"Радиофронт", №1, январь, 1931 год, стр. 53-56

Наши лампы

Г. Гинкин.

Какую же лампу ставить в приемник? На рынке, хотя и не в любой момент встречается до 20 различных типов приемных ламп, выпущенных нашей радиопромышленностью. Начинающий любитель выбирает лампу для своего приемника главным образом по тому принципу, что «тов. Соседкин» ставил такую лампу в свой приемник и получил чрезвычайно удачные (чаще всего по мнению того же тов. Соседкина) результаты. Подготовленный же любитель пытается осознать все, что происходит в приемнике; пробует рассчитать этот приемник и сознательно выбрать для приемника лампу, обладающую необходимыми для его условий параметрами. Он берет журнал, разыскивает характеристики разных ламп и рассматривая, какими коэфициентами усиления, крутизны и внутренним сопротивлением обладает та или иная лампа, решает, что его намерениям лучше подходит именно та или другая. Возможно, что он иной раз и ошибается, неправильно оценив данные своей схемы, но важно то, что он, зная, что от чего зависит, логически мыслит и с помощью законов радиотехники решает вопрос, находит лучшее решение. Он уже не просто любитель, он уже самостоятельный конструктор, сознательный творец приемника.

Однако ламп много, и для правильного их рассмотрения желательно было бы их поставить все рядом. Вычертить же все их характеристики в одном масштабе, на одном листе бумаги довольно сложно и только запутает дело, так как характеристика сама по себе не дает величины усиления и внутреннего сопротивления. Выбрать же лампу — это значит найти наиболее благоприятную для данных условий комбинацию µ, Ri и S.

Ток и напряжение накала также участвуют в этом «соревновании», но эти данные обычно более известны любителю и быстрее проходят «чистку» по пригодности для данных целей (не будем же мы лампу с подогревом применять в глухой местности, не имеющей электрического освещения).

Иногда желательно поскорее найти ответ: какие имеющиеся у нас лампы имеют данное внутреннее сопротивление, или, в каком порядке идут наши лампы, если их расставить в порядке увеличения крутизны или внутреннего сопротивления. Для ускорения решения подобных вопросов приводим несколько таблиц, дающих классификацию ламп по тому или иному принципу.

Используемые ниже данные отдельных типов ламп взяты из книги Кубаркина «Наши приемные лампы» (приложение к журналу «Радиолюбитель» за 1930 г.). Приводимые данные являются средними для нескольких экземпляров ламп одного типа. Однако нестандартность данных наших ламп чрезвычайно велика, отклонения отдельных экземпляров даже одной и той же партии, выпускаемой на рынок, могут превышать 20—25%. Следовательно, таблицы являются главным образом ориентировочными, сравнительными, составленными по средним данным.

Как видим, по величине коэфициента усиления лампы разбиваются на 4 подгруппы: 1) с низким усилением до 5, 2) со средним коэфициентом усиления около 10 — самая многочисленная группа, 3) с повышенным коэфициентом усиления — 27 — всего две дампы и 4) с высоким, порядка сотен, коэфициентом усиления — группа экранированных ламп.

Однако работу лампы определяет не только коэфициент усиления, но и другие параметры и в первую очередь крутизна ее характеристики. Крутизна характеристики ламп колеблется сравнительно в очень узких пределах. Худшие в смысле крутизны лампы (если не считать специальных ламп с пониженной до 0,1 mA/V крутизной) дают примерно 0,4 mA/V, а лучшие образцы ламп достигают 2 mA/V. Имеется, правда, уже один тип лампы с крутизной 6 mA/V, но это пока еще исключение.

Ориентировочное деление — 3 подгруппы. В первой группе — 7 ламп с малой крутизной порядка 0,5 mA/V (крутизну для удобства отсчетов всегда вычисляют в миллиамперах на вольт). Вторая группа — со средней крутизной до 1 mA/V включительно и, наконец, лампы с повышенной больше 1 mA/V крутизной.

Произведение произведенных двух величин µ на S обозначается буквой G и называется добротностью лампы. Добротность в весьма значительной степени определяет собой качество лампы. Усиление того или иного каскада пропорционально √ µS — корню квадратному из добротности. Даем таблицу добротностей ламп снова в порядке возрастания. Рядом же помещаем и величины корня из добротности, что нагляднее всего говорит о сравнительной величине усиления, которое можно получить от лампы того или иного типа.

В первую группу можно включить малодобротные лампы, дающие не более 5, вторая группа средней добротности, дает от 10 до 20 и, наконец, серия экранированных ламп дает резко повышенную добротность, порядка нескольких сотен. У некоторых лучших заграничных ламп добротность уже исчисляется тысячами.

Приведенные выше цифры добротности получены умножением µ на S. Крутизна обычно выражается в миллиамперах на вольт, поэтому добротность также может быть выражена в этих величинах, но чаще ей дают определение в милливаттах на вольт квадрат mW/V². В смысле значений и размерности эти выражения дают конечно одно и то же.

Свойства, которыми должна обладать нагрузка лампы, т. е. те приборы, которые мы должны включить в анодную цепь лампы, определяются главным образом внутренним сопротивлением лампы. Добротность обычно определяет то усиление, которое «можно получить от лампы», а соотношение между сопротивлением анодной нагрузки и внутренним сопротивлением разъясняет, насколько продуктивно наш каскад использует эту предоставленную ему возможность.

В следующей таблице приводим внутреннее сопротивление наших ламп в порядке возрастания.

Мы получаем таким образом 4 подгруппы: 1) с малым сопротивлением (до 7500 омов), 2) со средним (10000—30000 омов), 3) с повышенным (65000 омов) и 4) с высоким сопротивлением в несколько сотен тысяч омов.

Между основными параметрами лампы µ, Ri и S существует вполне определенная зависимость: µ = Ri·S. Эту зависимость в книгах и журналах чаще приводят в несколько иной форме

или S·Ri·D = 1, где через D обозначается так называемая проницаемость лампы, равная единице, деленной на коэфициент усиления. Указанная зависимость (произведение трех величин равно единице) дает возможность применить геометрические правила и построить график параметров ламп в виде особого треугольника. Этот способ был предложен немецкими радиоспециалистами в 1930 году ¹. Не вдаваясь в подробности, опишем вкратце этот треугольник ламп, способ его построения и размещение на его площади всех типов ламп.

Для удобства пользования лучше взять равносторонний треугольник (рис. 1). На одной стороне треугольника будем откладывать в определенном масштабе внутренние сопротивления, на другой — крутизну, на третьей — коэфициент усиления. Масштабы на сторонах треугольника располагаются таким образом, чтобы линии из вершин треугольника на отрезки противоположных сторон треугольника, соответствующих параметрам одной и той же лампы, пересекались бы в одной точке. При выполнении этого условия, зная два параметра, легко сразу определить и величину третьего параметра.

Рис. 1.

Рассмотрим составление этих масштабов. На рис. 1 дана схема лампового треугольника. Выбираем основание АC под масштаб µ, сторону АB — для Ri и ВС — для крутизны S. Обозначим через М длину каждой стороны треугольника, который мы захотели составить. Длину эту лучше всего считать в миллиметрах (100, 200, 300, 400 мм). Начинаем составлять масштаб коэфициентов усиления. Отсчет для µ надо начинать от угла С. Находим длину участка СF для любого коэфициента усиления по формуле

СF — длина в миллиметрах от С до F (для данной цифры µ), М — длина в миллиметрах всей стороны треугольника, a — любое произвольное число. От него зависит густота масштаба для того или иного участка коэфициентов усиления, µ — коэфициент усиления.

По этой формуле надо определить точки для всевозможных круглых значений µ (например, для значений 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500). Полученные точки соединяем лниями с вершиной B треугольника, что дает нам уже законченную масштабную сетку µ.

По стороне ВС окладываем от угла В различные величины крутизны. Отрезок ВЕ определяем для каждой отдельной цифры крутизны по формуле:

ВЕ — длина участка от угла А (в миллиметрах), соответствующая данной крутизне, М — известная уже нам длина (в миллиметрах) стороны ВС треугольника, b — произвольное число, влияющее на густоту масштаба для разных участков крутизны.

Берем сторону АB под масштаб сопротивлений. Участок АD, дающий то или иное внутреннее сопротивление ламп, отмеряется от угла А и высчитывается по формуле:

AD — отрезок в миллиметрах, соответствующий данному Ri, М — длина всей стороны АB в миллиметрах, ab — те же произвольно взятые числовые коэфициенты, что и для обычных предыдущих масштабов.

Ri — внутреннее сопротивление, взятое в тысячах омов. Такой счет тысячами омов облегчает отсчет и объясняется тем, что крутизну лампы, расположенную на стороне ВС, мы считаем всегда в mA/V, т.-е. тысячными долями ампера, а не целыми амперами.

М — длина стороны треугольника, зависит от того, какой величины треугольник мы хотим вычертить. Для удобства работы треугольник лучше брать равносторонним, т. е. AB = ВС = СА. Величины а и b произвольны; от них зависит густота масштабных линий на том или ином участке. Коэфициент b лучше всего брать близким к 1, коэфициент a — порядка нескольких десятков. Выполненный на рис. 2 треугольник (до уменьшения в цинкографии) был вычерчен при таких данных: М было взято в 400 мм (AB = BC = СА = 400 мм), а = 35, b = 1.

Если мы проведем от двух вершин треугольника две масштабные линии на противоположные стороны треугольника, то точка пересечения будет обладать тем свойством, что линия из третьей вершины треугольника, проведенная через эту точку и продолженная до третьей стороны, отсечет нам на этой стороне такой участок масштаба, который даст значение параметра той же лампы, т. е. будет выполнено условие

И наоборот любая точка на площади треугольника после проведения через нее трех масштабных линий укажет какие-то параметры существующей (или несуществующей) лампы, отвечающие тому же равенству.

Если бы этот треугольник служил только для определения третьего параметра, то его не стоило бы и выдумывать, так как проще всего прямо подсчитывать третий параметр. Наибольшая приносимая треугольником ламп польза состоит в том, что на его площади маленькими кружками можно расположить все существующие типы ламп. Кружками, а не точкой, потому что каждый тип имеет параметры, колеблющиеся в известных пределах для отдельных экземпляров. Положение каждой точки на площади треугольника сразу же говорит о всех параметрах данного типа ламп, поэтому, расположив по площади треугольника все типы ламп, мы сразу и безошибочно можем сравнить те или иные типы ламп, определить типы и качество разных ламп, имеющих нужный нам параметр и т. д. Тот, кто имеет дело м многими типами ламп, быстро оценит пользу, приносимую подобным, выполненным в крупном масштабе ламповым треугольником. Внесение в этот наглядный реестр каждой новой лампы состоит только в нанесении на чертеже нового кружочка с указанием типа лампы. Вместо того, чтобы рыться в справочниках, сравнивать параметры, выбирать лампу, не зная в точности, не упущен ли какой-либо другой тип, нужный в данный момент, — достаточно одного взгляда на треугольник.

Рис. 2.

Рекомендуем вычертить его всем радиоконсультациям, ячейкам, занимающимся учебой, и подготовленным радиолюбителям, имеющим дело с параметрами лампы, а не только с ее маркой.

На нашем треугольнике (рис. 2) нанесены в кружках 22 типа наших ламп, выпускаемых в массовом количестве или в образцах нашей ламповой промышленностью.

Сразу видны «группировки» ламп. Группа экранированных ламп (СТ-80, СО-81, СО-90, СО-44, СО-95) с усилением порядка сотен и сопротивлением порядка сотен тысяч.

Обособленная группа — СТ-83 и СТ-19.

Универсальная группа около типичнейшей ПТ-2 (микролампы), через лампу-одиночку ПО-23 сближается с низкочастотной группой (наиболее многочисленной). Из низкочастотных ламп выделились две лампы УТ-1 и МТ-1, с которыми по случайному совпадению параметров объединилась и двухсеточная универсальная лампа.

---

¹ Журнал «Telefunkenkenzeitung» №54, апрель 1930 г. (стр. 54.)