Электронные лампы, радиолампы, обозначение, типы

Как расшифровываются обозначения ламп, как образуются названия ламп, какая разница между многосеточными и многоэлектродными лампами, как выведены электроды у приёмных ламп и т.п.

Как расшифровываются обозначения ламп?

Приёмные лампы, выпускаемые заводом “Светлана”, обычно обозначаются двумя буквами и цифрой. Первая буква указывает назначение лампы, вторая — род катода, а цифра — порядковый номер разработки лампы.

Буквы расшифровываются так:

• У — усилительная,
• П — приёмная,
• Т — трансляционная,
• Г — генераторная,
• Ж — маломощная генераторная (старое название),
• М — модуляторная,
• Б — мощная генераторная (старое название)
• К — кенотрон,
• В — выпрямительная,
• С — специальная.

Род катода указывают следующие буквы:

• Т — торированный,
• О — оксидированный,
• К — карбонированный,
• Б — бариевый.

Таким образом СО-124 означает: специальная оксидная № 124.

В генераторных лампах цифра, стоящая при букве Г, указывает полезную отдаваемую мощность лампы, при чём для маломощных ламп (с естественным охлаждением) эта мощность указана в ваттах, а для ламп с водяным охлаждением — в киловаттах.

Что обозначают буквы “С” и “РЛ” на баллонах наших радиоламп?

Буква “С” в кружке марка ленинградского завода “Светлана”, “РЛ” — московского завода “Радиолампа”.

Как образуются названия ламп?

Все современные радиолампы можно разделить на две категории: лампы одинарные, имеющие в своем баллоне одну лампу, и лампы комбинированные, представляющие собой сочетание двух или нескольких ламп, имеющих иногда один (общий), а иногда несколько самостоятельных катодов.

Для ламп первого типа существуют два способа составления названий. Названия, составляемые по первому способу, указывают количество сеток, при чём число сеток указывается греческим словом, а сетка — английским (грид).

Таким образом, по этому способу пятисеточная лампа будет называться “пентагрид”. По второму способу в названии указывается количество электродов, из которых один является катодом, другой анодом, а все остальные сетками.

Лампа, имеющая всего два электрода (анод и катод), называется диодом, трёхэлектродная — триодом, четырёхэлектродная -тетродом, пятиэлектродная — пентодом, шестиэлектродная — гексодом, семиэлектродная — гептодом, восьмиэлектродная — октодом.

Таким образом лампа, имеющая семь электродов (анод, катод и пять сеток), по одному способу может быть названа пентагридом, по другому — гептодом.

Комбинированные лампы имеют названия, указывающие типы заключённых в одном баллоне ламп, например: диод-пентод, диод-триод, двойной диод-триод (последнее название указывает, что в одном баллоне заключены две диодных лампы и одна триодная).

Какая разница между многосеточными и многоэлектродными лампами?

В последнее время в связи с выпуском ламп, имеющих много электродов, предложена следующая, не получившая пока ещё общего признания, классификация ламп.

Многосеточными лампами предложено называть такие лампы, у которых имеется один катод, один анод и несколько сеток. Многоэлектродными лампами такие, у которых имеется два или больше анодов. Многоэлектродной лампой будет называться и такая, у которой два или больше катодов.

Лампа экранированная, пентод, пентагрид, октод являются многосеточными, так как у каждой из них имеется по одному аноду и по одному катоду и соответственно две, три, пять и шесть сеток.

Такие же лампы, как двойной диод-триод, триод-пентод и т. д. считаются многоэлектродными, так как у двойного диода-триода имеется три анода, у триод-пентода — два анода и т. д.

Что такое лампа с переменной крутизной (“варимю”)?

Лампы, обладающие переменной крутизной, имеют ту отличительную особенность, что характеристика их при малых смещениях вблизи нуля обладает большой крутизной и коэффициент усиления при этом возрастает до максимума.

С увеличением отрицательного смещения, крутизна характеристики и коэффициент усиления лампы падают. Это свойство лампы с переменной крутизной позволяет применять её в каскаде усиления высокой частоты приёмника для автоматической регулировки силы приёма: при слабых сигналах (смещение мало) лампа усиливает максимально, при сильных сигналах усиление падает.

На рисунке слева приведена характеристика лампы с переменной крутизной 6SK7 и справа характеристика обычной лампы 6SJ7. Отличительная особенность лампы с переменной крутизной — длинный “хвост” в нижней части характеристики.

Рис. 1. Характеристика лампы с переменной крутизной 6SK7 и справа характеристика обычной лампы 6SJ7.

Что значит ДДТ и ДДП?

ДДТ является сокращённым названием двойного диода-триода, а ДДП — сокращённым названием двойного диода-пентода.

Как выведены электроды у приёмных ламп?

Выводы электродов у различных ламп показаны на рисунке. (Разметка штырьков дана так, как если бы на цоколь смотреть снизу).

Рис. 2. Как выведены электроды у приёмных ламп.

• 1 — триод прямого накала;
• 2 — экранированная лампа прямого накала;
• 3 — двуханодный кенотрон;
• 4 — пентод прямого накала;
• 5 — триод косвенного накала;
• 6 — экранированная лампа с косвенным накалом;
• 7 — пентагрид прямого накала;
• 8 -пентагрид косвенного накала;
• 9 — двойной триод прямого накала;
• 10 — двойной диод-триод прямого накала;
• 11 — двойной диод-триод косвенного накала;
• 12 — пентод с косвенным накалом;
• 13 — двойной диод-пентод с косвенным накалом;
• 14 — мощный триод;
• 15 — мощный одноанодный кенотрон.

Что называется параметрами лампы?

Каждая электронная лампа обладает некоторыми отличительными особенностями, характеризующими её пригодность для работы в известных условиях, и усиление, которое эта лампа может дать.

Эти характерные для лампы данные называются её параметрами. К основным параметрам принадлежат: коэффициент усиления лампы, крутизна характеристики, внутреннее сопротивление, добротность, величина междуэлектродной ёмкости.

Что такое коэффициент усиления?

Коэффициент усиления (обозначаемый обычно греческой буквой |і) показывает, во сколько раз сильнее, по сравнению с действием анода, действие управляющей сетки на поток электронов, излучаемых нитью накала.

Общесоюзный стандарт 7768 определяет коэффициент усиления, как “параметр электронной лампы, выражающий отношение изменения анодного напряжения к соответствующему обратному изменению сеточного напряжения, необходимому для того, чтобы величина анодного тока оставалась постоянной”.

Что такое крутизна характеристики?

Крутизной характеристики называется отношение изменения анодного тока к соответствующему изменению напряжения управляющей сетки при постоянном напряжении на аноде.

Крутизна характеристики обозначается обычно буквой S и выражается в миллиамперах на вольт (мА/V). Крутизна характеристики является одним из самых важных параметров лампы. Можно считать, что чем крутизна больше, тем лампа лучше.

Что такое внутреннее сопротивление лампы?

Внутренним сопротивлением лампы называется отношение изменения анодного напряжения к соответствующему изменению анодного тока при постоянном напряжении на сетке. Обозначается внутреннее сопротивление буквой Ши выражается в омах.

Что такое добротность лампы?

Добротностью называется произведение коэффициента усиления на крутизну лампы, т. е. произведение і на S. Добротность обозначается буквой G. Добротность характеризует лампу в целом.

Чем добротность лампы больше, тем лампа лучше. Добротность выражается в милливаттах, делённых на вольты в квадрате (mW/V2).

Что такое внутреннее уравнение лампы?

Внутренним уравнением лампы (оно всегда равно 1) называется отношение крутизны характеристики S, помноженной на внутреннее сопротивление Ri и делённой на коэффициент усиления ц, т. е. S*Ri/ц=1.

Отсюда: S=ц/Ri, ц=S*Ri, Ri=ц/S.

Что такое междуэлектродная ёмкость?

Междуэлектродной ёмкостью называется электростатическая ёмкость, существующая между различными электродами лампы, например, между анодом и катодом, анодом и сеткой и т. д.

Наибольшее значение имеет величина ёмкости между анодом и управляющей сеткой (Cga), так как она ограничивает усиление, которое можно получить от лампы. В экранированных лампах, предназначенных для усиления высокой частоты, Cga измеряется обыкновенно сотыми или тысячными долями микромикрофарады.

Что такое входная ёмкость лампы?

Входной ёмкостью лампы (Cgf) называется ёмкость между управляющей сеткой и катодом. Эта ёмкость обычно присоединяется к ёмкости переменного конденсатора настраивающегося контура и уменьшает перекрытие контура.

В среднем можно считать, что входная ёмкость применяющихся в настоящее время ламп лежит в пределах 15-30 см.

Что такое мощность рассеяния на аноде?

Во время работы лампы к аноду её летит поток электронов. Удары электронов об анод вызывают нагревание последнего. Если рассеивать (выделять) на аноде большую мощность, то анод может расплавиться, что приведёт к гибели лампы.

Мощностью рассеяния на аноде называется та предельная мощность, на которую рассчитан анод данной лампы. Эта мощность численно равна анодному напряжению, помноженному на силу анодного тока, и выражается в ваттах.

Если, например, через лампу при анодном напряжении в 200 В протекает анодный ток в 20 мА, то на аноде рассеивается 200*0,02=4 Вт.

Как определить мощность рассеяния на аноде лампы?

Наибольшая мощность, которую можно рассеивать на аноде, обычно указывается в паспорте лампы. Зная мощность рассеяния и задавшись определённым анодным напряжением, можно рассчитать, какой предельный ток допустим для данной лампы.

Так, мощность рассеяния на аноде лампы УО-104 равна 10 Вт. Следовательно, при анодном напряжении в 250 В анодный ток лампы не должен превышать 40 мА, так как при таком напряжении на аноде будет рассеиваться как раз 10 Вт.

Почему раскаливается анод выходной лампы?

Анод выходной лампы раскаливается потому, что на нём выделяется большая мощность, чем та, на которую лампа рассчитана. Обычно это происходит в тех случаях, когда на анод подано высокое напряжение, а смещение, заданное на управляющую сетку, мало; в этом случае через лампу протекает большой анодный ток, и в результате мощность рассеивания превышает допустимую.

Для избежания этого явления нужно или снизить анодное напряжение или увеличить смещение на управляющей сетке. Точно так же, в лампе может раскаливаться не анод, а сетка.

Так, например, иногда в экранированных лампах и пентодах раскаливаются экранирующие сетки. Это может происходить как при слишком высоком анодном напряжении на этих лампах и при малом смещении на управляющих сетках, так и в тех случаях, когда вследствие какой-нибудь ошибки на анод лампы не попадает анодное напряжение.

В этих случаях значительная часть тока лампы устремляется через сетку и раскаляет её.

Почему в последнее время аноды ламп стали делать чёрными?

Чернение анодов ламп производится для лучшей теплоотдачи. На зачернённом аноде можно рассеивать большую мощность.

Как разобраться в показаниях приборов при испытании в магазине покупаемой радиолампы?

Испытательные установки, которые применяются в радиомагазинах при проверке покупаемых ламп, чрезвычайно примитивны и не дают действительного представления о годности лампы для работы.

Все эти установки чаще всего рассчитаны на проверку трёхэлектродных ламп. Экранированные лампы или высокочастотные пентоды проверяются в тех же панелях и потому приборы испытательной установки показывают ток не анода лампы, а ток экранирующей сетки, так как к анодному штырьку на цоколе таких ламп подведена экранирующая сетка.

Таким образом, если в лампе имеется замыкание между экранирующей сеткой и анодом, то на испытательной установке в магазине эта неисправность обнаружена не будет и лампа будет считаться годной. По этим приборам можно судить только о том, что нить накала цела и эмиссия имеется.

Может ли являться признаком годности лампы целость её нити накала?

Целость нити накала может считаться сравнительно верным признаком пригодности лампы для работы только применительно к лампам с чисто вольфрамовым катодом (к таким лампам относится, например, лампа Р-5, которая в настоящее время снята с производства).

У ламп подогревных и современных ламп прямого накала целость нити ещё не свидетельствует о том, что лампа годна для работы, так как лампа и при целой нити может не иметь эмиссии.

Кроме того, целость нити и даже наличие эмиссии ещё не обозначают, что лампа совершенно пригодна для работы, потому что в лампе могут быть короткие замыкания между анодом и сеткой и т. д.

Чем отличается полноценная лампа от неполноценной?

На ламповых заводах все лампы, перед отправлением их с завода проверяются и осматриваются. Заводские нормы предусматривают известные допуски параметров ламп, и лампы, удовлетворяющие этим допускам, т. е. лампы, параметры которых не выходят за пределы этих допусков, считаются полноценными лампами.

Лампа же, у которой хотя бы один из параметров выходит за пределы этих допусков, считается неполноценной. К неполноценным относятся также и лампы, имеющие внешний брак, например, криво поставленные электроды, криво насажанный баллон, трещины, царапины на цоколе и т. д.

На лампы такого рода ставится клеймо “неполноценная” или “2-й сорт” и они выпускаются в продажу по пониженной цене. Обычно неполноценные лампы в отношении работоспособности мало чем отличаются от полноценных.

При покупке неполноценных ламп желательно выбирать такую, у которой имеется явный внешний брак, так как подобная неполноценная лампа почти всегда имеет совершенно нормальные параметры.

Что называется катодом лампы?

Катодом лампы называется тот электрод, который при нагревании излучает электроны, поток которых образует анодный ток лампы.

Что такое лампы с прямым накалом?

У ламп с прямым накалом электроны излучаются непосредственно из нити накала. Следовательно, в лампах с прямым накалом нить накала является одновременно и катодом. К числу таких ламп относятся лампы УО-104, все бариевые лампы, кенотроны.

Рис. 3. Что такое лампы с прямым накалом.

Что такое лампа с подогревом?

В подогревной лампе нить накала не является её катодом, а используется только для подогревания до нужной температуры фарфорового цилиндрика, внутри которого проходит эта нить.

На этот цилиндрик надевается никелевый чехол с нанесённым на него специальным активным слоем, излучающим при нагревании электроны. Этот излучающий электроны слой и является катодом лампы.

Вследствие большой тепловой инерции фарфорового цилиндрика, он не успевает охладиться во время перемен направления тока и потому фон переменного тока при работе приёмника практически не будет заметен.

Подогревные лампы иначе называются лампами с косвенным подогревом или с косвенным накалом, а также лампами с эквипотенциальным катодом.

Рис. 4. Что такое лампа с подогревом.

Почему делают лампы с косвенным накалом, когда было бы проще делать лампы с прямым накалом и толстой нитью?

Если лампу с прямым накалом накаливать переменным током, то обычно прослушивается шум переменного тока. Этот шум в значительной степени объясняется тем, что при переменах направления тока и при спадании в эти моменты тока до нуля, нить лампы несколько охлаждается и эмиссия её уменьшается.

Избежать шума переменного тока казалось можно бы, делая нить накала очень толстой, так как толстая нить не будет успевать сколько-нибудь значительно охлаждаться.

Однако, практически применять лампы с такими нитями очень невыгодно, так как они будут потреблять на накал очень большой ток. Кроме того нужно отметить, что фон переменного тока, при питании нити накала, происходит не только вследствие периодического остывания нити.

Фон в известной степени зависит и от того, что потенциал нити накала 50 раз в минуту меняет свой знак, а так как сетка лампы в схеме соединяется с нитью накала, то эта перемена направления передаётся сетке, вызывает пульсацию анодного тока, которая и слышна в громкоговорителе в виде фона.

Поэтому гораздо выгоднее делать лампы с косвенным подогревом, так как такие лампы свободны от перечисленных недостатков.

Что такое эквипотенциальный катод?

Эквипотенциальным катодом называется подогревный катод. Применяется название “эквипотенциальный” потому, что потенциал по всей длине катода одинаков.

В катодах прямого накала потенциал не одинаков: он изменяется в 4-вольтовых лампах в пределах от 0 до 4 В, в 2-вольтовых лампах от 0 до 2 В.

Что такое лампа с активированным катодом?

Электронные лампы имели ранее чисто вольфрамовый катод. Значительная эмиссия у этих катодов начинается только при очень высокой температуре (около 2 400°).

Для создания этой температуры нужен сильный ток и таким образом лампы с вольфрамовым катодом очень не экономичны. Было замечено, что при покрывании катодов окислами так называемых щёлочноземельных металлов, эмиссия из катодов начинается при значительно более низкой температуре (800-1 200°) и поэтому для соответствующего накала лампы нужен значительно более слабый ток, т. е. такая лампа становится более экономичной в расходовании батарей или аккумуляторов.

Такие катоды, покрытые окислами щёлочноземельных металлов, называются активированными, а процесс такого покрывания называется активированием катода. Наиболее распространённым активатором в настоящее время является барий.

Какая разница между торированными, карбонированными, оксидными и бариевыми лампами?

Разница между этими типами ламп заключается в методе обработки (активирования) катодов ламп. Для повышения эмиссионной способности, катод покрывается слоем тория, оксида, бария.

Лампы с катодом, покрытым торием, называются торированными. Лампы, покрытые слоем бария, называются бариевыми. Оксидные лампы тоже, в большинстве случаев, являются бариевыми лампами, а разница в их названии объясняется только способом активирования катода.

У некоторых ламп (мощных), для прочного закрепления слоя тория, катод после активирования обрабатывается углеродом. Такого рода лампы называются карбонированными.

Можно ли судить по цвету накала лампы о правильности режима лампы?

В некоторых пределах по цвету накала можно судить о правильности величины накала лампы, но для этого нужен известный опыт, так как лампы разных типов имеют неодинаковое свечение катода.

Опасно ли нагревание цоколя лампы?

Нагревание цоколя лампы во время её работы не представляет никакой опасности для лампы и объясняется передачей тепла от баллона и внутренних частей лампы цоколю.

Для чего в некоторых лампах (например, УО-104) внутри баллона против цоколя помещён слюдяной диск?

Этот слюдяной диск служит для защиты цоколя от тепловых излучений ламповых электродов. Без такого “термоэкрана” цоколь лампы слишком нагревался бы. Подобные термоэкраны применяются во всех мощных лампах.

Почему при перевёртывании некоторых ламп слышно, что внутри их цоколя что-то перекатывается?

Подобное перекатывание происходит вследствие того, что на проводнички, которые находятся внутри цоколя и соединяют электроды со штырьками, при цоколёвке ламп надеваются изоляторы — стеклянные трубочки, которые предохраняют выводные проводнички от замыкания между собою.

Эти трубочки в некоторых лампах перемещаются по проводу при перевёртывании ламп.

Почему баллоны современных ламп делаются ступенчатыми?

В лампах старого типа электроды закреплялись только с одной стороны, в том месте лампы, где стойки, на которых укреплены электроды, соединяются со стеклянной ножкой.

При такой конструкции крепления, вследствие упругости держателей, электроды легко подвергаются вибрации. В баллонах современных ламп крепление электродов происходит в двух точках — внизу они крепятся держателями к стеклянной ножке, а вверху — к слюдяной пластинке, которая вжимается в “купол” лампы.

Таким образом, вся конструкция лампы становится более надёжной и жёсткой, что увеличивает долговечность ламп, когда им приходится работать, например, в передвижках и т. п. Лампы такой конструкции менее склонны к микрофонному эффекту.

Для чего баллоны ламп покрываются серебристым или коричневым налётом?

Для нормальной работы ламп степень разрежения воздуха внутри баллона (вакуум) должна быть очень высокой. Давление в лампе исчисляется миллионными долями миллиметра ртутного столба.

Получить такое разрежение при помощи самых совершенных насосов чрезвычайно трудно. Но и это разрежение ещё не предохраняет лампу от ухудшения вакуума в дальнейшем.

В металле, из которого сделаны анод и сетка, может находиться поглощённый (“окклюдированный”) газ, который при работе лампы и разогревании анода может затем выделиться и ухудшить вакуум.

Для борьбы с этим явлением, лампу при откачке её вводят в поле высокой частоты, разогревающее электроды лампы. Ещё до этого вводят заранее в баллон так называемый “геттер” (поглотитель), т. е. такие вещества как магний или барий, которые обладают способностью поглощать газы.

Распыляясь под действием поля высокой частоты, эти вещества поглощают газы. Распылённый геттер осаждается на баллоне лампы и покрывает его видимым снаружи налётом.

Если в качестве геттера был применён магний, то баллон имеет серебристый оттенок, при бариевом геттере налёт получается золотисто-коричневым.

Почему лампы светятся голубым светом?

Наиболее часто лампа даёт голубое газовое свечение, потому что в лампе появился газ. В этом случае, если включить накал лампы и подать напряжение на анод её, весь баллон лампы заполняется голубым светом.

Такая лампа непригодна для работы. Иногда же при работе лампы поверхность анода начинает светиться. Причина этого явления -оседание на анод и сетку лампы активного слоя во время активировки катода.

В этом случае часто светится лишь внутренняя поверхность анода. Это явление не мешает лампе нормально работать и не является признаком её порчи.

Как влияет на работу лампы появление в ней газа?

При наличии в баллоне лампы газа, во время работы происходит ионизация этого газа. Процесс ионизации заключается в следующем: электроны, несущиеся от катода к аноду, встречают на своем пути молекулы газа, ударяются о них и выбивают из них электроны.

Выбитые электроны в свою очередь устремляются к аноду и увеличивают анодный ток, при чём это увеличение анодного тока происходит неравномерно, скачками, и ухудшает работу лампы.

Те молекулы газа, из которых были выбиты электроны и получившие вследствие этого положительные заряды (так называемые ионы) устремляются к отрицательно заряженному катоду и ударяются о него.

При значительных количествах газа в лампе ионная бомбардировка катода может привести к сбиванию с него активного слоя, и даже к перегоранию катода.

Положительно заряженные ионы осаждаются также и на сетке, имеющей отрицательный потенциал, и образуют так называемый ионный ток сетки, направление которого противоположно обычному сеточному току лампы.

Этот ионный ток значительно ухудшает работу каскада, уменьшая усиление и внося подчас искажения.

Что такое термоэлектронный ток?

Электроны, находящиеся в массе какого-нибудь тела, постоянно пребывают в движении. Однако скорость этого движения настолько невелика, что электроны не могут преодолеть сопротивления поверхностного слоя материала и вылететь за пределы его.

Если тело это нагревать, то скорость движения электронов возрастёт и в конце концов может дойти до такого предела, что электроны вылетят за пределы тела.

Такие электроны, появление которых обусловлено нагреванием тела, носят название термоэлектронов, а ток, образованный этими электронами, называется термоэлектронным током.

Что такое эмиссия?

Эмиссией называется излучение электронов катодом лампы.

Когда лампа теряет эмиссию?

Потеря эмиссии наблюдается только у ламп с активированным катодом. Потеря эмиссии является следствием исчезновения активного слоя, что может происходить по разным причинам, например, от перекала при подаче более высокого напряжения накала, чем нормальное, а также при наличии в баллоне газа и происходящей вследствие этого ионной бомбардировки катода (см. вопрос 125).

Что называется режимом лампы приёмника?

Режимом работы лампы называется комплекс всех постоянных напряжений, которые подаются на лампу, т. е. напряжение накала, напряжение анода, напряжение на экранирующей сетке, смещение на управляющей сетке и т. д.

Если все эти напряжения соответствуют требуемым для данной лампы напряжениям, то лампа работает в правильном режиме.

Что значит поставить лампу в нужный режим работы?

Это значит, что на все электроды должны быть поданы такие напряжения, которые соответствуют указанным в паспорте лампы или в инструкции.

Если в описании приёмника не имеется специальных указаний о режиме лампы, то следует руководствоваться теми данными режима, которые приведены в паспорте лампы.

Что значит выражение “лампа заперта”?

Под “запиранием” лампы подразумевается тот случай, когда на управляющей сетке лампы создаётся столь большой отрицательный потенциал, что анодный ток прекращается.

Такое запирание может происходить при слишком большом отрицательном смещении на сетке лампы, а также при обрыве в цепи сетки лампы. В этом случае электроны, осевшие на сетке, не имеют возможности стечь на катод и этим “запирают” лампу.

Источник: А. П. Горшков — Cправочник радиолюбителя в вопросах и ответах, 1938г.

Классификация и ассортимент электронных ламп

Электронные лампы можно классифицировать по числу электродов, назначению, диапазону частот, мощности, типу катода, габаритам.

В зависимости от числа электродов электронные лампы делят на диоды, триоды, тетроды, пентоды, гептоды, комбинированные лампы (двойные диоды, двойные триоды, триод-пентоды, триод-гептоды и т. д.).

В зависимости от выполняемых функций лампы могут быть выпрямительные, детекторные, усилительные, преобразовательные, генераторные и др.

Диодом называется электронная лампа с двумя электродами: анодом и катодом. Она была изобретена Джоном Флемингом в 1904 г. Катод располагается в центре лампы: анод, имеющий форму цилиндра, охватывает катод. Принцип действия диода сводится к следующему. Если к аноду приложен положительный потенциал, то вылетевшие из катода отрицательно заряженные электроны под действием электрического поля устремятся к положительному аноду, образуя непрерывный электронный поток, замыкающий электрическую цепь источника анодного питания. Во внешней Цепи пойдет ток анода I_а. Так как условно за положительное направление тока принято направление от плюса к минусу источника тока, то внутри диода ток протекает от анода к катоду, т. е. против движения электронов. Величина анодного тока определяется количеством электронов, перелетающих с катода на анод в единицу времени.

Если к аноду диода подключить минус источника тока, а к катоду — плюс, то отрицательно заряженный анод будет отталкивать отрицательные электроны обратно на катод. В этом случае ток через лампу не пойдет. Следовательно, диод проводит электрический ток только в одном направлении — от анода к катоду, когда потенциал анода выше потенциала катода.

Односторонняя проводимость диода является его основным свойством. Именно это свойство определяет назначение диода — выпрямление переменных токов в постоянные и преобразование высокочастотных модулированных колебаний в токи звуковой частоты (детектирование).

Диоды, предназначенные для выпрямления переменного тока, называются кенотронами. В маркировке они имеют букву Ц (1Ц1С, 1Ц7С, 1Ц11П, 1Ц21П, ЗЦ18П, 5ЦЗС, 6Ц4П и др.).

Диоды, предназначенные для детектирования, являются маломощными. Они выпускаются чаще всего двуханодными или входят в состав комбинированных ламп. В маркировке эти диоды имеют букву X или Д (6Д14П, 6Д20П, 6Х6С).

Триодом называется электронная лампа, у которой в промежутке между анодом и катодом помещается третий электрод — сетка. Эта лампа предложена в 1906 г. американским ученым Ли-де-Форестом. Сетку в современных лампах выполняют в виде проволочной спирали, окружающей катод. Изготовляют сетку из никеля, молибдена или вольфрама. Сетка триода называется управляющей, так как с ее помощью легко управлять плотностью анодного тока, подавая на сетку положительное или отрицательное напряжение определенной величины.

Учитывая, что сетка в триоде расположена ближе к катоду, чем анод, ее воздействие на электронный поток будет более значительным. Это свойство триода широко используют в радиотехнике для усиления ослабленных радиосигналов. Принцип усиления радиосигнала сводится к следующему. Сигнал, который необходимо усилить, подается на управляющую сетку триода. Изменение величины потенциала сетки приведет к соответствующему изменению анодного тока. При этом с анода будет сниматься усиленное напряжение подводимого к сетке сигнала. На сетку подается постоянный отрицательный потенциал (напряжение сеточного смещения) такой величины, чтобы положительные полупериоды сигнала не создали на сетке положительного напряжения. В противном случае появляется сеточный ток (положительная сетка притянет часть электронов), в результате уменьшается анодный ток, что приводит к искажению сигнала.

Триоды используют в качестве усилителей низких и высоких частот, для генерирования различных форм импульсов в широком диапазоне частот, для согласования цепей (катодные повторители). В маркировке триодов имеется буква С или Н (двойные триоды) 6Н1П, 6НЗП, 6Н7С, 6Н9С, 6Н24П и др.

Для определения возможности применения триодов и многоэлектродных ламп вообще в той или иной схеме пользуются техническими характеристиками (параметрами) лампы, важнейшими из которых являются: крутизна характеристики, коэффициент усиления и внутреннее сопротивление лампы.

Крутизна характеристики S — это величина, показывающая, на сколько миллиампер изменится анодный ток при изменении напряжения на сетке на 1 В и постоянном напряжении на аноде. Определяют ее как отношение приращения анодного тока АI_а к приращению сеточного напряжения AU_C

Коэффициент усиления и определяет усилительные свойства ламп. Он представляет собой отношение приращения анодного напряжения AU_a к приращению сеточного напряжения AU_C, которые вызывают одно и то же приращение анодного тока АI_а

Внутреннее сопротивление триода Ri— это сопротивление между анодом и катодом для переменного тока анода. Его выражают отношением приращения анодного напряжения AU_a к приращению анодного тока АI_а

Если крутизна оценивает действие сеточного напряжения на анодный ток, то внутреннее сопротивление позволяет оценить действие анодного напряжения на анодный ток.

Тетродом называется четырехэлектродная лампа с двумя сетками, одна из которых управляющая, другая — экранирующая. Последнюю помещают между управляющей сеткой и анодом для увеличения коэффициента усиления лампы. На экранирующую сетку подают положительное напряжение, равное 50— 80% анодного. При этих условиях электроны под действием двух ускоряющих полей (анода и второй сетки) развивают большую скорость и выбивают из анода вторичные электроны, которые движутся от него к экранирующей сетке и притягиваются ею. Данное явление называется динатронным эффектом в тетроде. Он приводит к росту тока экранирующей сетки и к уменьшению тока анода, что равносильно искажению усиливающего сигнала.

Чтобы устранить вредное влияние динатронного эффекта, в промежутке между экранирующей сеткой и анодом создают тормозящее отрицательное поле. С этой целью между сеткой и анодом помещают две металлические пластины, соединенные с катодом. Такие лампы называют лучевыми тетродами. Их широко используют в качестве оконечных усилителей сигналов низкой частоты (6П13С, 6П31С, 6П36С, 6П1П).

Второй путь устранения динатронного эффекта в тетроде — введение еще одной сетки, которая называется защитной, или антидинатронной. Лампу с пятью электродами называют пентодом. Третья сетка соединяется с катодом. Она создает тормозящее поле для вторичных электронов, вылетающих из анода, и возвращает их обратно на анод. Пентоды являются лучшими усилительными лампами, коэффициент усиления для некоторых типов пентодов доходит до нескольких тысяч. Используют их в качестве усилителей высокой и промежуточной частот.

Гептодом называется семиэлектродная электронная лампа, имеющая пять сеток. Назначение сеток может быть следующим: первая и третья — управляющие, вторая и четвертая — экранирующие, пятая — антидинатронная. Гептоды используют для преобразования электрических колебаний одной частоты в колебания другой. Например, в супергетеродинных приемниках они выполняют роль преобразователя высокочастотных колебаний принятого сигнала в сигналы промежуточной частоты.

В современной радиоаппаратуре широко используют комбинированные лампы, у которых в одном баллоне помещены две или три лампы, имеющие свои отдельные системы электродов. Преимущество таких ламп очевидно: они уменьшают габариты радиоаппаратуры, повышают ее экономичность. Отечественная промышленность выпускает следующие комбинированные лампы: двойные диоды, двойные триоды, диод-триоды, диод- пентоды, триод-пентоды и др. (6И1П, 6Ф1П, 6ФЗП и др.).

1.1.1. Электронные лампы

Электронные лампы применяются для генерации, усиления, или преобразования электрических колебаний в самых разных областях науки и техники.

1.1.1.1. Принцип работы электронных ламп

Принцип действия всех радиоламп основан на явлении термоэлектронной эмиссии– это увеличение скоростей электронов до таких, что они вылетают из металла с отрицательным зарядом и могут направленно двигаться между электродами, создавая электрический ток. Для этого также необходимо, чтобы им не встречались на пути препятствия, такие как молекулы воздуха – именно поэтому в лампах создается высокий вакуум. Для получения термоэлектронной эмиссии металл надо нагреть примерно до 2000^о К. Удобнее всего нагревать металлическуюнить накалаэлектрическим током (ток накала), как и в осветительных лампах. Такую высокую температуру выдерживает не каждый металл, большинство плавится, из-за этого в первых образцах электронных ламп применялись чисто вольфрамовые нити накала, которые накаливались до белого свечения, откуда и произошло название «лампа». Но такая яркость обходится очень дорого – нужен сильный ток (в пол-ампера для приёмной лампы). Но скоро был найден путь уменьшения тока накала. Исследования показали, что если покрыть вольфрам некоторыми другими металлами или их окислами (бария, стронция и кальция), то выход электронов облегчается (снижается так называемая ”работа выхода”). Для выхода требуются меньшие энергии, а значит и меньшая температура. Современные оксидированные нити накала работают при температуре около 700-900^оС, в связи с этим удается снизить ток накала примерно в 10-20 раз.

Надо заметить, что управление всеми потоками электронов в лампе осуществляется посредством электрических полей, образующихся вокруг электродов с разными зарядами.

1.1.1.2. Виды электронных ламп

Диод– вакуумный прибор, пропускающий электрический ток только в одном направлении (Рис.1а) и имеющий два вывода для включения в электрическую цепь (плюс вывод накала, конечно), двухэлектродная лампа была изобретена в 1904 г. физиком Дж. Флемингом. Такая электронная лампа представляет собой стеклянный или металлический баллон, из которого выкачан воздух, и двух металлических электродов: накаливаемого катода (-) и холодного анода(+). Катод бывает двух типов:прямого накалаикосвенного накала. В первом случае катод представляет собой вольфрамовую нить (чаще покрытую оксидом), по которой проходит накаливающий её ток, а во втором – покрытый слоем металла с малой работой выхода цилиндр, внутри которого находится нить накала, электрически изолированная от катода. Действие катода как источника электронов основано натермоэлектронной эмиссии. На рисунке 1а показано устройство вакуумного диода с катодом прямого накала. Недостатком катодов прямого накала является то, что они не пригодны для питания их переменным током, так как при изменениях тока температура нити успевает измениться, и поток излучаемых электронов пульсирует с частотой питающего тока, поэтому сейчас применяются катоды косвенного накала.

Вольт-амперная характеристика диода (рис. 1е) имеет нелинейный характер – это объясняется накоплением электронов у катода в “облачко”. При отсутствии анодного напряжения электроны к нему не притягиваются, и анодный ток равен нулю. Анодный ток возникает при подаче положительного напряжения на анод, по мере увеличения напряжения анодный ток будет возрастать (на кривой А-Б – быстрее). При большом напряжении (в точке В) сила тока достигает наибольшей величины – это ток насыщения. У диода с активированным (оксидным) катодом не наблюдается замедления роста анодного тока, но при анодном токе выше некоторой предельной величины катод разрушается. Свойства диода оцениваются крутизной характеристики и внутренним сопротивлением лампы.

Триод – электронная лампа, имеющая три электрода: катод, анод и управляющую сетку (рис. 1б). Электронные лампы приобрели свои исключительно ценные свойства лишь после того, как в диод был введен третий электрод – сетка. Подавая на сетку напряжение и меняя его величину и полярность, можно управлять электронным потоком внутри лампы, т. е. Изменять величину анодного тока, поэтому сетку называют управляющей. Сетку нельзя считать механическим препятствием на пути электронов, промежутки между витками сетки-спирали всегда огромны по сравнению с размерами электронов. Она расположена ближе к катоду, чем к аноду – изменение напряжения на сетке сильнее влияет на величину анодного тока, чем такое же изменение анодного напряжения.Коэффициент усилениятриода показывает, во сколько раз приращение анодного напряжения должно быть больше приращения сеточного напряжения для изменения силы тока анода и сетки на одинаковую величину. В основном триоды используют в качестве усилителей, генераторов высокой частоты или импульсных генераторов, но при этом действуют паразитные ёмкости.

Если вывод сетки присоединить к катоду, то между сеткой и катодом не будет электрического поля, и витки сетки окажут очень слабое действие на летящие к аноду электроны – в анодной цепи установится ток покоя. Если включить между катодом и сеткой батарею так, что сетка зарядится отрицательно, то последняя начнёт отталкивать электроны обратно к катоду, а анодный ток уменьшится. При значительном отрицательном потенциале сетки даже самые быстрые электроны не смогут преодолеть её отталкивающее действие, и анодный ток прекратится, т.е. лампа будет заперта. Если сеточную батарею присоединить так, чтобы сетка была положительно заряжена относительно катода, то возникшее электрическое поле станет ускорять движение электронов. В этом случае измерительный прибор в цепи анода покажет увеличение тока.

Чем выше потенциал сетки, тем больше становится анодный ток. При этом некоторая часть электронов притягивается и к сетке, создавая сеточный ток, но при правильной конструкции лампы количество этих электронов невелико. Только те электроны, которые окажутся в непосредственной близости от витков сетки, будут притянуты к ней и создадут ток в сеточной цепи – он будет незначителен.

Коэффициент усиления и мощности у триодов различны. При большом анодном токе аноды подвергаются сильной электронной бомбардировке, что приводит к их значительному нагреванию и даже разрушению, поэтому аноды делают массивными, чернят, приваривают специальные охлаждающие ребра или применяют водное охлаждение, о котором рассказано ниже. Водное охлаждение применено и в импульсном генераторном триоде ГИ-11 (БМ), не так давно разработанном петербургскими учеными.

Тетроды и Пентоды. В четырехэлектродных лампах – тетродах (рис. 1в) между управляющей сеткой и анодом лампы дополнительно введенаэкранирующая сетка, соединенная с катодом лампы через конденсатор, которая служит для уменьшения междуэлектродных емкостей (паразитных обратных связей), из-за которых возникают собственные колебания на ВЧ в многокаскадных усилителях. Емкость анод – сетка в триодах 2-3 пф., а в лампах с дополнительной сеткой она снижается до 0,01 пф.

Экранированные лампы могут хорошо работать с небольшими сеточными напряжениями, но иногда при работе тетродов вторичные электроны, выбитые из анода, долетают до экранной сетки, создавая ток и сильные искажения сигнала – это явление называют динатронным эффектом. Пентоды являются решением этой проблемы.

Способ устранения неприятных последствий динатронного эффекта очевиден: надо не пускать вторичные электроны к экранирующей сетке. Это можно сделать введением в лампу еще одной сетки – третьей по счету, которая будет защитной, так получились пентоды – от греческого слова «пента» — пять (рис. 1г). Третья сетка располагается между анодом и экранирующей сеткой и соединяется с катодом, следовательно, оказывается заряженной отрицательно относительно катода. Поэтому вторичные электроны будут отталкиваться этой сеткой обратно к аноду, но в то же время, будучи достаточно редкой, эта защитная сетка не препятствует электронам основного анодного тока. У современных (на 1972 год) высокочастотных пентодов коэффициент усиления доходит до нескольких тысяч, а емкость сетка – анод измеряется тысячными долями пикофарады. Благодаря этому пентод является прекрасной лампой для усиления колебаний высокой частоты. Но пентоды с большим успехом применяются и для усиления низкой (звуковой) частоты, в частности в оконечных каскадах.

Конструктивно низкочастотные пентоды несколько отличаются от высоко- частотных. Для усиления НЧ не нужно иметь слишком большие коэффициенты усиления, но зато необходимо иметь большой прямолинейный участок характеристики, так как приходится усиливать большие напряжения, поэтому делают сравнительно редкие экранирующие сетки. При этом коэффициент усиления не получается очень большим, а вся характеристика сдвигается влево, поэтому больший её участок становится пригодным для использования. Низкочастотные пентоды должны отдавать большую мощность, следовательно, делаются массивными и их аноды нуждаются в охлаждении.

Существуют также и Лучевые тетроды– мощные низкочастотные лампы без защитных сеток, в которых витки экранирующих сеток расположены точно за витками управляющих сеток. При этом поток электронов рассекается на отдельные пучки (лучи), летящие прямо к аноду, а он отнесен несколько дальше и выбитые из него вторичные электроны не могут долететь до экранирующей сетки, а притягиваются анодом обратно, не нарушая нормальной работы лампы. Коэффициент усиления у таких ламп в несколько раз выше, чем у обычных тетродов, т.к. электроны от катода летят прямыми лучами между витками сеток и не разлетаются, а направляются к аноду полем экранирующих пластин, расположенных на путях возможной утечки около анода лампы, которые подключены к минусу источника питания через катод. У лучевых ламп удается создать очень выгодную форму характеристики, позволяющую получить большую выходную мощность при небольшом напряжении сигнала на сетке.

Особенности работы электронных ламп на СВЧ

Электронные лампы для СВЧ конструируются так, чтобы межэлектродные емкости и индуктивности выводов и расстояния между электродами были малыми. Принимаются также меры к уменьшению потерь энергии, в частности для баллона используется специальное стекло с малыми диэлектрическими потерями или радиокерамика. В генераторных лампах особое значение приобретает охлаждение анода и лампы в целом, так как из-за больших потерь энергии лампы сильно нагреваются.

Лампы дециметрового диапазона, конечно, могут работать на более длинных волнах, но для сантиметровых волн большинство их непригодно. Некоторые из пальчиковых и миниатюрных бесцокольных ламп применяются для генерации и усиления на дециметровых волнах (на частотах в сотни мегагерц).,

Для дециметровых и «длинных» сантиметровых волн сконструированы лампы с дисковыми и цилиндрическими выводами, имеющие в конце обозначения букву Д. Выводы электродов в виде цилиндров и дисков различного диаметра служат для соединения лампы с коаксиальными резонансными линиями или объемными резонаторами и являются частью той или иной колебательной системы. Впервые лампы такого типа были разработаны в СССР группой инженеров под руководством Н. Д. Девяткова. Примером таких ламп может служить металлостеклянный триод (рис. 24.10, а). В нем один из выводов подогревателя сделан общим с кольцевым выводом катода. Такой триод работает в генераторах на частотах до 3600 МГц и дает полезную мощность не менее 0,1 Вт. Конструкцию, аналогичную изображенной, имеют некоторые диоды.

Оригинальное устройство имеет «карандашный» триод (рис. 24.10,б), предназначенный для генерации колебаний мощностью до 5 Вт на частотах до 3000 МГц. Это металлическая лампа с цилиндрическими выводами анода и катода и дисковым выводом сетки. Выпущены также и другие «карандашные» диоды и триоды.

Значительный интерес представляет также сверхминиатюрный триод с цилиндрическими выводами (рис. 24.10, в). Он предназначен для усилительных каскадов по схеме с общей сеткой, служащих входными каскадами в приемниках СВЧ. Такая лампа относится к металлокерамическим приемно-усилительным лампам, для которых в качестве последнего элемента обозначения принята буква К. На предельной частоте 3000 МГц этот триод дает усиление мощности в 12 раз, а на частоте 1200 МГц — в 40 раз.

Рис. 24.10. Триоды для СВЧ: а — металлостеклянный; б — «карандашный»; в — сверхминиа-тюрный металлокерамический 1 — вывод анода; 2 — вывод сетки; 3 — вывод катода и подогревателя; 4 — вывод подогревателя

 

Некоторые лампы металлокерамической серии работают на частотах до 10000 МГц. В дециметровом диапазоне волн могут также работать сверхминиатюрные металлокерамические лампы (нувисторы).

Для более мощных генераторов и передатчиков, в частности для передатчиков, работающих с большой мощностью в импульсном режиме, применяются металлокерамические генераторные триоды, напоминающие по конструкции рассмотренные приемно-усилительные лампы и также предназначенные для соединения с коаксиальными колебательными системами. На рис. 24.11 показан внешний вид металлокерамической генераторной лампы и ее устройство. Рабочие поверхности катода, сетки и анода этой лампы имеют форму дисков, расположенных очень близко друг к другу. Иногда поверхность электродов несколько выгнута. Вывод от подогревного оксидного катода сделан в виде цилиндра, причем он одновременно служит и выводом одного конца подогревателя. Второй конец подогревателя имеет вывод внутри этого цилиндра. Вывод от сетки сделан также в форме цилиндра и является частью баллона лампы.

Рис. 24.11. Внешний вид и устройство металлокерамического генераторного триода

 

1 — штифт для навинчивания радиатора анода; 2 — анод; 3 — сетка; 4 — катод; 5 — подогреватель; 6 — вывод сетки; 7 — вывод катода и подогревателя; 8 — вывод подогревателя

 

Анод изготовлен в виде массивного, цилиндра, и его верхняя часть припаяна к керамическому цилиндру, служащему частью баллона. С другой стороны этот керамический цилиндр спаян с выводом сетки. Между выводами сетки и катода также располагается керамическое кольцо. Спаи металла с керамикой представляют собой особенность металлокерамических ламп. В этих лампах применяется специальный керамический материал, дающий малые потери энергии на СВЧ. Для охлаждения анода используется ребристый радиатор, который навинчивается на штифт анода. Радиатор обдувается воздухом от вентилятора. Лампы этого типа могут работать и без радиатора, но тогда допустимая мощность рассеяния на аноде и наибольшая полезная мощность значительно снижаются.

В металлокерамической серии лампы типа ГС предназначены для непрерывного режима работы, лампы типа ГИ — для импульсного.

Лампы более сложные, чем триоды, для дециметрового диапазона применяют редко, так как при большем числе сеток приходится увеличивать расстояние между анодом и катодом, но тогда возрастает время пролета электронов. В приемных лампах увеличение числа электродов приводит к усилению собственных шумов. Таким образом, и в генераторах и в усилителях дециметрового диапазона волн работают главным образом триоды. Однако в последнее время для этого диапазона сконструированы и тетроды. Так, например, выпущен металлокерамический лучевой тетрод полезной мощностью 2 кВт для частот до 1000 МГц. Разработаны и другие лучевые тетроды, в том числе и двойные, для дециметровых волн.

Особо следует отметить применение триодов в каскадах усиления по схеме с общей сеткой (рис. 24.12). Эта схема предложена М. А. Бонч-Бруевичем в 1931 г. и служит для устранения возможности самовозбуждения за счет паразитной связи через межэлектродные емкости. Особенность схемы состоит в том, что входной контур LC включен в провод катода. Управляющая сетка лампы соединена с корпусом и минусом анодного источника. Она в данной схеме одновременно выполняет функцию экранирующей сетки и уменьшает паразитную связь между анодной и сеточной цепями через внутриламповую емкость анод — катод С_а-к, а не через емкость анод — сетка С_а-g, как в обычных усилительных каскадах с общим катодом.

Рис. 24.12. Схема усилительного каскада с общей сеткой

 

Для того чтобы сетка служила хорошим экраном, она делается густой, и поэтому коэффициент усиления таких триодов высок (100 и более). Благодаря густой сетке емкость анод — катод уменьшается до сотых долей пикофарада.

Недостаток схемы с общей сеткой заключается в ее низком входном сопротивлении. Это объясняется тем, что здесь входной ток представляет собой ток катода. А в схеме с общим катодом входной ток гораздо меньше, так как он является током сетки. Практически входное сопротивление для схемы с общей сеткой получается равным примерно 1/S. Если лампа имеет крутизну 5 мА/В, то R_вх = 1/5 = 0,2 кОм. Источник усиливаемых колебаний нагружается малым сопротивлением R_вх и должен расходовать значительную мощность. Несмотря на этот недостаток, схема с общей сеткой применяется часто, так как она работает устойчиво, без самовозбуждения.

 

Электронные лампы, что это? | paseka24.ru

Распространённые виды электронных ламп. Наиболее распространены перечисленные ниже виды электровакуумных ламп. В традиционной ламповой классификации первым важнейшим этапом служит разделение электронных ламп на прямонакальные и лампы косвенного накала. В лампах прямого накала катодом служит нить накала, что обусловливает определённые сложности в схемотехнике ламповых конструкций. Однако удифилы считают прямонакальные лампы самыми крутыми по качеству звука и готовы преодолевать любые трудности. Объективных доказательств превосходству прямонакальных ламп над колбами с косвенным накалом нет. Лампы косвенного накала чуток менее энергоэффективны, и имеют изоляцию между нитью накала и катодом. Качество изоляции должно быть хорошим, чтобы исключить электрический пробой и влияние на уровень фона в усилителе. Для ламп с длительного хранения проблема надлежащего качества изоляции может оказаться самой главной при отбраковке в качественное изделие. Зато схемотехнически косвенный накал снимает почти все проблемы лампостроения высокого качества. Да и по надёжности лампы косвенного накала несколько получше. Напряжения питания ламп стандартизированы. По косвенному накалу наиболее распространены стандартные значения 6,3 и 12,6 вольта. Прямонакальные лампы имеют большее разнообразие уровней накальных напряжения. От 2 и 4 вольт для мелких ламп батарейного питания, до 18-20 вольт при токах от 3 до 17 ампер в питании накалов таких монстров как ГУ81 и ГМ100. Конструктивное разделение ламп по числу электродов можно считать объективным и безупречным, во многом определяющим их традиционное назначение.

Триод – имеет три электрода, анод, сетку и катод. Изменяя напряжение на сетке, можно управлять током между анодом и катодом триода. Триоды широко используют в усилителях и генераторах электрических колебаний. Предпочтительно использование триодов в слаботочных режимах каскадов предварительного усиления. Менее предпочтительно применение триодов в мощных выходных каскадах ввиду их невысокой энергоэффективности и малой чувствительности. Однако удифилы полагают, что триоды вносят меньше искажения по сравнению с другими типами ламп. Поэтому предпочитают именно их. Нужно сказать, что определённый смысл в этом предположении есть, и даже в древних публикациях 30-х готов тому есть подтверждения. Но нужно заметить простой факт, что итоговое качество зависит не только и не столько от компонентов, а больше от квалификации. Кроме того пентоды придумали эволюционно именно для улучшения, а вовсе не для ухудшения. Стало быть микроскопические различия в уровне КНИ триода и тетрода не следует принимать как приговор для более совершенных ламп, особенно когда уровень геммороя с построением триодного усилителя может привести к тому, что удифил просто захлебнётся в проблемах. Разработчики тетродов и пентодов ушли далеко вперёд в  создании специализированных звуковых ламп, высокого качества. Чувство меры и уровень здравого смысла в этом случае определяет уровень культуры разработчика.

Тетрод — в отличие от триода имеет дополнительную экранную сетку. Экранная сетка заземляется по высокой частоте, что позволяет уменьшить проходную емкость лампы (т.е. емкость «управляющая сетка — анод») и сделать лампу более высокочастотной. В этом случае в широком диапазоне напряжений анодный ток практически не зависит от напряжения на аноде. Недостатком тетрода является, так называемый, динатронный эффект — при близких напряжениях на аноде и экранной сетке вторичные электроны, выбитые из анода, не возвращаются на анод, а поступают на экранную сетку, что приводит к провалу в анодных характеристиках лампы.

Лучевой тетрод — это 4-электродная лампа, в которой для уменьшения динатронного эффекта используется специальная конструкция электродов лампы, фокусирующая электроны, летящие к аноду в узкие лучи. В итоге вторичные электроны, выбитые из анода, существенно в меньшем количестве попадают на экранную сетку.

Пентод — это 5-электродная лампа с дополнительной защитной сеткой, расположенной между анодом и экранной сеткой. Защитная сетка, как правило, имеет нулевой потенциал, что более радикально препятствует попаданию вторичных электронов на экранную сетку.

Гептоды и прочая. При большем количестве электродов лампы относят к специальным и применяют так, как кому заблагорассудится.

Диод — имеет два электрода: катод и анод. Ламповые диоды применяют не часто. Слаботочные – в детекторах, а более мощные — в выпрямителях переменного тока. Вариантом вакуумного диода является кенотрон, в котором возможны разные комбинации анодов и катодов. Кенотрон предназначен для выпрямления переменного напряжения на частоте 50 или 60 герц.

Есть ещё различные комбинированные и экзотические ламы. Например, пентоды в сочетании с дополнительными диодами. Такие лампы ничуть не хуже стандартных пентодов, хотя часть объёма баллона занята под балласт. Реальное качество звука и усилительные свойства таких ламп оценивают по опубликованным характеристикам и субъективному опыту пользователей, озвученному в сети. Определённого внимания заслуживают древние лампы, найденные в запасниках, и сохранившие нормальные потребительские свойства. Нередко такие лампы имеют нестандартные цоколи, под которые трудно найти панельки. Эта проблема в 21 веке встаёт в полный рост и ограничивает возможность применения раритетных ламп. Попадаются совдеп-лампы с повышенными напряжениями питания накальных цепей, например 13 или 30 вольт. По отзывам опытных специалистов, такие редкие лампы вполне пригодны для применения в ламповых усилителях и дают ничуть не худшие результаты в сравнении с китайским новоделом или английскими марконями и маздами. Для объективной оценки состояния и повышения надёжности старые лампы нужно вначале тренировать, подвергнув процедуре жестчения. Здесь на сайте есть статьи по этой теме, поисковик исправен.

Аудиофилы часто говорят: «Чем короче «путь» звукового сигнала в УМЗЧ — тем лучше он звучит». Причина увлечения ламповыми аудиоусилителями заключается в том числе и в том, что хороший ламповый усилитель содержит куда меньше деталей («путь» звука короче), чем аналогичный транзисторный (в котором звуковой сигнал проходит через десятки транзисторов), обеспечивая при этом лучшее качество звучания. Это притом, что ламповые УМЗЧ практически всегда имеют больший коэффициент нелинейных искажений (КНИ), чем транзисторные. Вызвано это тем, что производители усилителей массового потребления увлеклись производством УМЗЧ, в которых выходной каскад выполнен на ИМС, что привело к заметному ухудшению звучания даже изделий, рекламируемых как класс Hi-Fi.

Можно отметить такой факт, что по экспертной оценке транзисторный УМЗЧ (даже не на ИМС, а на дискретных транзисторах), имея полосу пропускания 20Гц – 40кГц и КНИ=0,01%, звучит, при прочих равных условиях, хуже, чем ламповый, имеющий полосу пропускания вдвое уже и КНИ более 1%. Это вызвано многими причинами. Иногда пеняют на применение обратных связей. Говорят, что в транзисторных УМЗЧ (особенно в УМЗЧ на ИМС) широко используют как общую, так и местные обратные связи. Это делается для того, чтобы уменьшить КНИ и увеличить температурную стабильность усилителя. Однако эти же обратные связи могут приводить и к появлению, так называемых, «динамических искажений» и к феномену неприятного «транзисторного» звучания. Этим словам нет объективного подтверждения, а попытки теоретического обоснования вреда ОС для качества звука успехом не увенчались.

Другие рассуждения связаны с тем, что транзистор, особенно биполярный, как усилительный элемент, в отличие от ламп, имеет резко нелинейную характеристику. В такой теме больше оснований поискать причину ухудшения качества звука каменных усилителей. На этом сайте есть несколько статей от квалифицированных авторов, и можно изучить озвученную проблему более основательно. Однако крайне существенной мне представляется простая мысль, что в транзисторном усилителе, на пути звука действительно слишком много кристаллов. А подбору симметричных кристаллов под двухполярный сигнал в ширпотребе почти никогда не придают должного значения. А вот с лампами всё по-другому. Во-первых, это вакуум. Во-вторых, в хорошем усилителе ламп всего 2-3 штуки. В-третьих, режимы ламп выбирают в точках, соответствующих наибольшей линейности. Ну и в завершение построения идеальной картины, в-четвёртых, 2-3 ламы можно тщательно подобрать.

Кстати, все студийные усилительные каналы – каменные. Видимо их космический ценник, полностью обоснован проделанной работой по тщательному подбору симметричных каменных пар под двухполярный сигнал и решением задачи выбора оптимального количества камней, сформулированной по набору объективных критериев качества звука.

                 Евгений Бортник, Красноярск, Россия, март 2018

Виды электрических ламп, а также их достоинства и недостатки

Рассмотрим подробнее, какие виды электрических ламп имеют наибольшую популярность в современном мире.

В процессе создания дизайна какого-то помещения обычно немало внимания уделяется освещению, поскольку этот элемент играет важную роль в восприятии окружающего пространства. На данный момент для внутреннего освещения помещений чаще всего применяют лампы накаливания, галогенные лампы, светильники на светодиодах или люминесцентные, а также энергосберегающие. Сегодня мы более подробно остановимся на видах современных электрических ламп, а также рассмотрим их положительные и отрицательные стороны.

Лампы накаливания

Данный вид ламп был изобретен первым. Свет в подобных лампах испускается источником накаливания, который раскаляется до высоких температур в процессе воздействия на него электрического тока. На территории России они начали широко распространяться еще во времена В.И. Ленина, за что в народе их стали называть «лампами Ильича».

Плюсы ламп накаливания

• Несомненно, основной положительной стороной ламп накаливания является низкая стоимость. В настоящее время они являются наиболее доступным видом электрических ламп.
• Еще данный тип ламп может характеризоваться сплошным спектром излучения, видимая часть которого насыщена оранжевыми и красными лучами света. Поэтому неудивительно, что использование таких ламп для освещения выделяет так называемые «теплые» цветовые тона и в то же время ослабляет «холодные». Лампы этого типа могут сделать домашнюю обстановку более теплой и уютной.

Минусы ламп накаливания

• Данный вид ламп не может обеспечить достаточно высокий уровень цветопередачи. Из-за этого они совершенно не походят для освещения магазинов, по крайне мере тех, где покупатель должен видеть реальный цвет товара.
• Лампы накаливания могут характеризоваться достаточно высоким уровнем расхода электроэнергии. Уже достаточно давно многие производители наносят на производимые лампы специальное напыление, которое делает энергопотребление более приемлемым.
• Не стоит также забывать и о высоком показателе теплоотдачи у ламп накаливания. Создавая интерьер в помещении, данные лампы следует размещать на безопасном расстоянии от пожароопасных и легко плавящихся материалов.

Галогенные лампы

Долгое время галогенные лампы занимали вторую строчку популярности среди покупателей. Однако, последние годы они стали использоваться все реже, поскольку люди начали отдавать свои предпочтения более современным решениям. Прежде такие лампы широко использовались для реализации встроенного освещения. Теперь же их можно встретить разве что в некоторых люстрах и настенных бра.

Плюсы галогенных ламп

• В сравнении с лампами накаливания галогенные обладают значительно более стабильным по времени световым потоком, поэтому у них продолжительней срок службы.
• К положительным характеристикам можно отнести относительно меньшие размеры, более высокие показатели термостойкости и механической прочности.
• Немаловажно и то, что галогенные лампы имеют высокий показатель мощности, в то время как уровень расхода электроэнергии в сравнении с лампами накаливания у них в разы меньше.

Минусы галогенных ламп

• Чтобы подключить галогенные лампы в сеть требуется использовать трансформатор. Безусловно, в люстрах и настенных бра он обычно встроен. Однако, при необходимости создания точечного освещения приобрести трансформатор и смонтировать его придется самостоятельно.
• Качество предлагаемых трансформаторов зачастую оставляет желать лучшего. Это может вылиться в серьезные проблемы, ведь спрятанный в гипсокартонном коробе или за натяжным потолком трансформатор поменять в случае выхода его из строя будет совсем непросто.

Люминесцентные лампы

Данные устройства нередко называют лампами дневного освещения. Условно их также можно разделить на лампы с наибольшим световым потоком, а также с меньшим, но более высоким качеством цветопередачи. Кроме того, они способны излучать разные цвета, за счет чего нередко используются при освещении магазинных витрин и торговых площадей. Такие лампы повсеместно применяются на предприятиях, на территории школ, во дворах различных учреждений и др.

Плюсы люминесцентных ламп

• Показатель светоотдачи у люминесцентной лампы в разы превышает аналогичный у лампы накаливания такой же мощности.
• При соблюдении ряда необходимых условий лампа данного типа может до 20 раз дольше работать, чем лампа накаливания.

Минусы люминесцентных ламп

• При включении, а также в процессе работы люминесцентные лампы достаточно неприятно моргают, напрягая тем самым глаза человека.
• Кроме того, они достаточно восприимчивы к скачкам напряжения в сети, а также частому отключению и включению.
• Вышедшие из строя лампы этого типы должны утилизироваться особым образом, как токсичные отходы. Поэтому их нужно сдавать в специальные пункты утилизации.

Лампы энергосберегающие

Энергосберегающие лампы были созданы на основе люминесцентных. Основным их отличием является наличие особого электронного блока, который отвечает за процессы зажигания и дальнейшего горения. За счет этого удалось добиться того, что лампа не мигает как при начале работы, так и в дальнейшем.

Плюсы энергосберегающих ламп

• Положительной стороной таких ламп является возможность создания разных цветовых температур, которые определяются при горении. Проще говоря, энергосберегающая лампа способна излучать как «теплый», так и «холодный» свет.
• Важнейшей характеристикой является снижение потребления электричества. В некоторых случаях данный показатель достигает отметки в 80%.
• Еще энергосберегающие лампы в процессе работы выделяют намного меньше тепловой энергии, а значит могут использоваться практически где угодно.
• Лампы данного типа значительно реже выходят из строя в сравнении с лампами накаливания. Кроме того, они более невосприимчивы к скачкам напряжения и частым включениям и выключениям.

Минусы энергосберегающих ламп

• Безусловно, главным минусом можно считать сравнительно высокую стоимость энергосберегающих ламп.
• Данные лампы требуют бережного обращения даже после выхода их из строя, поскольку содержат в себе токсичные составляющие. Их нельзя выбрасывать вместе с обычными бытовыми отходами. Если такая лампа разобьется в помещении, то потребуется проведение уборки, как если был разбит ртутный градусник.

Светодиодные лампы

На сегодняшний день светодиодные лампы и светильники по праву можно считать наиболее востребованными. Источником света в них являются светодиоды, работающие при прохождении тока через полупроводниковые материалы. В настоящее время светодиодные устройства используются во всех направлениях светотехники, а область их применения практически не имеет границ.  

Плюсы светодиодных ламп

• Светодиоды способны функционировать до 100 000 часов, а значит в долговечности они более чем в 100 раз превосходят лампы накаливания.
• Кроме того, светодиодные лампы можно отнести к низковольтному оборудованию, а значит они достаточно безопасны для пользователей и не потребляют большого количества электроэнергии.

Минусы светодиодных ламп

• Пожалуй, основным недостатком таких ламп является сильная восприимчивость к перепадам напряжения.
• Кроме этого, светильники, построенные на основе светодиодов, излучают неровный свет. Можно предположить, что развитие технологий позволит устранить этот недостаток в будущем.

 

Источник: http://progress.online/obshchestvo/437-vidy-elektricheskih-lamp-takzhe-ih-dostoinstva-i-nedostatki

 

Виды электрических ламп

Виды электрических ламп

Среди всех электроустановочных и электромонтажных изделий осветительная аппаратура имеет наиболее богатый ассортимент. Это происходит потому, что элементы освещения несут в себе не только сугубо технические характеристики, но и элементы дизайна. Возможности современных ламп и светильников, их конструкторское разнообразие настолько велики, что немудрено растеряться. Например, существует целый класс светильников, предназначенных исключительно для гипсокартонных потолков.

Многочисленные виды ламп имеют различную природу света и эксплуатируются в неодинаковых условиях. Чтобы разобраться, какого типа лампа должна стоять в том или ином месте и каковы условия ее подключения, необходимо вкратце изучить основные виды осветительной аппаратуры.

У всех ламп есть одна общая часть: цоколь, при помощи которого они соединяются с проводами освещения. Это касается тех ламп, в которых есть цоколь с резьбой для крепления в патроне. Размеры цоколя и патрона имеют строгую классификацию. Необходимо знать, что в бытовых условиях применяют лампы с 3 видами цоколей: маленьким, средним и большим. На техническом языке это означает Е14, Е27 и Е40. Цоколь, или патрон, Е14 часто называют «миньон» (в gер. с фр. — «маленький»).

Самый распространенным размер — Е27. Е40 используют при уличном освещении. Лампы этой маркировки имеют мощность 300, 500 и 1000 Вт. Цифры в названии обозначают диаметр цоколя в миллиметрах. Помимо цоколей, которые вкручиваются в патрон при помощи резьбы, есть и другие виды. Они штырькового типа и называются G-цоколями. Используются в компактных люминесцентных и галогенных лампах для экономии места. При помощи 2 или 4 штырьков лампа крепится в гнезде светильника. Видов G-цоколей много. Основные из них: G5, G9, 2G10, 2G11, G23 и R7s-7. На светильниках и лампах всегда указывается информация о цоколе. При выборе лампы необходимо сравнивать эти данные.

Лампа накаливания с подвесным патроном и цоколем Е27

Мощность лампы — одна из важнейших характеристик.  На баллоне или цоколе производитель всегда указывает мощность, от которой зависит светимость лампы. Это не уровень света, который она излучает. В лампах различной природы света мощность имеет совершенно несхожее значение.

Например, энергосберегающая лампа при указанной мощности 5 Вт будет светить не хуже лампы накаливания в 60 Вт. То же касается и люминесцентных ламп. Светимость лампы исчисляется в люменах. Как правило, это не указывается, так что при выборе лампы необходимо ориентироваться на советы продавцов.

Светоотдача обозначает, что на 1 Вт мощности лампа дает столько-то люмен света. Очевидно, что энергосберегающая компактная люминесцентная лампа в 4–9 раз экономичнее, нежели накаливания. Можно легко подсчитать, что стандартная лампа в 60 Вт дает примерно 600 лм, тогда как компактная имеет такое же значение при мощности 10–11 Вт. Настолько же она будет экономичнее по энергопотреблению.

Цоколь типа 2G

 

Лампы накаливания

Лампа накаливания (ЛОН) — самый первый источник электрического света, который появился в домашнем обиходе. Она была изобретена еще в середине 19 в., и хотя с того времени претерпела немало реконструкций, сущность осталась без изменений. Любая лампа накаливания состоит из вакуумного стеклянного баллона, цоколя, на котором располагаются контакты и предохранитель, и нити накаливания, излучающей свет.

Лампа накаливания

Спираль накаливания сделана из вольфрамовых сплавов, которые легко выдерживают рабочую температуру горения +3200 °C. Чтобы нить мгновенно не перегорела, в современных лампах накачивают в баллон какой-нибудь инертный газ, например аргон.

Принцип работы лампы очень прост. При пропускании тока через проводник малого сечения и низкой проводимости часть энергии уходит на разогрев спирали-проводника, отчего тот начинает светиться в видимом свете. Несмотря на столь простое устройство, видов ЛОН существует огромное множество. Они различаются по форме и размерам.

Свет в лампе накаливания исходит от раскаленной вольфрамовой спирали

Декоративные лампы (свечи): баллон имеет вытянутую форму, стилизованную под обычную свечу. Как правило, используются в небольших светильниках и бра.

Окрашенные лампы: стекла баллонов имеют различный цвет с декоративными целями.

Лампа накаливания с матовым стеклом дает более мягкий и равномерный свет

Зеркальными лампами называют лампы, часть стеклянного баллона которых покрыта отражающим составом для направления света компактным пучком. Такие лампы чаще всего используют в потолочных светильниках, чтобы направлять свет вниз, не освещая потолка.

Лампы местного освещения работают под напряжением 12, 24 и 36 В. Они потребляют немного энергии, но и освещение соответствующее. Применяются в ручных фонарях, аварийном освещении и т. д. ЛОН по-прежнему остаются в первых рядах источника света, несмотря на некоторые недостатки. Их минусом является очень низкий КПД — не более 2–3 % от потребляемой энергии. Все остальное уходит в тепло.

Декоративная лампа-свеча с цоколем Е14

Второй минус заключается в том, что ЛОН небезопасны с противопожарной точки зрения. Например, обычная газета, если ее положить на лампочку в 100 Вт, вспыхивает примерно через 20 мин. Надо ли говорить, что в некоторых местах ЛОН нельзя эксплуатировать, например в маленьких абажурах из пластика или дерева. Кроме того, такие лампы недолговечны. Срок службы ЛОН составляет примерно 500–1000 ч. К числу плюсов можно отнести дешевизну и простоту монтажа. ЛОН не требуют каких-либо дополнительных устройств для работы, подобно люминесцентным.

 

 

Галогенные лампы

Галогенная лампа с обычным цоколем

Галогенные лампы мало чем отличаются от ламп накаливания, принцип работы тот же. Единственная разница между ними — это газовый состав в баллоне. В данных лампах к инертному газу примешивают йод или бром. В результате становится возможным повышение температуры нити накаливания и уменьшение испарения вольфрама.

Лампа ко встроенному светильнику

Именно поэтому галогенные лампы можно делать более компактными, а срок их службы повышается в 2–3 раза. Однако температура нагревания стекла повышается весьма значительно, поэтому галогенные лампы делают из кварцевого материала. Они не терпят загрязнений на колбе. Прикасаться незащищенной рукой к баллону нельзя — лампа перегорит очень быстро.

Галогенная линейная лампа

Линейные галогенные лампы используются в переносных или стационарных прожекторах. В них часто бывают датчики движения. Такие лампы используют в гипсокартонных конструкциях.

Галогенные компактные зеркальные лампы с цоколем G4

Компактные осветительные устройства имеют зеркальное покрытие.

К минусам галогенных ламп можно отнести чувствительность к перепадам напряжения. Если оно «играет», лучше приобрести специальный трансформатор, выравнивающий силу тока.

Прожектор

 

 

 

Люминесцентные лампы

Принцип работы люминесцентных ламп серьезно отличается от ЛОН. Вместо вольфрамовой нити в стеклянной колбе такой лампы горят пары ртути под воздействием электрического тока. Свет газового разряда практически невидим, поскольку излучается в ультрафиолете. Последний заставляет светиться люминофор, которым покрыты стенки трубки. Этот свет мы и видим. Внешне и по способу соединения люминесцентные лампы также сильно отличаются от ЛОН. Вместо резьбового патрона с обеих сторон трубки есть два штырька, закрепляющихся следующим образом: их надо вставить в специальный патрон и повернуть в нем.

Цоколь G5 люминесцентной лампы с контактными штырьками

Люминесцентные лампы имеют низкую рабочую температуру. К их поверхности можно без опаски прислонять ладонь, поэтому они устанавливаются где угодно. Большая поверхность свечения создает ровный рассеянный свет. Именно поэтому их еще называют лампами дневного света. Кроме того, варьируя состав люминофора, можно изменять цвет светового излучения, делая его более приемлемым для человеческих глаз. По сроку службы люминесцентные лампы превосходят лампы накаливания почти в 10 раз.

Светильник с люминесцентными лампами

Минусом люминесцентных ламп является невозможность прямого подключения к электросети. Нельзя просто накинуть 2 провода на торцы лампы и воткнуть вилку в розетку. Для ее включения используются специальные балласты. Связано это с физической природой свечения ламп. Наряду с электронными балластами используются стартеры, которые как бы поджигают лампу в момент включения. Большинство светильников под люминесцентные лампы оборудованы встроенными механизмами свечения наподобие электронных пускорегулирующих аппаратов (ПРА) или дросселями.

Стартеры для пуска люминесцентных ламп

Маркировка люминесцентных ламп не похожа на простые обозначения ЛОН, имеющие только показатель мощности в ваттах.

Для рассматриваемых ламп она следующая:

• ЛБ — белый свет;
• ЛД — дневной свет;
• ЛЕ — естественный свет;
• ЛХБ — холодный свет;
• ЛТБ — теплый свет.

Цифры, идущие за буквенной маркировкой, обозначают: первая цифра — степень цветопередачи, вторая и третья — температуру свечения. Чем выше степень цветопередачи, тем более естественно освещение для человеческого глаза. Рассмотрим пример, относящийся к температуре свечения: лампа с маркировкой ЛБ840 означает, что эта температура равна 4000 К, цвет белый, дневной.

Следующие значения расшифровывают маркировку ламп:

• 2700 К — сверхтеплый белый,
• 3000 К — теплый белый,
• 4000 К — естественный белый или белый,
• более 5000 К — холодный белый (дневной).

В последнее время появление на рынке компактных люминесцентных энергосберегающих ламп произвело настоящую революцию в светотехнике. Были устранены главные недостатки люминесцентных ламп — их громоздкие размеры и невозможность использовать обычные нарезные патроны. ПРА были вмонтированы в ламповый цоколь, а длинная трубка свернулась в компактную спираль.

Компактная люминесцентная энергосберегающая лампа с ПРА

Теперь разнообразие видов энергосберегающих ламп очень велико. Они различаются не только по своей мощности, но и по форме разрядных трубок. Плюсы такой лампы очевидны: нет нужды устанавливать электронный балласт для запуска, пользуясь специальными светильниками.

Экономичная люминесцентная лампа пришла на смену обычной лампе накаливания. Однако у нее, как и у всех люминесцентных ламп, есть недостатки.

Энергосберегающие лампы

Минусов у люминесцентных ламп несколько:

• такие лампы плохо работают при низких температурах, а при –10 °C и ниже начинают светить тускло;
• долгое время запуска — от нескольких секунд до нескольких минут;
• слышен низкочастотный гул от электронного балласта;
• не работают вместе со светорегуляторами;
• сравнительно дорогие;
• не любят частого включения и выключения;
• в состав лампы входят вредные ртутные соединения, поэтому она требует специальной утилизации;
• если использовать в выключателе индикаторы подсветки, данная осветительная аппаратура начинает мерцать.

Декоративный светильник с энергосберегающими лампами

Как бы ни старались производители, свет люминесцентных ламп пока не очень похож на естественный и режет глаза. Кроме энергосберегающих ламп с ПРА существует множество разновидностей без встроенного электронного балласта. Они имеют совершенно другие виды цоколя.

Компактная люминесцентная лампа без ПРА обычно используется в светильниках, оборудованных электронным балластом

Принцип свечения дуговой ртутной лампы высокого давления (ДРЛ) — дуговой разряд в парах ртути. Такие лампы обладают высокой светоотдачей — на 1 Вт приходится 50–60 лм. Запускаются при помощи ПРА. Недостатком является спектр свечения — их свет холоден и резок. Лампы ДРЛ чаще всего используются для уличного освещения в светильниках типа «кобра».

 

Дуговая ртутная лампа

Светодиодные лампы

Светодиодные лампы — этот продукт высокой технологии впервые был сконструирован в 1962 г. С той поры светодиодные лампы стали постепенно внедряться на рынок осветительной продукции. Светодиод по принципу действия — это самый обычный полупроводник, у которого часть энергии в переходе p-n сбрасывается в виде фотонов, то есть видимого света. Такие лампы имеют просто потрясающие характеристики.

Светодиодный фонарь характеризуется ярким светом и крайне низкими энергозатратами

Они десятикратно превосходят ЛОН по всем показаниям:

• долговечности,
• светоотдаче,
• экономичности,
• прочности и т. д.

Есть у них лишь одно «но» — это цена. Она приблизительно в 100 раз превосходит цену обычной лампы накаливания. Однако работа над этими необычными источниками света продолжается, и можно ожидать, что вскоре мы будем радоваться изобретению более дешевого, нежели его предшественники, образца.

Светодиодная лампа

Примечание! Ввиду необычных физических характеристик светодиодов из них можно изготавливать настоящие композиции, например в виде звездного неба на потолке комнаты. Это безопасно и не требует больших затрат энергии.

 

 

 

 

Что бы еще почитать?

2.2 Типы электронных вакуумных ламп — ламповые усилители

Принцип действия электронной вакуумной трубки аналогичен принципу действия гидравлического клапана. Электроны перемещаются по электрическим проводам или по вакуумному пространству вместо воды, текущей по трубам. Электрический потенциал (или напряжение) заставляет электроны пересекать электрические провода и вакуумное пространство вместо потенциальной энергии из-за эффекта силы тяжести, толкающего воду по трубам. Наконец, электронный клапан может управлять потоком электронов аналогично тому, что описано для гидравлических клапанов.

В следующих разделах мы познакомимся с основными типами электронных вакуумных ламп и принципами их работы.

2.2.1 Диод

Самым простым типом электронной вакуумной лампы является диод , изображенный слева на рисунке 3. Диод имеет два вывода: катод и анод . Когда катод достаточно нагревается, электроны начинают покидать его поверхность из-за термоэлектронного эффекта . Когда к аноду приложен электрический потенциал V +, превышающий потенциал катода, испускаемые катодом электроны, которые имеют отрицательный заряд, притягиваются и движутся к самому аноду.

По соглашению, электрический ток направлен по направлению «положительных» зарядов. Следовательно, даже если электроны движутся от катода к аноду, мы говорим, что электрический ток идет от анода к катоду. Фактически, ток отрицательных зарядов в одном направлении эквивалентен току положительных зарядов в противоположном направлении.

Рисунок 3: Диод и триод.
Диод, слева. Триод справа. Когда катод вакуумной лампы нагревается, излучаются электроны.Если анод имеет электрический потенциал выше, чем катод, испускаемые электроны притягиваются к нему, и электрический ток начинает течь (по соглашению ток идет от положительного к отрицательному концу, даже если электроны, которые имеют отрицательный заряд , переходите от отрицательного к положительному концу). В триоде отрицательный электрический потенциал сетки относительно катода можно использовать для управления потоком электронов от катода к аноду.

2.2.2 Триод

То, что мы только что описали выше, очень похоже на пример, который мы сделали в разделе 2.1, где вода течет из ведра по трубе под действием силы тяжести. Здесь электрический ток течет от высокого потенциала V +, приложенного к аноду, к потенциалу земли катода. Однако клапан, позволяющий контролировать этот поток, все же необходим.

В триоде , как показано справа на рис. 3, третий вывод, называемый сеткой , расположен между анодом и катодом. Когда электрический потенциал сетки ниже, чем у катода, электроны, испускаемые катодом, отталкиваются, и им трудно достичь анода.Если сетка достаточно отрицательная, ток блокируется, получая такой же эффект закрытия клапана в гидравлическом контуре. Если потенциал сетки такой же, как у катода, ток свободно течет от анода к катоду, получая тот же эффект полного открытия клапана в гидравлическом контуре. Промежуточные отрицательные сеточные напряжения модулируют ток, текущий от анода к катоду [1]. Когда сигнал напряжения подается на сетку, электрический ток от анода к катоду следует за сигналом, подаваемым на сетку.

Важно отметить, что при нормальной работе ток не проходит через сеть. Поскольку сетка отрицательна по отношению к катоду, она отталкивает электроны и отсутствует электрический ток.

2.2.3 Тетрод

Основная идея триода была усовершенствована с введением тетрода . Тетрод, как показано на рисунке 4 слева, имеет четвертый электрод, называемый screen , между анодом и сеткой. Экран предназначен для уменьшения емкости, создаваемой сеткой и анодом.Фактически, в триоде сетка и анод расположены очень близко друг к другу и вместе ведут себя как небольшой конденсатор, который может вызывать нестабильность и колебания. Если экран имеет напряжение выше, чем у катода и сетки, но ниже, чем у анода, он действует как электростатический экран между сеткой и анодом, тем самым уменьшая присущую им емкость.

Рисунок 4: Тетрод.
В тетроде, слева, четвертый электрод используется как экран для ограничения внутренней емкости между сеткой и анодом.Экран также можно настроить для работы в ультра-линейной конфигурации справа, предоставив ему процентную долю выходного сигнала анода.

2.2.4 Тетрод в ультралинейной конфигурации

В тетроде экран положительный по отношению к катоду. Таким образом, он притягивает определенное количество электронов, испускаемых самим катодом, которые пошли бы на анод. В результате через экран протекает небольшой ток. Этот эффект используется для настройки вакуумной лампы для работы в модальности с распределенной нагрузкой или сверхлинейной модальности .Эта конфигурация получается путем обратной передачи процентного значения выходного сигнала анода на экран, а не приложения к нему фиксированного напряжения. Требуемый процент анодного выходного сигнала обычно подается на экран путем подключения его к отводу, выходящему из выходного трансформатора, как показано в правой части рисунка 4. Ток, проходящий через экран, создает своего рода отрицательную обратную связь и при соответствующем процентном содержании анодного сигнала искажение падает до очень малых значений, лишь немного снижая энергоэффективность.Оптимальный процент, наносимый на экран, зависит от конкретных используемых электронных вакуумных ламп. Во многих конструкциях усилителей мощности этот процент обычно составляет около 43%.

2.2.5 Пентод

Тетроды были усовершенствованы с введением пентода . Когда электроны, испускаемые катодом, достигают анода, у них может быть достаточно энергии, чтобы стимулировать вторичную эмиссию электронов от самого анода. Электроны вторичной эмиссии могут достигать сетки экрана, вызывая нестабильность и колебания.Чтобы предотвратить попадание электронов вторичной эмиссии на экранную сетку, пентоды используют пятый электрод, называемый подавителем , как показано на рисунке 5. Подавитель, как правило, напрямую подключается к катоду, либо с внутренним соединением в вакууме. трубкой, или явным соединением между соответствующими штырями, как показано пунктирной линией на рисунке 5.

Рисунок 5: Пентод. В пентоде добавлен пятый электрод, называемый подавителем, для притяжения электронов вторичной эмиссии, испускаемых анодом при попадании электронов, поступающих с катода.Это предотвращает попадание электронов вторичной эмиссии на сетку экрана, вызывая нестабильность и колебания.

Нравится:

Нравится Загрузка …

типов вакуумных трубок | Наше время

Вакуумная трубка, часто называемая клапаном, представляет собой интересный чистящий элемент, который сделал возможным многие важные технологии. Конечно, это компонент, который используется по-разному для разных работ.

Все такие лампы в основном имеют анод и катод в условиях вакуума.Внешний вид варьируется от небольшой керамики размером с зерно кукурузы до компактной стали высотой один метр или выше. Некоторые из имеющихся в наличии изготавливаются из стекла или алюминия цилиндрической формы. В этой статье представлены основные типы электронных ламп.

Различные типы вакуумных трубок

1. Трубки диодно-вакуумные

Диод — одна из самых простых форм электронных ламп. Как следует из названия, он имеет два вывода, включая анод и катод. Когда катод достаточно нагревается, его электроны перемещаются с поверхности из-за термоэмиссионного эффекта.Если катод имеет более высокий электрический потенциал и приложен к его анодному концу, отрицательно заряженные электроны, выпущенные из катода, притягиваются к аноду.

Благодаря конвекции электрические токи движутся в направлении положительных зарядов. Таким образом, всегда считается, что поток идет от вывода анода к концу катода. Причина в том, что отрицательно заряженные токи, идущие в одном направлении, равны положительным зарядам, текущим в обратном направлении.

Катодный конец электронных ламп нагревается и испускает электроны. В то время как анод имеет более высокий электрический потенциал, чем катодный вывод, выпущенные электроны притягиваются к нему. В это время электрические токи начинают течь по соглашению от положительного конца к отрицательному. Это происходит, даже если отрицательно заряженные электроны перемещаются с отрицательного конца на положительный.

2. Триодные вакуумные трубки

В вакуумных лампах этого типа электрические токи протекают от V +, имеющего высокий потенциал, приложенный к концу анода, к потенциалу земли катода.Однако для управления этим потоком все еще необходим клапан. Триодам нужна сетка, которая больше похожа на третью клемму между катодом и анодом. Этот элемент имеет потенциал отрицательных электрических зарядов в качестве катода, который помогает контролировать движение электронов между выводами.

Если сеть имеет более низкий электрический потенциал I по сравнению с концом катода, электроны, разряженные ее катодным выводом, отталкиваются, не будут легко переходить к аноду.Если у него достаточно отрицательных зарядов, его ток блокируется, достигая аналогичного эффекта, который помогает закрыть клапан, доступный в гидравлических контурах.

Но в то время, когда потенциал сетки такой же, как у катода, ее ток беспрепятственно движется от анода к концу катода. Это дает аналогичный эффект, который полностью открывает трубку в этом гидравлическом контуре. Между отрицательными токами сетки контролируется ток, движущийся от конца анода к катоду.В тот момент, когда индикатор напряжения подключается к сети, все электрические токи от анода к катоду будут следовать сигналам, подаваемым на него. На этот раз стоит отметить отсутствие тока, который может проходить через сеть во время обычных операций. В качестве отрицательной сетки в качестве катода он будет отталкивать электроны, тем самым ограничивая прохождение электрических токов.

3. Тетродные вакуумные трубки

Основная идея создания триода связана с формированием тетрода.Он состоит из четвертого электрода, известного как экран, расположенного между сеткой и анодом. Назначение этого дополнительного компонента — уменьшить емкость, излучаемую элементами, сеткой и анодом.

Более того, у триодов сетка и анод расположены близко друг к другу, и оба работают как малогабаритный конденсатор, что может вызывать неустойчивость и колебания. Этот экран работает как экран от электростатического заряда между анодом и катодом. Однако это возможно, если его напряжение выше, чем напряжение на катоде и сетке, и в то же время ниже, чем на аноде.Это означает, что уменьшается внутренняя емкость между анодом и сеткой. Экран также настроен на работу в ультралинейной структуре, давая ему некоторую часть выходного сигнала на аноде.

Экран в тетроде положительный после того, где находится катод. Следовательно, он может притягивать некоторое количество электронов, испускаемых катодом, которые могут перейти к аноду. В результате через него будет проходить меньший ток. Этот эффект используется при настройке вакуумных ламп для работы с распределенной нагрузкой или в ультралинейном режиме.

Конфигурация достигается путем подачи некоторой части выходного сигнала с анода на экран вместо подачи на него некоторого фиксированного напряжения. Требуемый процент выходного сигнала обычно доставляется на экран, если он подключен к другому ответвлению от выходного трансформатора. Текущий через экран ток вызывает своего рода отрицательную реакцию. Более того, при правильной пропорции анодного сигнала величина искажения минимально снижается, что снижает энергоэффективность.Оптимальный процент, который может быть применен к этому экрану, определяется конкретными используемыми электронными лампами. В большинстве доступных конструкций усилителей мощности этот процент установлен примерно на 43 процента.

4. Пентодные вакуумные трубки

Появление пентодов привело к дальнейшему развитию тетрода. Здесь всякий раз, когда электроны испускаются из катода, чтобы достичь анода, есть вероятность, что они будут иметь достаточную энергию, которая может стимулировать испускание вторичных электронов из анода.Однако испускаемые электроны могут вызывать нестабильность и даже колебания, когда достигают сетки. Есть пятый электрод, подавитель, который обычно используется для предотвращения этой эмиссии электронов. Этот компонент напрямую соединен со своим катодом, используя соединение внутри вакуумной трубки или открытое соединение между согласующими контактами.

Наконец, существуют различные типы электронных ламп, которые занимают важные аспекты в различных областях техники. Принцип действия такой же, как у гидрораспределителей.Действительно, все это возможно благодаря потоку электронов в вакуумном пространстве.

ВАКУУМНЫЕ ТРУБКИ

ВАКУУМНЫЕ ТРУБКИ ВАКУУМНЫЕ ТРУБКИ

Использование электронных ламп в электрических и электронных системах самолетов быстро сокращается из-за множества преимуществ использования транзисторов. С другой стороны, в некоторых системах все еще используются вакуумные лампы в специальных приложениях, и большое количество старых моделей самолетов, все еще находящихся в эксплуатации, оснащены с устройствами, использующими вакуумные лампы.По этим причинам общее изучение электронные лампы по-прежнему считаются необходимой частью авиационного обслуживания программа.

Изначально электронные лампы были разработаны для радиоработы. Они используются в радиопередатчиках в качестве усилителей для регулирования напряжения и тока, как генераторы для генерации звуковых и радиочастотных сигналов, а также как выпрямители для преобразования переменного тока в постоянный. Радио трубки используются для аналогичных целей во многих электрических устройствах в самолетах, таких как автопилот и регулятор турбонаддува.

Когда кусок металла нагревается, скорость электронов в металле увеличена. Если металл нагреть до достаточно высокой температуры, электроны ускоряются до такой степени, что некоторые из них действительно уходят поверхность металла, как показано на рисунке 8-217. В вакуумной лампе электроны снабжены куском металла, называемым катодом, который нагревается электрический ток. В определенных пределах, чем горячее катод, тем больше количество электронов, которые он испускает или испускает.

Для увеличения количества испускаемых электронов катод обычно покрытые специальными химическими составами. Если испускаемые электроны не увлеченные внешним полем, они образуют вокруг катода отрицательно заряженное облако называется пространственным зарядом. Накопление отрицательных электронов рядом с эмиттером отталкивает других, идущих от эмиттера. Излучатель, если изолирован, становится положительным из-за потери электронов. Это устанавливает электростатическое поле между облаком отрицательных электронов и теперь положительный катод.Баланс достигается, когда течет только достаточное количество электронов от катода до окружающей его области для компенсации потерь, вызванных диффузия объемного заряда.

Типы вакуумных трубок

Существует много различных типов электронных ламп, большинство из которых четыре основных типа: (1) диод, (2) триод, (3) тетрод и (4) пентод. Из них диод используется почти исключительно для изменения переменный ток в постоянный ток.В некоторых электронных лампах катод нагревается от dc и является одновременно эмиттером электронов и токонесущим элементом, в то время как в других катод нагревается переменным током. Трубки, предназначенные для работы на переменном токе использовать специальный нагревательный элемент, который нагревает эмиттер электронов (катод) косвенно.

Когда между катодом и другим элементом приложен потенциал постоянного тока в трубке, называемой пластиной, с подключенной положительной стороной напряжения к пластине, электроны, испускаемые катодом, притягиваются к пластина.Эти два элемента составляют простейшую форму вакуумной лампы, который является диодом. В диоде электроны притягиваются к пластине, когда он более положительный, чем катод, и отталкиваются, когда пластина менее положительный, чем катод.

Ток течет по трубке, когда она подключена только по цепи когда пластина положительна по отношению к катоду. Текущий не поток, когда пластина отрицательна (менее положительна) по отношению к катоду как показано на рисунке 8-218.Эта характеристика дает диоду его основное назначение: выпрямление или изменение переменного тока в постоянный.

Диодные выпрямители используются в электрических системах самолетов, особенно когда требуется высокое напряжение постоянного тока для легких нагрузок. Они могут быть используются как полуволновые или полноволновые выпрямители; их можно использовать по отдельности, параллельно или в мостовых схемах. Как показано на рисунке 8-219, полуволна Выпрямитель содержит два трубчатых элемента (пластину и катод).Полноволновый выпрямитель содержит три элемента (две пластины и катод). В полуволновой цепи ток течет только во время положительной половины цикла приложенного напряжения (пластина положительная, катод отрицательная для электронный поток). Он течет от катода к пластине, а затем через нагрузка обратно на катод. На отрицательном цикле приложенного напряжения, через трубку не течет ток. В результате выпрямленное выходное напряжение является постоянным, но состоит из импульсов или полупериодов тока.

В вакуумной лампе, подключенной как двухполупериодный выпрямитель, ток течет к нагрузка на оба полупериода переменного напряжения. В полном объеме выпрямитель, ток течет с верхней пластины через нагрузку постоянного тока на одну чередование, и при следующем чередовании ток течет к нижней пластине и через груз в том же направлении.

В самолетах в значительной степени заменены ламповые выпрямители системы сухими дисковыми или полупроводниковыми диодами.При изучении твердого тела В устройствах процесс ректификации рассматривается более подробно.

Триодная лампа представляет собой трехэлементную лампу. В дополнение к пластине и катодом, есть третий элемент, называемый сеткой, расположенный между катод и пластину, как показано на рисунке 8-220. Сетка представляет собой мелкую проволочную сетку или экран. Он служит для управления электроном поток между катодом и пластиной. Всякий раз, когда сетка делается больше положительный, чем катод, происходит увеличение количества электронов притягивается к пластине, что приводит к увеличению тока через пластину.Если сетку сделать отрицательной по отношению к катоду, движение электронов к пластине замедляется и ток пластины уменьшается.

Обычно сетка отрицательна по отношению к катоду. Один метод Чтобы сделать сетку отрицательной, нужно использовать небольшую батарею, подключенную последовательно с сеточной схемой. Это отрицательное напряжение, приложенное к сети, называется предвзятость.

Наиболее важное применение триода — это ламповый усилитель. Когда сопротивление или полное сопротивление соединено последовательно в цепи пластины, падение напряжения поперек него, который зависит от протекающего через него тока, можно изменить изменяя сетевое напряжение.Небольшое изменение напряжения сети вызовет большое изменение падения напряжения на импедансе пластины. Таким образом напряжение, приложенное к сетке, усиливается в пластинчатой ​​цепи лампы.

Трубка тетрода — четырехэлементная трубка, дополнительный элемент сетка экрана (рисунок 8-221). Эта сетка расположена между управляющая сетка и пластина. Экранная сетка работает при положительном напряжении. несколько ниже, чем напряжение на пластине.Уменьшает иногда нежелательные эффект в работе лампы, вызванный энергией, подаваемой с выхода трубки обратно во входную (сеточную) схему. При определенных условиях эксплуатации эта обратная связь очень выражена в триоде и заставляет лампу действовать как генератор вместо усилителя. Основное преимущество тетродов перед триодами — большее усиление. для меньшего входного напряжения и меньшей обратной связи от пластины к сети схема.

Нежелательной характеристикой лампы тетрода является вторичная эмиссия.Вторичная эмиссия — это термин, применяемый к условию, когда электроны выбиваются из пластины в пространство между элементами трубки быстро движущимися электронами, ударяющими по пластине. В триодных лампах, поскольку сетка отрицательна по отношению к катоду, отталкивает вторичные электроны и трубка не нарушаются. В тетроде эффект вторичной эмиссии особенно заметно, так как сетка экрана, которая положительна по отношению к катоду, притягивает вторичные электроны и заставляет обратный ток течь между экраном и пластиной.

Эффекты вторичной эмиссии преодолеваются добавлением третьей сетки, называемая подавляющей сеткой, между сеткой экрана и пластиной. Этот сетка отталкивает вторичные электроны к пластине. Трубка с тремя сетки называется пентодом, который имеет высокий коэффициент усиления и используется для усиления слабых сигналов. Схема пентода представлена ​​на рисунке. 8-222. Другой тип вакуумной трубки — газовая трубка.Газонаполненные трубы в первую очередь диоды и используются в основном как выпрямители. В трубках этого типа газ должен быть на одну десятитысячную плотности воздуха при нормальном атмосферном давлении. Когда электрон встречает молекулу газа, энергия, передаваемая ударом может привести к тому, что молекула (или атом) потеряет или получит один или несколько электронов. Следовательно, происходит ионизация.

Любой газ или пар, не содержащий ионов, практически является идеальным изолятором. Если два электрода помещены в такую ​​среду, ток не будет течь между их.Однако газы всегда имеют остаточную ионизацию из-за космического лучи, радиоактивные материалы в стенках контейнеров или действие света. Если в таком газе между двумя элементами приложен потенциал, ионы перемещаются между ними и создают эффект протекания тока. Этот называется темновым током, потому что видимый свет не связан с Это.

Если напряжение на электродах увеличивается, ток начинает подъем. В определенный момент, известный как порог, ток внезапно начинает расти без увеличения приложенного напряжения.Если достаточно сопротивление во внешней цепи для предотвращения быстрого нарастания тока, напряжение сразу падает до более низкого значения и происходит пробой. Этот резкое изменение происходит в результате ионизации газа электронами столкновение.

Электроны, выпущенные ионизированным газом, присоединяются к потоку и высвобождают другие электроны. Таким образом, процесс является кумулятивным. Напряжение пробоя составляет определяется в первую очередь типом газа, материалами, из которых изготовлены электроды, а также их размер и расстояние.После ионизации ток может повышение до 50 миллиампер (мА) или более при небольшом изменении напряжения применяемый. Если напряжение увеличивается, ток увеличивается и катод нагревается за счет бомбардировки ударяющих по нему ионов. Когда трубка становится достаточно горячим, возникает термоэлектронная эмиссия.

Это излучение снижает потери напряжения в лампе, которые, в свою очередь, вызывает прохождение большего тока и увеличивает скорость излучения и ионизации.Это кумулятивное действие вызывает внезапное уменьшение падения напряжения на трубка и чрезвычайно высокий рост тока. Если трубка не предназначен для работы таким образом, он может быть поврежден сильным током поток. Это основа для образования дуги; поэтому лампы, которые работают при этих высоких токах называются дуговыми трубками. Для токов до 50 миллиампер, блок обычно небольшой и называется светящейся трубкой из-за цветных свет, который он излучает.Примером такой трубки является знакомый нам неоновый свет.

Принцип управления сеткой можно применить практически к любой газовой трубке, но он используется специально с холодным катодом, горячим катодом и типами дуги. триодов и тетродов. Тип трехэлементной газовой трубки с горячим катодом дается общее название тиратрон.

Фототрубка — еще один особый тип вакуумной трубки. Это в основном такой же, как и описанный ранее простой диод.Имеет вакуумированная стеклянная колба, катод, который испускает электроны, когда разрешен свет упасть на него, и пластина, которая притягивает электроны, когда напряжение применяемый. Чувствительность трубки зависит от частоты или цвета света, используемого для его возбуждения, и указывается в этих условиях. Например, одни трубки чувствительны к красному свету, другие — к синему. В большинстве фотоэлементов катод напоминает полуцилиндр. Это покрыто с несколькими слоями редкого металла цезия, нанесенными на оксид цезия, который, в свою очередь, лежит на слое серебра.Тарелка имеет форму небольшого стержень и находится в центре катода. Другие типы вакуумных ламп включают лампы с характеристиками несколько трубок объединены в одну, как показано на рисунке 8-223. Среди этих, например, двойные триодные лампы, содержащие две триодные секции, в одноламповая огибающая и диодно-триодные лампы с выпрямительным диодом и усилительный триод в той же огибающей. Есть много других комбинаций трубок.

Что такое вакуумная трубка

Технология вакуумных трубок или термоэлектронных клапанов стала первой формой активного устройства, используемого в электронике, и они все еще используются в некоторых специализированных приложениях сегодня.

---

Вакуумные трубки / термоэлектронные клапаны Включает:
Основы Как работает трубка Электроды для вакуумных трубок Диодный клапан / трубка Триод Тетроде Луч Тетрод Пентод Эквиваленты Контактные соединения Системы нумерации Патрубки / основания клапана

---

Технология вакуумных трубок или термоэлектронных клапанов используется с начала двадцатого века.

Внедрение технологии термоэмиссионного клапана или вакуумных трубок позволило заложить основы электронной промышленности.

Даже сегодня лампы или лампы используются во всем, от гитарных усилителей до усилителей Hi-Fi и многого другого.

Многим людям нравится звук, производимый этими устройствами, и в результате их использование продолжилось в этой области, а также во многих других.

Современный ламповый / ламповый усилитель

История вакуумной лампы

Первые наблюдения того, что в конечном итоге превратилось в технологию электронных ламп или термоэлектронных клапанов, были сделаны Эдисоном. В своем стремлении создать более совершенные лампы накаливания он заметил эффект, который позже был назван эффектом Эдисона.

Позже Амвросий Флеминг использовал эффект для выпрямления радиосигналов в новой форме радиодетектора, которую он назвал своим колебательным клапаном.

Выбор вакуумных трубок / термоэлектронных клапанов

Следующее важное событие произошло, когда Ли де Форест добавил третий электрод, названный сеткой. Это открыло основную идею термоэмиссионного клапана или вакуумной лампы для усиления сигналов и обеспечения значительно большей функциональности.

Примечание по истории вакуумных трубок:

Первая вакуумная трубка / термоэмиссионный клапан была разработана, когда Амброуз Флеминг использовал открытие Эдисона, которое называлось эффектом Эдисона.Эдисон не смог найти для него никаких применений, но Флеминг использовал этот двухэлектродный диод для исправления радиосигналов. Позже Ли де Форест добавил третий электрод, чтобы сделать триод. Дальнейшие разработки улучшили характеристики и добавили дополнительные электроды.

Подробнее о История вакуумной трубки

Технология вакуумных трубок

Технология вакуумных трубок или термоэлектронных клапанов основана на базовой концепции термоэлектронной эмиссии.

В концепции термоэмиссионного клапана или вакуумных трубок использовалась идея о том, что нагретый элемент в вакууме испускает электроны, которые обычно остаются поблизости от этого нагретого элемента из-за притяжения заряда.

Если второй электрод поместить в вакуум и поместить на него высокий положительный потенциал, то электроны будут притягиваться от нагретого элемента к этому элементу с высоким потенциалом. В результате в этом направлении будет течь ток.

Поскольку электроны не могут двигаться в обратном направлении, этот простой клапан или вакуумная трубка действует как диод.

Также можно разместить третий элемент, известный как сетка, в конструкции между конструкцией между двумя другими электродами. Этот электрод обычно представляет собой сетку, через которую проходят электроны. Изменяя потенциал на этом электроде, можно контролировать поток электронов.

Обозначение схемы триодной вакуумной трубки / клапана с указанием электродов

В клапане или вакуумной трубке имеется несколько электродов:

• Катод: Это электрод, который нагревается и испускает электроны.
• Анод: Этот электрод в вакуумной трубке или клапане имеет высокий потенциал для притягивания электронов от катода.
• Сетка: Это вентильный электрод с переменным потенциалом, который используется для управления потоком электронов между катодом и анодом. В некоторых электронных лампах используется больше сетки для улучшения характеристик различными способами.
• Нить накала: Большинство клапанов в наши дни имеют косвенный нагрев, т.е.е. a нить накала не подключена к катоду. Нить накала нагревает катод, который затем испускает электроны. Ранние клапаны нагревались напрямую, а нить накала использовалась для испускания электронов. Однако это накладывало ограничения на способ использования клапанов. Наличие катода с косвенным нагревом позволяет катоду работать при потенциале выше, чем у земли, а также для многих нитей, которые могут проходить параллельно в одном элементе оборудования.

Типы вакуумных трубок

Существует несколько различных типов диодных клапанов.У каждого свои свойства, и на них можно подавать иски для разных приложений. Диоды могут использоваться для выпрямления, тогда как триоды, тетроды и пентоды обычно используются в приложениях для усиления. Гептоды часто используются в радиочастотных смесителях. В результате необходимо рассматривать различные типы, когда необходимо какое-либо приложение.

• Диодный клапан: Это основная форма устройства термоэмиссионного клапана / вакуумной трубки. Он состоит из катода, анода (и, конечно же, нагревателя или нити накала).Ток может проходить через диод только одним способом — электроны текут от катода к аноду — таким образом, он действует как выпрямитель или диод.
• Триодный клапан: Триодный клапан имеет добавленный третий электрод. Названный сеткой, он способен управлять потоком электронов.
• Тетрод: К тетроду добавлен четвертый электрод. Она называется экранной сеткой и обычно имеет высокий потенциал, но ниже, чем у анода.
• Балочный тетрод: Балочный тетродный клапан был усовершенствованием базового тетродного клапана. К структуре между сеткой экрана и анодом были добавлены специальные лучевые пластины, чтобы направлять электроны в определенные области на аноде. Кроме того, поскольку эти пластины удерживались под тем же потенциалом, что и катод, электроны, ударяющиеся об анод и отражающиеся от него, возвращались к аноду, и вторичная эмиссия была эффективно подавлена.
• Пентод: К пентоду добавлен пятый электрод.Названная подавляющей сеткой, она имела низкий потенциал для подавления вторичного излучения.

Клапан 6SH7 / вакуумная трубка

Сводка типов клапанов / трубок и номеров электродов
Количество электродов	Количество сеточных электродов	Общее название
3	1	Триод
4	2	Тетрод
5	3	Пентод
6	4	Шестнадцатеричный
7	5	Гептод
8	6	октод

Различные типы вакуумных трубок / термоэмиссионных клапанов позволяют этим устройствам выполнять множество различных функций.Диоды, очевидно, сильно отличаются от триодов и т. Д., Но другие типы вентилей могут использоваться в разных схемах, как того требуют различные приложения.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Как определять типы вакуумных ламп

Соединение отличной лампы с отличным усилителем — ключевой рецепт любого звукового тона. Действительно ли разные лампы влияют на ваш звук? Как определить, какие лампы подходят к какому усилителю, со всеми различными типами электронных ламп? В чем разница между EL34 и 6L6? Мы собрали это справочное руководство, чтобы познакомить вас с некоторыми основными отличиями некоторых классических ламп от их классических звуков.

Различные типы вакуумных трубок

6DJ8

Разработанный для ТВ-тюнеров и промышленного оборудования, 6DJ8 вместо этого стал популярным в усилителях Hi-Fi, и сейчас его относительно сложно найти. Они имеют низкий уровень шума, малую громкость и лучше подходят для приложений с низким коэффициентом усиления.

5751

Лампа 5751 — отличная лампа для формирования вашего тембра, дающая вам более высокий уровень контроля над теплотой ваших высоких частот и ясностью вашего среднего диапазона.Для большего усиления переключитесь на 12AX7.

12AX7

Лампы 12AX7 очень часто используются в гитарных ламповых усилителях от Fender и Vox, в том числе (мне самому нравятся ламповые усилители Monoprice). Чистки имеют большую четкость и усиление, а режимы овердрайва — более хрустящие. Для преобразования тона поменяйте местами лампы.

6SL7

С двумя триодами Hi-Mu 6SL7 является хорошей альтернативой 12AX7. Эта лампа имеет очень чистое усиление с четким определением одной ноты, которое не встречается больше нигде.

KT88

Высокая мощность и низкий уровень искажений делают KT88 более популярным среди усилителей Hi-Fi, чем гитарных усилителей. Их регулярно используют для замены 6550 ламп в поисках более чистого тона. Это также одна из самых больших ламп в своем классе, способная выдерживать более высокие напряжения.

6L6

Вы знаете эту трубку, знали вы об этом или нет. 6L6 — это звук рок-н-ролла — звук усилителя Fender с усилением от низкого до среднего, отлично подходящий для ритма. 6L6 также нашел широкую популярность во многих других приложениях.

6v6

6V6 — это звук усилителя Fender Tweed, с более низкими частотами по сравнению с 6L6. Он также имеет самый длительный активный срок службы среди всех других электронных компонентов, непрерывное производство которого составляет более 80 лет!

2A3

2A3 имеет широкий динамический диапазон, как и 6550, но с меньшей мощностью и меньшей громкостью, а также впечатляюще низким уровнем шума, что делает его более подходящим для использования в предусилителях.

EL34

EL34 — классический звук британского вторжения, нашедший широкое применение в усилителях Marshall, Orange и многих других.Их запоминающийся звук характеризуется большим искажением при более низкой мощности, чем у других восьмеричных ламп.

EL84

После выпуска лампы EL84 были более дешевой альтернативой лампам EL34 или 6L6. Сливочный овердрайв и большая громкость EL84 помогут вам от блюзового тона до рок-н-ролла.

KT66

Эта трубка имеет сильный хруст при перегрузке, но более резкий, чем аналогичный ET34. KT в слове KT66 означает «бесчестный тетрод», что является улучшением характеристик по сравнению с другими лампами, доступными в то время.

6550

Одна из наиболее часто используемых ламп, 6550 универсальна как в гитарных, так и в стереоусилителях и известна своей фирменной широкой динамикой и полным звучанием.

Если вы музыкант, который хочет получить свой идеальный тон, ознакомьтесь с нашим списком лучших 5-ваттных ламповых усилителей !

Если вы аудиофил и хотите значительно улучшить свою стереосистему, ознакомьтесь с нашим списком лучших ламповых усилителей для наушников !

Вакуумные трубки | Журнал Nuts & Volts

---

Трубка или нет? Радиолюбители по-прежнему в лучших отношениях с электроникой «в полых состояниях»!

Вы можете подумать, что электронная лампа сгорела сама по себе, но ее нити все еще ярко горят в некоторых местах.Самое первое электронное устройство, способное усиливать сигнал — вакуумная лампа или «клапан», как его называют в Соединенном Королевстве — было изобретено Джоном Амброузом Флемингом (1905 г.), а затем усовершенствовано Ли де Форестом (1906 г.) в течение нескольких бурных лет. по физике.

Это была эпоха радиоактивности, теории относительности, электромагнитных волн и квантования энергии — буквально все изменилось, поскольку наше понимание физического мира было революционизировано потоком открытий и изобретений.Сегодня, однако, электронная лампа в значительной степени исчезла в электронике, за исключением нескольких приложений, где она все еще работает очень хорошо.

Что лучше всего у трубки?

Аудиофилы и музыканты, особенно гитаристы, хорошо знакомы с этой технологией; «Ламповые усилители» по-прежнему остаются востребованным оборудованием. Звук винтажной электрогитары, пробивающейся через такую ​​же винтажную ламповую «головку» (разумеется, до 11!), Вполне может быть громким звуком второй половины 20-го века. Трубки по-прежнему господствуют на сцене и в стойке аудиофила; не из-за их верности, а из-за того, как им ее не хватает!

Нелинейность лампы окрашивает усиленный сигнал способами, приятными для человеческого уха.Точно так же сами инструменты развивались веками для создания звуковой палитры, которая нравится людям. Лампа хорошо подходит для ее воспроизведения, поэтому инструменты, лампы и усилители все вместе эволюционировали, чтобы производить звук со спектральными качествами, которые мы привыкли ожидать. Характеристики твердотельного устройства на бумаге выглядят лучше, но ухо знает, чего хочет! Ожидайте, что ламповые усилители будут с нами еще некоторое время.

Наряду с усилителями звука радиолюбители полагались на лампы с 1920-х годов, когда радиовещательные приемники AM создали для них огромный рынок.Цены упали, и радиолюбители вставили трубки в приемники и передатчики так же быстро, как появились новые типы. Мощность передачи выросла с первых пяти ваттных моделей до 100 ватт.

К началу Великой Отечественной войны в эфире были киловаттные «камнедробилки». В 1950-х годах рынок наводнили военные излишки, что привело к появлению настольных киловатт. Трубка была королем!

Подобно динозаврам, лампы уступили место не более крупным устройствам, а крошечным транзисторам, начиная с хрупких точечных контактных устройств и относительно грубых (по сегодняшним меркам) переходных диодов.Транзисторы становились все больше и быстрее, пока лампы не стали использоваться только в самых мощных современных приложениях, где транзисторы просто не могут работать.

Для радиолюбителей «паровое радио», которое светится в темноте, по-прежнему является нормой. Тем не менее, с появлением на рынке новых устройств паллетного типа, «линейная» трубка, вероятно, получила последнее большое ура, прежде чем стать унаследованной технологией вместе с модулирующим трансформатором и качающимся дросселем.

Тем не менее, если вам нужно переключать высокое напряжение и большой ток, выдерживать критические переходные процессы или генерировать ВЧ-мощность в мегаваттном диапазоне, вы должны поговорить с производителями ламп.

Основы трубки

В основе всех трубок лежит термоэлектронная эмиссия. По сути, это означает нагрев материала (обычно проволоки или цилиндра с оксидным покрытием) до такой температуры, что свободные электроны могут покинуть атомы, с которыми они обычно связаны. Эти свободные электроны могут перемещаться в окружающий вакуум, где они могут свободно перемещаться в ответ на электрические поля. Этот эффект был первоначально обнаружен Фредериком Гатри в 1873 году, а затем снова Томасом Эдисоном несколько лет спустя.Однако эффект заработал только на рубеже веков.

Каждая трубка имеет как минимум два элемента: катод, из которого эмитируются электроны; и анод или пластина, к которой перемещаются электроны. Положительное напряжение подается с катода на пластину, так что отрицательно заряженные электроны перемещаются от одного к другому. Это электронный ток в отличие от обычного тока, с которым вы, вероятно, более знакомы. (См. Врезку о разнице между ними.) Сам катод может нагреваться электрическим током через нить накала, например лампочку, или косвенно нагреваться от ближайшей нити накала.

Двухэлементная лампа или диод («двухэлектродный») может действовать как выпрямитель, который по сути является односторонним токовым клапаном. Диод Флеминга использовался в основном в качестве детектора радиочастотных сигналов, преобразуя их переменный ток в постоянный плюс звуковой ток, который мог производить слышимый звук.

Де Форест создал триод, добавив третий элемент: управляющую сетку в пространстве между катодом и анодом.Изменяя напряжение между сеткой и катодом, можно контролировать поток электронов.

Положительное напряжение ускоряет электроны по направлению к решетке, но большинство из них не попадают в крошечные проволочки и достигают анода, создавая ток пластины IP через трубку. Отрицательное напряжение отталкивает электроны, уменьшая ток пластины; возможно, вплоть до нуля или отключения, если напряжение достаточно высокое. На рис. 1 показан вид в разрезе триода с катодом с косвенным нагревом.

РИСУНОК 1. Изображение в разрезе триодной лампы, показывающее нить накала, нагревающую катод, который является источником электронов. Управляющая сетка окружает катод, и электроны должны проходить через нее на пути к аноду или пластине. В тетроде или пентоде между управляющей сеткой и пластиной есть дополнительные сетки.
(Графика Svjo (собственная работа) [CC BY-SA 3.0 ( http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0 )], через Wikimedia Commons.)

---

Обычные типы трубок включают тетроды (две решетки) и пентоды (три решетки), которые добавляют экран и решетки-подавители для управления вторичными эффектами потока электронов от катода к аноду.Большинство передающих ламп большой мощности — это триоды или тетроды. Самая распространенная лампа для лампового усилителя представляет собой разновидность классического пентода Power-Beam 6L6. На рисунке 2 показано схематическое обозначение тетрода.

РИСУНОК 2. Обозначение вакуумной лампы тетрода очень похоже на изображение ее конструкции. Этот символ показывает катод с косвенным нагревом, электрически изолированный от нити накала или нагревателя. (Изображение любезно предоставлено Американской лигой радиорелейной передачи.)

---

Обычный и электронный ток

Много лет назад, в первые годы электрических экспериментов, было сделано предположение, что электрический ток представляет собой поток положительных зарядов. Пришлось принять полярность, и было всего два варианта. К несчастью для студентов-инженеров и физиков, был выбран неправильный вариант, поскольку ток в цепях на самом деле является потоком отрицательно заряженных электронов. (Эту ошибку часто приписывают Бену Франклину, но были и другие, кто ошибался.) Электроника обычно использует обычный ток, который течет от положительного к отрицательному напряжению.

Таким образом, электронщики думают о токе несколько иначе, чем физики, и это вызывает бесконечную путаницу — особенно с направлением магнитных полей, создаваемых электрическим током. (См. Статьи в Википедии для правила правой руки и правила левой руки для иллюстрации.) Тем не менее, обычный и электронный ток эквивалентны, за исключением предполагаемой полярности частиц, несущих заряд.

Действие трубки

Между ламповым триодом и твердотельным полевым транзистором, или полевым транзистором, много общего. В частности, лампа действует как полевой транзистор с N-канальным режимом обеднения или полевой МОП-транзистор. По мере того, как напряжение между сеткой и катодом (затвор-исток в аналоге полевого транзистора), V _G , увеличивается, увеличивается и ток между катодом и анодом (исток-сток). Нет, конечно, вакуума «П-типа»! (Напряжения на лампе, такие как VG и VP, принимаются с катодом в качестве эталона.)

Каждая из характеристических кривых на графике в Рис. 3 показывает поведение I _P при различных напряжениях сети.

РИСУНОК 3. Характеристические кривые для вакуумной лампы 6L6. Каждая отдельная кривая показывает зависимость тока пластины от напряжения между пластиной и катодом для одного значения напряжения между сеткой и катодом. Эта лампа обычно используется в усилителях звука.

---

Верхняя кривая показывает, что при V _G = 0 имеется ток пластины.Когда V _G становится более отрицательным, кривые тока выравниваются при более низких значениях I _P . Это создает линейную область, в которой изменение V _G (например, от входного аудиосигнала или RF) создает эквивалентное, но большее изменение в I _P . Итак, у нас есть усилитель. Базовая схема триодного усилителя показана на рис. 4 .

РИСУНОК 4. Простая схема триодного усилителя. C1 и C3 — это конденсаторы блокировки постоянного тока для изоляции входа и выхода переменного тока от рабочего напряжения постоянного тока в сети и пластине.R1 и R2 — резисторы смещения сетки и катода соответственно. Напряжение смещения создается током, протекающим от электрода к земле. R3 — это пластинчатый резистор смещения, который также устанавливает коэффициент усиления усилителя. (Изображение любезно предоставлено Американской лигой радиорелейной передачи.)

---

Различные кривые на рис. 3 показывают, что для управления током пластины лампы, I _P , важно напряжение между сеткой и катодом, V _G . Электронная лампа действует как источник тока, управляемый напряжением, или VCVS.Как и у полевого транзистора, соотношение между управляющим напряжением и результирующим током выражается как крутизна — g _m = I _p / V _G — и имеет единицы сименс (S), которые являются ампер на вольт; чаще выражается как мСм, то есть мА на вольт.

Коэффициент усиления — μ или mu — лампы зависит от схемы. Для схемы триода в Рис. 4 , μ = –g _м / R _P . Знак минус указывает на то, что форма выходного сигнала инвертирована.То есть, когда входное напряжение увеличивается, вызывая увеличение I _P , выходное напряжение падает из-за более высокого тока, протекающего через пластинчатый резистор R3.

Полный галлон

Это разговорный термин, обозначающий полный законный предел выходной мощности для американских любителей: 1500 Вт. (Ссылка пришла еще до «современной эры», когда ограничения мощности были указаны в терминах входной мощности постоянного тока для усилителя; тогда предел составлял 1 кВт. На жаргоне кВт был «галлон», так что вот и все. .)

До недавнего времени единственным экономичным способом получения такой мощности было использование больших электронных ламп — как физически больших, так и электрически больших размеров.

Типичный любительский усилитель выдает от 600 до 1500 Вт с одной или двумя лампами. Конструкция варьируется от индивидуальных самодельных единиц до высококачественных коммерческих моделей.

Строительство усилителя

является обычным явлением, поскольку не требует специальных инструментов или методов. Вы можете создать отличный усилитель с помощью ручных инструментов, и многие радиолюбители так и поступили.

Самыми популярными лампами для ВЧ-сборщиков являются уважаемый 811 (разработанный в конце 1930-х годов и до сих пор используемый в коммерческих целях для ВЧ и аудио), триод 3-500Z и тетрод 8877, который часто доступен как «выдвижной» из торговое оборудование. Просматривая веб-сайт дилера любительского радио, вы увидите, что есть большой интерес к работе на полной мощности.

На рис. 5 показан результат проекта Джона Стэнли K4ERO по разработке простого усилителя, который мог бы использовать недорогие компоненты — даже трансформатор для микроволновой печи — в различных конфигурациях: усилитель Everyham’s.

РИСУНОК 5. Усилитель Everyham’s Джона Стэнли K4ERO. Предназначенный для использования подручных компонентов и имеющихся в наличии использованных или из лишних розеток, ВЧ-усилитель может быть построен для использования многих обычных ламп и вырабатывает мощность от нескольких сотен ватт до более 1 кВт выходной мощности. (Фото любезно предоставлено Американской лигой радиорелейной связи.)

---

Стэнли разработал схему таким образом, чтобы можно было использовать практически любую имеющуюся большую лампу (или лампы), в том числе некоторые излишки российских военных ламп от усилителей, используемых в танках.Все детали можно найти в старых усилителях, на барахолках или купить у друзей.

Рисунок 6 — это пример того, что может сделать опытный строитель. Эта конструкция с полной мощностью предназначена для использования на частоте 50 МГц.

РИСУНОК 6. Этот прекрасный пример строительства дома от Дика Стивенса W1QWJ производит «полный галлон» в диапазоне 50 МГц. Единственная трубка — тетрод 4CX1600B. Высокая мощность на частотах VHF и UHF требует большой осторожности при проектировании и изготовлении из-за коротких длин волн и чувствительности к «паразитной» емкости и индуктивности.(Фото любезно предоставлено Американской лигой радиорелейной связи.)

---

Если вам нравится внешний вид этих проектов, на страницах ARRL Handbook есть множество проектов усилителей и подходящих источников питания, начиная с изданий 1950-х годов. В этих старых книгах есть много теории о лампах и информации о конструкции.

Если вы можете найти копию руководства по передающим трубкам RCA, это тоже отличный источник информации. Страница ARRL «Строительное оборудование» ( www.arrl.org/building-equipment ) — это также множество информации, проектов, руководств по дизайну и ссылок на веб-сайты, посвященные лампам — хороший материал!

Действительно высокая мощность

Если вы хотите начать говорить о действительно высокой мощности на действительно высоких частотах, вам действительно стоит познакомиться с парой электронных ламп: клистроном и магнетроном. На самом деле, у вас, вероятно, есть небольшой пример магнетрона, нагревающего ваш обед на кухне. Однако это маленькая трубка по сравнению с действительно большими трубками, которые используются на телевизионных станциях и в ускорителях частиц, если назвать два места, где они находятся.

Клистрон ( en.wikipedia.org/wiki/Klystron ) в своей основной форме испускает электронный пучок с катода через резонатор. Ввод СВЧ-излучения в исходный резонатор заставляет луч ускоряться и замедляться. Это, в свою очередь, заставляет электроны формировать группы, поэтому эта полость называется «группировкой». Группы электронов продолжают путешествовать или «дрейфовать» по трубке, в которой группировка становится сильнее.

На другом конце трубки находится вторая резонансная полость, которая извлекает энергию из луча в виде радиочастоты с частотой, определяемой скоростью луча и размером групп. На рис. 7 показан клистрон высокой мощности, используемый на ускорителе Фермилаб в Батавии, штат Иллинойс. Сверху вниз труба с водяным охлаждением имеет высоту около 12 футов!

РИСУНОК 7. Пара больших клистронов Litton L5859, используемых на ускорителе частиц Fermilab Linac ( www.fnal.gov ). Мэтт Домейер из Fermilab High-Level RF Group показан рядом с трубками, чтобы дать представление о том, насколько они велики. Через окно волновода каждая трубка выдает 5 МВт на частоте 805 МГц в 200 микросекундных импульсах с частотой повторения 15 Гц.Многие из этих клистронов передают энергию пучку частиц, чтобы ускорить его почти до скорости света. (Фото Кермита Карлсона W9XA, Fermilab.)

---

Двоюродный брат клистрона, магнетрон также использует резонатор для возбуждения электронов на микроволновых частотах. Однако магнетрон — это строго осциллятор. Он не может усиливать сигналы.

Магнетрон ( en.wikipedia.org/wiki/Cavity_magnetron ) состоит из круглого отверстия в металлическом блоке, который действует как анод трубки.Катод находится в середине этого отверстия. Отверстие окружено резонансными камерами, сформированными в металлическом блоке, который обычно представляет собой медь. Сильное поле от постоянных магнитов заставляет электроны от катода, который находится под высоким отрицательным постоянным напряжением по сравнению с заземленным анодом, двигаться по полукруглому пути. Излучение электронов возбуждает ток в резонансных полостях, создавая сильное радиочастотное поле. ВЧ извлекается из полостей с помощью соединительных контуров, где он используется для создания радиолокационного импульса или для приготовления попкорна!

Большой магнетрон с особой историей показан на Рис. 8 .

РИСУНОК 8. Выставленный на станции W5ZN, этот магнетрон использовался для установления некоторых из первых радиолюбительских контактов Земля-Луна-Земля (EME или «отскок луны») в диапазоне 2,3 ГГц между W4HHK и W3GKP в 1970 году. . Постоянные магниты — это серые сборки вокруг красной вакуумной трубки магнетрона. Выход RF выходил из белой сборки вверху. Несколько сотен ватт мощности микроволн (технически УВЧ) в 1970 году были настоящим достижением!

---

Какое будущее у трубки?

Отличный вопрос! Хотя я не думаю, что цифровая обработка сигналов (DSP) и программно-конфигурируемая радиосвязь (SDR) смогут генерировать очень мощные радиочастоты, большие транзисторы со встроенными схемами защиты быстро захватывают ниши, ранее заполненные лампами.

На верхнем уровне энергетической шкалы лампы остаются лучшими, но, возможно, ненадолго. Я думаю, что всегда будет какая-то специальная трубка, которая является единственным решением особой проблемы. Может быть, их способность переносить сбои и высокое напряжение позволит им работать там, где твердотельные устройства выйдут из строя. Время покажет, но в нити накаливания вакуумной лампы осталось много жизни! NV

---

Безопасность при высоком напряжении

Следующие 10 советов от опытного строителя Джима Гарланда W8ZR адаптированы с разрешения недавно выпущенного издания ARRL Handbook 2018 года и применимы к любому проекту, связанному с высоким напряжением — будь то ламповые схемы или какой-либо другой проект.

В наши дни всех нас осаждают подробными предупреждениями о безопасности в основном безвредных потребительских товаров, и мы привыкли к твердотельным цепям, в которых мы редко встречаем напряжение переменного тока выше 12 В. Легко забыть, что некоторые вещи действительно опасны, и высокое напряжение — одна из них.

1. Не позволяйте вашей досягаемости превышать вашу хватку. Высокое напряжение не для новичков.
2. Работа с высоким напряжением требует зрелости и терпения, которые приходят с возрастом и опытом.Если вы молодой строитель, работайте с опытным наставником.
3. Никогда не работайте с высоким напряжением, если вы устали, находитесь в стрессе или спешите.
4. Никогда не работайте под высоким напряжением после употребления алкоголя. Даже один бокал пива или бокал вина может испортить ваше суждение и сделать вас небрежным.
5. Перед тем, как работать с высоковольтным источником питания, всегда выполняйте следующие три шага: отключите шнур питания переменного тока; разрядить любые накопители энергии или конденсаторы фильтра; и убедитесь, что напряжение действительно равно нулю.Проверенная временем практика — использовать «куриную палочку» (деревянный дюбель или трубку из ПВХ, один конец которой прикреплен к заземленному проводу), чтобы убедиться, что конденсаторы фильтра полностью разряжены.
6. При работе с источником питания высокого напряжения помните, что опасное время наступает после того, как источник питания был только что отключен, но до того, как конденсаторы фильтра полностью разрядятся. Конденсатор емкостью 50 мкФ, заряженный до 4000 В, содержит 400 джоулей потенциально смертельной энергии. Даже с резисторами для удаления воздуха полная разрядка может занять минуту или больше.
7. При извлечении недавно разряженного конденсатора фильтра из источника питания свяжите две клеммы вместе проводом. Конденсаторы высокого напряжения большой емкости могут самозарядиться до опасного уровня, если клеммы остаются плавающими.
8. Не рискуйте своей жизнью, надеясь, что прокачные резисторы, предохранители, автоматические выключатели, реле и переключатели всегда будут делать свою работу. Несмотря на то, что современные компоненты очень надежны, всегда безопасно предполагать худшее.
9. Не создавайте цепи высокого напряжения, если вы не понимаете, как они работают.Усилители высокой мощности и блоки питания — это не проекты «plug-and-play» с пошаговыми инструкциями. Строители должны быть достаточно осведомлены, чтобы импровизировать, производить замену компонентов и вносить изменения в конструкцию.
10. В проектах с высоким напряжением не стоит быть «мудрым и глупым». Используйте во всем высококачественные компоненты.

---

Семейное древо трубок — Часть 1

Присутствие газа в трубке имеет несколько основных эффектов. Во-первых, конечно, положительно заряженные ионы газа имеют тенденцию уменьшать эффективное сопротивление пластины и катода лампы, тем самым уменьшая ее внутреннее падение напряжения.По этой причине газонаполненные (как правило, ртутные) выпрямители чрезвычайно популярны там, где работают с большими токами. Во-вторых, ионизированный газ придает трубке характеристику «все или ничего». Пока не произойдет ионизация, может протекать относительно небольшой ток. Однако, как только газ ионизируется, ток очень быстро достигает максимума и остается на этом максимальном значении (определяемом сопротивлением нагрузки и напряжением питания) до тех пор, пока напряжение на пластине не снизится до очень низкого значения или не отключится полностью.

Газонаполненные триоды, или тиратроны , как и газовые диоды, имеют характеристику «все или ничего», но с одним отличием.Разница в том, что управляющая сетка в тиратроне, находящаяся относительно близко к катоду по сравнению с пластиной, может использоваться для «запуска» ионизации, даже если напряжение на пластине ниже значения, обычно требуемого для ионизации газа. Таким образом, небольшое сигнальное (или пусковое) напряжение, приложенное к сети, может очень быстро переключить лампу из непроводящего состояния. Тиратроны широко используются в качестве релаксационных генераторов, а также для управления и переключения.

Для специальных применений был изготовлен ряд газонаполненных триодов с холодным катодом.Их работа в чем-то похожа на работу обычного тиратрона, за исключением того, что нить накала не используется. Самый известный пример этого типа лампы — импульсная лампа, используемая в фотоэлектронных лампах-вспышках.

Приемные трубки. Безусловно, самый популярный общий класс ламп — это лампы малой и средней мощности, в основном предназначенные для использования в радио- и телевизионных приемниках. Этот общий класс включает в себя все основные типы ламп — диоды, триоды, тетроды, пентоды, силовые и многоцелевые лампы.

Раньше не было необходимости идентифицировать трубки, кроме названия их производителя, поскольку большинство единиц в основном были одинаковыми. Позже, когда было разработано больше типов, были введены идентификационные номера типа . Они служили для идентификации конкретного типа трубки с точки зрения его характеристик, позволяя использовать трубки, произведенные разными фирмами, но имеющие одинаковый типовой номер, взаимозаменяемо. Номера первого типа представляли собой простые числовые обозначения, например 01A, 15, 19, 20, 42, 45, 76 и 80.

По мере разработки все большего и большего количества типов возникла необходимость в другой системе нумерации. Производители трубок решили использовать систему цифр и букв, чтобы номер типа сам по себе указывал на основное применение трубки. В этой системе первая цифра будет обозначать номинальное напряжение накала лампы, средняя буква — предполагаемое применение (например, усилитель или выпрямитель), а последняя цифра — количество активных элементов.