See on vaakumelektrooniline seade, mis töötab elektronide voolu muutmise teel. Elektronid liiguvad elektroodide vahel vaakumis.

Süsinikhõõgniidiga valgustuslamp vähendas silindri tuhmumise tõttu järk-järgult kiirgavat valgust. Alates 1883. aastast püüdis T. Edison oma teadusliku uurimistööga hõõglampi täiustada. Olles lambi silindrist õhu välja pumbanud, sisestas ta sinna metallelektroodi. Edison kinnitas ja ühendas galvanomeetri ja aku joodetud elektroodi ja elektrivooluga kuumutatud hõõgniidi külge. Niipea kui polaarsus jaotus, liikus aku miinus hõõgniidile, pluss elektroodile ja galvanomeetri nõel kaldus kõrvale. Vastupidise polaarsusega katkes vooluvarustus ahelasse. See katse, mille tulemuseks oli termoemissioon, oli vaakumtorude ja kogu pooljuhtelektroonika aluseks.
Elektrontorud sisaldavad vähemalt kahte elektroodi – anoodi ja katoodi. Kui lamp sisaldab mitteotsesoojendusega katoodi, siis katoodi kõrval on hõõgniit, mis seda soojendab. Ta teeb seda nii, et kuumutamisel katoodi emissioon suureneb. Anoodi ja katoodi vahel asuvad võred muudavad elektronide voolu ja kõrvaldavad kahjulikud nähtused, mis tekivad elektronide voolu liikumisel positiivselt laetud elektroodilt negatiivsele elektroodile. Elektrooniliste lampide klaasil on läikiv kate, mis kaitseb seadet liigsete gaaside ja õhu eest.

Lisaks dioodidele ja trioodidele hõlmavad vaakumtorud tetroode, pentoode, heksoode ja heptoode.
1905. aastal hakkas inglise teadlane J. Fleming toetuma Edisoni katsetele ja sai patendi vahelduvvoolu alalisvooluks muundavale seadmele ehk esimesele vaakumtorule. Ta oli esimene, kes kasutas dioodi praktilistel eesmärkidel. Järgmisel aastal lõi Ameerika insener L. Forest trioodi, lisades kahele elektroodile juhtvõre. Lee de Foresti loodud lamp võis ise vibratsioone võimendada. 1913. aastal loodi esimene iseostsillaator, mis põhines trioodil. Suuresti tänu Foresti trioodile algas arvutiajastu. Trioodi abil sai ta oma koduses laboris heli võimendada ning tegi selle põhjal aktiivselt koostööd Ameerika teadlastega elektroonika vallas. Algselt oli triood lameda võrega gaasiga täidetud lamp. Hiljem sai Foresti lambist vaakumlamp (1912. aastal), ta patenteeris selle 1907. aastal ja nimetas selle “Audioniks”. Teadlane kasutas andmetöötlusseadmena trioodi. Saksa insenerid lõid Foresti järgija A. Meisneri juhtimisel perforeeritud alumiiniumlehest silindrilise trioodvõre.

Raadiotehnikas peetakse Armstrongi iseostsillaatori leiutajaks. Muuhulgas kasutas Forest oma trioodi võimendites, vastuvõtjates ja saatjates, saades sellega raadioside pioneeriks. Pärast Yale'i ülikooli lõpetamist ja väitekirja kaitsmist hakkas Forest oma teooriaid aktiivselt praktikas rakendama. 1902. aastal lõi ta Forest Wireless Telegraphy Company, mis oli kahe aasta jooksul Ameerika mereväe peamine raadioside reguleerija. 1920. aastal tegi ta ettepaneku salvestada filmile heliriba optilise meetodi abil, mis aitas suuresti kaasa filmitööstuse arengule.

Venemaal lõi esimesed raadiotorud Peterburi insener N. D. Papaleksi 1914. Täiuslikku pumpamist ei olnud, mistõttu torud tehti elavhõbedaga gaasiga täidetud. Tänu M. A. Bonch-Bruevitši tööle aastatel 1913–1919. Vaakumtorude kasutuselevõttu raadiotehnoloogiasse ajendasid raadioside sõjalised huvid. 1914. aastal, pärast Esimese maailmasõja puhkemist, ehitati Tsarskoje Selosse ja Moskva lähedale Hodõnskoje väljale võimsad saatesädejaamad, et suhelda sõjaväeliitlastega ja jälgida vaenlase raadiojaamu. Sõjaseisukord sundis Bonch-Bruevitši tootma Venemaal vaakumtorusid. Tveris oli lampvõimenditega raadiojaam. Prantsusmaal valmistatud lambid maksavad umbes 200 rubla. kullast ja nende tööaeg ei ületanud kümmet tundi. Olles kogunud apteekides ja tehastes vajalikud seadmed, hakkas Bonch-Bruevich väikeses laboris raadioid ja lampe valmistama, mille maksumus oli 32 rubla.

Kuni 1930. aastateni Vaakumtorusid kasutati eranditult raadiotehnikas. 1931. aastal inglise füüsik
V. Williams konstrueeris elektriimpulsside türatroniloenduri. Elektrooniline loendur sisaldas mitmeid päästikuid. Päästikud ise leiutasid paralleelselt M. A. Bonch-Bruevich 1918. aastal ning Ameerika teadlased F. Jordan ja W. Iccles 1919. Päästikud olid valmistatud elektroonilise relee kujul, koosnesid kahest lambist ja olid ühes oma kaks stabiilset olekut. Elektrooniline relee, nagu elektromehaaniline, võib salvestada ühe kahendnumbri.

1940. aastatel ilmusid vaakumtorude baasil välja töötatud arvutid. Vaakumtoru hakati kasutama arvuti põhielemendina. Vaatamata paljudele positiivsetele omadustele tõi lampide kasutamine palju probleeme. Klaaslambi kõrgus oli 7 cm, tänu millele olid arvutid tohutult suured.

Ühes arvutis oli 15-20 tuhat vaakumtoru, millest igaüks läks pärast 7-8-minutilist töötamist üles. Probleemne olukord tekkis vana lambi leidmisel ja väljavahetamisel, see võttis palju aega. Nii suur hulk lampe tekitas soojust, nii et iga arvuti jaoks tuli paigaldada jahutussüsteemid. Arvutitel ei olnud sisendseadmeid, mistõttu andmed salvestati mällu, ühendades kindla pistiku kindlasse pistikupessa. Kuid vaatamata paljudele puudustele andsid vaakumtorud hindamatu panuse maailma raadiotehnika ja elektroonika arengusse.

DP _____________2_2_0_3___________gr_4_4_4________________

eriala ja rühma number

Arvustaja __________________ _____К_у_д_р_я_ш_о_в_а____

allkiri i., o., perekonnanimi

Suunake _______________ _E_p_sh_t_e_y_n________

allkiri i., o., perekonnanimi

Lõpetaja _________________ _____T_k_a_ch_e_n_k_o_V_K__

allkiri i., o., perekonnanimi

PEETERBURG

Sissejuhatus. . . . . . . . . . . 3

1. Üldosa

1.1. Teemavaldkonna kirjeldus. . . . . . 4

1.1.1. Elektroonilised torud. . . . . . . 4

1.1.2. Arvutusvalemid. . . . . . . 11

1.2. Lahendusmeetodite analüüs. . . . . . . 13

1.3. Programmeerimisvahendite ülevaade. . . . . . 14

1.4. Valitud programmeerimiskeele kirjeldus. . . . 16

2. Eriosa

2.1. Probleemi avaldus. . . . . . . . 23

2.1.1. Arengu alus. . . . . . 23

2.1.2. Programmi eesmärk. . . . . . 23

2.1.3. Ülesande tehniline ja matemaatiline kirjeldus. . . . 23

2.1.4. Nõuded programmile. . . . . . 24

2.1.4.1. Funktsionaalsetele omadustele esitatavad nõuded. . 24

2.1.4.2. Usaldusväärsuse nõuded. . . . . . 25

2.1.4.3. Nõuded tehnilistele vahenditele. . . . 25

2.2. Programmi skeemi kirjeldus. . . . . . . 26

2.2.1. Põhiprogrammi skeemi kirjeldus. . . . 26

2.2.2. MGP 26 anoodi termiliste pingete arvutamise mooduli ahela kirjeldus

2.2.3. Diagrammi koostamise mooduli diagrammi kirjeldus. . . 27

2.3. Programmi tekst. . . . . . . . 28

2.4. Programmi kirjeldus. . . . . . . . 33

2.4.1. Üldine teave. . . . . . . 33

2.4.2. Funktsionaalne eesmärk. . . . . 33

2.4.3. Loogilise struktuuri kirjeldus. . . . . 33

2.5. Programmi silumisprotsessi kirjeldus. . . . . 34

2.6. Näide programmi tulemustest. . . . . 35
3. Kavandatava programmi majanduslik põhjendus. . . . 36

4. Meetmed eluohutuse tagamiseks. . . 40

4.1. Elektrivoolu mõju inimkehale

4.2. Maandusseadmed

Järeldus. . . . . . . . . . . 42

Viited. . . . . . . . . . 43

Lisa 1. Programmi ülevaade. . . . 44

Lisa 2. Ekraanivormid. . . . 47

Lisa 3. Näited vigadest. . . . 51

Viimastel aastatel on sõna "arvuti" kasutatud üha sagedamini. Kui varem omasid arvuteid ainult globaalse autoriteediga ettevõtted ja programme kirjutati madalates keeltes, siis tänapäeval on arvuti peaaegu igas korteris ja programme kirjutatakse kõrgetasemelistes keeltes. Venemaal müüakse aastas üle miljoni arvuti. Kaasaegsetel arvutitel on suurepärased võimalused: nad teevad arvulisi arvutusi, valmistavad ette raamatuid printimiseks, loovad jooniseid, filme, muusikat ning juhivad tehaseid ja kosmoselaevu. Arvuti on universaalne ja üsna lihtne tööriist igat tüüpi inimeste poolt kasutatava teabe töötlemiseks.

See lõputöö võimaldab tehaste ja projekteerimisbüroode töötajatel vähendada projekteeritud seadmete prototüüpide arvu ja maksumust. Arendatav programm võimaldab arvutada MGP anoodi korpuse temperatuurivälja pärast seadme sisselülitamist kuumutamisprotsessi ajal, samuti sellest tulenevaid termilisi pingeid, millel on anoodi materjali hävitav mõju. Selle programmi tulemused annavad vajaliku algteabe anoodi korpuses tekkivate temperatuuripingete analüüsimiseks ja töörežiimide valimiseks, mis säilitavad kasutusiga ning tagavad seadmete kõrge töökindluse ja vastupidavuse.

ÜLDOSA

Teemavaldkonna kirjeldus

Elektroonilised torud

Elektrontorusid kasutatakse elektriliste võnkumiste genereerimiseks, võimendamiseks või muundamiseks erinevates teaduse ja tehnoloogia valdkondades.

Vaakumtorude tööpõhimõte

Kõigi raadiolampide tööpõhimõte põhineb nähtusel termiline emissioon- see on elektronide kiiruse tõus sellisele tasemele, et nad lendavad metallist välja negatiivse laenguga ja saavad elektroodide vahel suunata liikuda, tekitades elektrivoolu. Selleks on vaja ka seda, et nad ei satuks oma teel takistusi, näiteks õhumolekule – mistõttu tekib lampides kõrgvaakum. Termoemissiooni saamiseks tuleb metalli kuumutada umbes 2000 o K-ni. Kõige mugavam on metalli kuumutada hõõgniit elektrilöök ( hõõgniidi vool), nagu valgustuslampide puhul. Mitte iga metall ei talu nii kõrget temperatuuri, mistõttu kasutati esimestes elektroonikalampide näidistes puhtalt volframist hõõgniite, mis hõõgusid valgeks, sellest ka nimi "lamp". Kuid selline heledus on väga kallis - vajate tugevat voolu (vastuvõtulambi jaoks pool amprit). Kuid peagi leiti viis hõõgniidi voolu vähendamiseks. Uuringud on näidanud, et kui volfram katta mõne teise metalli või nende oksiididega (baarium, strontsium ja kaltsium), siis elektronide saagis paraneb (nn tööfunktsioon väheneb). Väljund nõuab vähem energiat ja seetõttu madalamat temperatuuri. Kaasaegsed oksüdeeritud filamendid töötavad temperatuuril umbes 700-900 o C ja seetõttu on võimalik hõõgniidi voolu vähendada umbes 10-20 korda.

Tuleb märkida, et kõiki elektronide vooge lambis juhitakse elektriväljade kaudu, mis moodustuvad erineva laenguga elektroodide ümber.

Vaakumtorude tüübid

Diood- vaakumseade, mis juhib elektrivoolu ainult ühes suunas (joonis 1a) ja millel on kaks klemmi elektriahelasse lülitamiseks (lisaks muidugi hõõgniitklemm), kaheelektroodilise lambi leiutas 1904. aastal füüsik J. Fleming. Selline elektrontoru koosneb klaas- või metallsilindrist, millest on välja pumbatud õhk, ja kahest metallelektroodist: kuumkatoodist (-) ja külmast anoodist (+). Katoodid on kahte tüüpi: otsene soojus Ja kaudne soojus. Esimesel juhul on katoodiks volframniit (tavaliselt oksiidiga kaetud), millest läbib seda soojendav vool, teisel juhul on see silinder, mis on kaetud madala tööfunktsiooniga metallikihiga, mille sees on milles on katoodist elektriliselt eraldatud hõõgniit. Katoodi toime elektronide allikana põhineb termiline emissioon. Joonisel fig 1a on kujutatud otse kuumutatud katoodiga vaakumdioodi seade. Otsesoojendusega katoodide puuduseks on see, et need ei sobi nende vahelduvvooluga toiteks, kuna voolu muutumisel on hõõgniidi temperatuur aega muutuda ja emiteeritud elektronide voog pulseerub toitevoolu sagedusega, seega kasutatakse nüüd kaudselt kuumutatud katoode.

Dioodi voolu-pinge karakteristik (joonis 1f) on mittelineaarne – see on seletatav elektronide kuhjumisega katoodile “pilves”. Anoodipinge puudumisel ei tõmba see elektrone ligi ja anoodivool on null. Anoodvool tekib siis, kui anoodile rakendatakse positiivset pinget, kui pinge suureneb, anoodivool suureneb (A-B kõveral kiiremini). Kõrgepingel (punktis B) saavutab vool suurima väärtuse - see on küllastusvool. Aktiveeritud (oksiid)katoodiga dioodil anoodvoolu kasv ei aeglustu, kuid kui anoodvool on üle teatud piirväärtuse, katood hävib. Dioodi omadusi hinnatakse karakteristiku kalde ja lambi sisemise takistuse järgi.

Kui võrguväljund on ühendatud katoodiga, siis ei teki võrgu ja katoodi vahel elektrivälja ning võrgu pöörded mõjutavad anoodile lendavaid elektrone väga nõrgalt - a puhkevool. Kui ühendate aku katoodi ja võrgu vahele nii, et võrk on negatiivselt laetud, hakkab viimane elektrone katoodile tagasi suruma ja anoodivool väheneb. Võrgustiku olulise negatiivse potentsiaali korral ei suuda isegi kõige kiiremad elektronid ületada selle tõrjuvat mõju ja anoodivool peatub, s.t. lamp lukustatakse. Kui võrguaku on ühendatud nii, et võrk on katoodi suhtes positiivselt laetud, siis tekkiv elektriväli kiirendab elektronide liikumist. Sel juhul näitab anoodiahela mõõteseade voolu suurenemist.

Mida suurem on võrgupotentsiaal, seda suuremaks muutub anoodivool. Sel juhul tõmmatakse osa elektronidest võrku, luues võrgu vool, kuid lambi õige konstruktsiooni korral on nende elektronide arv väike. Ainult need elektronid, mis on võrgu pöörete vahetus läheduses, tõmbavad selle poole ja tekitavad võrguahelas voolu - see on ebaoluline.

Trioodide võimendus ja võimsus on erinevad. Suure anoodivooluga allutatakse anoodidele tugev elektronpommitamine, mis viib nende olulise kuumenemiseni ja isegi hävimiseni, mistõttu anoodid muudetakse massiivseteks, mustatakse, keevitatakse spetsiaalsed jahutusribid või kasutatakse vesijahutust, mida kirjeldatakse allpool. . Vesijahutust kasutatakse ka hiljuti Peterburi teadlaste poolt välja töötatud impulssgeneraatori trioodis GI-11 (BM).

Varjestatud torud võivad hästi töötada madala võrgupingega, kuid mõnikord jõuavad tetoodide töötamisel anoodist välja löödud sekundaarsed elektronid ekraani võrku, tekitades voolu ja tugeva signaali moonutuse – nähtus nn. dünatroni efekt. Pentoodid on selle probleemi lahendus.

Dünatroni efekti ebameeldivate tagajärgede kõrvaldamise viis on ilmne: on vaja vältida sekundaarsete elektronide jõudmist varjestusvõrku. Seda saab teha, lisades lampi teise võre - järjestikuse kolmanda, mis hakkab kaitsev, sellised pentoodid osutusid - kreekakeelsest sõnast "penta" - viis (joonis 1d). Kolmas võrk asub anoodi ja varjestusvõre vahel ning on ühendatud katoodiga, seetõttu osutub see katoodi suhtes negatiivselt laetuks. Seetõttu tõrjub see võrk sekundaarsed elektronid tagasi anoodile, kuid samas, olles üsna haruldane, ei sega see kaitsevõrk põhianoodi voolu elektrone. Kaasaegsetes (1972. aasta seisuga) kõrgsageduslikes pentoodides ulatub võimendus mitme tuhandeni ja võrgu-anoodi mahtuvust mõõdetakse pikofaraadi tuhandikes. See muudab pentoodi suurepäraseks toruks kõrgsageduslike võnkumiste võimendamiseks. Kuid pentoode kasutatakse suure eduga ka madalate (heli)sageduste võimendamiseks, eriti viimastes etappides.

Struktuurselt erinevad madalsageduslikud pentoodid kõrgsageduslikest mõnevõrra. Madalate sageduste võimendamiseks ei pea olema liiga suuri võimendustegureid, küll aga peab olema suur karakteristiku sirge osa, kuna võimendada tuleb suuri pingeid, mistõttu tehakse suhteliselt hõredaid varjestusvõrke. Sel juhul ei osutu võimendus väga suureks ja kogu karakteristik nihkub vasakule, nii et suurem osa sellest muutub kasutamiseks sobivaks. Madalsageduslikud pentoodid peavad andma rohkem võimsust, seetõttu on need tehtud massiivseteks ja nende anoodid vajavad jahutamist.

Samuti on olemas Tala tetrood– võimsad kaitsevõredeta madalsageduslambid, milles varjestusvõrede pöörded asuvad täpselt juhtvõrede pöörete taga. Sel juhul jagatakse elektronide voog eraldi kiirteks (kiirteks), mis lendavad otse anoodile, kuid see paikneb mõnevõrra kaugemal ja sealt välja löödud sekundaarsed elektronid ei pääse varjestusvõrele, vaid tõmbab anood neid tagasi ilma. häirides lambi normaalset tööd. Selliste lampide võimendus on mitu korda suurem kui tavapärastel tetroodidel, sest elektronid katoodilt lendavad otseste kiirtena võrkude keerdude vahel ja ei haju, vaid suunatakse anoodile varjestusplaatide välja abil, mis paiknevad lambi anoodi lähedal asuvatel võimalikel lekketeedel, mis on ühendatud miinusega. toiteallikast läbi katoodi. Talalampidega on võimalik luua väga soodne karakteristiku vorm, mis võimaldab madala signaalipingega võrgus saada suurt väljundvõimsust.

Raadiotorude kujundused

Väikese võimsusega seadmete, näiteks raadio jaoks, püüdsid nad teha lambid võimalikult väikesed (sõrmelambid). Neid nimetatakse sageli vastuvõtu- ja võimendustorudeks. Samuti on olemas pehmete juhtmetega subminiatuursed lambid (paksud nagu pliiats). Raadioüksuste suure võimsusega seadmetes ja raadiosaatjates kasutatakse palju suurema suurusega lampe, mis arendavad anoodiahelas palju suuremat võimsust. Sellistel lampidel on massiivsed anoodid sundõhu- või vesijahutusega. Selleks valmistatakse anoodid vasest või muust kuumakindlast metallist koonusekujulised ning nende külge keevitatakse õõnesribid või torud, millest juhitakse läbi jahutatud vesi. Võimsaid vaskanoodide ja vesijahutusega lampe, mille leiutas 1923. aastal M.A.Bonch-Bruevich, kasutatakse võimsates raadiosaatjates üle maailma (kus pooljuhtseadmeid kasutada ei saa).

Anoodi jahutamiseks on mitu võimalust:

· sundõhk;

· sunnitud vesi;

· loomulik (hajuv).

Anoodi kuumutamise vähendamiseks on see sageli varustatud ribide või tiibadega.

Raadiotorude eksisteerimise jooksul on nende konstruktsioonis tehtud suuri muudatusi. Esimesed vastuvõtu- ja võimenduslampide näidised olid üsna suured ja tarbisid väga suurt hõõgniidi voolu. Disaini ja tootmistehnoloogia paranedes vähenesid lampide mõõtmed, lambid muutusid vastupidavamaks, säästlikumaks ja nende kvaliteet paranes. Tänapäeva vastuvõtu- ja võimenduslambid on väga vähe sarnased esimeste raadiolampidega, kuigi nende tööpõhimõtted pole muutunud.

Kaasaegseid vastuvõtu- ja võimenduslampe toodetakse peaaegu eranditult sõrmetüüpi (5-7 sentimeetrit pikk). Kõikide elektroodide sisemised liitmikud ja juhtmed on paigaldatud otse lambi tasasele klaaspõhjale ja väljuvad õhukeste, kuid tugevate tihvtidena, mis paiknevad asümmeetriliselt. Ühe lambielektroodi väljund on ühendatud iga tihvtiga. Sama tüüpi lampide elektroodide ühendus (pinout) on alati täpselt sama.

Lambi tihvtide õige pistikupessa sisestamise tagamiseks kasutatakse kahte meetodit: tihvtide asümmeetriline paigutus ja loomine. juhtvõti plastalusel (joonis 1d), mis sobib pistikupesas asuvasse soonde.

Masstootmises on lambi anoodid silindrilised ja valmistatud vasest või kuumakindlatest sulamitest. Arendatava programmi eesmärk on lihtsustada ja vähendada selliste elektrooniliste torude modelleerimist ja tootmist.

Elektrooniliste torude kujundused ja tähistused skeemidel

A) B)

IN)

G)

D) E)

a) - otseküttega diood (kaks konstruktsiooni ja skemaatiline tähistus);

b) – kaudküttega trioodiahel (kolmanda elektroodiga – võre);

c) – otsese hõõgniidiga tetoodi konstruktsioon ja skemaatiline tähistus.

d) – otsesoojendusega pentoodi konstruktsioon ja skemaatiline tähistus.

e) – raadiotoru kaheksajalg koos juhikuga (pesasse) eendiga.

f) – vaakumdioodi anoodvoolu-pinge karakteristikud.

Arvutusvalemid

Temperatuuri jaotus anoodi seina paksuse vahel määratakse diferentsiaalvõrrandi lahendamisega:

mille lahendus sõltub piirtingimustest:

Sisemisel (kuumutatud) pinnal:

(2)

Välispinnal (jahutatud):

(3)

esialgse tingimusega: T(r,0) = T o = 300 o K. (4)

Võrrand (1) integreeritakse kuni püsiseisundi saavutamiseni (kuumutamine on lõppenud), st. tingimus on täidetud .

Võrrandis (3): ε – pinna emissioonitegur; σ o = 5,67*10 -12 – Stefan-Boltzmanni konstant.

Võrrandi (1) integreerimise tulemuste põhjal arvutatakse anoodi termiline pinge järgmiselt:

(5)

T keskm. (r,t) – keskmine anoodi temperatuur lõigus koordinaadiga r.

Integraal võrrandis (5) arvutatakse Simpsoni meetodil:

Kus on partitsioonide arv n= 2m on paaris ja samm h = b-a/2m. M – ruumiliste intervallide arv.

Valemid temperatuuride arvutamiseks lõplike erinevuste esituses:

Anoodi pindade piirtingimused:

R sisemine : . (2’)

R välimine: (3’)

Siin: i, j – ruumiliste ja ajavahemike arvud, k – välissein;

Δr ja Δt – aegruumi ruudustiku sammud koordinaadis ja ajas;

n on ruumiliste intervallide arv anoodi seina paksuses (R out – R out).

Projektis vastu võetud nimetused:

R välja, R int. – anoodi välimine ja sisemine raadius (cm);

t – tööaeg pärast hõõgniidi sisselülitamist (sek);

r – koordinaat anoodi ristlõikes (cm); R int. ≤ r ≤ R adv.

T(r,t) – temperatuur lõigus koordinaadiga ‘r’ ajahetkel ‘t’;

λ – anoodimaterjali soojusjuhtivus (W/cm*deg.);

α – anoodimaterjali termiline difusioon (vask=1,1);

E – elastsusmoodul (kg/cm²);

α t – joonpaisumistegur (1/deg);

ε – pinna emissioonitegur;

σ o = 5,67*10 -12 (W/Sm 2 kraad 4) – Stefan-Boltzmanni konstant;

q – anoodi toide (W/cm²);

T 0 – ümbritseva õhu temperatuur (kraadides K).

Lahendusmeetodite analüüs

Diferentsiaalvõrrandit (1) – (3), (4) saab lahendada kahel viisil: implitsiitne (absoluutselt konvergentne) meetod ja eksplitsiitne (suhteliselt konvergentne) lõplike erinevuste lähendamise meetod. Erinevus nende meetodite vahel seisneb selles, et kaudse meetodi puhul määratakse samm Δt mis tahes väärtusele, kuid eksplitsiitses meetodis on see piiratud ja võetud väga väikeseks.

See tähendab erinevusi skeemide stabiilsustingimustes: .

Eksplitsiitses skeemis ω<1/2, а в неявной схеме ω не ограничена. Это приводит к тому, что в явной схеме значение температуры в данный момент времени находится с помощью значения температуры в предыдущий момент времени, а в неявной схеме значение температуры в данный момент времени находится с помощью значения температуры в тот же момент времени.

Implitsiitse skeemi võrrandit ei saa kohe lahendada, on vaja koostada võrrandisüsteem, mis muudab programmi skeemi oluliselt keerulisemaks. Implitsiitse skeemi eeliseks on see, et soovitud sammu määramisega saate iteratsioonide arvu järsult vähendada, samas kui eksplitsiitses meetodis on iteratsioonide arv kümneid tuhandeid. Kaasaegse arvutikiiruse juures ei jää aga mitme tuhande iteratsiooni vahe programmi töötamise ajal sekundikski ning lihtne ja mugav algoritm aitab kaasa programmi paremale ja kiiremale kirjutamisele ja silumisele. Seetõttu kasutati selle programmi väljatöötamisel selgesõnalist lõplike erinevuste lähendamise meetodit.

Lampvõimendite oluline eelis on: suurepärased heliefektid, detailne, ilus ja väga loomulik heli. Lampvõimendi kõlab õrnalt, armsalt ja avaneb sulle nagu võluv roos, selline võimendi sobib taasesitama bluusi idüllilist lihtsust, džässi improvisatsioone ja klassikalise muusika elegantsi. See võimendi on suurepärane valik inimestele, kes soovivad kuulda originaalset, tõelist heli.

Lampvõimendi viib teid täiesti teistsugusesse muusikamaailma, tuues teie meeled tõelise naudinguni, tuues teid tagasi tõelise heli juurde.

Kas soovite nautida loomulikumat heli? Kas olete väsinud transistorvõimendi või mikrolülitusi kasutava võimendi helist? Kui soovite osta lampvõimendit, siis ärge jätke seda võimalust kasutamata, lugege artiklit!

Raadiotoru ajalugu

1904. aastal näitas Briti teadlane John Ambrose Fleming esimest korda oma seadet vahelduvvoolusignaali alalisvooluks teisendamiseks. See diood koosnes sisuliselt hõõglambist, mille sees oli täiendav elektrood.

Kui hõõgniit kuumutatakse valge hõõguni, tõrjuvad elektronid selle pinnalt lambi sees olevas vaakumis. Ja kuna lisaelektrood on külm ja niit kuum, saab see vool voolata ainult keermest elektroodi, mitte teises suunas. Sel viisil saab vahelduvvoolu signaale teisendada alalisvooluks. Flemingi dioodi kasutati esmakordselt nõrkade signaalide tundliku detektorina, uue telegraafina. Hiljem (ja tänapäevani) kasutati vaakumlampdioodi vahelduvvoolu muutmiseks alalisvooluks elektroonikaseadmete toiteallikates, näiteks lampvõimendis.

Paljud teised leiutajad püüdsid Flemingi dioodi täiustada, kuid see ei õnnestunud. Ainus, kellel see õnnestus, oli leiutaja Lee de Forest. 1907. aastal patenteeris ta Flemingi dioodiga sama sisuga, kuid lisaelektroodiga raadiotoru. See "võrk" painutati traadiga plaadi ja niidi vahele. Forest avastas, et kui ta rakendaks juhtmevaba telegraafi antenni signaali niidi asemel võrku, saaks ta palju tundlikuma signaalidetektori. Tegelikult muudab ("moduleerib") võrk hõõgniidist plaadile voolavat voolu. See seade, mida nimetatakse "toruvõimendiks", oli esimene edukas elektrooniline võimendi. SV300B Svetlana versioon, nagu ka paljud teised kaubamärgid, on endiselt väga populaarne muusikasõprade ja audiofiilide seas üle maailma. Raadio, televisiooni, võimsusvõimendite, radari, arvutite ja eriarvutite jaoks on välja töötatud erinevaid torusid. Valdav enamus neist torudest on asendatud pooljuhtidega, mistõttu on tavatootmises ja -kasutusse jäänud vaid mõned raadiotorude tüübid. Enne nende seadmete arutamist räägime tänapäevaste lampide struktuurist.

Raadiotoru sees

Iga raadiotoru on põhimõtteliselt klaasanum (kuigi on terasest ja isegi keraamilisi), mille sisse on kinnitatud elektroodid. Pealegi on sellises anumas õhk väga tühjenenud. Muide, tugev vaakum atmosfääris selle anuma sees on lambi tööks hädavajalik tingimus. IN
igal raadiotorul on ka katood - mingi negatiivne elektrood, mis toimib raadiotorus elektronide allikana, ja positiivne anoodelektrood. Muide, katoodiks võib olla ka elektripirni hõõgniidiga sarnane volframtraat (õhuke) või hõõgniidiga soojendatav metallsilinder ja anoodiks võib olla metallplaat või karp, millel on silindriline kuju. Katoodina toimivat volframniiti nimetatakse lihtsalt hõõgniidiks.

Hea teada. Kõigil diagrammidel on raadiotoru silinder näidatud teatud ringi kujul, katoodi tähistab sellesse ringi sisse kirjutatud kaar, kuid anoodi tähistab katoodi kohale asetatud väike paksu joon ja nende järeldused on väikesed jooned, mis ulatuvad sellest ringist kaugemale. Neid kahte elektroodi – anoodi ja katood – sisaldavad lambid nimetatakse dioodideks. Muide, enamikul katoodi ja anoodi vahel asuvatel lampidel on mingi väga õhukese traadi spiraal, mida nimetatakse võrguks. See ümbritseb katoodi ja ei puutu kokku, võred asuvad sellest erineval kaugusel. Selliseid lampe nimetatakse trioodideks. Võrkude arv lambis võib olla 1 kuni 5.

Selliste elektroodide arvu alusel jagatakse raadiolambid kolmeelektroodilisteks, 4-elektroodilisteks, viieelektroodilisteks jne. Selliseid raadiolampe nimetatakse trioodideks (1 võrega), tetroodideks (2 võrega), pentoodideks (3 elektroodiga). võred). Kõikidel diagrammidel on need ruudud tähistatud paksu punktiirjoonega, mis asub anoodi ja katoodi vahel.

Tetroode, trioode ja pentoode nimetatakse universaalseteks raadiolampideks. Neid kasutatakse alalis- ja vahelduvvoolu ning pinge suurendamiseks, detektorina ja samaaegselt koos võimendiga ning paljudel muudel eesmärkidel.

Raadiotoru tööpõhimõte

Raadiotoru töö põhineb elektronide voolul anoodi ja katoodi vahel (elektronide liikumine). Nende raadiotoru sees olevate elektronide "tarnijaks" saab katood, mis on juba kuumutatud võimsaks temperatuuriks 800–2000 ° C. Muide, elektronid lahkuvad katoodilt, luues omamoodi elektronide "pilve" selle ümber. Seda elektronide kiirgust või emissiooni katoodi poolt nimetatakse termokiirguseks. Mida kuumem on antud katood, seda rohkem elektrone see kiirgab, seda "tihe" on see elektronide "pilv".

Kuid selleks, et elektronid selliselt katoodilt välja pääseksid, on vaja mitte ainult seda väga palju soojendada, vaid ka ümbritsev ruum sellest õhust vabastada. Kui seda ei tehta, jäävad välja lendavad elektronid nendesse õhumolekulidesse kinni. Audiofiilid ütlevad: "toru on kaotanud emissiooni", mis tähendab, et mingil põhjusel ei saa kõik hõivamata elektronid antud katoodi pinnalt enam põgeneda.
Kadunud emissiooniga raadiotoru enam ei tööta. Kui aga katood on ühendatud toiteallika miinusega ja anoodile on antud +, tekib dioodi sisse vool (anood hakkab elektrone pilvest ligi tõmbama). Kuigi kui annate anoodile miinuse ja katoodile plussi, katkeb vooluahela vool. See tähendab, et 2-elektroodilises dioodlambis saab vool voolata ainult ühes suunas, see tähendab, et dioodidel on antud voolu ainult ühesuunaline juhtivus. Trioodi, nagu iga raadiotoru, töö põhineb aga sarnase elektronide voo olemasolul anoodi ja katoodi vahel. Võrgustik - 3. elektrood - on traatspiraali välimusega.

See asub katoodi lähedal kui anoodi poole. Kui võrgule rakendatakse väike negatiivne pinge, tõrjub see koheselt osa katoodilt anoodile tormavaid elektrone ja anoodivoolu tugevus väheneb kohe.

Kõrge negatiivse pinge korral muutub võrk elektronidele takistuseks. Need jäävad võrgu ja katoodi vahele jäävasse ruumi. Positiivse võrgupinge korral suurendab see anoodivoolu. Järelikult, kui rakendate võrgule mitmesuguseid pingeid, saate juhtida raadiotoru anoodvoolu tugevust.

Toru eluiga sõltub ka temperatuurist, mis tähendab, et see sõltub küttekeha hõõgniidist või tööpingest. Juhtige kütteseadet/hõõgniiti, et vähendada liiga palju kuumust ja lampi elab kauem. Toru eluiga võib väheneda (eriti tooriumi kiudude puhul, mis sõltuvad hõõgniidi seest difusiooni teel tooriumi täitumisest). Mitmed teadlased on täheldanud, et oksiidkatoodi eluiga saab oluliselt pikendada, kui toru kuumutada 20% alla nimipinge. Reeglina mõjutab see katoodi elektronide emissiooni väga vähe ja võib ka olla, kuigi tasub muidugi katsetada, kui kasutaja soovib nõrga lambi eluiga pikendada.

Kuid raadiolampide jaoks ei ole alati soovitatav kasutada madalat pinget, kuna see ei suuda toota nimiväljundvõimsust. Soovitan kasutada nimisoojuse või hõõgniidi pinget, kuid ma ei soovita katsetada, kui te pole kogenud tehnik.

Oksiidkatoodid tagavad üldiselt lühema toru eluea. Materjali puhtus on suur probleem pikaealiste katoodoksiidide loomisel – mõned lisandid, nagu nikkeltoru, põhjustavad katoodis enneaegset emissioonikadu ja "vananemist".

Odavad madala kvaliteediga raadiolambid kuluvad ebapuhaste katoodide tõttu sageli kiiremini kui sama tüüpi kõrgema kvaliteediga torud. Madala signaaliga raadiolambid kasutavad peaaegu alati oksiidkatoode.

Seda tüüpi kvaliteetsed lambid võivad õige kütteseadme pingega töötamise korral vastu pidada 100 000 tundi või rohkem.

Maailmarekord raadiotoru eluea jooksul

See toru oli kasutusel Los Angelese raadiojaama saatjas 10 aastat ja töötas kokku üle 80 000 tunni.

Anood on elektrood, mis kuvatakse väljundsignaalil. Lisaks võib anood vastu võtta elektronide voolu ja kuumeneda. Eriti võimsates raadiotorudes. Nii töötati spetsiaalselt sellise lambi jahutamiseks välja radiaator, mis kiirgab soojust läbi klaaspirni (kui see on klaas), vedelikjahutuse (suurtes metallkeraamilistes lampides). Mõned raadiotorud kasutavad grafiitplaate, kuna need taluvad kõrgeid temperatuure ja seetõttu kiirgab väga vähe sekundaarseid elektrone, mis võivad lambivõre üle kuumeneda ja põhjustada rikke.

Net

Peaaegu kõiki klaasist audiofiilseid torusid juhib võrk, mis on kahe pehme metalli ümber keritud metalltraadi tükk. Mõnel raadiotorul on kate, tavaliselt kullatud või kullatud, ja kaks pehmest vasest valmistatud klemmi. Suurte raadiotorude (elektrijaamade) võrgud peavad taluma palju kuumust, mistõttu on need sageli valmistatud volframist või molübdeentraat korvi kujul. Mõned suured kasutavad söötmisel korvikujulisi grafiitvõrke.

Kõige laialdasemalt kasutatav väiketriood on 12AX7, mis on kahekordne triood, mis on muutunud standardseks lihtsates lampvõimendites või kitarrivõimendites. Muude heliseadmetes kasutatavate väikeste klaasist trioodide hulgas on 6N1P, 6DJ8/6922, 12AT7, 12AU7, 6CG7, 12BH7, 6SN7 ja 6SL7 torud.

Samuti on praegu turul palju klaasist elektritrioode, millest enamik on suunatud amatöörraadio või kvaliteetse heli kasutamiseks: näiteks lampvõimendi. Tüüpilised näited on Svetlana, SV811/572 seeria ja 572B lamp. Muide, torul on väga madal moonutusaste ja seda kasutatakse väga kallites lampvõimendites, seda kasutatakse ka raadiosaatjates ja suurtes võimsates helivõimendites.

Raadiosaatjates kasutatakse sageli suuri metallkeraamilisi elektrilisi trioode, mis toodavad raadioenergiat tööstuslikuks kasutamiseks. Erivajaduste, näiteks radari jaoks valmistatakse mitut tüüpi spetsiaalseid trioode.

Tetrood

Teise trioodivõrgu lisamine juhtvõre ja plaadi vahele muudab selle tetroodiks. See "Akna" võrk aitab ekraanil juhtvõrku plaadist eraldada. Ekraanile ilmub elektrooniline kiirendusefekt, mis suurendab järsult võimendust. Raadiotorus olev ekraanivõrk kannab teatud voolu, mis põhjustab selle kuumenemise. Sel põhjusel kaetakse ekraanivõred sekundaarsete heitkoguste vähendamiseks tavaliselt grafiidiga, mis aitab hoida juhtvõre jahedana.

Paljud suuremad raadio- ja telejaamad kasutavad hiiglaslikke metallkeraamilisi tetroode, mida saab suure tõhususega kasutada RF-võimsusvõimenditena. Jõutetroode kasutatakse mõnikord ka raadioamatöör- ja tööstusrakendustes.

Suuri keraamilisi tetroode nimetatakse sageli "kiirtetroodideks", kuna nende elektronkiire emissioonimustrid on kettakujulised.

Pentood

Lisades tetoodile kolmanda ruudustiku, saame pentoodi. Kolmandat võrku nimetatakse summutusvõrguks ja see sisestatakse plaadi ja sõela vahele. Sellel on väga vähe pöördeid, kuna selle ainus ülesanne on koguda plaadilt peegelduvast sekundaarsest emissioonist hulkuvaid elektrone, kõrvaldades sellega "tetroodi kõveruse". Tavaliselt töötab see katoodiga samal pingel. Tetroodidel ja pentoodidel on üldiselt kõrgem moonutustase kui trioodidel, välja arvatud juhul, kui kasutatakse spetsiaalseid.

EL34, EL84, SV83 ja EF86 on tõelised pentoodid. EL34 kasutatakse laialdaselt kitarri- ja tipptasemel toruvõimendites. Muide, EL84 on paigaldatud odavamatesse kitarrivõimenditesse. SV83 kasutatakse tipptasemel lampvõimendites ja kitarrivõimendites, EF86 aga madala müratasemega eelvõimendina kitarrivõimendites ja professionaalsetes heliseadmetes. Üks väheseid suuri ja võimsaid pentoode on 5CX1500B, mida sageli kasutatakse raadiosaatjates.

Samuti on rohkem kui kolme võrguga raadiolampe. Viie võrguga viisvõrku kasutati laialdaselt raadiovastuvõtjate esiosa sagedusmuundurina. Kuid selliseid raadiolampe enam ei toodeta, kuna need on täielikult asendatud pooljuhtidega.

Tala tetrood

See on eritüüpi kiirtetrood, millel on paar "plaatkiirt", mis piiravad elektronkiire kitsa lindiga katoodi mõlemal küljel. Erinevalt keraamilistest tetroodidest on võred katoodist kriitilisel kaugusel, tekitades "virtuaalse katoodi" efekti. Selle kõige tulemuseks on suurem efektiivsus ja vähem moonutusi kui tavalisel tetroodil või pentoodil. Esimesed populaarsed kiirtetroodid olid RCA 6L6, millele järgnesid 1936. aastal SV6L6GC ja SV6550C; on ka kõige populaarsemad kitarrivõimendites, kusjuures viimane on kõige levinum torutoide kaasaegses kvaliteetses audiofiilsest lampvõimendis.

Katoodi sees küttekeha

Oksiidkattega ei saa katood ennast soojendada, kuid elektronide eraldamiseks peab see olema kuum. Veelgi enam, kütteseade peab olema kaetud elektriisolatsiooniga, mis ei põle kõrgel temperatuuril, seega on see kaetud pulbrilise alumiiniumoksiidiga. See võib mõnikord põhjustada selliste raadiotorude rikke; kattekiht kulub või tekivad praod või kütteseade võib puudutada katoodi. See võib takistada lambi korralikku töötamist. Kvaliteetsetel raadiotorudel on väga vastupidav ja töökindel kattega küttekeha.

Getter

Lambi sees peab olema kena ja tugev vaakum, muidu see ei tööta korralikult. Soovime, et vaakum püsiks võimalikult kaua. Mõnikord võivad lambis ilmneda väga väikesed lekked (sageli allosas olevate elektriühenduste ümber).

Enamiku klaasist raadiotorude getter on väike tass või hoidik, mis sisaldab veidi metalli, mis reageerib hapnikuga ja imab seda tugevalt. (Enamikus tänapäevastes klaasraadiotorudes on gaasiabsorber valmistatud baariummetallist, mis oksüdeerub VÄGA kergesti.) Kui lamp välja pumbatuna ja suletuna on töötlemise viimane etapp getteri "tulistamine", mis tekitab lambi kesta sees "getteri välgu". See on hõbedane värv, mida näete sisemisel klaastorul. See on garantii, et raadiotorul on hea vaakum. Kui see ebaõnnestub, muutub see valgeks (kuna see muutub baariumoksiidiks).

Käivad jutud, et tumedad laigud viitavad lambi kasutamisele. See ei vasta tõele. Mõnikord ei ole neelduv välklamp täiesti ühtlane ja lambile võivad ilmuda värvimuutused või selged laigud. Ainus usaldusväärne viis kindlaks teha, kas raadiotoru on terve või mitte, on seda ELEKTRILINE testida.

Nad kasutavad ka metalli, mis on tavaliselt kaetud tsirkooniumi või titaaniga ja mida on puhastatud oksüdeerumiseks. Svetlana 812A ja SV811 kasutavad selliseid meetodeid.

Kõige võimsamatel klaastorudel on grafiitplaadid. Grafiit on kuumakindel (tegelikult võib see töötada pikka aega ilma rikketa). Grafiit ei ole altid sekundaarsele emissioonile, nagu eespool märgitud. Ja kuum grafiitplaat reageerib ja neelab lambis oleva vaba hapniku. Svetlana SV572 ja 572B seeriates kasutatakse grafiitplaate, mis on kaetud puhastatud titaaniga – kombinatsioon, mis tagab suurepärase gaasi neeldumise. Grafiitplaati on palju kallim toota kui sama suurusega metallplaati, seega pole maksimaalset lubatud võimsust vaja. Suuremates keraamilistes kasutatakse tsirkooniumi. Kuna sellistest lampidest "välku" ei näe, tuleb lambi vaakumseisund määrata elektriseadmete abil.

Raadiotoru kokkupanek

Tavalise klaasist heliraadiotoru valmistavad koosteliinil pintsettide ja väikesemahulise elektrikeevituse asjatundjad. Nad panevad kokku katoodi, anoodi, võred ja muud osad vilgukivi või keraamiliste vahetükkide komplektis kokku pressimissõlmeks. Seejärel keevitatakse elektriühendused põhitoru juhtmestiku külge. Seda tööd tuleb teha üsna puhastes tingimustes, kuigi mitte nii ekstreemsetes tingimustes kui "steriilses ruumis", mida kasutatakse pooljuhtide valmistamisel. Siin kantakse hommikumantleid ja mütse ning iga tööjaam on varustatud pideva filtreeritud õhuvoolu allikaga, et hoida tolmu toruosadelt eemal.

Pärast komponentide kokkupanekut kinnitatakse klaas alusele ja tihendatakse alusketta külge. Raadiotorude kokkupanek jätkub väljalasketorus, mis jookseb mitmeastmelisse suure võimsusega vaakumpumbasse.

Kõigepealt tuleb vaakumpumpamine; Kui pump töötab, on HF induktsioonmähis lambisõlme kohal ja kõik metallosad on kuumutatud. See aitab eemaldada kõik gaasid ja aktiveerida ka katoodkatte.

Pärast 30 minutit või rohkem (olenevalt toru tüübist ja vaakumist) tõuseb toru automaatselt üles ja väike leek sulgeb selle.

Alus pöörleb, kui lampi sisestatakse rida kütteseadme nimipingest kõrgemaid tööpingeid.

Lõpuks eemaldatakse ülejäänud toru, aluse juhtmestik kinnitatakse spetsiaalse kuumakindla tsemendi abil välimise aluse külge (kui see on kaheksandaluse tüüpi) ning valmis toru on riiulis vananemiseks ja pleekimiseks valmis. Kui raadiotoru vastab spetsiaalses testeris mitmetele tööspetsifikatsioonidele, siis see märgitakse ja saadetakse.

Metallkeraamika

Kui tahad palju energiat kontrollida, siis habrast klaasist raadiotoru on keerulisem kasutada. Seega on tänapäeval tõesti suured raadiotorud täielikult valmistatud keraamilistest isolaatoritest ja metallelektroodidest.

Nendes suuremates torudes on plaat ka osa toru väliskestast. Selline plaat juhib voolu läbi lambi ja suudab hajutada palju soojust, see on valmistatud nagu radiaator, millest puhutakse läbi jahutusõhku, või on sellel avad, mille kaudu pumbatakse raadiolambi jahutamiseks vett või muud vedelikku.

Õhkjahutusega torusid kasutatakse sageli raadiosaatjates, vedelikjahutusega raadiotorusid aga raadioenergia tootmiseks tööstuslikuks kütmiseks. Selliseid torusid kasutatakse "induktsioonkuumutitena", et valmistada muud tüüpi tooteid - isegi muid torusid.

Keraamilisi torusid valmistatakse erinevatel seadmetel kui klaasist raadiotorusid, kuigi protsessid on sarnased. See on pehme metall, mitte klaas, ja seda surutakse tavaliselt hüdraulilise pressi abil. Keraamilised tükid on tavaliselt rõngakujulised ja nende servadele on joodetud metallist tihendid; need kinnitatakse ja keevitatakse metallosade külge keevitamise või jootmise teel.

MIKS veel raadiolampe kasutatakse?

Paljud suured raadiojaamad kasutavad jätkuvalt suuri elektrijaama torusid, eriti üle 10 000 W võimsuse ja üle 50 MHz sageduste puhul. Võimsaid UHF-telekanaleid ja suuri FM-jaamu toidavad ainult raadiotorud. Põhjus: kulu ja tõhusus!

Kuid madalatel sagedustel on transistorid tõhusamad ja odavamad kui raadiotorud.

Suure pooljuhtsaatja ehitamiseks oleks vaja sadu või tuhandeid võimsustransistore paralleelselt 4 või 5 kaupa. Lisaks vajavad nad suuri jahutusradiaatoreid. Raadiotoru ei vaja kombineerijat ja see võib olla õhk- või vesijahutusega parem kui tahkis. See võrrand muutub ülikõrges sagedusalas veelgi selgemaks."Üleslingis" kasutavad maapealsed jaamad ka raadiotorusid. Ja suure väljundvõimsuse jaoks näivad raadiotorud olevat ülimad. Eksootilisi transistore kasutatakse endiselt ainult nõrga signaali võimendamiseks ja väljundvõimsuseks alla 40 W, isegi pärast märkimisväärset tehnoloogia arengut. Raadiotorudega toodetud elektrienergia madal hind hoiab neid majanduslikult elujõulisena teaduse arengu tasemel.

Torukitarri võimendid

Üldiselt on ainult väga odavad kitarrivõimendid (ja mõned spetsiaalsed professionaalsed mudelid) valdavalt pooljuhtvõimendid. Meie hinnangul on vähemalt 80% tipptasemel kitarrivõimendite turust ehitatud täistoru- või hübriidmudelitele. Eriti populaarne Tõsistel professionaalsetel muusikutel on kaasaegsed versioonid 1950. ja 1960. aastate klassikalistest Fenderi, Marshalli ja Voxi mudelitest. Arvatakse, et 1997. aasta seisuga moodustab see äri maailmas vähemalt 100 miljonit dollarit.

Miks lampvõimendid? See on heli, mida muusikud tahavad. Võimendi ja kõlar saavad muusika osaks. Tetrood- või pentoodvõimendi omapärased moonutuste ja sumbumise dünaamika karakteristikud koos kõlarite koormusele vastava väljundtrafoga on ainulaadsed ja neid on pooljuhtseadmetega raske jäljendada. Ja kivivõimendite kasutuselevõtu meetodid ei olnud ilmselt edukad; Professionaalsed kitarristid naasevad taas lampvõimendite juurde.

Isegi kõige nooremad rokkmuusikud tunduvad olevat väga konservatiivsed ja tegelikult kasutavad nad oma muusika tegemiseks torutehnikat. Ja nende eelistused osutasid neile raadiotorule, mida oli aastate jooksul testitud.

Professionaalne heli

Salvestusstuudioid on veidi mõjutanud torupõhiste kitarrivõimendite levik muusikute käes. Lisaks on klassikalised kondensaatormikrofonid, mikrofonid, eelvõimendid, piirajad, ekvalaiserid ja muud seadmed muutunud väärtuslikeks kogumisobjektideks, kuna erinevad salvestusinsenerid on avastanud torude väärtuse seadmetes ja spetsiaalsete heliefektide loomisel. Tulemuseks oli lindistamiseks mõeldud lampseadmete ja heliprotsessorite müügi ja reklaami tohutu kasv.

Kõrge kvaliteediga heli audiofiilidele

Oma madalaimal tasemel 1970. aastate alguses oli HIGH-END lampvõimendite raadiolampide müük vaevalt
olmeelektroonika buumi vastu. Kuid isegi vaatamata Ameerika ja Euroopa torutehaste sulgemisele pärast 1985. aastat ja alates 1985. aastast on kõrgetasemeliste helikomponentide müügi buum olnud. Ja nendega algas kodukasutuseks mõeldud lampheliseadmete - lampvõimendi - müügibuum.

Torude kasutamine on inseneriringkondades olnud väga vastuoluline, kuid nõudlus tipptasemel toruseadmete järele kasvab jätkuvalt.

Raadiotoru kasutamine

Millal peaksin lambi vahetama? Lampvõimendi torusid tuleks vahetada alles siis, kui hakkate helikvaliteedis muutusi märkama.
Tavaliselt muutub heli "nüriks" ja tundub seejärel veelgi tuhmimaks. Lisaks väheneb võimendi võimendus märgatavalt. Tavaliselt piisab asendamiseks sellest hoiatusest lambid

. Kui kasutajal on raadiotorule väga karmid nõuded, siis kõige paremini saab toru testida korraliku testeriga. Need on endiselt kasutatud turul saadaval; kuigi uusi pole juba palju aastaid tehtud. Praegu toodab üks tester, Maxi-Matche. Tester sobib 6L6, EL34, 6550 ja tüüpide testimiseks. Kui te ei leia torutesterit, pidage nõu tehnilise teenindusega.

Sinine sära – mis seda põhjustab? Klaasist raadiotorude sees on nähtav sära. Enamik helitorusid kasutavad oksiidkatoode, mis helendavad rõõmsalt sooja oranžina. Ja tooriaadi hõõglambiga raadiolambid, nagu trioodid SV811 ja SV572, näitavad hõõgniitidest ja (mõnedes võimendites) valget kuumust.

1) Enamik Svetlana raadiolampe näitab fluorestseeruvat sära. See on väga sügav sinine värv. Selle põhjuseks on väikesed lisandid, näiteks koobalt. Kiiresti liikuvad elektronid löövad vastu lisandimolekuli, erutavad seda ja toodavad iseloomuliku värvi valguse footoneid. Seda täheldatakse tavaliselt plaadi sisepinnal, vahetükkide pinnal või klaaskesta sisepinnal. See sära on kahjutu. See on normaalne ega viita toruprobleemile. Nautige seda. Paljud audiofiilid usuvad, et see sära parandab raadiotoru välimust töötamise ajal.

2) Mõnikord hakkab raadiotoru väikese lekke all helendama. Kui õhk siseneb lampi ja kui plaadile rakendatakse kõrget pinget, võivad õhumolekulid ioniseeruda. Ioniseeritud õhu kuma erineb fluorestseeruvast õhust, ioniseeritud õhk on tugevalt lillat värvi, peaaegu roosa. See värv ilmub tavaliselt toruplaadi sees (kuigi mitte alati). See ei kleepu pindadele nagu fluorestsents, vaid ilmub elementidevahelistesse ruumidesse. Raadiotoru näitab seda sära ja see tuleks kohe välja vahetada, kuna gaas võib põhjustada anoodvoolu lekke ja (võimalik) kahjustada lampvõimendit.

PALUN MÄRKUS: Mõned vanemad tipptasemel toru- ja kitarrivõimendid ning väga vähesed kaasaegsed võimendid kasutavad spetsiaalseid torusid, mis töötavad korralikult ioniseeritud gaasil.

Mõned lampvõimendid kasutavad elavhõbedalaldeid, näiteks 83, 816, 866 või 872. raadiotorud helendavad normaalse töö ajal tugevalt sini-violetset värvi. Nad muudavad vahelduvvoolu alalisvooluks, et kasutada teisi raadiotorusid.

Ja mõnikord kasutavad iidsed ja kaasaegsed lampvõimendid gaaslahendusega raadiolampide regulaatorit, näiteks tüübid 0A2, 0B2, 0C2, 0A3, 0B3, 0C3 või 0D3.

Need lambid töötavad ioniseeritud gaasil, et reguleerida pinget väga tihedalt, ja helendavad tavarežiimis tavaliselt kas sinakasvioletselt või roosalt.

Mis on klass A, B, AB, ultralineaarne lampvõimendi jne?

1. A-klass tähendab, et võimsus juhib kogu aeg sama palju voolu, olenemata sellest, kas see töötab tühikäigul või täisvõimsusel. Klass on elektriliselt väga ebaefektiivne, kuid üldiselt tekitab väga väikeseid moonutusi ja suurepärast heli.

On olemas ühe otsaga klassi ehk SE võimendid. Nad kasutavad paralleelselt ühte või mitut raadiolampi, mis kõik töötavad üksteisega faasis. Neid kasutatakse tavaliselt väikestes kitarrivõimendites ja kõrgekvaliteedilistes võimendites. Paljud audiofiilid eelistavad SE lampvõimendit, isegi kui sellel on suhteliselt suured ühtlase järjekorra moonutused. Enamik 300B on tipptasemel SE lampvõimendid. Negatiivne tagasiside (NFB), mida saab kasutada võimendi moonutuste vähendamiseks, ei ole helis eriti märgatav. Enamik SE lampvõimendeid on mitte-FOB.

Samuti push-pull klassi A lampvõimendid - nendes kasutatakse kahte, nelja või enamat toru (alati paarikaupa), mis aetakse omavahel faasist välja. See välistab ühtlase järjestuse moonutused ja tekitab väga selge heli. A-klassi push-pull lampvõimendi näide on Vox AC-30 kitarrivõimendi. Suured voolud võivad reeglina kulutada raadiolampide katoode kiiremini kui AB lampvõimendil.

On kahte tüüpi A-klassi, mida saab rakendada ühe otsaga või tõukejõu jaoks

Klass A1 tähendab, et võrgupinge on alati negatiivsem kui katoodpinge. See annab suurima võimaliku lineaarsuse ja seda kasutatakse trioodidega, nagu SV300B, ja pentoodidega.

Klass A2 tähendab, et võrku juhitakse positiivsemalt kui osa katoodist või kogu signaalist. See tähendab, et võrk tugineb katoodi voolule ja soojeneb. A2-d ei kasutata sageli pentoodides või trioodides, nagu SV300B, eriti helitoruvõimendites. Tavaliselt kasutab A2-klassi lampvõimendi spetsiaalsete tugevate võredega lampe, nagu SV811 ja SV572 seeria trioodid.

2. Klass AB kehtib ainult. See tähendab, et kui ühe raadiotoru võrku juhitakse seni, kuni selle anoodvool täielikult katkeb (seiskub), võtab teine ​​toru üle ja töötleb väljundvõimsust. See annab suurema efektiivsuse kui klass A. See toob kaasa ka suuremad moonutused, kui võimendi ei ole hoolikalt kavandatud ja kasutab ära mõningaid negatiivseid reaktsioone. Seal on klassi-AB1 ja klassi-AB2 võimendid; erinevused on samad, mis selgitatud.

Trafodeta lampvõimendid on spetsiaalsed kõrgtehnoloogilised tooted. Kuna see on kallis ja Pealegi on see keeruline, mõned insenerid otsustasid trafo üldse kõrvaldada. Kahjuks on raadiolampidel võrreldes transistoridega suhteliselt kõrge väljundtakistus. Hästi läbimõeldud trafota lampvõimendi on helikvaliteediga ja on tänapäeval saadaval.

Selline lampvõimendi nõuab reeglina rohkem hoolt ja hoolt kui trafo võimendi.

Viimastel aastatel on trafota lampvõimendi ebausaldusväärsuse tõttu halb maine. See oli probleem ainult mõne odava tootja puhul, kes on vahepeal oma tegevuse lõpetanud. Hästi läbimõeldud lampvõimendi võib olla sama töökindel kui trafo võimendi. Laadige alla suurepäraseid raamatuid "Tube DIY võimendi"

võib olla TASUTA suurus 220,47 MB!!!Lampvõimendi raamatute 2. osa

võib olla TASUTA suurus 122,41 MB!!

Loodan, et see selgitus aitas vähemalt natuke. Palun jätke allpool kommentaarid, et saaksin teiega ühendust võtta. Ära karda mind ja liitu minuga

Elektroonikalampe saab klassifitseerida elektroodide arvu, otstarbe, sagedusvahemiku, võimsuse, katoodi tüübi ja mõõtmete järgi.

Elektroodide arvu järgi jagunevad elektroonikatorud dioodideks, trioodideks, tetoodideks, pentoodideks, heptoodideks, kombineeritud torudeks (topeltdioodid, topelttrioodid, triood-pentoodid, triood-heptoodid jne).

Olenevalt teostatavatest funktsioonidest võivad lambid olla alaldavad, tuvastavad, võimendavad, konverteerivad, genereerivad jne.

Kui ühendada vooluallika miinus dioodi anoodiga ja pluss katoodiga, siis tõrjub negatiivselt laetud anood negatiivsed elektronid tagasi katoodile. Sellisel juhul ei voola lampi läbi vool. Järelikult juhib diood elektrivoolu ainult ühes suunas - anoodilt katoodile, kui anoodi potentsiaal on suurem kui katoodi potentsiaal.

Dioodi ühesuunaline juhtivus on selle peamine omadus. Just see omadus määrab dioodi eesmärgi – vahelduvvoolude alaldamine alalisvooludeks ja kõrgsagedusmoduleeritud võnkumiste muundamine helisagedusvooludeks (tuvastus).

Vahelduvvoolu alaldamiseks mõeldud dioode nimetatakse kenotroniteks. Need on tähistatud tähega C (1Ц1С, 1Ц7С, 1Ц11П, 1Ц21П, ЗЦ18П, 5ЦЗС, 6Ц4П jne).

Tuvastamiseks mõeldud dioodid on väikese võimsusega. Kõige sagedamini toodetakse neid kahe anoodiga lampidena või kombineeritud lampide osana. Need dioodid on tähistatud tähega X või D (6D14P, 6D20P, 6X6S).

Triood on elektrontoru, milles anoodi ja katoodi vahele on paigutatud kolmas elektrood ehk võrk. Selle lambi pakkus 1906. aastal välja Ameerika teadlane Lee de Forest. Kaasaegsete lampide võrk on valmistatud katoodi ümbritseva traatspiraali kujul. Võrk on valmistatud niklist, molübdeenist või volframist. Trioodvõrku nimetatakse juhtvõrguks, kuna seda saab kasutada anoodi voolutiheduse hõlpsaks reguleerimiseks, rakendades võrgule teatud väärtusega positiivset või negatiivset pinget.

Arvestades, et trioodi võrk asub katoodile lähemal kui anood, on selle mõju elektronide voolule olulisem. Seda trioodi omadust kasutatakse raadiotehnikas laialdaselt nõrgenenud raadiosignaalide võimendamiseks. Raadiosignaali võimendamise põhimõte taandub järgmisele. Võimendatav signaal suunatakse trioodi juhtvõrku. Võrgupotentsiaali muutus toob kaasa vastava muutuse anoodivoolus. Sel juhul eemaldatakse anoodilt võrku edastatava signaali võimendatud pinge. Võrku rakendatakse pidevat negatiivset potentsiaali (grid bias voltage), mille suurus on selline, et signaali positiivsed pooltsüklid ei tekita võrgule positiivset pinget. Vastasel juhul ilmub võrguvool (positiivne võrk tõmbab mõned elektronid), mille tulemusena anoodivool väheneb, mis põhjustab signaali moonutamist.

Trioode kasutatakse madalate ja kõrgete sageduste võimenditena, mitmesuguste impulsside genereerimiseks laias sagedusvahemikus ja ahelate (katoodijärgijad) sobitamiseks. Trioodide märgistus sisaldab tähte S või N (topelttrioodid) 6N1P, 6NZP, 6N7S, 6N9S, 6N24P jne.

Trioodide ja mitmeelektroodiliste lampide üldise kasutamise võimaluse kindlaksmääramiseks konkreetses vooluringis kasutatakse lambi tehnilisi omadusi (parameetreid), millest olulisemad on: lambi iseloomulik kalle, võimendus ja sisetakistus.

Karakteristiku S kalle on väärtus, mis näitab, mitu milliamprit anoodi vool muutub, kui võrgu pinge muutub 1 V ja anoodi pinge jääb konstantseks. See on defineeritud kui anoodivoolu juurdekasvu AI a suhe võrgupinge juurdekasvu AU C

Võimendus määrab lampide võimendusomadused. See kujutab anoodi pinge juurdekasvu AU a suhet võrgupinge juurdekasvu AU C , mis põhjustab anoodivoolu AI a sama suurenemise.

Trioodi sisetakistus Ri on anoodi ja katoodi vaheline takistus anoodi vahelduvvoolule. Seda väljendatakse anoodipinge AU a juurdekasvu suhtena anoodivoolu AI a juurdekasvusse

Kui transkonduktiivsus hindab võrgupinge mõju anoodivoolule, siis sisetakistus võimaldab hinnata anoodipinge mõju anoodivoolule.

Tetrood on kahe ruudustikuga neljaelektroodiga lamp, millest üks on juht, teine ​​varjestus. Viimane asetatakse juhtvõre ja anoodi vahele, et suurendada lambi võimendust. Varjestusvõrgule rakendatakse positiivne pinge, mis võrdub 50-80% anoodi pingest. Nendes tingimustes arenevad kahe kiirendusvälja (anood ja teine ​​võrk) mõjul olevad elektronid suurel kiirusel ja löövad anoodilt välja sekundaarsed elektronid, mis liiguvad sellelt varjestusvõrele ja on selle poolt ligitõmbavad. Seda nähtust nimetatakse tetroodi dünatroni efektiks. See toob kaasa varjestusvõrgu voolu suurenemise ja anoodivoolu vähenemise, mis on samaväärne võimendussignaali moonutamisega.

Dünatroni efekti kahjuliku mõju kõrvaldamiseks luuakse varjestusvõrgu ja anoodi vahelisse pilusse aeglustav negatiivne väli. Selleks asetatakse võre ja anoodi vahele kaks katoodiga ühendatud metallplaati. Selliseid lampe nimetatakse kiirtetroodideks. Neid kasutatakse laialdaselt madala sagedusega signaalide (6P13S, 6P31S, 6P36S, 6P1P) terminalvõimenditena.

Teine võimalus tetroodi dünatroni efekti kõrvaldamiseks on võtta kasutusele teine ​​võrk, mida nimetatakse kaitsvaks või antidünatroniks. Viie elektroodiga lampi nimetatakse pentoodiks. Kolmas võrk on ühendatud katoodiga. See loob anoodilt emiteeritud sekundaarsetele elektronidele aeglustava välja ja suunab need tagasi anoodile. Pentoodid on parimad võimendustorud, teatud tüüpi pentoodide võimendus ulatub mitme tuhandeni. Neid kasutatakse kõrgete ja keskmiste sageduste võimenditena.

Heptood on viie ruudustikuga seitsmeelektroodiline elektrontoru. Võre otstarve võib olla järgmine: esimene ja kolmas on kontrollvõred, teine ​​ja neljas sõelumisvõre, viies antidünatronvõred. Heptoode kasutatakse ühe sagedusega elektriliste vibratsioonide teisendamiseks teise sagedusega vibratsioonideks. Näiteks superheterodüünvastuvõtjates toimivad nad vastuvõetud signaali kõrgsageduslike võnkumiste muundurina kesksageduslikeks signaalideks.

Kaasaegsetes raadioseadmetes kasutatakse laialdaselt kombineeritud lampe, milles kaks või kolm lampi on paigutatud ühte silindrisse ja millel on oma eraldi elektroodisüsteemid. Selliste lampide eelis on ilmne: need vähendavad raadioseadmete suurust ja suurendavad selle efektiivsust. Kodumaine tööstus toodab järgmisi kombineeritud lampe: topeltdioodid, topelttrioodid, dioodtrioodid, dioodpentoodid, trioodpentoodid jne (6I1P, 6F1P, 6FZP jne).

Tänapäeval oleme harjunud kompaktsete elektroonikaseadmete ja üliõhukeste sülearvutitega. Ja veidi enam kui sada aastat tagasi ilmus seade, mis muutis selle reaalsuseks ja tekitas elektroonika arengus tõelise revolutsiooni. Me räägime raadiotorust.

Tube sissejuhatus

Lambid olid varem laialdaselt kasutusel vooluringide projekteerimisel, nende abil ehitati esimesed elektroonilised seadmed. Raadiolampide kuldaeg jäi 20. sajandi esimesse poolde. Meie vanaisadele ja vanaisadele olid hiiglaslikud arvutid palju tuttavamad, võtsid enda alla terve toa ja peesitavad nagu pagana. Sellise autoga ei saa telesarja vaadata.

Siis oli aeg, mil nõukogude mikroskeemid muutusid maailma suurimateks. Kuid see on teine ​​lugu, mis sai alguse pärast pooljuhtseadmete tulekut. Nagu te aru saate, räägib see artikkel vaakumtoru tööst ja selle tänapäevasest kasutamisest.

Vaakumseadmed

Vaakum on aine puudumine. Täpsemalt selle peaaegu täielik puudumine. Füüsikas on kõrged, keskmised ja madalad vaakumid. On selge, et vaakumis ei saa olla elektrivoolu, kuna vool on laengukandjate (osakeste) suunatud liikumine, millel pole vaakumis kusagilt tulla.

Aga eikusagilt? Metallid vabastavad kuumutamisel elektrone. See on nn termiline emissioon. Sellel põhineb elektrooniliste vaakumseadmete töö.

Termoemissiooni avastas Thomas Edison. Täpsemalt sai teadlane teada, et kui hõõgniiti kuumutatakse ja vaakumkolvis on teine ​​elektrood, juhib vaakum voolu. Edison ei mõistnud sel ajal oma avastuse olulisust täielikult, kuid igaks juhuks patenteeris ta selle. Järeldus: igas ebaselges olukorras patenteerige see!

Vaakumseadmed on hermeetiliselt suletud silindrid, mille sees on elektroodid. Silindrid on valmistatud klaasist, metallist või keraamikast, pärast seda, kui õhk on neist välja pumbatud.

Lisaks vaakumtorudele on olemas järgmised vaakumseadmed:

• mikrolaineseadmed, magnetronid, klystronid;
• kineskoobid, elektronkiiretorud;
• Röntgentorud.

Vaakumtoru tööpõhimõte

Vaakumtoru on elektrooniline vaakumseade, mis töötab elektroodidevahelise elektronide voo intensiivsuse juhtimisega.

Lihtsaim lambitüüp on diood. Definitsioonide lugemise asemel vaatame seda.

Igal lambil on katood, millelt elektronid välja lendavad, ja anood, millele nad lendavad. Kui katoodile rakendatakse "miinus" ja anoodile "pluss", hakkavad kuumalt katoodilt eralduvad elektronid liikuma anoodi poole. Vool hakkab voolama lambis.

Muide! Kui teil on vaja dioodvõimendit arvutada, on meie lugejatele nüüd 10% allahindlus

Dioodil on ühesuunaline juhtivus. See tähendab, et kui katoodile on lisatud pluss ja anoodile miinus, siis vooluahelas ei teki.

Lisaks nendele kahele elektroodile võivad lambid sisaldada ka teisi.

Kõik vaakumtorude nimetused on seotud elektroodide arvuga. Diood - kaks, triood - kolm, tetrood - neli, pentood - viis jne.

Võtame trioodi. See on diood, millele on lisatud täiendav elektrood - juhtvõre. Selline kolme elektroodiga lamp võib juba vooluvõimendusena töötada.

Kui võrgul on väike negatiivne pinge, blokeerib see osa anoodile lendavad elektronid ja vool väheneb. Suure negatiivse pinge korral "blokeerib" võrk lambi ja vool selles peatub. Ja kui võrgule rakendatakse positiivset pinget, siis anoodivool suureneb.

Katoodi kõrvale paigaldatava võrgu pinge väike muutus mõjutab oluliselt katoodi ja anoodi vahelist voolu. Sellel põhineb võimenduse põhimõte.

Vaakumtorude rakendused

Peaaegu kõikjal on lamp asendatud pooljuhttransistoriga. Kuid mõnes tööstusharus on lambid oma koha sisse võtnud ja jäävad asendamatuks.

Näiteks kosmoses. Lambiseadmed taluvad laiemat temperatuurivahemikku ja taustkiirgust, seetõttu kasutatakse seda kosmoselaevade tootmisel.

Õhk- või vesijahutusega torusid kasutatakse ka suure võimsusega raadiosaatjates.

Muidugi on tänapäevast muusikatehnikat ilma toruahelateta raske ette kujutada.

Toruheli: fakt või väljamõeldis?

Madalsagedusvõimendid või lihtsalt helivõimendid on raadiotorude tuntuim tänapäevane kasutusviis, mis tekitab ka palju poleemikat.

See ulatub isegi "holiwarni" toru- ja transistoriheli järgijate vahel. Toruheli on väidetavalt “hingelisem” ja “pehmem” ning seda on meeldiv kuulata. Kuigi transistori heli on "hingetu" ja "külm".

Midagi ei juhtu ilmaasjata ja on ebatõenäoline, et sellised vaidlused ja arvamused tekkisid tühjalt kohalt. Omal ajal hakkas teadlasi huvitama küsimus, kas toruheli on tõesti kõrva jaoks meeldivam. Lambi ja transistori erinevusi on päris palju uuritud.

Neist ühe sõnul lisavad lampvõimendid signaalile isegi harmoonilisi, mida inimesed tajuvad subjektiivselt kui “sooja”, “meeldivat” ja “hubavat”. Tõsi, inimesi on nii palju, arvamusi on nii palju, mistõttu arutelud veel kestavad.

Vaidlemine on sageli ajaraiskamine. Üliõpilasteenindus, vastupidi, aitab säästa väärtuslikke töötunde. Pöörduge meie spetsialistide poole kvaliteetse abi saamiseks mis tahes teadmiste valdkonnas.