Srdečne ťa pozdravujem na mojej osobnej stránke, a prajem ti príjemný neskorý večer!

Niečo o mne

Som velkým fanúšikom elektróniek ešte z doby 80-tých rokov, no už aj vtedy boli nahradené s tranzistormy a modernými polovodičmi. Napriek tomu ešte ju stále používajú aj keď o tom ani nevieme. Napr.: v inšej podobe ako obrazovka v televízore a v monitore, mikrovlnka je osadená so špeciálnou elektrónkou, alebo pri predrahých elektrónkových HIGH-END zosilňovačov,ako vstupné elektrónky pri multiefektoch, pri elektrónkových kombách atď. A ešte niečo. Elektrónka oproti tranzistoru neni "mrtvou" súčiastkou, jej aktivitu môžeme spozorovať vizuálne. Prejavuje sa svojou nádhernou konštrukciou, a keď sa "rozsvietia" tak nám pripomínajú 50-60 roky.
Keďže elektrónkové zariadenia pracujú pomerne na vysokých napájacích napätiach, hneď na začiatok by som upozornil každého záujemcu, aby dal velký pozor pri manipulácii. Také vysoké napätia môžu byť životu nebezpečné !.
Dúfam, že tu viac-menej najdete čo práve hladáte.

Zopár viet o jej vynáleze a funkčnosti

Myslím si, že elektrónka zabudnutá si zaslúží zo pár viet o jej vynáleze a funkčnosti (hlavne pre tých, ktorý o nej ešte nepočuli).
Samotná elektrónka je náhodným vynálezom (aspoň to tak viem). Edison raz pri svojich pokusoch so žiarovkou, ktorú mal zo sklenenej banky, vložil kovovú dostičku. Keď pripojil zdroj napätia medzi vývody dostičky a žhaviace vlákno, spozoroval, že cez ňu tečie elektrický prúd, aj napriek tomu, že dostička a vlákno nie sú v nijakom mechanickom spojení. Spozoroval aj to, že prúd tečie len vtedy, ak vlákno žiarovky je rozžeravené.
Žhaviace vlákno vyrobené z kovu obsahuje voľné elektróny. Pri rozžhavení, vnútorná energia vlákna sa zvačší na takú úroveň, že voľné elektróny kovu vystúpia a vytvoria okolo vlákna tzv. elektrónový mrak (termická emisia). V banke je vákuum, čo zabraňuje zrážke elektrónov s molekulami vzduchu. Elektrónový mrak sa po určitej dobe stabilizuje, a tak neumožňuje výstup ďalších elektrónov (navzájom sa odpudzujú, veď majú záporný náboj). Keďže v banke je umiestnená ďalšia kovová platnička, ktorá je napojená na kladný pól zdroja napätia, táto "čerpá" záporné elektróny. Preto sa elektrónový mrak nemôže vytvoriť a takto sa zabrániť výstupu ďalších elektrón. Z kovovej dostičky sa elektróny cez jednosmerné napájacie zariadenie dostanú naspäť do vlákna, a takto vytvoria uzavretý elektrický okruh. V celom okruhu tečie jednosmerný elektrický prúd. Táto konštrukcia sa nazýva dióda.

Dioda, Trioda, Tetroda

Dioda

Thomas Alva Edison zistí, že vo svojej lampe s uhlíkovou žeraviacou vláknou tečie elektrický prúd až vtedy, keď je uhlíkové vlákno rozžeravené. Neskoršie Elster a Geitel v zriedenom kyslýku spozorovali ten istý jav s použitím platinových drôtov. Whenelt žeraviace vlákno potiahol vrstvou oxida kalcia, Fleming potom na túto konštrukciu získal patent ako usmerňovač (24.850/1904 p. anglický, a 186.086/1905 p nemecký).
Ako sme to už videli v článku - vynáleze a funkčnosti - dioda je obsadená dvoma elektródami. Jedna z nich sa nazíva katóda, ktorá je rozžeravená na vysokú teplotu aby bola schopná na emitáciu. Je napojená na negatívny pól zdroja. Druhá elektróda ktorá zachytáva vysielané elektróny sa nazíva anóda. Žeravenie vlákna diody sa deje vždy pomocou elektrického prúdu. Sú tzv. priamo (direct) žeravené katódy kde katóda a žeraviacie vlákno sú totožné, a sú nepriamo žeravené (indirect) katódy kde zvlášť umiestnená zväčšinou elektricky izolované žeraviacie vlákno rozžeravý katódu. Prvé elektrónky boli priamo žeravené a obsahovali wolfámovú katódu. Neskoršie sa používala zmes tória a wolfrámu ktorá ukázala zväčšiu emitačnú schopnosť, a s tým sa aj znížilo potrebný elektrický žeraviací výkon. Ešte lepšie emitačné schopnosti a menší elektrický výkon potrebuje zmes oxidov bária, stroncia a kalcia, s ktorou je potiahnuté vlákno. Nosičom kovu je potom nikel. Žeraviacia teplota potrebná pri oxidoch činí okolo 800-1200°C oproti wolfrámu, kde sa musí dosahovať teplota až 2400-2700°C. Práve táto technológia dovolila konštrukciu nepriamo žeravenej elektrónky.

Diody sa používajú na usmernenie striedavého prúdu, alebo pri demodulátoroch, atď. V prvom prípade tečú cez elektrónku značné prúdy, a je tu potrebná dobrá učinnosť aby mädzi anódou - katódou bol čo najmenší napätový spád. Vprípade katodoxidov teplota katody sa musí pohybovať v úzkych rozmedziach, keď chceme dlhú životnosť od elektrónky. Pri nadmerne vysokej teplote katódy tenký kovový báriový povlak sa odparuje, a spôsobuje nižšie emitačné schopnosti elektrónky. Pri nadmerne malej teplote zase vziká izolačná vrstva medzi povlakom katódy a nikla, ktorá zvíši napätový spád na elektrónke.
Na usmernenie jednosmerného napätia musí mať elektrónka čo najväčšiu plochu katody, a vzdialenosť medzi katódou - anódou musí byť čo najmenšia.

Jednosmerný odpor sa vypočíta zo vzorca
Re = Ua / Ia,
a vnútorný odpor
Rb = delta Ua / delta Ia

Trioda

Lee de Forest sa narodil v Americkom štáte Jowa v roku 1873. Po skončení štúdia v Yale začal robiť u Western Electric Co., kde sa zaoberal vysielacími stanicami. Keďže dostal málo výplaty 18$ na týždeň, zaoberal sa aj prekladom článkov pre firmu Western Electric. V roku 1900 zahrňá svoje pokusy s plynovými plameňmi do vysielačov. Čoskoro postaví Bursen-detector k čomu použije dve platinové drôty. Na jeden pripevní boraxovú perlu príčom zistí, že ten vedie lepšie plameň. Keďže bol zaneprázdnený, svoje pokusy musel odložiť a vracia sa k ním až v roku 1906, ale vtedy už sa zrodila prvá trojelektródovka. Zo začiatku táto konštrukcia sa volala audion-tube, neskoršie ako trioda. V tejto elektrónke ešte mriežka nebola mriežkou, ale bola to platnička čo neskoršie zamieňala ozajstná mriežka. Už v roku 1907 objavuje sa v tlači jeho pripomienka, kde tvrdí že rádio bude schopné aj na prenos zvuku, čo skoro v domove každého človeka bude počutelné. Zato ho vysmievajú.
V roku 1912 postaví viacstupňový zosilňovač, a v roku 1913 Western Electric Co. za 50.000$ - ov kúpi od neho jedinečné licenčné práva. Ešte v tomto roku založí De-Forest Telephone And Telegraph Company. Pokial ešte v Európe búri vojna, v Amerike je už senzáciou: cost-to-cost ,z kontinentu sa podarí prenos hovoru do Honolulu s použitím Lee de Forest elektróniek. Vzialenosť je 5000km!. V roku 1914 zahlásí licenčné požiadavky na anódovu moduláciu, postaví väčšie elektrónky, v roku 1915 podarí sa mu rádiové spojenie s týmito elektrónkami s Eiffelovou vežou.
Od roku 1923 dalšie pokusy Lee de Forest-a sa obrácia na vývoj filmového zvuku, ale aj na prenos obrazu. Dlho bojoval s licenčnými právami čo mu zabránilo výrobu audionových elektróniek, ale neskoršie vyhrá spor. Lee de Forest Co. na celom svete hodil na trh vela typov týchto elektróniek.

Ako to už vieme, trioda sa disponuje s tromi elektródami. Táto tretia elektróda sa umiestňuje medzi anódou a katódou, nazíva sa mriežka. Napätie privádzané na mriežku spôsobuje regulovatelnú zmenu prúdu anódy. Jej význam spočíva v tom, že malá napäťová zmena mriežky vyvolá ovela väčšíe zmeny anódového prúdu, príčom prýkon mriežky je zanedbatelný.
Zosilňovací činitel: Hodnota anódoveho prúdu sa nezmení určitou napätovou zmenou mriežky, ak spôsobujeme naňu vyhovujúcou veľkosťou protismerným napätím anódy. Tie dve pomerové zmeny dajú zosilňovací činiteľ.

Vnútorný odpor Pomer zmeny prúdu a napätia je vnútorný odpor elektrónky. Je vidno, že vnútorný odpor neni stálý, ale závisí od anódového prúdu a od anódového napätia. Čím večší je anódovy prúd v pracovnom bode, tým bude mať trióda menší vnútorný odpor.

Tetroda

Pozri si tu Zväzkovaná tetróda pracuje trošku...

Vybrať si zosilňovač, ale aký?

Výber elektróniek a konštrukcie pre stavbu zosilňovača samozrejme závysí na vkuse, či bude slúžiť na počúvanie hudby, alebo len ako gitarový zosilňovač.
Názori sú rôzne. Niektorý prisahajú na jednomriežkové triódy v zapojení SE (single-ended), druhý zase na viacmriežkové tetródy-pentódy v zapojení PP (push-pull). Ale každé zapojenie bude mať určité výhody, či nevýhody.
Skúsme si porovnať spomenuté elektrónky (triódu, tetródu, pentódu).
Najjednoduhšia zosilňovacia elektrónka, trióda disponuje s viacerými výhodami.
Trióda je mimoriadne lineárna. Do dnešného dňa neexistuje iný zosilňovací prvok ktorý by bol lineárnejší. Je to dôležité aby som pripomenul, že valcovito konštruovanej trióde teoretická charakteristika je priblížne lineárna. V praxi však vyrábaju lepšie realizovatelné anódy plochej verzie, predsa je ich transferová charakteristika dosť lineárna. Pri bipolárnych tranzistoroch teoretická charakteristika je expotenciálna. U FET-u je druhostupňová, ale ani tetródy či pentódy nedosahujú takú úroveň linearity ako trióda. Takže môžeme povedať, že trióda dosahuje najmenšie harmonické kreslenie avšak musíme si dať pozor aby sme ho nepokazili zle dimenzovaným výstupným transformátorom.
V praxi je jedna najlineárnejšia trióda typu B300 vyvinutá firmou Western Electric ešte v 30 -tých rokoch, ktorej harmonické kreslenie pri dosiahnutí max. 10W výkonu pri clipping point-u je 5% v zapojení SE. Dobre známa elektrónka EL34 v zapojení SE pri výkone 11W (clipping point), už dosahuje 10% harmonické skreslenie (podľa Mullard katalógu). Navyše je to už dosť treťostupňové skreslenie oproti trióde, ktorá tých 5% vyrába ako druhostupňové skreslenie čo naše uši tolerujú lepšie.
Bipolárne FET tranzistory v zapojení SE nedokážu sa dostať pod 20% harmonického skreslenia. Kvôly tomu sa nepouživajú pre SE zapojenie. V praxi však zosilňovače konštruované s týmito polovodičmi majú veľmi malé skreslenie, ktoré môže byť až 0,01%. Toto je však možné dosiahnuť len rôznymi trikmi, čiže veľmi silnými negatívnymi spätnými väzbami. Zase silné spätné väzby naše uši nemajú rád.
Trióda tých 5% vie bez hociakých spätných väzieb.
Trióda má nízký výstupný odpor čo z hľadiska dosiahnutia dobrého zvuku zosilňovača je dôležitá.
Nevýhody triódy.
Účinnosť je horšia. V triede SE účinnosť má okolo 25% oproti tetróde-pentóde kde je učinnosť okolo 45%. Trióda potrebuje väčšie napäťové riadenie ako tetróda či pentóda, toto však nespôsobuje vážnejšie problémi. Tento problém sa dá riešiť zabudovaním viac predzosilňovacích stupňou. Mnohokrát však ani toto nie je potrebné, lebo trióda kvôli menšiemu skresleniu nepotrebuje takú silnú negatívnu spätnú väzbu ako pentóda.
Trióda B300 nepotrebuje vôbec spätnú väzbu. Spätné väzby spôsobujú menšie zosilnenie.
K výhodám triód a pentód vedie cesta cez zväzkovanú tetródu.

Zväzkovaná tetróda pracuje trošku inak ako ostané elektrónky.
Z katódy výstupné elektróny ktoré sa pohybujú k anode pri ceste sa fókusujú, takto sa vytvorí zväzok elektrónov. (Otial dostala meno BEAM TETRODE, čiže zväzkovaná tetróda). Riadiaca mriežka a pomocná mriežka majú rovnaký počet závitov. Sú usporiadané veľmi presne aby riadiaca mriežka bola v tieni pomocnej mriežky. S týmto spôsobom sa dosahuje menší prúd pomocnej mriežky oproti pentóde. Kým prúd pomocnej mriežky normálnej pentody dosahuje až 20% anódoveho prúdu, prúd pomocnej mriežky pri tetrode činí okolo 5 - 10%. Na vytvorenie zväzka slúží beam plate ktorý je pripojený na negatívny potencial a blokuje prietok elektrónov na tých miestách, kde kvôli držiakov mriežky nemôže byť fókusovanie vyhovujúce.
Tetróda podobne ako trióda produkuje len dvojstupňové skreslenie ale jej účinnosť dosahuje účinnosť pentódy. Zato ju radšej použijeme pri HI-FI zosilňovačoch ako aj triódu. (Pentóda zapojená ultralineárne dosahuje taktiež veľmi dobré výsledky.)

Podľa mňa trióda v zapojení SE tykajúce sa kvalitu zvuku prekoná zosilňovače PP. Kto to nepočul nevie to ani posúdiť. Nech si každý vybere také zapojenie čo mu najviac vyhovuje - aj zvukovo, aj finančne. Nechcem nikomu zobrať náladu, ale kto dá hlavu na stavbu takého zosilňovača bude ho čakať neveľké prekvapenie.

Kde zháňať transformátory?

Pre tých, ktorý z nás z rôzných dôvodov nemôžu, alebo sa neodvážia navíjať potrebné transformátory pre svoje elektrónkové zosilňovače, môže byť na pomoc slovenská firma ELECTRONICS-COILS, ktorá sa zaoberá touto problematikou.
Bližšie infomácie dostanete na oficiálnej stránke firmy Electronics-Coils.

Tento dokumement bol písaný v |DOOM HTML| editore ( jednoduchý, non-visual, open source HTML editor ), neskoršie v Quante (Quanta KDE 3.5.8).

Reklamy webzdarma.