storico:
L'origine di tecnologia dei tubi era una lampadina a filamento di carbonio. Dopo che le lampade piene di aria ferma erano sopravvissute per meno di cinque minuti, l'aria veniva pompata fuori. Con queste prime lampade potevi già illuminare qualcosa. Ma l'interno dei bulbi di vetro divenne presto nero, il che suggeriva che del materiale emanasse dal filamento di carbonio.
Vari mestieri gradualmente hanno portato al successo.
Un foglio di metallo è stato montato nella lampada nella speranza che le particelle si depositassero lì. Ma non era così.
Il tutto era come un grande magazzino in saldo. Le particelle si sono diffuse in tutto l '"edificio". Anche la lamiera non ha avuto alcuna influenza. Ha iniziato a funzionare solo quando la lamiera è stata resa accessibile elettricamente dall'esterno con un filo. Si è riscontrato che la lamiera era leggermente caricata negativamente e fintanto che la lampada era accesa, questa carica negativa veniva "ricostituita" ancora e ancora. E poiché sapevi che ci sono elettroni e che hanno una carica negativa, puoi immaginare il filamento che emette elettroni.
Ma finché la latta non era collegata al filamento, era come un magazzino dove l'ingresso è aperto ma non c'è uscita. Alla fine tutto era pieno di elettroni e si creò una nuvola negativa, per non dire una folla di elettroni, in modo che nessun altro elettrone potesse fuoriuscire dal filamento.
Ora hai collegato il foglio di metallo a un'estremità del filamento. Gli elettroni sono stati così in grado di lasciare la stanza attraverso questa "uscita" e quindi fare spazio a nuovi elettroni. Il fatto che siano tornati al punto di emissione è irrilevante per gli elettroni.
Purtroppo l'effetto "pulente" sul bulbo di vetro non era ancora eccezionale, perché solo gli elettroni che accidentalmente cadevano sulla lamiera (e con essi le minuscole particelle di carbonio che portavano con sé) venivano tenuti lontani dal vetro. E una lampadina a incandescenza con rivestimento in metallo non fa molta luce.
Il tentativo successivo è stato quello di attirare gli elettroni sulla lamiera. Ciò ha funzionato nel momento in cui la lamiera è stata sottoposta a una tensione positiva (relativa al filamento). Questa tensione positiva ora (come il tavolo da rovistare) ha attratto gli elettroni. E poiché hai anche misurato la corrente che scorreva, hai visto che avevi una corrente maggiore o minore a seconda della tensione.
Ora è nato il tubo elettronico. E così le persone hanno iniziato a sperimentarlo. Nel “magazzino” è stata quindi installata una griglia a passaggio variabile dopo l'ingresso (catodo) e l'uscita (anodo). Ciò ha consentito di controllare il flusso di elettroni tra l'anodo e il catodo non solo dal livello della tensione anodica, ma anche dalla tensione negativa sulla griglia.
Devi immaginarlo in questo modo: le barre del reticolo sono così distanti che la maggior parte degli elettroni può attraversarle. Alcuni colpiscono le sbarre, ma per la maggior parte non è un ostacolo. Se ora rendi il reticolo negativo (le cariche con lo stesso nome si respingono e gli elettroni sono negativi), sembra che le barre del reticolo siano più spesse. Il flusso è notevolmente rallentato. In casi estremi, la griglia si chiude, anche se una tensione anodica positiva attira gli elettroni.
In cambio, al catodo si forma un "arretrato", cioè una nuvola di elettroni. Con questo primo tubo controllabile, i relè sono stati commutati senza perdite di telefonia (o almeno c'era un'idea del genere). Quindi erano una specie di "tubi relè". A quel tempo nessuno aveva pensato a un'operazione di amplificatore.
A questo punto, i primi due tipi di tubi che ora "conosciamo": catodo riscaldato (filamento di tungsteno = catodo di tungsteno) e foglio anodico = due elettrodi = diodo.
Catodo riscaldato, anodo e griglia = tre elettrodi = triodo.
Abbiamo visto che la corrente attraverso il triodo può essere regolata dalla tensione di griglia da un lato, ma anche dalla tensione anodica dall'altro. Questa circostanza ha posto i limiti del "tubo relè". Se si utilizza un relè normale con una corrente nel bobina chiude un contatto, quindi non importa alla bobina ora magnetica quanto è grande la tensione attraverso il contatto chiuso. È comunque zero se il contatto è correttamente chiuso. E la bobina di guida e il contatto chiuso non hanno nulla a che fare l'uno con l'altro elettricamente.
Ma è diverso con il tubo: se il tubo conduce, lo fa solo se ha ancora una tensione anodica positiva. Ciò ha lo stesso effetto che se il relè del telefono, che deve essere acceso e spento con il tubo, è collegato tramite a resistenza collegato alla tensione di esercizio. Hai bisogno di una tensione più alta perché parte della tensione rimane (deve rimanere) su questo resistore (o sul tubo nel nostro caso) e questa caduta di tensione è un'ulteriore perdita di potenza.
Il passo successivo è stato trovare un elettrodo che riducesse significativamente questa reazione dell'anodo. Fu incorporata una seconda griglia a maglie abbastanza larghe, attraverso la quale dovevano passare gli elettroni. Una tensione negativa avrebbe impedito agli elettroni di volare, quindi la griglia dello schermo era collegata a una tensione positiva. Da un lato, ora c'erano gli elettroni catturati dalle sbarre che si trovavano sulla loro traiettoria. La maggior parte di loro, tuttavia, lo attraversò e fu notevolmente accelerata nel processo. E fintanto che gli elettroni si posano su un elettrodo, scorre una corrente.
Quindi, se utilizziamo di nuovo il nostro grande magazzino, i clienti vengono trasportati su un nastro trasportatore dopo essere entrati e aver superato la griglia di controllo, indipendentemente dal fatto che vogliano o meno raggiungere questa destinazione. Sono quindi in viaggio tramite nastro trasportatore (griglia vagliante) in direzione dell'uscita (anodo). Chiameremmo questo tubo un tetrodo grazie ai quattro elettrodi.
A seconda di quanto era aperta l'uscita (secondo il livello della tensione anodica), si verificava un urto all'uscita (anodo) e accadeva che più clienti "fuggissero" dall'uscita verso l'interno rispetto al numero di coloro che davvero lasciato il negozio. Per evitare un ristagno in questa regione, è stata schierata una truppa, che ha rimandato i rivoltosi all'ingresso attraverso un percorso separato.
O in relazione al tubo: in determinate condizioni di tensione, cioè quando la tensione dell'anodo è piccola rispetto alla tensione della griglia dello schermo, ma gli elettroni colpiscono l'anodo con una forza decente, eliminano lì gli "elettroni secondari", che sono attratti dal griglia dello schermo perché questo è più positivo è come l'anodo. Quindi la corrente diminuisce (in un certo intervallo) all'aumentare della tensione, che corrisponde a una resistenza negativa.
Questa funzione può portare a effetti indesiderati e dovrebbe normalmente essere prevenuta. La terza griglia, la griglia dei freni, è stata utilizzata per questo. Ciò impedisce agli elettroni di tornare indietro alla griglia dello schermo perché è a zero Volt mente e quindi ha un effetto piuttosto repulsivo, oppure l'anodo è ancora più positivo.
Nel campo della storia va anche detto che la lampadina come a Tubi-Origin fu presto dotato di filamenti migliori che portavano una maggiore emissione di luce perché sopportavano temperature più elevate. Con la temperatura più alta, anche l'emissione di elettroni è aumentata. Con l'uso del filo incandescente al tungsteno, è stata ottenuta un'emissione utilizzabile. I primi tubi radio erano ancora dotati di tali fili di emissione di calore.
Primi sviluppi:
Ben presto la potenza di emissione dei fili di tungsteno non fu più sufficiente e iniziarono ad essere utilizzati altri materiali. Inoltre, il riscaldamento era separato dal catodo, perché con elementi separati il riscaldamento poteva essere collegato a quasi tutti i potenziali, mentre il catodo poteva essere collegato a terra oa una tensione superiore a 100V. Fu così possibile sviluppare dispositivi (i primi televisori a valvole) che potevano fare a meno di un trasformatore per il riscaldamento delle valvole.
A seconda dell'applicazione, sono stati sviluppati tubi con fino a sette griglie (EQ80).
Inoltre, sono stati prodotti tubi con design più piccoli. Anche la tecnologia di connessione è stata ulteriormente sviluppata. Infine, anche la tensione di riscaldamento è stata adattata alle esigenze speciali.
Dopo che praticamente ogni produttore ha chiamato i propri tubi secondo il proprio codice, è stato introdotto uno standard di designazione nell'Europa occidentale. Questo consisteva di almeno due lettere e un numero. Quando sono stati introdotti i primi tubi multipli dall'inizio di questo codice, è stato necessario utilizzare più lettere (fino a 4) e più numeri. La tabella seguente fornisce informazioni sul significato delle lettere e dei numeri più importanti.
Prendiamo l'EABC 80 come esempio:
Il primo è il riscaldamento. quindi significa
A = 4 V
C = Riscaldatore serie 0,2A
D = 1,4 V
E = 6,3 V
G = 3,15 V (GY501) o 5 V (GZ34)
H = Riscaldatore serie 0,15A
K = 2 V
P = riscaldatore serie 0,3A
U = riscaldatore serie 0,1A
V = riscaldatore serie 0,05A X = riscaldatore serie 0,6A.
La seconda (e successiva) è la funzione tubo
A = diodo di piccolo segnale
B = doppio diodo a piccolo segnale
C = triodo per piccoli segnali
D = triodo di potenza
E = tetrodo o tubo di emissione secondario
F = piccolo segnalePentodo
H = esodo o eptodo (4 o 5 griglie)
K = ottodo
L = pentodo di potenza (o tetrodo di potenza del raggio)
M = Occhio magico/Tubo indicatore
P = (con suffisso) tubo di emissione secondaria
Q = Enneode (7 griglie)
Y diodo di potenza
Z = doppio diodo di potenza
Poi i numeri. Da un lato, questi indicano il tipo di connessione (tipo di presa), dall'altro sono numeri di serie, per cui i numeri dispari possono talvolta indicare tubi di controllo.
1-9 cifre = perno o base a coppa
10 … = presa chiave a 8 pin (i pin sembrano ossa delle dita)
20… = Loctal, corrisponde in gran parte allo zoccolo ottale, ma ha pin più sottili. Lorenz costruì tubi con questa presa ma con la designazione 71... (EM71)
30… = presa ottale a 8 poli
40… = Rimlock 8 pin
50… base vaso 8 poli
500… Presa Magnova 9 pin
60… = tubo subminiaturizzato, saldato
70… = tubo subminiaturizzato zoccolato, solitamente 8 poli
80… = presa Noval a 9 poli
90… = presa miniaturizzata 7 poli
200… = base decal (come Noval, solo 1 spillo in più) 10 poli
Quindi l'EABC80 è un tubo con attacco Noval, con il numero di sequenza ZERO, con riscaldamento a 6,3 V, include un piccolo diodo di segnale, un piccolo doppio diodo di segnale e un piccolo triodo di segnale.
Dopo queste prime spiegazioni alcune cose meccaniche:
Nel caso di un tubo, i parametri meccanici in particolare giocano un ruolo importante. Anche in questo caso torniamo al problema degli elettroni menzionati in precedenza, che vengono espulsi dall'anodo e non ricadono più su di esso quando la tensione anodica è bassa, ma finiscono sulla griglia dello schermo, che è più positiva dell'anodo. Abbiamo visto che la griglia soppressore agisce come una "polizia" per intercettare gli elettroni "rivoltati" fuorviati e riportarli al catodo.
Con i pentodi di potenza c'è un'altra possibilità di fare a meno della griglia di frenatura. Puoi costruire una specie di tunnel dopo la griglia dello schermo attraverso il quale gli elettroni devono volare per raggiungere l'anodo. Questo tunnel in lamiera è collegato al catodo come una griglia frenante. A causa dell'aggregazione del fascio di elettroni, gli elettroni (divaganti) provenienti dall'anodo sono completamente esposti all'attacco degli elettroni guidati correttamente e vengono spinti nella giusta direzione, per così dire. E se non vuoi, finisci nel muro del tunnel.
Questa costruzione è chiamata tetrodo a potenza di fascio. Pur non disponendo di una vera e propria griglia frenante, la funzione non è diversa da quella del pentodo. Per questo motivo non è contrassegnato con una propria lettera e spesso è appena menzionato nelle schede tecniche.
Solo questo si può dire sulle curve delle valvole: la pendenza della curva Ia/Ug ha molto a che fare con l'amplificazione. In generale, si può dire che più è ripida, maggiore è l'amplificazione. Nel tempo si è scoperto che avvicinare il più possibile la griglia di controllo al catodo aumenta la transconduttanza. In origine le grate erano grate, in seguito i fili venivano avvolti attorno alle travi di supporto per costruire una cosa simile a una scala. Il problema con tali griglie è che devono essere stabili in modo da poter essere posizionate abbastanza vicino al catodo. Per questo motivo sono state sviluppate le griglie di bloccaggio. Qui, i longheroni non sono semplicemente avvolti, ma viene costruito un telaio a traliccio stabile, che è strettamente avvolto e saldato con filo estremamente sottile. Questi fili della griglia difficilmente possono oscillare e non cambiano forma nemmeno sotto gli influssi termici.
Ora si potrebbe presumere che oggi ci siano solo tubi reticolari. Non è così. Poiché il tubo a griglia comporterebbe la modifica dei dati del tubo, in modo che una sostituzione del tubo sarebbe possibile solo dopo aver adattato il circuito, o con gli stessi dati, i vantaggi di questa tecnologia non sarebbero di alcuna utilità e solo il maggiore sforzo per la produzione si rifletterebbe nel prezzo.
E qui ci sono alcuni fatti di base:
I catodi odierni sono in grado di fornire correnti elevate. Tuttavia, non dovrebbero mai essere caricati così pesantemente durante il funzionamento da "bruciare via" tutti gli elettroni nella nuvola di elettroni (la "magazzino" tra il catodo e la griglia di controllo). La corrente catodica massima può quindi essere superata per un massimo di 0,1 secondi se in seguito c'è tempo sufficiente per ricostruire la nuvola di elettroni.
La piastra anodica e la griglia dello schermo devono condurre una corrente e sono quindi una cosa sola Performance esposti, che devono irradiare come calore. Se questa potenza viene superata, le parti iniziano a brillare, il che provoca in primo luogo un sovraccarico termico dell'intero tubo, in secondo luogo si verifica un'espansione incontrollata degli elettrodi e quindi possibili cortocircuiti e, in terzo luogo, le dimensioni meccaniche e quindi i dati del tubo possono cambiare permanentemente.
La griglia di controllo non è in grado di accettare alcuna corrente (superiore a circa 10 microampere) a causa della sua costruzione delicata. I circuiti della griglia di controllo positivo danneggeranno i tubi in un tempo molto breve. Le eccezioni sono tubi a impulsi speciali che vengono utilizzati per bloccare gli oscillatori. Ma il tempo corrente di rete è molto breve e il tempo di ripristino è corrispondentemente lungo.