K.W. "O
lampie elektronowej" - Kącik dla początkujących |
Każdy, kto kiedykolwiek miał radioodbiornik detektorowy, zetknął się z jego dwiema podstawowymi cechami: prostotą układu i… niewielką siłą odtwarzania audycji. Przyczyną jest to, że w tym najprostszym układzie odbiorczym nie występuje wzmacnianie audycji. Pewna ilość energii wielkiej częstotliwości, jaka jest
"schwytana" za pomocą anteny odbiorczej zostaje poddawana procesowi detekcji (jest
"prostowana"), a uzyskana w ten sposób niewielka ilość energii małej (akustycznej) częstotliwości bezpośrednio uruchamia słuchawki. Dlatego też, niemal od pierwszych dni radiotechniki występował zasadniczy problem: jak wzmocnić słabe sygnały odbierane przez aparat detektorowy. Rozwiązanie problemu przyniósł dopiero wynalazek lampy elektronowej, która umożliwiła zestawienie układu wzmacniającego. Metoda wzmacniania jest prosta. Nie wnikając w tej chwili dokładnie w szczegóły techniczne można ogólnie stwierdzić, że metoda ta polega na zasilaniu słuchawek (lub głośnika) energią elektryczną uzyskiwaną z lokalnego źródła odpowiednio dużej mocy (np. z baterii), natomiast słaby sygnał doprowadzany z anteny odbiorczej służy w tym przypadku jedynie do sterowania przepływem tej energii. Sterowanie to powinno zachodzić w taki sposób, aby przebiegi prądowe w obwodzie słuchawek czy głośnika jak najdokładniej odpowiadały przebiegom radiowego sygnału sterującego. Na rys.1 poglądowo przedstawiono odpowiedni blokowy układ odbiornika detektorowego ze wzmacniaczem, który został zastosowany do wzmacniania słabego sygnału małej częstotliwości z odbiornika detektorowego.
Działanie elementu regulującego przepływ prądu we wspomnianym obwodzie jest w pewnym stopniu analogiczne do działania, np. zaworu w hydrancie, któremu podporządkowany jest potężny strumień wody (duża moc), sam zaś zawór ustawiany jest przy zużyciu bardzo niewielkich ilości energii (np. ręcznie). Oczywiście w układach wzmacniaczy elektronicznych rolę "zaworu" spełnia lampa elektronowa (lub tranzystor). Działanie takiego zaworu-wzmacniacza można w uproszczeniu przedstawić tak, jak na rys.2.
Lampę o najprostszej konstrukcji – diodę, poznaliśmy już w numerze 6/1964. Wiemy, że gdy między rozżarzoną katodę i anodę lampy załączymy (plusem do anody) źródło napięcia, to poprzez próżnię lampy popłynie prąd. Jest to właśnie wspomniany wyżej prąd z lokalnego źródła energii (rys.3a). Obecnie naszym zadaniem jest odpowiednie sterowanie tym prądem tak, jak to w uproszczeniu przedstawiono na rys.3b. Oczywiście do tego celu lampa musi być nieco inaczej skonstruowana – należy wprowadzić do jej wnętrza, między katodę i anodę – element sterujący.
Spójrzmy na rys.4, na którym przedstawiona jest konstrukcja takiej lampy.
Pomiędzy katodą i anodą została umieszczona dość rzadka spirala z drutu. Znajduje się ona na drodze biegnących z katody do anody elektronów i może na nie oddziaływać. Działanie siatki sterującej (tak nazwano tę dodatkową elektrodę) przedstawione jest na rys.5.
Jak widzimy, oddziaływanie siatki wywiera duży wpływ na wartość prądu płynącego przez lampę. Gdy potencjał jej jest np. ujemny (rys.5a), to odpycha ona elektrony wyrzucane z gorącej katody i dlatego prąd anodowy jest niewielki. Przy potencjale siatki bliskim zerowemu (rys.5b) prąd anodowy ma znacznie większą wartość. Prąd ten wzrasta jeszcze bardziej, gdy siatka ma potencjał dodatni w stosunku do katody. Jednocześnie jednak niewielka część elektronów, a mianowicie te elektrony, które trafiły wprost na rzadko rozmieszczone druciki siatki (rys.4), tworzy tzw.
"prąd siatki" zamykający się w obwodzie baterii siatkowej. Jest to całkowicie zrozumiałe, ponieważ w tym przypadku siatka, mając co prawda niewielki, lecz jednak dodatni potencjał, upodabnia się w swym działaniu do anody, mającej również dodatni potencjał.
Jak powiedzieliśmy, małe nawet zmiany napięcia na siatce sterującej powodują duże zmiany natężenia prądu płynącego w obwodzie anodowym lampy, oznaczonym na rysunku (dla przejrzystości) grubymi liniami. Wówczas przez słuchawki płynie prąd o dość znacznej wartości, uzależnionej od przebiegów napięciowych na siatce sterującej. Daje to oczywiście ścisłe odtworzenie wzmocnionego sygnału sterującego w słuchawkach.
Obecnie wszystkie lampy elektronowe pracujące w urządzeniach zasilanych prądem zmiennym z sieci (tzw. popularnie "lampy sieciowe") posiadają właśnie takie pośrednio żarzone katody. Lampy te dzielą się na trzy zasadnicze grupy, które w europejskim oznaczeniu mają na pierwszym miejscu litery:
Każde urządzenie elektroniczne jest najczęściej obsadzone lampami jednej
serii (wyjątek stanowią konstrukcje amatorskie, w których często można spotkać najbardziej dziwne zestawy lamp, bo akurat właśnie takie były
"pod ręką"). Większość urządzeń to aparatura zasilana z sieci oświetleniowej, z lampami serii
"E". W tej serii lamp istnieje największa różnorodność typów. Oczywiście włókna żarzenia wszystkich lamp są połączone równolegle i żarzone napięciem o wartości 6,3V uzyskiwanym z odpowiedniego uzwojenia transformatora sieciowego. Dawniej spotykało się podobnie zasilane lampy napięciem 4V; oznaczone one były literą
"A".
Obecnie możemy powiedzieć, że oznaczenie lampy (typ) świadczy o tym, co kryje się w jej wnętrzu. Znamy
"z grubsza", jej podstawowe dane techniczne. I tak, np. bez trudu stwierdzimy, że lampy ECL82, PCL82 i UCL82 są do siebie bardzo podobne i różnią się między sobą w zasadzie tylko sposobem zasilania ich obwodu żarzenia. Przy okazji wyjaśnimy, że cyfra występująca w oznaczeniu lampy nie jest związana z jej parametrami elektrycznymi. Podaje ona natomiast informacje o tzw.
"cokole" lampy. Obecnie popularne lampy serii „80” (numery od 80 do 89) posiadają znany wszystkim cokół 9-szpilkowy (tzw. typ
"Noval"). Lampy oznaczone innymi numerami są mechanicznie wykonane inaczej (np. spotykane jeszcze dziś lampy serii
"21" posiadały cokół 8-szpilkowy).
Pierwsza litera oznaczenia
("D") podaje – analogicznie jak dla lamp sieciowych – informacje o obwodzie żarzenia lamp. Lampy serii
"D" są przystosowane do żarzenia z jednego ogniwa suchej baterii, a więc napięciem w granicach 1,2÷1,4V. Zapamiętajmy jednocześnie, że wszystkie lampy bateryjne mają z reguły katody żarzone bezpośrednio. K.W. |
[artykuły] |
© 2004 FonAr Sp. z o.o. e-mail: waw@fonar.com.pl |