Атом.
В природе во всем имеется известный предел. Так и при радиоприеме, в зависимости от расстояния между приемной и передающей станциями, слышимость все более и более уменьшается, и, наконец, наступает такой предел, когда услышать ничего не удается.
Отсюда понятно стремление всех радиолюбителей, живущих вдали от передающих станций, найти такой способ, при котором можно было бы получить слышимость радиоприема более или менее удовлетворительную.
Равным образом, и радиолюбители, живущие близко от передающих станций, у которых слышимость получается хорошая, стремятся добиться того, чтобы все принимаемые звуки получались такой же силы, с какой они и воспроизводятся, т.-е. чтобы, не прикладывая к уху телефонной трубки, можно было слышать речь и проч. так, как-будто они кем-то воспроизводились здесь, в комнате.
Возможно ли это?
Да, возможно вполне. Достижения последнего времени показывают нам, что радиоприем можно производить не только на десятки и сотни верст, но на тысячи и даже десятки тысяч.
Но мало этого, даже при столь громадных расстояниях от передающих станций, при приеме можно достигнуть такой слышимости, что одновременно смогут слушать сотни и даже тысячи человек, так как передаваемые речь, музыка и т. д. могут получиться сильнее, нежели они воспроизводились на передающей радиостанции.
В чем же дело? Каким образом неулавливаемые нашим приемником или неслышимые нами звуки вдруг могут превратиться в звуки чуть ли не громоподобные или, во всяком случае, во много раз более сильные?
Это усиление звуков производит прибор, который носит название катодной лампы.
Не умаляя достоинств обычного кристаллического детекторного приемника, мы в то же время можем посоветовать каждому читателю, желающему в дальнейшем совершенствоваться в деле радиотехники и, в частности, в деле радиоприема, постепенно и возможно тщательнее изучать все то, что будет говориться в журнале о катодных лампах, начиная с самых первоначальных сведений об этих лампах, так как, не зная хорошо сущности устройства и действия их, трудно будет сознательно отнестись и ко всем видам их применения на практике, а применение их, как мы увидим впоследствии, весьма обширно как в деле радиоприема, так, равно, и в деле радиопередачи.
Изучив же сущность устройства и действия катодных ламп, каждый радиолюбитель уже легко сможет применить их на практике, сознательно строя свой приемный или усилительный прибор в той или иной форме, применительно к существующим данным условиям, а не наобум или гадательно.
Ряд статей, начиная с настоящего номера, будет служить для более или менее основательного изучения всех данных, касающихся катодных ламп.
Кто теперь не знает или по крайней мере не слышал о существовании катодной лампы. Бывавшие в клубах и избах-читальнях, где установлены ламповые приемники, могли видеть их сами, — но многие не знают, как эти лампы устроены и работают. В нашем быту мы привыкли называть лампой прибор для освещения; но катодная лампа с освещением ничего общего не имеет.
Большинство ходовых катодных ламп имеет почти одинаковое устройство и отличается лишь конструктивными особенностями.
Черт. 1.
На черт. 1 и 2 приведено изображение катодной усилительной лампы с двух сторон. Как видно из чертежа, лампа состоит из стеклянного цилиндра (баллона) Б, с помещенными внутри него внутренними частями (внутренняя арматура), подставки (цоколь) В, в котором укреплен стеклянный баллон, штепсельных ножек Г, которыми лампа вставляется в соответствующие гнезда приемника, и электродов Д, которыми внутренняя арматура лампы соединена с этими ножками и на которых арматура держится.
Самой важной частью лампы является внутренняя арматура, с которой мы и начнем (черт. 3). Она состоит из нити накала а—б, сетки в—г и цилиндра д. Нить накала служит для "испарения" электронов, для чего ее нужно нагревать возможно сильнее. Чтобы нить не перегорела или не расплавилась от сильного жара, ее делают из очень тугоплавкого металла, называемого вольфрамом. Чем сильнее нагревать нить, тем больше она будет испарять электронов, но и тем большего расхода электрического тока потребуется.
Черт. 2.
Нить накала называют катодом, откуда и название лампы — катодная. Нить накала окружена свернутой в трубку металлической пластинкой, называемой цилиндром.
Этот цилиндр Д служит для перехватывания испаряемых нитью электронов, которые, попав в цилиндр, производят в дальнейшем ту работу, для которой предназначены лампы. Эта работа зависит от числа и скорости попадающих на цилиндр электронов, и вот, чтобы регулировать полет электронов от нити к цилиндру, между ними поставлена так называемая сетка, которая представляет собою тонкую спиральную проволочку или же делается в виде настоящей проволочной сетки. Цилиндр сделан из свернутой в трубку полоски металла никкеля и, как видно на чертежах, окружает сетку и нить.
Черт. 3.
Чтобы удержать арматуру внутри лампы, а также дать путь для токов, идущих через лампу, проволочки, идущие снаружи лампы, вплавляются в специальную стеклянную ножку. Чтобы арматура прочно держалась внутри лампы и эти проволочки не расплавились от сильного жара, их делают из прочного и тугоплавкого металла молибдена или никкеля. Ту часть электродов, которая проходит через стеклянную ножку Е, делают из другого металла — платины, так как молибденовая или никелевая проволочка при нагревании расширилась бы больше стекла и стекло лопнуло бы, а при охлаждении, наоборот, сжалась бы больше стекла и в образовавшийся зазор в лампу прошел бы снаружи воздух. Платина же расширяется одинаково со стеклом.
Стеклянная ножка лампы Е делается из стеклянной трубки, один конец которой сплющивается, и в него впаиваются (ввариваются) платиновые проволочки, а другой конец расширяется вроде воронки и приваривается снизу к стеклянному баллону.
Нижняя часть электродов, по выходе их из стеклянной ножки к штепсельным ножкам лампы, делается из медных проволочек, и эти проволочки припаиваются каждая к своей ножке.
Баллон выдувается из стекла в особую форму в виде цилиндра с закруглением на одном конце и воронкой на другом (черт. 4). Воронка ровно и аккуратно отрезается, а в середине закругленного конца делается маленькое отверстие, и к нему припаивается стеклянная же трубочка, через которую из баллона выкачивают особыми насосами воздух.
Черт. 4.
Для хорошего действия лампы весьма важно, чтобы летящие от нити к цилиндру электроны имели свободную дорогу, не сталкивались бы по пути с частицами воздуха и других газов. Для этого нужно из баллона откачать воздух. Откачка воздуха из баллона производится, конечно, когда стеклянная ножка с держащейся на ней арматурой уже вставлена и припаяна к баллону.
Таким образом, в лампе не остается воздуха почти совсем, получается пустота или, как ее называют, вакуум, почему и лампы называются иногда пустотными и вакуумными. Величина вакуума (разрежения воздуха в лампе) влияет на качество и употребление ламп. Вообще же, чем лучше откачан воздух из лампы и удалены газы, тем лампа работает надежнее. После откачки трубочка в верху лампы, через которую откачка производилась, отпаивается, и обработанный таким образом баллон с вставленной в него арматурой вклеивается особой мастикой в металлический никкелированный цоколь, в который после этого вставляется снизу донышко с приделанными к нему четырьмя штепсельными ножками. К этим ножкам припаяны проволочки, идущие от соответствующих частей арматуры. Одна проволочка от сетки, как это видно по чертежу, наружу не выходит и служит только для поддержки одного из концов сетки, ток от которой подводится по другому (З) проводнику. Штепсельные ножки расположены в донышке несимметрично для того, чтобы, вставляя лампу в гнезда приемника, нельзя было ошибиться, какую ножку в какое гнездо вставлять, что весьма важно, так как при неправильном вставлении можно было бы пережечь нить лампы током анодной батареи (элементы, дающие ток для цилиндра, который называют также анодом). Кроме того, каждая ножка обозначена на донышке особой буквой: ножки с буквами Н соединены с концами нити накала, ножка с буквой С соединена с сеткой и ножка с буквой А соединена с цилиндром-анодом.