Смешной случай произошёл при моём участии! Было это в Чечне, точнее в ЧИАССР. Вы не слышали про такую ССР? Ну и слава Богу!.. Прямо на юг от меня жил сосед, так себе сосед да и сосед?! И вот однажды прознав, что я в радиотехнике что-то шурупаю, припёрся ко мне. Припёрся, но не один, а с радиоприёмником, был такой «АРЗ». Выяснилось, что у него потеряла эмиссию одна из ламп, короче скончалась. А приёмник 47-го года выпуска, почти двадцать лет отслужил. Ламп таких уж не найти, тем более мы жили в станице (село), а это Вам деревня, это Вам не город! Так, что отослал его искать такую лампу... Каково же было моё удивление когда на другой день он принёс такую же. Я конечно удивился типа как ему удалось? А, я мол её проварил! Я ещё больше удивился! Одним словом он её в кипятке с полчаса кипятил... Ну, а как же, он же свечи от машины грузовой проварил и всё пошло, поехало...
Так, что же такое электронная лампа, которую иногда называют радиолампой? Во-первых, путь был недолгий: раскалённая проволока, во избежание окисления помещена в стеклянную колбу с вакуумом внутри, — та самая лампочка «Ильича». Во-вторых, обнаружение на внутренней стороне колбы металлический налёт от испаряющегося металлической нити накала. В третьих, обнаружился ток между нитью накала и пластинкой металла помещённой внутрь колбы... И понеслось!.. Так родился электровакуумный диод! Но всё по порядку.
О том, что в природе происходит постоянно круговорот воды наверное каждый знает: дождь, град, снег. На рис1 тот же круговорот, только на кухне. Здесь огонь плиты, а в природе солнце. При испарении горячий газ-пар поднимается вверх. В верху температура ниже, начинается переход из газа-пара в жидкость-воду, туман, облака. Микроскопические капельки воды сливаются в более крупные и дождь полил как из ведра! Давно его что-то не было?! Потом испарения... Вот и на кухне та же история, только процесс быстрее происходит! К чему это я? А, к тому, что в лампе происходят подобные процессы!
При нагреве нити накала (она так и называется), электроны атомов приобретают повышенную энергию и начинают покидать нить накала... Постепенно, потеряв часть отрицательного заряда нить становится положительно заряженной. После чего начинает возвращать беглецов обратно. Вот такое броуновское движение образует вокруг нити электронное облачко рис1a. Там же показан процесс когда между нитью накала и железкой, находящейся внутри колбы подключить источник тока (батарею из гальванических элементов). После подключения мы обнаружим, что по цепи проходит ток. Здесь батарея выступает в роли насоса перекачивающего электроны внутри колбы и возвращая их нити накала. Тот же круговорот электронов в отдельно взятой колбе-лампе. Такое вот нехитрое устройство назвали ДИОД, что от греческого di «ДВА», два электр[од]а. Во всех последующих преобразований диода в другие ОДЫ, просматривается тот же греческий «след»!
Нить накала была названа КАТОД — отрицательный электрод. А железка внутри колбы АНОД — положительный электрод. Как оказалось, что при перемене полярности батареи, ток прекращался! Так диод сразу же превратился в выпрямитель пропускающий через себя только положительные полупериоды переменного тока. В смысле если вместо батареи подвести наши 220! Как бабахнет!!! Но как оказалось, человеку было мало такого открытия и началось!..
Диод конечно хорошо, вот только хотелось чего-то большего?! Ну, скажем усилить слабые сигналы примитивных тогда ещё, принимаемых радиостанций. Кому пришло в голову поставить на пути электронов в диоде сетку рис1b? Получилось тоже самое, что и сетка в водопроводной трубе, ток (поток воды) уменьшился. И если в случае с водой, чтобы уменьшить поток нужно сетку делать более густой и в пределе вообще перекрыть трубу. Так родили водопроводный кран. И теперь лёгким движением руки даже ребёнок может перекрыть мощный поток. Но не каждый взрослый сможет рукой сдержать такое давление?!
Для нашего электронного эксперимента кран как-то не очень подходит? Всё было решено не просто, а очень просто! На сетку (как и на анод в диоде) подали отрицательное напряжение и? И ток уменьшился, а при ещё большем увеличении минусового напряжения и вообще прекратился! Лампа оказалась «запертой»! На рис1с,d,e,f показаны все эксперименты с сеткой. В результате было выяснено, что с помощью небольшого изменения напряжения на сетке можно регулировать большой ток! Так родился новый вид радиолампы ТРИОД, три электрода, ставший усилительным прибором. На рис2-1, 2-2, 2-3, 2-4 показано усовершенствование диода и превращение его сначала в ТРИОД, потом в ТЕТРОД и ПЕНТОД, в соответствие с количеством электродов. А дальше: ГЕКСОДЫ, ГЕПТОДЫ и прочие извращения! И так это всем понравилось... Ну, а далее начались всякие комбинации: ДВОЙНОЙ ДИОД, ДВОЙНОЙ ТРИОД, ТЕТРОД, ПЕНТОД-ТРИОД и далее по списку... Конечно же Вы может даже в руках такое держали?.. Только не догадывались?! Вот на рис2 Вы видите триод и, что там внутрях? Красная нить сверху-вниз и есть та самая нить накала. Вокруг неё плетень, — сетка. Вокруг какая-то железяка-коробка, — анод.
Как Вы могли заметить, что на рис2-1 и далее на всех появился ещё один электрод, но название не изменилось?! Правильно! В предыдущих опытах мы для накала нити использовали батарею постоянного тока. А, вот на рис2 лампы переменного тока. В смысле нить накала питается переменным током, и что с того? А с того то, что появилась модуляция электронного потока переменным током! А при усилении это не есть хорошо... Вот и придумали вместо нити накала (как катода, до того как?) дополнительный катод (толстая дуга). И тогда все предыдущие эксперименты проводились уже относительно катода. Катод был более массивным нежели тонкая нить накала и не подвержен такому резкому изменению испускания электронов в такт с переменным током питания нити.
Всё эти испускания электронов назвали ЭМИССИЕЙ. Для большей эффективности на металлический катод стали наносить окислы бария, стронция, кальция. А катоды, стало быть стали называть ОКСИДНЫЕ. Лампы применяемые в батарейных схемах с ПРЯМЫМ НАКАЛОМ, а для сетевого варианта с КОСВЕННЫМ НАКАЛОМ. Нить накала в таком варианте обозвали ПОДОГРЕВАТЕЛЬ. В первом и втором Вы угадали и диод и триод, а в третьем даже ТЕТРОД. Вот только он какой-то «нерусский»? Как бы Вам сказать? То, что я подкрасил чёрно-красной штриховой линией, это лучи, а всё обзывается ЛУЧЕВОЙ ТЕТРОД. По аналогии существует и ЛУЧЕВОЙ ПЕНТОД. То есть просто так в чистом виде существуют и тетроды и пентоды и те же, но уже лучевые! «Лучами» снабжают лампы работающие в мощных оконечных каскадах усилителей, как низкочастотных (звуковых), так и радиочастотных.
Для чего же все эти нагромождения? То, что сетка в триоде управляющая Вы наверное уже поняли?.. В смысле во всех лампах она должна быть. В тетродах появилась ещё одна сетка ЭКРАНИРУЮЩАЯ. И чего это она должна экранировать?! Анод и управляющая сетка есть своеобразный конденсатор, и? И связь анода с сеткой является паразитной, приводящей каскад усиления к самовозбуждению (генерированию). Чтобы эту любовь ограничить и ставят экранирующую сетку. И всё бы хорошо, да не очень. Экранирующая выполняет ещё одну роль. Для экранизации на неё подают положительное напряжение и электроны летящие в сторону анода приобретают дополнительное ускорение, что улучшает усилительные качества лампы. Но увеличивают и так называемый ДИНАТРОННЫЙ ЭФФЕКТ. Это когда летящие электроны ударяясь об анод выбивают вторичные электроны, летящие навстречу прямому потоку. Это движение по «встречке» снижает работоспособность лампы! Чтобы это хотя бы затормозить в тетрод вставляют ещё одну сетку, соединённую с катодом. А, так-как катод отрицательный, то защитная сетка отталкивает вторичные электроны обратно к аноду. После такого издевательства ТЕТРОД превратился в ПЕНТОД, рис2-4. Лучевой тетрод по сути тот же пентод, а роль защитной сетки, в некоторой степени, выполняют те самые лучи. На рис4b лучевой тетрод как бы вид сверху, где: А-А — анод; С — управляющая, первая сетка; СЭ — экранирующая сетка. На практике её называют просто экранной; К — соответственно катод. Синим цветом те самые «лучи»
Остановимся немного на пентодах. Защищённые со всех сторон они выполняют самое «интеллектуальное» усиление, особенно на высоких частотах! А, чтобы Вас не смущать немного о обозначении этих всех диодов-пентодов... На первом месте цифра округлённо обозначающая напряжение накала и как пример пентод 6Ж1П и 6Ж9П. Напряжение накала 6,3 В. Ж — высокочастотные пентоды с короткой характеристикой. 1 или 9 порядковый номер?! Откуда считать??? П — конструктивное оформление. В данном случае вся стеклянная без всякой бижутерии. На рис3d Вы и видите подобную. Она ближе к 6Ж9П. Почему? Потому как на рисунке она имеет 9 штырьков для соединения с помощью панелей со схемой (монтажом). У 6Ж1П семь штырьков. На рис4а показаны эти варианты: в верху 7 штырьков, внизу 9. Счёт (если смотреть снизу) идёт по часовой стрелке. «Пробел» между штырьками-ножками — ключ. Аналогично и с 9-ти штырьками.
На рис3а так называемая АНОДНО-СЕТОЧНАЯ характеристика (характеристики) лампы. А так-как их две, то и характеристик две! Правда для 6Ж1П только часть. Так-как заканчивается на цифорке -5,5 В, в сравнении у 6Ж9П на -3 В. Отсюда и нестыковка графиков. Характеристика показывает зависимость тока анода от напряжения на управляющей (первой) сетке. При напряжении -3 В. 6Ж9П будет заперта, ток анода равен нулю! Уже визуально видно, что они (лампы) сильно отличаются по своим показателям. В справочникам много чего наворочено, а для нас с Вами достаточно прочувствовать усилительные параметры ламп. Для этого и не только существует такой параметр как S — КРУТИЗНА характеристики. Вы сразу можете прочувствовать, сравнивая их 6Ж1П и 6Ж9П. На характеристике в зелёном прямоугольнике та самая формула S — крутизны. На рис3а у треугольников: вертикальный катет — числитель, горизонтальный — знаменатель. В итоге мы имеем, для 6Ж9П S=20. По справочнику 17,5 +/- 3,5 mA/V. Для 6Ж1П S=2 mA/V. По справочнику 5,15 +/- 1,25 mA/V. Здесь конечно некоторая неточность, я на глазок проводил кривую для 6Ж1П! Но в общем тенденция та, что и должна быть. Много это или мало? Так для пентода с №32 S=1,8!, а у №52 S=55!!! Получается, что номер в общем виде ни о чём не говорит?! А зачем такой разнобой? Трудно сказать?! Есть ведь другие параметры которые для кого-то более важные, чем крутизна. Это: широкополосность, высокая частота, входные сопротивления, ёмкости и тд.
Для разнообразия познакомлю Вас с некоторыми видами ламп. На рис3b старинная лампочка СО-257 для батарейной аппаратуры. Генераторный пентод. Вывод на её башке, — анод. В 1946-м году она уже была. Внизу цоколь ОКТАЛЬНЫЙ, то есть восемь ножек. На рис3d знакомая пальчиковая лампочка типа 6Ж9П с 9-тью ножками. Рис3е лампа с октальным цоколем 6Е5С особая лампа из группы электронно-световых индикаторов. В старых радиоприёмниках их называли зелёным глазком рис3с. При точной настройке на радиостанцию сектор внизу сужался. Подобные стояли и в магнитофонах. Как видите стекло, цоколь октальный. Ещё один динозавр 50-х рис3h, 6Г7! под чёрной краской металлический корпус с октальным цоколем. Это хитрая лампочка! Внутри их сразу две! Точнее две возможности, это двойной диод и низкочастотный триод и всё одном флаконе. Диод для детектирования, а триод для усиления низкой (звуковой) частоты. Крутизна так себе, 1,3 mA/V. И наконец генераторная лампа ГУ-29 рис3g. Это тоже два по сто в одну посудину... То есть два лучевых тетрода с S=8 mA/V каждого тетрода. Работает на частотах до 200 мГц. У меня на радиостанции работает с 76-го года. С рабочей частотой до 30 мГц. У лампы семь ножек. Два «рога» — выводы двух анодов.
И напоследок о том без чего лампы как бы некомплект?!! Это панельки для стыковки с монтажом аппаратуры. Естественно для каждого вида цокольного оформления свои виды панелек. Так для октального цоколя (чертёж) панелька из керамики. Вид сверху, поэтому здесь счёт против часовой. Ключом служит выемка в центральном отверстии. Для Вас она справа в соответственно и на лампе, ответная часть. Это лампы: СО-257; 6Е5С и 6Г7. Для ламп «пальчиков» панельки меньших размеров. На рис4с обычная, без всяких дополнений. Она для семиштырьковых, но такие же, точно по устройству и девятиштырьковые.
Далее те, что с дополнением, это панельки с разными видами пружин. Цель, дать лампам устойчиво находиться на своих местах. Если же при этом возникает необходимость экранирования лампы существует набор из трёх частей. Панелька рис4d, цилиндр имеет два выступа (у одного синяя точка), а на экране замок для удержания от выпадания. Внутрь экрана вставляется третья составляющая, конусообразная пружина рис4е. Она острой вершиной упирается в верх пальчиковой лампы, а широким в верх экрана. Замок удерживает конструкцию в напряжённом состоянии с помощью пружины рис4g. Голубая стрелочка показывает на выступ в цилиндре панельки и отверстие замка экрана. Как он работает? На низу экрана есть выступ с выемкой рис4f синее колечко. При состыковке экран одевается на цилиндр панельки с совмещением выемки на экране и выступом на панельке. После чего экран поворачивают до положения рис4g и отпускают. Пружина стремится разжаться поднимает экран вверх и система оказывается замкнутой замками.
Вот пожалуй и всё! Продолжение естественно следует!