

Съвременни приложения

Металокерамичен триоден генератор с въздушно охлаждане ГС-9Б (СССР)

Технология за захранване с висока честота и високо напрежение

• В радиопредаватели с висока мощност (от 100 W до няколко мегавата) в изходните етапи се използват мощни и свръхмощни лампи с въздушно или водно анодно охлаждане и висок (над 100 A) ток на нажежаема жичка. Магнетрони, клистрони, т.нар. Радиолампи с пътуваща вълна осигуряват комбинация от високи честоти, мощности и разумна цена (и често просто основната възможност за съществуване) на елементната база.
• Магнетрон може да се намери не само в радар, но и във всяка микровълнова фурна.
• Ако е необходимо да се коригират или бързо превключат няколко десетки kV, което не може да се осъществи с механични превключватели, е необходимо да се използват радиолампи. По този начин кенотронът осигурява приемлива динамика при напрежение до милион волта.

Военна индустрия

Поради принципа на работа, вакуумните тръби са устройства, които са много по-устойчиви на увреждащи фактори като електромагнитни импулси. За информация: едно устройство може да съдържа няколкостотин лампи. В СССР за използване в бордовото военно оборудване през 50-те години на миналия век са разработени прътови лампи, характеризиращи се с малки размери и висока механична якост.

Миниатюрна лампа тип "жълъд" (пентод 6Ж1Ж, СССР, 1955 г.)

Космическа техника

Радиационната деградация на полупроводниковите материали и наличието на естествен вакуум в междупланетната среда прави използването на определени видове лампи средство за повишаване на надеждността и издръжливостта космически кораб. Използването на транзистори в космическия кораб Луна-3 беше свързано с голям риск.

Повишена температура на околната среда и радиация

Тръбното оборудване може да бъде проектирано за по-голям температурен и радиационен диапазон от условия в сравнение с полупроводниковото оборудване.

Висококачествена аудио техника

По субективно мнение на повечето меломани, „тръбният“ звук е коренно различен от „транзисторния“. Има няколко версии на обяснението за тези разлики, и двете базирани на научно изследване, и откровено ненаучни разсъждения. Едно от основните обяснения за разликите между ламповия и транзисторния звук е „естествеността“ на звука на ламповото оборудване. Звук на тръбата"обемен" (някои го наричат ​​"холографски"), за разлика от "плоския" транзистор. Ламповият усилвател ясно предава емоциите, енергията на изпълнителя, „задвижването“ (за което ги обожават китаристите). Транзисторните усилватели трудно се справят с такива задачи. Често дизайнерите на транзисторни усилватели използват схеми, подобни на лампите (режим на работа клас А, трансформатори, липса на обща отрицателна обратна връзка). Общият резултат от тези идеи беше „завръщането“ на ламповата технология в областта на висококачествените усилватели. Обективната (научна) причина за тази ситуация е високата линейност (но не идеална) на лампата, предимно на триода. Транзисторът, предимно биполярен, е като цяло нелинеен елемент и като правило не може да работи без мерки за линеаризация.

Предимства на ламповите усилватели:

Простота на схемите. Неговите параметри зависят малко от външни фактори. В резултат на това ламповият усилвател обикновено има по-малко части от полупроводниковия усилвател.

Параметрите на лампите зависят по-малко от температурата, отколкото параметрите на транзистора. Лампите са нечувствителни към електрически претоварвания. Малкият брой части също значително допринася за надеждността и намаляването на изкривяването, въведено от усилвателя. Транзисторният усилвател има проблеми с термично изкривяване.

Добро съвпадение на входа на ламповия усилвател с товара. Ламповите стъпала имат много висок входен импеданс, което намалява загубите и спомага за намаляване на броя на активните елементи в радиоустройството. - Лесен за поддръжка. Ако например лампа в концертен усилвател се повреди точно по време на изпълнение, тогава замяната й е много по-лесна, отколкото смяната на изгорял транзистор или микросхема. Но така или иначе никой не прави това на концерти. На концертите винаги има доставка на усилватели, и то двойна доставка на лампови усилватели (защото, колкото и да е странно, ламповите усилватели се развалят много по-често).

Липсата на определени видове изкривявания, присъщи на транзисторните етапи, което има благоприятен ефект върху звука.

С правилното използване на предимствата на лампите е възможно да се създадат усилватели, които превъзхождат транзисторните по качество на звука в определени ценови категории.

Субективно винтидж външен вид при създаване на образци на оборудване за изображения.

Нечувствителен към радиация до много високи нива.

Недостатъци на ламповите усилватели:

В допълнение към захранването на анодите, лампите изискват допълнителна консумация на енергия за отопление. Оттук и ниската ефективност и в резултат на това - силно нагряване.

Ламповото оборудване не може да бъде веднага готово за употреба. Необходимо е предварително загряване на лампите за няколко десетки секунди. Изключение правят лампите с директна нажежаема жичка, които започват да работят веднага.

Етапите на изходната тръба трябва да бъдат съобразени с товара с помощта на трансформатори. Като следствие, сложността на дизайна и лошото тегло и размери, дължащи се на трансформаторите.

Лампите изискват използването на високо захранващо напрежение, възлизащо на стотици (а в мощните усилватели хиляди) волта. Това налага определени ограничения по отношение на безопасността при работа с такива усилватели. Също така, високото напрежение почти винаги изисква използването на понижаващ изходен трансформатор. Освен това всеки трансформатор е нелинейно устройство в широк честотен диапазон, което води до въвеждане на нелинейни изкривявания в звука на ниво близо до 1% за най-добрите модели лампови усилватели (за сравнение: нелинейно изкривяваненай-добрите транзисторни усилватели са толкова малки, че не могат да бъдат измерени). За лампов усилвател изкривяването от 2-3% може да се счита за нормално. Характерът и спектърът на тези изкривявания се различават от изкривяванията транзисторен усилвател. Това обикновено няма ефект върху субективното възприятие. Трансформаторът, разбира се, е нелинеен елемент. Но много често се използва на изхода на DAC, където осигурява галванична изолация (предотвратява проникването на смущения от DAC), играе ролята на филтър за ограничаване на лентата и очевидно осигурява правилното „подравняване“ на фазите на сигнала . В резултат на това, въпреки всички недостатъци (предимно високата цена), звукът има само ползи. Също така трансформаторите често се използват успешно в транзисторни усилватели.

Лампите имат ограничен експлоатационен живот. С течение на времето параметрите на лампите се променят, катодите губят емисия (способността да излъчват електрони) и нишката може да изгори (повечето лампи работят 200-1000 часа преди повреда, транзисторите са с три порядъка по-дълги). Транзисторите също могат да се развалят с времето.

Крехкостта на класическите лампи със стъклени крушки. Едно от решенията на този проблем беше разработването през 40-те години на миналия век на лампи с металокерамични цилиндри, които имат по-голяма здравина, но такива лампи не бяха широко използвани.

Някои характеристики на ламповите усилватели:

Според субективното мнение на аудиофилите звукът на електрическите китари се предава много по-добре, по-дълбоко и по-„музикално“ от ламповите усилватели. Някои обясняват това с нелинейността на изходния възел и въведените изкривявания, които се „оценяват“ от любителите на електрическа китара. Това всъщност не е вярно. Китаристите използват ефекти, свързани с нарастващо изкривяване, но за да направят това, съзнателно се правят подходящи промени във веригата.

Очевидните недостатъци на ламповия усилвател са крехкостта, по-високата консумация на енергия от транзисторния усилвател, по-кратък живот на тръбата, по-голямо изкривяване (това обикновено се помни, когато се четат технически спецификации, поради сериозни несъвършенства при измерването на основните параметри на усилвателите; много производители не го правят предоставят такива данни, или с други думи - два усилвателя, които са напълно идентични, като измерени параметри, могат да звучат напълно различно), големи размери и тегло на оборудването, както и цена, по-висока от тази на транзисторния и интегриран технология. Консумацията на енергия на висококачествен транзисторен усилвател също е висока, въпреки че неговите размери и тегло могат да бъдат сравними с ламповия усилвател. Като цяло има такъв модел: колкото „по-звучен“, „по-музикален“ и т.н. е усилвателят, толкова по-големи са неговите размери и консумация на енергия и толкова по-ниска е ефективността. Разбира се, усилвател от клас D може да бъде много компактен и неговата ефективност ще бъде 90%. Но какво да правим със звука? Ако планирате борба за пестене на електроенергия, тогава, разбира се, тръбният усилвател не е помощник по този въпрос.

Класификация по име

Маркировки, приети в СССР/Русия

Етикети в други страни

В Европа през 30-те години водещите производители на радиолампи приемат Единната европейска система за буквено-цифрово етикетиране:

- Първата буква характеризира напрежението на спиралата или нейния ток:

A - напрежение на нишката 4 V;

B - ток на нишката 180 mA;

C - ток на нажежаема жичка 200 mA;

D - напрежение на нишката до 1,4 V;

E - напрежение на нишката 6,3 V;

F - напрежение на нишката 12,6 V;

G - напрежение на нишката 5 V;

H - ток на нишката 150 mA;

K - напрежение на нишката 2 V;

P - ток на нажежаема жичка 300 mA;

U - ток на нажежаема жичка 100 mA;

V - ток на нишката 50 mA;

X - ток на нишката 600 mA.

- Втората и следващите букви в обозначението определят вида на лампата:

B - двойни диоди (с общ катод);

C - триоди (с изключение на почивните дни);

D - изходни триоди;

E - тетроди (с изключение на уикенда);

F - пентоди (с изключение на почивните дни);

L - изходни пентоди и тетроди;

H - хексоди или хептоди (тип хексод);

K - октоди или хептоди (октоден тип);

M - електронни индикатори за настройка на светлината;

P - усилвателни тръби с вторична емисия;

Y - полувълнови кенотрони;

Z - пълновълнови кенотрони.

- Двуцифрено или трицифрено число показва външен дизайнлампи и сериен номер от този тип, а първата цифра обикновено характеризира вида на основата или крака, например:

1-9 - стъклени лампи с ламелна основа („червена серия“)

1x - лампи с осем-щифтова основа („11-серия“)

3x - лампи в стъклен цилиндър с осмична основа;

5x - лампи с локална основа;

6x и 7x - стъклени субминиатюрни лампи;

8x и от 180 до 189 - миниатюрно стъкло с крак с девет щифта;

9x - стъклени миниатюри със седем щифтов крак.

Вижте също

Газоразрядни лампи

IN газоразрядни лампиОбикновено се използва разряд в инертни газове при ниско налягане. Примери за газоразрядни вакуумни тръби:

• Газови ограничители за защита от високо напрежение(например на въздушни комуникационни линии, мощни радарни приемници и др.)
• Тиратрони (триелектродни лампи - газоразрядни триоди, четириелектродни лампи - газоразрядни тетроди)
• Ксенонови, неонови лампи и други газоразрядни източници на светлина.

Вижте също

• AOpen AX4B-533 тръба - Дънна платкана чипсет Intel 845 Sk478 с лампов аудио усилвател
• AOpen AX4GE Tube-G - Дънна платка, базирана на чипсет Intel 845GE Sk478 с лампов аудио усилвател
• AOpen VIA VT8188A - Дънна платка включена VIA чипсет K8T400M Sk754 С 6-канален лампов аудио усилвател.
• Hanwas X-Tube USB ключ - USB звукова картаза лаптопи с DTS поддръжкасимулиране външен виделектронна тръба.

Бележки

Връзки

• Наръчник на местни и чужди радио тръби. Повече от 14 000 радио тръби
• Ръководства за радиолампи и цялата необходима информация

Във вакуумна тръба, както и в полупроводников триод, ефектът на усилване се получава поради факта, че слаб електрически сигнал контролира тока, протичащ през лампата (движението на зарядите), и този ток може да развие значителна мощност поради енергията на външна батерия.

За разлика от полупроводниковия триод, основните процеси в лампата протичат не в микроскопични кристали от германий или силиций, а във вакуум - в стъклен (а понякога и метален или металокерамичен) цилиндър, от който е евакуиран въздух.

В полупроводниковия триод и по-специално в неговия емитер винаги има свободни електрически заряди, т.е. заряди, които могат да се движат под въздействието на всяко напрежение, образувайки емитер или колекторен ток. Във вакуум практически няма свободни заряди и за получаването им в лампата се въвежда специална част - катод.

В много лампи катодът е метална жичка (има и други видове катоди), през която преминава електрически ток (ток с нажежаема жичка) чрез свързване на малка батерия (батерия с нажежаема жичка Bn). Под въздействието на ток катодът, подобно на спиралата на електрическа печка, се нагрява до висока температура - от 800° до 2500° в зависимост от вида на катода. Както е известно, металът винаги съдържа голям брой свободни електрони (това отличава проводниците от изолаторите), които се движат произволно в междуатомното пространство. Колкото по-висока е температурата на метала, толкова по-интензивно е това произволно движение. При висока температура на катода много от електроните излизат извън неговите граници и във вакуума в близост до катода се появяват свободни електрически заряди (фиг. 60).

Сега нека принудим свободните електрони, излъчени от нагрятия катод, да се движат по подреден начин в някаква конкретна посока, тоест ще създадем електрически ток в лампата. За да направите това, поставяме друг електрод в контейнера - плоска метална плоча, разположена недалеч от катода. Такъв електрод се нарича "анод", а лампата с два електрода, както и полупроводниковото устройство с две зони се нарича "анод". нИ Р, се нарича диод.

Ако свържете батерия (анодна батерия B a) между анода и катода и „плюсът“ е свързан към анода, тогава под въздействието на положително напрежение върху анода електроните, излъчени от катода, ще се движат към него , а на тяхно място в катода B a ще потекат електрони от батерията (фиг. 61). Така вътре в цилиндъра и във външната верига ще се появи ток, наречен аноден ток. Ако промените полярността на анодната батерия - нейният минус е свързан към анода на лампата - тогава в лампата няма да има ток, тъй като отрицателното напрежение на анода вече няма да привлича електрони, което, както е известно, имат отрицателен заряд (фиг. 62).

Анодният ток в лампата играе същата роля като колекторния ток в транзистора: използвайки енергията на батериите, той създава „мощно копие“ на усиления сигнал. Въпреки това, управлението на тока в лампата се извършва по различен начин, отколкото в полупроводниковия триод.

В полупроводниковия триод колекторният ток се променя, тъй като под въздействието на усиления сигнал се променя броят на зарядите, които напускат емитера и влизат в колекторната верига през базата. Ако искаме да контролираме анодния ток в лампата по същия начин, тогава ще трябва да прекараме усилен ток през катода, така че под въздействието на този ток температурата на катода да се промени и следователно броят на електроните излъчвани от него. Разбира се, такава система е практически неподходяща, дори само защото усиленият сигнал обикновено е твърде слаб и не може да загрее катода. В допълнение, поради топлинната инерция на катода (отнема известно време катодът да се нагрее и охлади), промените в неговата температура няма да бъдат в крак с промените в усиления сигнал.

За управление на анодния ток в лампата се въвежда трети електрод - метална мрежа, която се поставя много близо до катода (фиг. 63). Следователно, ако дори малко напрежение действа между решетката и катода, това силно влияе върху стойността на анодния ток. В много лампи е достатъчно да се приложи отрицателно напрежение от 5-10 V към решетката, което избутва електроните обратно към катода, така че анодният ток да спре, въпреки привлекателния ефект на доста голям (обикновено 50-250 V ) положително напрежение на анода 1. В този случай се казва, че лампата е блокирана от напрежението на мрежата.

1 Когато говорят за напрежението на всеки електрод на лампата, например на решетката или анода, те имат предвид, че това напрежение се измерва спрямо катода. Понякога, за краткост, казват „минус на решетката“ или „плюс на катода“, което означава положително или отрицателно напрежение на съответните електроди спрямо катода.

Колкото по-ниско е отрицателното напрежение на решетката, толкова по-слабо отблъсква електроните, толкова по-голям е техният брой, преминал през решетката, насочен към анода и следователно, толкова по-голям е анодният ток. При положителни напрежения на решетката, той не само не пречи, но дори подпомага движението на електрони към анода, като по този начин увеличава анодния ток.

Важно е да се отбележи, че при положителни напрежения на решетката върху нея ще паднат някои електрони, които, преминавайки през веригата на външната мрежа, ще се върнат към катода (). С други думи, при положителни напрежения на решетката, в лампата се появява мрежов ток. Графика, показваща как се променя анодният и решетъчният ток, когато напрежението на решетката се променя, се нарича характеристика анод-решетка на лампата, а графика, в която има няколко криви, заснети при различни анодни напрежения, се нарича семейство от характеристики (фиг. 65,).

Ако между решетката и катода ще има AC напрежениеусилен сигнал, това ще предизвика съответните промени в анодния ток. Но променящият се аноден ток все още не носи никаква полза, точно както празен камион, движещ се по магистралата, не извършва полезна работа. За да може мощният двигател на камион, който непрекъснато изгаря бензин, да върши някаква полезна работа, тялото на това превозно средство трябва да бъде напълнено с тежки товари. За да се използва енергията на променящия се аноден ток на електронната тръба, т.е. да се изолира "мощно копие" на усиления сигнал, се включва товар в анодната верига на лампата, както и в колекторната верига на транзистора (фиг. 64).

Товарът може да бъде редовно съпротивление, високоговорител, осцилиращ кръг, телефон и др. (). Преминавайки през товара, анодният ток ще освободи част от енергията си върху него. Тази енергия или ще бъде незабавно преобразувана в звукови вибрации от високоговорител или телефон, или ще бъде допълнително усилена от следващите тръби. Както вече споменахме, когато едно стъпало не осигурява достатъчно усилване, входният сигнал, донякъде усилен от първия етап, се предава на втория, където се усилва още повече, от втория етап усиленият сигнал отива към третия и т.н. .

В зависимост от предназначението на етапа на усилвателя, те се стремят да получат или голям променлив ток в товара (за това съпротивлението на товара се прави малко), или голямо променливо напрежение (за това съпротивлението на товара се прави голямо). Въпреки това, за всяко съотношение на напрежение и ток в товара, мощността, освободена върху него, тоест мощност усилен сигнал, многократно повече мощност, изразходвана във веригата на мрежата за контрол на анодния ток. Мимоходом отбелязваме, че веригата на мрежата на електронна тръба обикновено се нарича входна верига, а анодната верига е изходна верига.

Усилвателна лампа, която съдържа анод, катод и контролна решетка, се нарича "триод" (лампа с три електрода). Триодът намира широко приложение в нискочестотни усилватели, както и в УКВ апаратура.

Наред с много предимства, триодът има два съществени недостатъка. Първият от тях е, че анодът и контролната мрежа образуват кондензатор C ac, чийто капацитет (капацитет на анодна мрежа) обикновено е няколко пикофарада. Капацитетът Cac се нарича пропускателен капацитет на лампата, тъй като променливият ток ще „пропълзи“ през него от анодната верига до веригата на мрежата (фиг. 66). С други думи, поради капацитета C ac възниква обратна връзка между анода и решетката (обратния ефект на анода върху решетката), което може значително да влоши свойствата на усилване на лампата или да доведе до самовъзбуждане на каскадата . В резултат на самовъзбуждане (ще се запознаем подробно с това явление малко по-късно), усилвателят се превръща в генератор и произвежда променливо напрежение на изхода дори при липса на какъвто и да е входен сигнал.

Вторият недостатък на триода е свързан с факта, че когато лампата работи в етапа на усилване, напрежението на нейния анод се променя и понякога може да намалее много значително (). Това се обяснява с факта, че част от напрежението на анодната батерия пада (губи се) през съпротивлението на анодното натоварване. Колкото по-голям е анодният ток, толкова по-голям е спадът на напрежението върху товара и толкова по-малка част от напрежението на анодната батерия ще бъде подадена към анода на лампите. Когато анодният ток се увеличи значително под въздействието на усиления сигнал, минималното напрежение на анода - U амин - може да бъде само няколко волта. Поради намаляването на напрежението на анода, той не привлича добре електрони, което води до нежелано намаляване на анодния ток.