Jump to content

    
Sign in to follow this  
fulcrum

Несколько вопросов по Радиолампам

Recommended Posts

Товарищи, премного вам благодарен за подробный ликбез по теме, а так же приведённые характеристики!

Приятно наблюдать такое количество разбирающихся людей, готовых помочь. 

 

22 часа назад, Xenia сказал:

Идея усилителя на электронной лампе не в том, чтобы отрывать от катода дополнительные электроны, а том, чтобы ТОРМОЗИТЬ этот поток! Здесь полная аналогия с водопроводным вентилем. Разве это кран сосет воду из трубы? - Нет! В трубе всегда должен быть напор, а вентиль регулирует поток воды через себя путем частичного запирания этого потока (сужением отверстия, через которое он протекает). Уже при нулевом потенциале на управляющей сетке вентиль можно считать открытым до отказа - большего напора ваш водопровод дать не может.

Понимаю, но полагал, что помимо того, что при нулевом потенциале на сетке, она практически не тормозит электроны, подав не неё положительный потенциал, можно увеличить силу, с которой электроны будут притягиваться в направлении анода, а соответственно и их ускорение (если к электронам, в данном случае, это вообще применимо) в том же направлении.  В водопровод, кстати, можно встроить бустерный насос и  регулировать его производительность :) 

Насколько я понимаю теперь, при подаче положительного потенциала на сетку, она лишь будет забирать на себя большую часть электронов, и большая часть тока будет проходить через неё, но как такового увеличения интенсивности движения электронов в пространстве между катодом, сеткой и анодом (а тем более интенсивности эмиссии) не произойдёт, верно?

Можно ли в таком случае сказать, что при подаче анодного напряжения на сетку, ток через лампу возрастает из-за уменьшения сопротивления, в частности вследствие того, что зазор между катодом и сеткой меньше, чем между катодом и анодом, а так же вследствие того, что большая часть попадает в сетку, а то, что в сетку не попало- улетело в анод?

Или всё же есть какая-то интенсификация потока, с которой, насколько я понимаю, от части согласился spirit_1

22 часа назад, spirit_1 сказал:

4. Именно так. Посмотрите на харктеристики лампы. Однако тут не все так просто. Вспомним что было написано выше. Как только сетка станет положительной по отношению а катоду участок катод сетка превратиться в диод . хотя и не столь ярко выраженный так как большая часть электронов полетит на анод имеющий более высокий потенциал

 

21 час назад, Егоров сказал:

Вообще, использовать вакуумный прибор в качестве силового ключа - плохая идея. Это не того класса приборы. Они, обычно,  работают с относительно малыми токами и при больших напряжениях. Единицы- десятки миллиампер и десятки-сотни вольт.

Силовым ключом это назвать сложно, мощность нагрузки всего порядка 1,5 Вт, хотя, наверное, можно и так сказать. Однако использование ламп, в данном случае- принципиальный момент, не связанный с техническими преимуществами данных приборов.  

Про недопустимость тока через сетку всё понял, спасибо.

Остались несколько вопросов, важных для понимания:

1) Как определить максимально допустимый ток, в цепи от катода к аноду? В таблице "основные параметры"  даташита есть указан некий "Ток анода" (95мА), это оно? А в таблице "Предельные эксплуатационные данные" указан некий "Ток катода" (140мА), может быть это он?

2) Как определить максимально допустимый ток через сетку? В даташите вроде бы не нахожу.

3) Почему нет анодно-сеточных характеристик для анодного напряжения ниже 100В? Это связано с невозможностью достижения на данном напряжении существенных токов, а может с существенными нелинейностями или с чем-то другим?

4) Почему максимальные токи анодно-сеточной характеристики, при полном открытии лампы, увеличиваются по мере уменьшения анодного напряжения? 

5) И самое главное: откуда можно подавать отрицательный потенциал на сетку, для закрытия лампы, если используется только один источник напряжения? 

 

Всем ещё раз благодарен.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 минуты назад, fulcrum сказал:

 

3) Почему нет анодно-сеточных характеристик для анодного напряжения ниже 100В? Это связано с невозможностью достижения на данном напряжении существенных токов,

 

Да. расстояние меж катодом и анодом фиксировано. Ток определяется напряженностью поля в конкретной конструкции лампы. 
При снижении анодного напряжения напряженность поля падает и ток уменьшается.
 В большинстве ламповых схем смещение на сетку организуется цепочкой автосмещения ( резистор в цепи катода). Но при этом лампа в активной области.
Для ключевого режима нужен отдельный источник. Запереть лампу автосмещением нельзя.

Share this post


Link to post
Share on other sites
29 минут назад, Егоров сказал:

Да. расстояние меж катодом и анодом фиксировано. Ток определяется напряженностью поля в конкретной конструкции лампы. 
При снижении анодного напряжения напряженность поля падает и ток уменьшается.
 В большинстве ламповых схем смещение на сетку организуется цепочкой автосмещения ( резистор в цепи катода). Но при этом лампа в активной области.
Для ключевого режима нужен отдельный источник. Запереть лампу автосмещением нельзя.

Хорошо, а что будет, если я подам на анод 50В, при токе нагрузки, скажем 0,04А, а катод замкну на сетку, через резистор? Лампа не закроется ни на сколько?

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 минут назад, fulcrum сказал:

Хорошо, а что будет, если я подам на анод 50В, при токе нагрузки, скажем 0,04А, а катод замкну на сетку, через резистор? Лампа не закроется ни на сколько?

Нет. Тут не гадать нужно, а разобраться с общими принципами работы электровакуумных приборов. С их конструкцией. Это вообще-то куда проще , чем работа транзистора.
 Образно говоря,  так чтобы вы чувствовали себя сидящим на сетке и наблюдающим откуда , куда и почему летят электроны. :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Принцип вполне понятен, чем отрицательнее потенциал на сетке, тем сложнее электронам проходить от катода к аноду из области пространственного заряда. Насколько я понимаю, отрицательным он должен быть относительно катода? Например, -60В относительно катода, чтобы запереть лампу при 100В анодных.

Если только отдельный источник, то это крайне печально, ибо мне одной лампой нужно заперать другую, а другой третью.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Обычно отрицательное напряжение на сетке требуется небольшое, порядка 10 В. Это активная область. Для режима отсечки, конечно больше.
 Странно что пришлось вам вернуться к лампам, причем, в несвойственной им роли. 
 Как вообще задача выглядит? Может не так уж обязательны лампы?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Задача выглядит очень просто: собрать ламповую логику :)

Понятно, что можно это сделать на транзисторах, а ещё проще- на готовых микросхемах, решений масса, но нужно именно ламповую, поэтому лампы обязательны. Если, конечно, это вообще возможно :)

На данный момент, большая часть вопросов ясна, за что большое спасибо всем отвечавшим.

Однако сейчас появился еще один принципиальный вопрос: можно ли закрыть одной лампой- другую (например, используя для каждой лампы, свой источник)?  Ну, то есть подключить закрывающую лампу в цепь сетки, закрываемой лампы, а закрываемая, соответственно, будет работать уже на какую-то небольшую нагрузку. Ведь насколько я понимаю, отрицательный потенциал на сетке, относительно катода, лишь останавливает ток электронов, но при этом напряжение на аноде, относительно катода не изменяется?

Попробовал собрать такую цепь, и действительно, даже если закрыть управляющую лампу, в управляемой - ток течь не начинает, и потенциал на сетке, относительно катода не уменьшается. Правда, если включить между сеткой управляемой лампы и анодом управляющей лампы, резистор, то некоторое уменьшение потенциала на сетке относительно катода наблюдаются, но что-то очень уж оно мало - порядка 2-3 вольт, при подаче запирающего напряжения на сетку управляющей лампы в -30В. И изменение номинала резистора изменений практически не дало.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ох, это было, но было так давно, что почти что неправда. :)
 Поройтесь на темы вроде https://www.qrz.ru/news/14936.html
 Это не самое удачное решение, кажется, была логика и получше. Но как отправная точка.

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 часов назад, fulcrum сказал:

Понятно, что можно это сделать на транзисторах

А что сразу на транзисторах, делайте на феррит-диодных ячейках. Там и лампы можно применить, в тактовом генераторе.

Я такую машину в армии застал. ИЦМ "Темп" называлась. :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
20 часов назад, Егоров сказал:

Ох, это было, но было так давно, что почти что неправда. :)
 Поройтесь на темы вроде https://www.qrz.ru/news/14936.html
 Это не самое удачное решение, кажется, была логика и получше. Но как отправная точка.

Спасибо, посмотрю.

8 часов назад, muravei сказал:

А что сразу на транзисторах, делайте на феррит-диодных ячейках. Там и лампы можно применить, в тактовом генераторе.

Я такую машину в армии застал. ИЦМ "Темп" называлась. :)

Я бы даже на квантовых ячейках сделал, будь я Илоном Маском :D

Пока предполагаю два варианта схемы с двумя лампами, одна из которых включена в цепь сетки другой. Вариант с доп источниками и - с автосмещением. Не знаю насколько корректен второй вариант, но первый я собирал и он у меня работал. Однако, как я писал выше, анодное напряжение первой лампы существенно не падает после её закрытия и, как следствие, вторая лампа почти не открывается.

Быть может кто-то сможет подсказать, какие изменения можно внести в схемы, чтобы после закрытия первой лампы, напряжение на сетке второй существенно упало?

 

Схема1.jpg

схема2.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Схемы просто нелепы.
Не, ничего не получится пока не разберетесь с физическими основами работы электровакуумных приборов. 
 Перепечатывать тут буквари никто не будет. А их существует  много, поищите.

Share this post


Link to post
Share on other sites
19.06.2020 в 23:00, fulcrum сказал:

Понимаю, но полагал, что помимо того, что при нулевом потенциале на сетке, она практически не тормозит электроны, подав не неё положительный потенциал, можно увеличить силу, с которой электроны будут притягиваться в направлении анода, а соответственно и их ускорение (если к электронам, в данном случае, это вообще применимо) в том же направлении.

А что вам даст сила, если на суммарный ток (анода+сетки) она влиять не будет? Ведь при положительных потенциалах анода и сетки ВСЕ (!) электроны, испускаемые катодом, будут уловлены, а больше их от этого не станет. Равно как вам не надоить от коровы больше молока, если взять более мощный насос :), т.к. молоко производит корова, а скорость его откачки из вымени, на удойность не влияет.

Если на  этот счет у вас есть сомнения, то могу предложить вам простой опыт - отключите у лампы ток накала и посмотрите сколько "дополнительных электронов" вы сможете вытянуть из катода, если он будет холодным. Полагаю, что ток анода (как и ток сетки, если вы ее с анодом соедините) останется нулевым, как при 110,  так и при 500, и даже 1000 вольт! Т.е. даже 1000 вольт не хватит для того, чтобы вырвать валентный электрон из металла, будь он хоть цезием.

Поэтому я вам очень советую прочесть в Википедии статью https://ru.wikipedia.org/wiki/Термоэлектронная_эмиссия , чтобы понять, откуда берутся электроны. А затем выбросить из головы идею про увеличение тока посредством "силы". Увеличение положительного потенциала анода и сетки (в это случае сетку можно считать вторым анодом) приведет не к увеличению тока, а лишь к увеличению мощности при том же токе за счет роста напряжения, т.к. мощность равна: P=U*I . Поэтому у вас скоро расплавится анод :), поскольку через вакуум теплота плохо рассеивается.

Цитата

Насколько я понимаю теперь, при подаче положительного потенциала на сетку, она лишь будет забирать на себя большую часть электронов, и большая часть тока будет проходить через неё, но как такового увеличения интенсивности движения электронов в пространстве между катодом, сеткой и анодом (а тем более интенсивности эмиссии) не произойдёт, верно?

Скорость электронов в промежутке между катодом и анодом (+сеткой) вы этим способом увеличите, но суммарное их число останется прежним (тем, что удалось "выдоить" с катода). Тогда как ток определятся числом зарядов за единицу времени, а не их скоростью. Даже если бы вы разогнали эти электроны до релятивистских скоростей, суммарный ток от этого ни на йоту не увеличился бы.

Цитата

Можно ли в таком случае сказать, что при подаче анодного напряжения на сетку, ток через лампу возрастает из-за уменьшения сопротивления, в частности вследствие того, что зазор между катодом и сеткой меньше, чем между катодом и анодом, а так же вследствие того, что большая часть попадает в сетку, а то, что в сетку не попало- улетело в анод?

Сопротивление действительно несколько уменьшится, но вы забываете, что ток в лампе (между катодом и анодом) зависит от сопротивления до тех пор, пока катод не вошел в режим насыщения. Тогда как при положительном потенциале сетки он сразу же в этот режим войдет, и после этого ток будет определять уже не сопротивление, а максимальный ток эмиссии катода.

Цитата

1) Как определить максимально допустимый ток, в цепи от катода к аноду? В таблице "основные параметры"  даташита есть указан некий "Ток анода" (95мА), это оно? А в таблице "Предельные эксплуатационные данные" указан некий "Ток катода" (140мА), может быть это он?

Эти 140 мА и есть тот ток, до которого катод можно доить, а выше его не раздоишь. Разве что включить накал с перекалом, но это для катода вредно. А 95 мА - это, по-видимому, предельный рабочий ток, чтобы ограниченность эмиссионной способности катода не сказывалась на рабочих характеристиках. "Загнанных лошадей пристреливают", вот и катод тоже надо беречь. Опять же видно, что 95 отличаются от 140 ровно на 50% - это как раз и есть разумный запас, на который не надо покушаться.

Цитата

2) Как определить максимально допустимый ток через сетку? В даташите вроде бы не нахожу.

В рабочих режимах радиолампы ток сетки очень мал, а потому любая сетка с ним справляется. А таких чуваков, чтобы на сетку положительное напряжение подавали, обычно не бывает :).

Цитата

3) Почему нет анодно-сеточных характеристик для анодного напряжения ниже 100В? Это связано с невозможностью достижения на данном напряжении существенных токов, а может с существенными нелинейностями или с чем-то другим?

Там усиление низкое, а потому у лампы будет слишком малый КПД. Но если вы поглядите на лампы, предназначенные для батарейного питания, то там анодное напряжение бывает ниже (обычно напряжение анодной батареи 80 вольт). Тогда как ваша лампа явно для сетевого радиоприемника, где высокое напряжение не в дефиците.

 

Цитата

4) Почему максимальные токи анодно-сеточной характеристики, при полном открытии лампы, увеличиваются по мере уменьшения анодного напряжения? 

Не знаю :)

Цитата

5) И самое главное: откуда можно подавать отрицательный потенциал на сетку, для закрытия лампы, если используется только один источник напряжения?

Традиционно ставят резистор с цепь катода (между катодом и землей). Тогда он создает смещение за счет проходящего через катод тока. Этот метод очень хорош еще и тем, что ограничивает максимальный ток через лампу и позволяет его установить таким, как надо. Т.е. в этом случае анодный ток не может превзойти величину I=Uзапирания / R, т.к. при этом токе на сетке возникнет потенциал, запирающий лампу.

Share this post


Link to post
Share on other sites
20 часов назад, Егоров сказал:

Схемы просто нелепы.

Полностью согласна :). Однако "нелепость" зачастую бывает обусловлена тем, что все мы привыкли к устоявшемся за долгое время схемам каскадов, как лаповых, так и транзисторных. А если что не так, то оно сильно режет глаз.

Однако я когда-то в детстве :) "читала" книгу - Бонч-Бруевича "Применение электронных ламп в экспериментальной физике" (она мне от деда досталась, 1955 года издания). Так вот в той книге были схемы, где лампы аж вверх ногами были изображены. Т.е. тест этой книги писался еще до войны, а примеры были не из радиодела, а для разных специальных случаев. Я ее в последствии раздобыла в электронном виде (сканы страниц) и даже на местный FTP ее закачала, т.к. книга предельно интересная. А сейчас я ее вспомнила, глядючи на "нелепые схемы" :), и две странички оттуда сейчас покажу. Конечно они не обеляют нелепости здешних схем, но напоминают их тем, что представляют собой ламповый каскад с потенциометрической связью. А использовался он там для построения ламповых усилителей ПОСТОЯННОГО тока.

1_0082-a.png

1_0087-b.png

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
21.06.2020 в 05:33, fulcrum сказал:

Задача выглядит очень просто: собрать ламповую логику :)

Вам надо взять какую-нибудь книжку издательства Воениздат, там для военных всё разжёвано и схемы есть.

Слуцкий В. З., Фогельсон Б. И. "Импульсная техника и основы радиолокации" издание 3-е, переработанное и дополненное М.:Воениздат 1975

Гуревич М. Д., Гуревич М. Д. "Электровакуумные приборы" Издание второе, переработанное и дополненное М.:Воениздат 1960

 

Вот кстати книжка, в которой описаны логические  схемы на лампах:

Райдер Д. "Техническая электроника" Пер. с англ. Л.:СУДПРОМ ГИЗ 1961

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 часов назад, Xenia сказал:

А что вам даст сила, если на суммарный ток (анода+сетки) она влиять не будет? Ведь при положительных потенциалах анода и сетки ВСЕ (!) электроны, испускаемые катодом, будут уловлены, а больше их от этого не станет. Равно как вам не надоить от коровы больше молока, если взять более мощный насос :), т.к. молоко производит корова, а скорость его откачки из вымени, на удойность не влияет.

Если на  этот счет у вас есть сомнения, то могу предложить вам простой опыт - отключите у лампы ток накала и посмотрите сколько "дополнительных электронов" вы сможете вытянуть из катода, если он будет холодным. Полагаю, что ток анода (как и ток сетки, если вы ее с анодом соедините) останется нулевым, как при 110,  так и при 500, и даже 1000 вольт! Т.е. даже 1000 вольт не хватит для того, чтобы вырвать валентный электрон из металла, будь он хоть цезием.

На общую удойность- не влияет, однако насос, создающий большее разрежение и, как следствие, заставляющий молекулы молока истекать из вымени с большей скоростью, протолкнёт большее их количество через сечение молокопровода за единицу времени :) Это ли не ток?)

Однако я вполне понимаю, что максимальное количество электронов, способных покинуть катод (в отличие от вымени), за единицу времени, определяется лишь его конструкцией и температурой нагрева.

Но, насколько я понимаю, истёкшие из катода электроны в области пространства между катодом и анодом создадут пространственный заряд, этакое "электронное облако" (читай - вымя с молоком), "высасывать" электроны из которого можно с разной скоростью: как со скоростью меньшей, чем обеспечивает "пополнение" этого облака новыми электронами катод, так и со скоростью равной ей. При этом количество электронов, протекающих через сечение анода, за единицу времени, при одной скорости "откачки" и при другой - будет разным. Другое дело, если сравниваемые скорости "откачки" больше или равны скорости "пополнения" облака электронами катодом. В этом случае действительно, как ты электроны не разгоняй, больше, чем катод выдаёт за единицу времени - не получишь. Вот что я имел в виду.

19 часов назад, Xenia сказал:

Увеличение положительного потенциала анода и сетки (в это случае сетку можно считать вторым анодом) приведет не к увеличению тока, а лишь к увеличению мощности при том же токе за счет роста напряжения, т.к. мощность равна: P=U*I

Роста напряжения между анодом и катодом? А почему оно должно вырасти, ведь на сетку подаётся тот же анодноый потенциал и ничего более? :)

19 часов назад, Xenia сказал:

Эти 140 мА и есть тот ток, до которого катод можно доить, а выше его не раздоишь. Разве что включить накал с перекалом, но это для катода вредно. А 95 мА - это, по-видимому, предельный рабочий ток, чтобы ограниченность эмиссионной способности катода не сказывалась на рабочих характеристиках. "Загнанных лошадей пристреливают", вот и катод тоже надо беречь. Опять же видно, что 95 отличаются от 140 ровно на 50% - это как раз и есть разумный запас, на который не надо покушаться.

Понятно, полезная информация, спасибо.

19 часов назад, Xenia сказал:

Традиционно ставят резистор с цепь катода (между катодом и землей). Тогда он создает смещение за счет проходящего через катод тока. Этот метод очень хорош еще и тем, что ограничивает максимальный ток через лампу и позволяет его установить таким, как надо. Т.е. в этом случае анодный ток не может превзойти величину I=Uзапирания / R, т.к. при этом токе на сетке возникнет потенциал, запирающий лампу.

То есть катод повредить током большим, чем он может пропустить - не получится, так как он доится только до 140мА (для данной лампы), однако стоит следить за током анода, потому что предельное его значение для анода может быть меньшим, чем максимальный ток, который может выдоить катод? Например из-за ограничения по рассеиваемой на аноде мощности?

2 часа назад, Xenia сказал:

Полностью согласна :).

 

2 часа назад, Xenia сказал:

 

1_0087-b.png

А говорите схемы нелепые...:beee: Да в книжке такая же!:biggrin: 

1 час назад, HardEgor сказал:

Вам надо взять какую-нибудь книжку издательства Воениздат, там для военных всё разжёвано и схемы есть.

Слуцкий В. З., Фогельсон Б. И. "Импульсная техника и основы радиолокации" издание 3-е, переработанное и дополненное М.:Воениздат 1975

Гуревич М. Д., Гуревич М. Д. "Электровакуумные приборы" Издание второе, переработанное и дополненное М.:Воениздат 1960

 

Вот кстати книжка, в которой описаны логические  схемы на лампах:

Райдер Д. "Техническая электроника" Пер. с англ. Л.:СУДПРОМ ГИЗ 1961

Большое спасибо, будем изучать!

Уже удалось найти несколько готовых схем логических элементов на триодах. Хитрость в том, что напряжение, которое далее пойдет на вход следующего элемента снимается не с цепи лампы, а с одного из плеч умножителя, частью которого является лампа с её сопротивлением.  Нюанс, реализация которого не требует прочтения томов по электровакууму, однако который позволяет решить мою задачу. По крайней мере должен :)

Жаль, что примеры логики на лампах найти не так просто :)

 

 

Edited by fulcrum

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this