Пентагридный преобразователь - Pentagrid converter
Гептод представляет собой тип радиоприемных клапана ( вакуумная трубка ) с пятью сетками , используемых в качестве частотного смесителя этапе супергетеродинного радиоприемника.
Пентагрид был частью линии разработки ламп, которые могли принимать входящий радиочастотный сигнал и изменять его частоту на фиксированную промежуточную частоту , которая затем усиливалась и обнаруживалась в остальной части схемы приемника. Устройство обычно называлось преобразователем частоты или просто смесителем .
Происхождение
Первые устройства, предназначенные для изменения частоты описанным выше способом, по-видимому, были разработаны французами, которые просто поместили две сетки в то, что в противном случае было бы обычным триодным клапаном (двухрешеточная или двухсеточная). Хотя технически четыре электрода устройство, ни термин Тетрод , ни Тетрод клапан , как известно , в настоящее время еще появился. Би-сетка отличалась от более позднего тетрода, потому что вторая (внешняя) сетка была намотана грубо по сравнению с сеткой экрана тетрода, которую нужно было намотать тонко, чтобы обеспечить эффект экранирования. Каждая сетка могла принимать один из входящих сигналов, а нелинейность устройства давала суммарную и разностную частоты. Клапан был бы очень неэффективным, но, что наиболее важно, емкостная связь между двумя сетками была бы очень большой. Поэтому было бы совершенно невозможно предотвратить выход сигнала от одной сети из другой. По крайней мере, в одном источнике утверждается, что би-решетка была автоколебательной, но это не было подтверждено.
В 1918 году Эдвин Армстронг использовал только триоды, когда изобрел супергетеродинный приемник . Один триод работал в схеме обычного генератора. Другой триод действовал как смеситель, подавая сигнал генератора на катод смесителя и полученный сигнал на сетку. Суммарная и разностная частоты тогда были доступны в анодной цепи смесителя . И снова проблема связи между цепями всегда будет присутствовать.
Вскоре после того, как Армстронг изобрел супергетеродин, была разработана конструкция ступени триодного смесителя, которая не только смешивала входящий сигнал с гетеродином, но и использовала тот же клапан, что и генератор. Это было известно как автодинный миксер. В ранних примерах возникали трудности с генерацией в частотном диапазоне, потому что обратная связь генератора шла через первичный настроечный конденсатор первого трансформатора промежуточной частоты , который был слишком мал для обеспечения хорошей обратной связи. Также было сложно удержать сигнал генератора вне антенной цепи.
Изобретение тетрода продемонстрировало идею экранирования электродов друг от друга с помощью дополнительных заземленных (заземленных) сеток (по крайней мере, в отношении сигнала). В 1926 году Philips изобрел метод добавления еще одной сетки для борьбы с вторичным излучением , от которого страдает тетрод. Все ингредиенты для пентагрида были готовы.
Пентагрид
Разработка пентагридного или гептодного ( семиэлектродного ) клапана была новым событием в истории смесителя. Идея заключалась в создании единого клапана, который не только смешивал сигнал генератора и принимаемый сигнал и одновременно генерировал собственный сигнал генератора, но, что важно, осуществлял смешивание и колебания в разных частях одного и того же клапана.
Изобретение устройства на первый взгляд не кажется неясным, но может показаться, что оно было разработано как в Америке, так и в Великобритании, более или менее в одно и то же время. Однако британский аппарат отличается от своего американского аналога.
Известно, что Дональд Г. Хейнс из RCA подал заявку на патент на пентагрид 28 марта 1933 года (впоследствии выданный 29 марта 1939 года) под номером патента США 2 148 266. Пентагрид также фигурирует в патенте Великобритании (GB426802), выданном 10 апреля 1935 года. Однако компания Ferranti из Великобритании вошла в рынок клапанов с первым известным британским пентагридом VHT4 в конце 1933 года (хотя, должно быть, это было так. в разработке и, безусловно, существовал бы в качестве прототипа задолго до этого времени).
Пентагрид оказался гораздо лучшим миксером. Поскольку схема генератора была более или менее автономной, было легко получить хорошую обратную связь для надежной генерации во всем частотном диапазоне. Некоторые производители, внедрившие автодинный миксер, преобразовали некоторые, если не все, свои конструкции в пентагридные миксеры.
С какой целью был разработан надежный автоколебательный смеситель? Причины были разными, от Великобритании до Америки. Британские производители радиооборудования должны были выплатить Британской ассоциации клапанов роялти в размере 1 фунт стерлингов за держатель клапана, чтобы покрыть использование патентных прав своих членов. Кроме того, они требовали, чтобы не более одной электродной структуры могло содержаться в одном конверте (что позволило бы избежать уплаты роялти - по крайней мере, частично). Похоже, что американцы были движимы желанием создать недорогую конструкцию, «сэкономленную на всех расходах», которая должна была привести к созданию Всеамериканской пятерки . Благодаря автоколебанию смесителя отпадает необходимость в установке отдельного осциллирующего клапана. All American Five должен был использовать пятигранный преобразователь с момента его первого появления в 1934 году, вплоть до тех пор, пока вентили не устарели, когда их заменили транзисторы.
В Великобритании так работали пять сетей. Сетка 1 действовала как сетка генератора вместе с сеткой 2, которая действовала как его анод. Сетка 4 принимала входящий сигнал с оставшимися двумя сетками 3 и 5, соединенными вместе (обычно внутренне), которые действовали как экранные сетки, экранируя анод, сетку 4 и сетку 2 друг от друга. Поскольку сетка 2 была «негерметичным» анодом в том смысле, что она пропускала часть модулированного электронного потока, генератор был подключен к смесительной секции клапана. Фактически, в некоторых конструкциях сетка 2 состояла только из опорных стержней, а сама сетка не использовалась.
В Америке конфигурация была другой. Сетка 1, как и раньше, действовала как сетка генератора, но в этом случае сетки 2 и 4 были соединены вместе (опять же обычно внутри). Сетка 2 выполняла функции экрана и анода генератора; в этом случае сетка должна была обеспечивать экранирование. Сеть 3 приняла входящий сигнал. Сетка 4 экранировала это от анода, а сетка 5 была сеткой подавителя для подавления вторичной эмиссии. Эта конфигурация ограничивала конструкцию генератора тем, что «анод» генератора работал от шины HT + (B +). Это часто достигалось с помощью схемы осциллятора Хартли и подключения катода к отводу на катушке.
Версия для Великобритании должна была иметь значительную вторичную эмиссию и изгиб тетрода . Это было использовано для обеспечения нелинейности, необходимой для получения хороших суммарных и разностных сигналов. Американские устройства, хотя и не имели вторичной эмиссии из-за решетки глушителя, тем не менее, смогли получить требуемую нелинейность за счет смещения генератора так, что клапан был перегружен. Американская версия также была немного более чувствительной, потому что сетка, принимающая сигнал, была ближе к катоду, увеличивая коэффициент усиления.
Пентагридный преобразователь в обоих вариантах работал очень хорошо, но он страдал от ограничения, заключающегося в том, что сильный сигнал мог «оттягивать» частоту генератора от более слабого сигнала. Это не считалось серьезной проблемой в радиовещательных приемниках, где сигналы, вероятно, были сильными, но это стало проблемой при попытке принять слабые сигналы, близкие к сильным. Некоторые коротковолновые радиоприемники вполне удовлетворительно справлялись с этими устройствами. Специальные высокочастотные версии появились после Второй мировой войны для диапазонов 100 МГц FM. Примерами являются 6SB7Y (1946 г.) и 6BA7 (1948 г.). Эффект натяжения имел полезный побочный эффект, поскольку он давал некоторую степень автоматической настройки.
Другой недостаток заключался в том, что, несмотря на наличие экранных сеток, электронный пучок, модулированный электродами генератора, все же должен был проходить через сигнальную сетку, и включение генератора в сигнальную цепь было неизбежным. Американская федеральная комиссия по связи (FCC) начала требовать от производителей радиостанций удостоверять, что их продукты не допускают этого вмешательства в соответствии с частью 15 своих правил. В Великобритании Генеральный почтмейстер (который отвечал за лицензирование радиосвязи) установил ряд строгих правил в отношении радиопомех.
Гексода
Гексод (шесть-электрода) был фактически разработан после heptode или пентагрида. Он был разработан в Германии как смеситель, но с самого начала проектировался для использования с отдельным триодным генератором. Таким образом, конфигурация сетки была сеткой 1, вход сигнала; сетки 2 и 4 экранные сетки (соединенные вместе - опять же, обычно внутри), а сетка 3 была входом генератора. Устройство не имело глушителя. Основным преимуществом было то, что при использовании сетки 1 в качестве сетки ввода сигнала устройство было более чувствительным к слабым сигналам.
Вскоре триодная и гексодная структуры были помещены в одну стеклянную оболочку - отнюдь не новая идея. Триодная сетка обычно была внутренне соединена с гексодной сеткой 3, но от этой практики отказались в более поздних проектах, когда секция микшера работала как прямой усилитель ПЧ в наборах AM / FM при работе на FM, причем микширование выполнялось в выделенной FM. секция изменения частоты.
Британские производители изначально не могли использовать этот тип смесителя из-за запрета BVA на несколько конструкций (и действительно не желали использовать отдельные клапаны из-за налога). Одна британская компания, MOV , успешно применила правила картеля против немецкой компании Lissen в 1934 году, когда они попытались продать в Великобритании радиоприемник с триодно-гексодным смесителем.
Под давлением британских производителей BVA были вынуждены ослабить правила, и Великобритания начала применять триод-гексодные смесители. Mullard ECH35 был популярным выбором.
Одна компания, Osram , сделала гениальный ход. Одним из популярных пентагрид конструкций преобразователей был MX40 , первоначально на рынок в 1934 году они выставлены на продажу в 1936 году, X41 триод-гексод преобразователь частоты. Остроумным моментом было то, что X41 был прямой заменой MX40, совместимой с подключаемыми выводами. Таким образом, пятигранный радиоприемник можно было легко преобразовать в триод-гексод без каких-либо других модификаций схемы.
Америка так и не приняла триод-гексод, и он использовался редко, хотя триод- гексод 6K8 был доступен производителям в 1938 году.
В некоторых конструкциях была добавлена подавляющая сетка для создания еще одной конструкции гептода. Mullard в ECH81 стала популярной с переходом на миниатюрные девять-контактных клапанов.
Octode
Хотя это не совсем пентагрид (в том, что он имеет более пяти сеток), октод (восемь электродов), тем не менее, работает по принципу пятиугольника. Это произошло просто в результате добавления дополнительной экранной сетки к британской версии пятигранной гептоды. Это было сделано в основном для улучшения разделения антенны и генератора и уменьшения потребления энергии для использования в радиоприемниках, работающих от сухих батарей, которые становились все более популярными.
В Северной Америке производился только октод 7A8 . Представленный компанией Sylvania в 1939 году (и используемый в основном Philco ), этот клапан был продуктом добавления глушителя к типу 7B8 , который был локальной версией типа 6A7 . Добавление супрессоров позволило Sylvania снизить ток на 6,3 вольт нагревателя от 320 миллиампер до 150 миллиампер при сохранении той же конверсии межэлектродную (550 мкСм). Это позволило Philco использовать этот клапан в каждой линии радиосвязи на протяжении 1940-х годов.
Октод Philips EK3 был обозначен как «октод луча». Новым в конструкции было то, что решетки 2 и 3 были сконструированы в виде пластин, формирующих луч. Это было сделано таким образом, что Philips заявила, что электронный пучок генератора и электронные пучки смесителя были разделены настолько, насколько это возможно, и, таким образом, эффект затягивания был минимизирован. Информация о степени успеха отсутствует. В информации производителя также отмечается, что высокая производительность клапана достигается за счет высокого тока нагревателя в 600 мА - вдвое больше, чем у более традиционных типов.
Пентод
Использование пентода кажется маловероятным выбором для преобразователя частоты, поскольку он имеет только одну управляющую сетку. Однако во время Великой депрессии многие американские производители радиостанций использовали пентоды типов 6C6 , 6D6 , 77 и 78 в своих недорогих приемниках переменного / постоянного тока, потому что они были дешевле, чем пентагридные типы 6A7 . В этих схемах подавитель (сетка 3) действовал как сетка генератора, а вентиль работал аналогично истинному пятиугольнику.
Одна британская компания Mazda / Ediswan произвела преобразователь частоты триод-пентод AC / TP . Разработанное для недорогих радиоприемников переменного тока, устройство было специально разработано так, чтобы позволить сильным сигналам приводить в действие генератор без риска излучения сигнала генератора из антенны. Катод был общим для обеих секций клапана. Катод был подключен к вторичной катушке на катушке генератора и, таким образом, подключал генератор к секции смесителя на пентоде, при этом сигнал подавался на сетку 1 обычным способом. AC / TP был одним из клапанов AC / диапазона, разработанных для недорогих радиоприемников. Они считались долговечными для своего времени (даже преобразователь частоты AC / TP, который обычно был проблематичным). Любые кондиционеры / клапаны, встречающиеся сегодня, скорее всего, будут совершенно новыми, поскольку в сервисных центрах есть запасные части, которые редко требовались.
Номенклатура
Чтобы различать две версии гептода, данные производителей часто описывают их как «гептод типа гексода» для гептода без решетки подавителя и как «гептод типа типа октод», где присутствует сетка подавителя.
Примеры
Истинные пентагриды
- 2A7 и 6A7 - первая из пятиугольников RCA, 1933 г.
- VHT1 - пятиугольник Ферранти, 1933 г.
- MX40 - Osram pentagrid, 1934 год.
- 6SA7 и 6BE6 / EK90 - Пентагриды производства RCA, Mullard и др.
- 6SB7Y и 6BA7 - пентагриды УКВ, 1946 г.
- 1LA6 и более поздние версии 1L6 - Пентагридный аккумулятор для Zenith Trans-Oceanic и других высокопроизводительных портативных коротковолновых радиостанций
- DK91 / 1R5 , DK92 / 1AC6 , DK96 / 1AB6 , DK192 - pentagrids батареи
- 1C8 , 1E8 - Сверхминиатюрные батарейные пятиугольники
Октоды (работающие по пентагридному принципу)
- EK3 - октод луча производства Philips
- 7A8 - единственный октод, произведенный в Америке компанией Sylvania, 1939 г.
Типы триод / гексод (не работают по принципу пятиугольника)
- X41 - триод-гексод Osram, 1936 г .; замена плагина для MX40 выше
- ECH35 - триод- гексод Маллара
- ЭЧ81 (советский 6И1П ) - триод- гептод Маллара октодного типа
- 6К8 - Американский триод-гексод, 1938 г.
Этот список ни в коем случае не является исчерпывающим.
Смотрите также
Заметки
Рекомендации
- Руководства по клапанам
- Основные характеристики General Electric , 1970 г.
- Техническое руководство Sylvania , 1958 г.
- Другие книги
- Сибли, Людвелл, «Труба Лор», 1996
- Стоукс, Джон В., "70 лет радиоламп и клапанов", 1997 г.
- Троуэр, Кейт, «История британской Radio Valve до 1940 года».