historisk:
Ursprunget till rörteknik var en kolglödlampa. Efter att de fortfarande luftfyllda lamporna hade överlevt mindre än fem minuter pumpades luften ut. Med dessa första lampor kunde du redan lysa upp något. Men insidan av glaslökarna blev snart svarta, vilket antydde att något material härrörde från koltråden.
Olika hantverk ledde efter hand till framgång.
En plåt monterades i lampan i hopp om att partiklarna skulle lägga sig där. Men så var det inte.
Det hela var som ett varuhus på rea. Partiklarna spreds genom hela "byggnaden". Plåten hade heller inget inflytande. Det började fungera först när plåten gjordes elektriskt tillgänglig utifrån med en vajer. Man fann att plåten var svagt negativt laddad och så länge lampan brann så "fylldes" denna negativa laddning om och om igen. Och eftersom du visste att det finns elektroner och att de har en negativ laddning, kan du föreställa dig att glödtråden sänder ut elektroner.
Men så länge plåten inte var kopplad till glödtråden var det som ett lager där ingången är öppen men det inte finns någon utgång. Så småningom var allt fullt av elektroner och ett negativt moln skapades, för att inte säga en skara elektroner, så att inga fler elektroner kunde fly från glödtråden.
Nu har du anslutit plåten till ena änden av filamentet. Elektronerna kunde alltså lämna rummet via denna ”utgång” och därmed ge plats åt nya elektroner. Att de hamnade tillbaka vid emissionspunkten är irrelevant för elektronerna.
Tyvärr var den "rengörande" effekten på glaskulan ännu inte stor, eftersom endast de elektroner som av misstag landade på plåten (och med dem de små kolpartiklarna som de bar med sig) hölls borta från glaset. Och en glödlampa med metallhölje ger inte mycket ljus.
Nästa försök var att locka elektronerna till plåten. Detta fungerade i samma ögonblick som plåten utsattes för en positiv spänning (i förhållande till glödtråden). Denna positiva spänning nu (som letatabellen) lockade till sig elektronerna. Och eftersom man även mätte strömmen som gick såg man att man fick en större eller mindre ström beroende på spänningen.
Nu föddes elektronröret. Och så började folk experimentera med det. Så i "lagret" installerades ett rutnät med en variabel passage efter ingången (katoden) och utgången (anoden). Detta gjorde att elektronflödet mellan anoden och katoden kunde styras inte bara av nivån på anodspänningen, utan också av den negativa spänningen på nätet.
Du måste föreställa dig det så här: Gitterstängerna är så långt ifrån varandra att de flesta elektronerna kan passera genom dem. Några träffar ribban, men för de flesta är det inget hinder. Om man nu gör gallret negativt (laddningar med samma namn stöter bort varandra och elektronerna är negativa) ser det ut som att göra gitterstängerna tjockare. Flödet bromsas avsevärt. I extrema fall stängs nätet, även om en positiv anodspänning attraherar elektronerna.
I gengäld bildas en "eftersläpning" vid katoden, det vill säga ett moln av elektroner. Med detta första styrbara rör byttes reläer utan förluster i telefonin (eller åtminstone fanns det en sådan idé). De var alltså ett slags "relärör". På den tiden hade ingen tänkt på en förstärkaroperation.
Vid det här laget är de två första rörtyperna som vi nu "vet": Uppvärmd katod (filament gjord av volfram = volframkatod) och anodplåt = två elektroder = diod.
Uppvärmd katod, anod och galler = tre elektroder = triod.
Vi har sett att strömmen genom trioden kan regleras av nätspänningen å ena sidan, men även av anodspänningen å andra sidan. Denna omständighet satte gränserna för "reläröret". Om du använder ett vanligt relä med ström i spole stänger en kontakt, så det spelar ingen roll för den nu magnetiska spolen hur stor spänningen är över den slutna kontakten. Den är ändå noll om kontakten är ordentligt stängd. Och drivspolen och den slutna kontakten har ingenting med varandra att göra elektriskt.
Men det är annorlunda med röret: om röret leder gör det det bara om det fortfarande har en positiv anodspänning. Detta har samma effekt som om telefonreläet, som ska slås på och av med röret, ansluts via en Resistens ansluten till driftspänningen. Du behöver en högre spänning eftersom en del av spänningen ligger kvar (måste sitta kvar) på det här motståndet (eller på röret i vårt fall) och detta spänningsfall är en extra effektbortfall.
Nästa steg var att hitta en elektrod som avsevärt reducerade denna reaktion av anoden. Ett andra, ganska bredmaskigt rutnät byggdes in, genom vilket elektronerna fick passera. En negativ spänning skulle ha stoppat elektronerna från att flyga vidare, så skärmnätet var kopplat till en positiv spänning. Å ena sidan fanns det nu elektroner som fångades av staplarna som var på sin bana. De flesta av dem flög dock igenom den och accelererades avsevärt under processen. Och så länge elektroner landar på en elektrod, flyter en ström.
Så om vi använder vårt varuhus igen, så transporteras kunderna vidare på löpande band efter att de kommit in i och passerat kontrollnätet, oavsett om de vill till denna destination eller inte. De är därför på väg med transportband (silgaller) i riktning mot utgången (anod). Vi skulle kalla detta rör en tetrod tack vare de fyra elektroderna.
Beroende på hur långt utgången var öppen (enligt nivån på anodspänningen) uppstod en stötning vid utgången (anod) och det hände att fler kunder "rymde" från utgången tillbaka mot det inre än antalet som lämnade verkligen butiken. För att undvika bakvatten i denna region sattes en trupp in, som skickade upprorsmakarna tillbaka till ingången via en separat väg.
Eller relaterat till röret: Under vissa spänningsförhållanden, d.v.s. när anodspänningen är liten jämfört med skärmnätets spänning, men elektronerna träffar anoden med en anständig kraft, slår de ut "sekundära elektroner" där, som attraheras av skärm rutnät eftersom detta är mer positivt är som anoden. Så strömmen minskar (i ett visst område) när spänningen ökar, vilket motsvarar ett negativt motstånd.
Denna funktion kan leda till oönskade effekter och bör normalt förhindras. Det tredje gallret, bromsgallret, användes för detta. Detta förhindrar att elektronerna flyger tillbaka till skärmnätet eftersom det är noll Volt ligger och har därmed en ganska avvisande effekt, eller så är anoden fortfarande mer positiv.
Inom historien bör också nämnas att glödlampan som en Rör-Origin var snart utrustad med bättre filament som gav mer ljuseffekt eftersom de klarade högre temperaturer. Med den högre temperaturen ökade även elektronemissionen. Med användningen av volframglödtråden uppnåddes en användbar emission. De första radiorören var fortfarande utrustade med sådana värmeutsläppsledningar.
Första utvecklingen:
Snart var volframtrådarnas emissionskraft inte längre tillräcklig och andra material började användas. Dessutom separerades uppvärmningen från katoden eftersom uppvärmningen med separata element kunde kopplas till nästan vilken potential som helst, medan katoden kunde anslutas till jord eller till en spänning på mer än 100V. Det var alltså möjligt att utveckla apparater (de första rör-tv-apparaterna) som klarade sig utan en transformator för rörvärme.
Beroende på applikation har rör med upp till sju galler utvecklats (EQ80).
Dessutom tillverkades rör med mindre konstruktioner. Även anslutningstekniken har vidareutvecklats. Och slutligen anpassades även värmespänningen till de speciella behoven.
Efter att praktiskt taget varje tillverkare namngav sina rör enligt sin egen kod, introducerades en beteckningsstandard i Västeuropa. Denna bestod av minst två bokstäver och en siffra. När de första multipla rören introducerades sedan starten av denna kod, behövde fler bokstäver (upp till 4) och fler siffror användas. Följande tabell ger information om betydelsen av de viktigare bokstäverna och siffrorna.
Låt oss ta EABC 80 som ett exempel:
Först ut är uppvärmningen. betyder därmed
A = 4V
C = 0,2A serievärmare
D = 1,4V
E = 6,3V
G = 3,15V (GY501) eller 5V (GZ34)
H = 0,15A serievärmare
K = 2V
P = 0,3A serievärmare
U = 0,1A serievärmare
V = 0,05A serievärmare X = 0,6A serievärmare.
Den andra (och följande) är rörfunktionen
A = liten signaldiod
B = liten signal dubbel diod
C = liten signaltriod
D = krafttriod
E = tetrod eller sekundärt utsläppsrör
F = liten signalpentode
H = hexod eller heptod (4 eller 5 rutnät)
K = oktod
L = power pentode (eller beampower tetrode)
M = Magic Eye / Indikatorrör
P = (med suffix) sekundärt utsläppsrör
Q = Enneode (7 rutnät)
Y effektdiod
Z = effektdubbel diod
Sedan siffrorna. Å ena sidan anger dessa typ av anslutning (sockeltyp), å andra sidan är det serienummer, varvid de udda siffrorna ibland kan indikera styrrör.
1-9 siffror = stift eller koppbas
10 … = 8-stifts nyckeluttag (stift ser ut som fingerben)
20… = Loctal, motsvarar i stort sett oktalsockeln, men har tunnare stift. Lorenz byggde rör med denna sockel men med beteckningen 71... (EM71)
30... = 8-stifts oktalt uttag
40… = Rimlock 8-stift
50... grytbotten 8 poler
500… Magnova sockel 9-stift
60… = subminiatyrrör, lödda
70… = subminiatyrrörsmuff, vanligtvis 8 poler
80… = 9-stift Noval uttag
90... = miniatyruttag 7 poler
200... = dekalbas (som Noval, endast 1 stift mer) 10 poler
Så EABC80 är ett rör med en Noval bas, med sekvensnumret ZERO, med 6,3V uppvärmning, inkluderar en liten signaldiod samt en liten signaldubbeldiod och en liten signaltriod.
Efter dessa första förklaringar några mekaniska saker:
När det gäller ett rör spelar särskilt mekaniska parametrar en viktig roll. Här återigen tillbaka till problemet med de tidigare nämnda elektronerna, som slås ut ur anoden och inte längre faller tillbaka på den när anodspänningen är låg, utan hamnar på skärmnätet, vilket är mer positivt än anoden. Vi har sett att suppressornätet fungerar som en "polis" för att fånga upp de missriktade "upprorande" elektronerna och transportera dem tillbaka till katoden.
Med kraftpentoder finns ytterligare en möjlighet att klara sig utan bromsgaller. Man kan bygga en slags tunnel efter skärmnätet genom vilket elektronerna måste flyga för att komma till anoden. Denna plåttunnel är ansluten till katoden som ett bromsgaller. På grund av buntningen av elektronstrålen är de (vandlande) elektronerna som härrör från anoden helt exponerade för angrepp av de korrekt styrda elektronerna och skjuts så att säga i rätt riktning. Och vill man inte hamnar man i tunnelväggen.
Denna konstruktion kallas en beampower tetrode. Även om den inte har ett egentligt bromsgaller skiljer sig funktionen inte från pentodens. Det är därför det inte är markerat med en egen bokstav och nämns ofta knappt i databladen.
Bara så mycket kan sägas om rörkurvorna: Ia/Ug-kurvans branthet har mycket att göra med förstärkningen. Generellt kan man säga att ju brantare desto högre förstärkning. Med tiden har det visat sig att om man bringar styrgallret så nära katoden som möjligt ökar transkonduktansen. Ursprungligen var gallren galler, senare lindades trådar runt stödbalkar för att bygga en stegliknande sak. Problemet med sådana galler är att de måste vara stabila så att de kan placeras tillräckligt nära katoden. Av denna anledning utvecklades klämgallren. Här lindas inte bara balkar utan byggs en stabil gallerram som är hårt lindad och svetsad med extremt tunn tråd. Dessa gallertrådar kan knappast svänga och ändrar inte sin form även under termisk påverkan.
Nu skulle man kunna anta att det bara finns gitterrör idag. Så är inte fallet. Eftersom rutnätsröret antingen skulle resultera i ändrade rördata, så att ett rörbyte endast skulle vara möjligt efter anpassning av kretsen, eller med samma data, skulle fördelarna med denna teknik inte vara till någon nytta och bara den högre ansträngningen för produktionen skulle återspeglas i priset.
Och här är några grundläggande fakta:
Dagens katoder kan leverera höga strömmar. De bör dock aldrig belastas så hårt under drift att alla elektroner i elektronmolnet (”lagret” mellan katoden och styrnätet) ”bränns bort”. Den maximala katodströmmen får därför överskridas i högst 0,1 sekunder om det finns tillräckligt med tid efteråt för att bygga upp elektronmolnet igen.
Anodplattan och skärmgallret måste bära en ström och är därför ett Leistung exponerade, som de måste utstråla som värme. Om denna effekt överskrids börjar delarna att glöda vilket för det första resulterar i en termisk överbelastning av hela röret, för det andra sker okontrollerad expansion av elektroderna och därmed eventuellt kortslutning, och för det tredje kan de mekaniska dimensionerna och därmed rördatan ändra permanent.
Kontrollnätet är oförmöget att acceptera någon ström (över cirka 10 mikroampere) på grund av dess känsliga konstruktion. Positiva kontrollnätkretsar kommer att skada rören på mycket kort tid. Undantag är speciella pulsrör som används för att blockera oscillatorer. Men nätströmstiden är mycket kort och återhämtningstiden är motsvarande lång.