Комбинированные трубки

Подобно идее интегральной схемы, разработчики ламп пытались объединить различные функции ламп в одинарные оболочки, чтобы уменьшить требования к пространству в более современном электронном оборудовании лампового типа. Обычная комбинация, наблюдаемая в одной стеклянной оболочке, представляла собой либо два диода, либо два триода. Идея размещения пар диодов внутри одной оболочки имеет большой смысл в свете конструкции двухполупериодного выпрямителя с источником питания, всегда требующей нескольких диодов.

Конечно, было бы совершенно невозможно объединить тысячи ламповых элементов в одну ламповую оболочку так, чтобы тысячи транзисторов могли быть выгравированы на одном куске кремния, но инженеры все же приложили все усилия, чтобы раздвинуть границы миниатюризации ламп и укрепление. Некоторые из этих трубок, причудливо названные компактроны , содержал четыре или более полных трубчатых элемента в одной оболочке.

Иногда функции двух разных ламп могли быть объединены в одну комбинированную лампу таким образом, что просто работало более элегантно, чем когда-либо могли сделать две лампы. Примером этого был преобразователь пятиугольника , более широко называемый гептодом, используемый в некоторых конструкциях супергетеродинных радиоприемников. Эти трубки содержали семь элементов:5 сеток, катод и пластину. Две сетки обычно зарезервированы для ввода сигнала, остальные три предназначены для функций экранирования и подавления (повышения производительности). Комбинируя супергетеродинные функции генератора и смесителя сигналов вместе в одной лампе, связь сигналов между этими двумя каскадами была естественной. Вместо того, чтобы иметь отдельные схемы генератора и смесителя, генератор создает переменное напряжение, а смеситель «смешивает» это напряжение с другим сигналом, секция генератора пентагридного преобразователя создает поток электронов, который колеблется по интенсивности, который затем напрямую проходит через другую сетку для «смешивания». »С другим сигналом.

Эту же лампу иногда использовали по-другому:подав напряжение постоянного тока на одну из управляющих сеток, можно было изменить коэффициент усиления лампы для сигнала, подаваемого на другую управляющую сетку. Это было известно как переменная-му . операции, поскольку «мю» (µ) лампы (ее коэффициент усиления, измеряемый как отношение изменения напряжения между пластиной и катодом к изменению напряжения между сеткой и катодом при постоянном токе пластины) может быть изменен по желанию с помощью Сигнал управляющего напряжения постоянного тока.

Предприимчивые инженеры-электронщики также обнаружили способы использования таких многопараметрических возможностей «меньших» ламп, таких как тетроды и пентоды. Одним из таких способов был так называемый ультралинейный усилитель мощности звука, изобретенный парой инженеров Дэвидом Хафлером и Хербом Кероэсом, в котором используется лампа тетрода в сочетании с выходным трансформатором с «ответвлением», чтобы обеспечить существенное улучшение линейности усилителя (снижение уровней искажений). Рассмотрим «несимметричный» ламповый усилитель на триоде с выходным трансформатором, соединяющим мощность с динамиком:

Если мы заменим триод в этой схеме тетродом, мы увидим улучшение коэффициента усиления схемы в результате электростатического экранирования, обеспечиваемого экраном, предотвращающего нежелательную обратную связь между пластиной и управляющей сеткой:

Однако экран тетрода может использоваться не только для защиты сетки от пластины, но и для других функций. Его также можно использовать как еще один элемент управления, как и саму сетку. Если на первичной обмотке трансформатора сделан «отвод», и этот отвод подключен к экрану, на экран будет поступать напряжение, которое изменяется в зависимости от усиливаемого сигнала (обратная связь). В частности, сигнал обратной связи пропорционален скорости изменения магнитного потока в сердечнике трансформатора (dΦ / dt), что улучшает способность усилителя воспроизводить форму входного сигнала на клеммах динамика, а не только в первичной обмотке. трансформатора:

Эта обратная связь по сигналу приводит к значительному улучшению линейности усилителя (и, как следствие, искажений), если принимаются меры против «перегрузки» экрана слишком большим положительным напряжением относительно катода. В качестве концепции ультралинейный дизайн (экранная обратная связь) демонстрирует гибкость работы, обеспечиваемую множеством элементов сетки внутри одной трубки:возможности, которые редко достигаются полупроводниковыми компонентами.

Некоторые конструкции трубок сочетают в себе несколько функций лампы наиболее экономичным образом:двойные пластины с одним катодом, токи для каждой пластины контролируются отдельными наборами управляющих сеток. Типичными примерами таких ламп были триод-гептод . и триод-гексод трубки (гексодная трубка - это трубка с четырьмя решетками, одним катодом и одной пластиной).

Другие конструкции трубок просто включают отдельные трубчатые конструкции внутри единой стеклянной оболочки для большей экономии. Лампы с двумя диодами (выпрямителями) были довольно распространены, как и лампы с двумя триодами, особенно когда рассеиваемая мощность каждой лампы была относительно низкой.

Модели 12AX7 и 12AU7 являются типичными примерами двухтриодных ламп, оба имеют малую мощность. 12AX7 особенно часто используется в качестве лампового предусилителя в схемах усилителя электрогитары.