Кіріспе
Супергетеродиндік радиоқабылдағыштың жиілік араластырғышы ретінде қолданылатын бес торлы радиолампының (вакуум түтігі) бір түрі. Пентагрид – кіріс RF сигналын қабылдап, оның жиілігін белгілі бір аралық жиілікке өзгерте алатын радиолампалардың даму сатысының бір бөлігі болды, содан кейін ол қабылдағыштың қалған бөлігінде күшейтіліп, анықталды. Бұл құрылғы жиілікті өзгертуге арналған немесе жай ғана араластырғыш деп аталатын. Басқа жиілік түрлендіргіштер туралы да мағлұматтар беріңіздер.
other types of frequency converters please
The pentagrid converter is a type of radio receiving valve (vacuum tube) with five grids used as the frequency mixer stage of a superheterodyne radio receiver. The pentagrid was part of a line of development of valves that were able to take an incoming RF signal and change its frequency to a fixed intermediate frequency, which was then amplified and detected in the remainder of the receiver circuitry. The device was generically referred to as a frequency changer or just mixer.
Шығу тегі
Жоғарыда сипатталғандай жиілікті өзгертуге арналған алғашқы құрылғыларды француздар жасаған көрінеді, олар қарапайым триодты клапанға (би-тор немесе би-желі) екі тор қосты. Техникалық тұрғыдан төрт электродты құрылғы болғанымен, тетрод термині де, бүгінгі таңда белгілі тетродты клапан да әлі пайда болған жоқ. Би-желі кейінгі тетродтан ерекшеленеді, себебі екінші (сыртқы) торы тетродтың экрандық торымен салыстырғанда ірі оралған, өйткені экрандық әсерін қамтамасыз ету үшін оны ұсақ орау қажет болды. Әрбір тор келіп түскен сигналдардың біреуін қабылдай алады, ал құрылғының сызықтық еместігі жиынтық және айырмашылық жиіліктерін тудырады. Клапан өте тиімсіз болар еді, бірақ ең маңыздысы, екі тордың арасындағы сыйымдылық өте жоғары болар еді. Сондықтан бір тордан екінші торға сигналдың таралуын тоқтату мүмкін емес еді. Кем дегенде бір дереккөз би-желінің өзіндік тербеліске ие болғанын айтады, бірақ бұл расталмаған. 1918 жылы Эдвин Армстронг супергетеродин қабылдағышын ойлап тапқанда тек триодтарды қолданды. Бір триод дәстүрлі осциллятор тізбегінде жұмыс істеді. Екінші триод микшер ретінде жұмыс істеді, осциллятор сигналын микшердің катодына, ал қабылданған сигналды желіге қосты. Жиынтық және айырмашылық жиіліктері микшердің анодтық тізбегінде қол жетімді болды. Тағы да, тізбектер арасындағы байланыс мәселесі үнемі туындайтын еді. Армстронг супергетеродинді ойлап тапқаннан кейін көп ұзамай, келіп түскен сигналды жергілікті осциллятормен араластырып қана қоймай, сонымен қатар сол клапанды осциллятор ретінде де пайдаланатын триодты микшерлік саты дизайны жасалды. Бұл автодиндік микшер деп аталды. Алғашқы үлгілер жиілік диапазонында тербеліс жасауда қиындықтарға тап болды, себебі осцилляторлық кері байланыс бірінші аралық жиілік трансформаторының негізгі реттеу конденсаторы арқылы жүзеге асты, ол жақсы кері байланыс беруге тым кішкентай болды. Антенна тізбегінен осциллятор сигналын алып тастау да қиын болды. Тетродтың өнертабысы қосымша жерленген (жерге қосылған) торларды пайдалану арқылы электродтарды бір-бірінен оқшаулау идеясын көрсетті (кем дегенде, сигналға қатысты). 1926 жылы Philips тетродтың екіншілік эмиссиясына қарсы күресу үшін тағы бір тор қосу әдісін ойлап тапты. Енді пентагридке қажетті барлық компоненттер жиналды.
Пентагрид
Пентагрид немесе гептод (жеті электрод) клапанының дамуы микшер тарихындағы жаңалық болды. Оның мақсаты – осциллятор сигналы мен қабылданған сигналды араластырып, бір уақытта өз осциллятор сигналын өндіретін, ең бастысы, араластыру мен тербелісті бір клапанның әртүрлі бөліктерінде жасайтын бір клапан жасау еді. Бұл құрылғының ойлап табуы көрінеу қиын болмаса да, ол Америка мен Ұлыбританияда шамамен бір уақытта жасалған сияқты. Дегенмен, Ұлыбританиядағы құрылғы американдық құрылғыдан өзгеше. RCA компаниясының Дональд Г. Хейнс 1933 жылдың 28 наурызында (кейін 1939 жылдың 29 наурызында) АҚШ патенті № 2,148,266 бойынша пентагридке патент сұрағаны белгілі. Пентагрид 1935 жылдың 10 сәуірінде берілген Ұлыбритания патентінде (GB426802) да көрсетілген. Алайда, Ұлыбританияның Ferranti компаниясы клапан бизнесіне 1933 жылдың соңында Ұлыбританияда өндірілген алғашқы VHT4 пентагридімен кірді (дегенмен ол бұл уақытқа дейін әзірленген және прототип ретінде болған болуы мүмкін). Пентагрид әлдеқайда жақсы микшер екені дәлелденді. Осциллятор схемасы дербес болғандықтан, жиілік диапазонындағы сенімді тербеліс үшін жақсы кері байланыс алу оңай болды. Автодин микшерін қабылдаған кейбір өндірушілер өз конструкцияларының бір бөлігін немесе барлығын пентагрид микшерлеріне ауыстырды. Сенімді, өздігінен тербелісетін микшерді жасаудың мақсаты қандай еді? Себептері Ұлыбритания мен Америкада әртүрлі болды. Ұлыбритания радио өндірушілері өз мүшелерінің патенттік құқықтарын пайдалану үшін Британдық клапан қауымдастығына клапан ұясына 1 фунт стерлинг роялти төлеуге міндетті болды. Бұдан өзге, олар бір корпуста бір электродтық құрылымнан артық болмауын талап етті (бұл авторлық құқықтың бір бөлігін болдырмауға мүмкіндік берер еді). Американдықтарды "әрбір шығынды үнемдеуге" бағытталған арзан дизайн жасауға құлқы жетелеген сияқты, бұл "All American Five" жобасына әкелді. Микшерді өздігінен тербеліс жасау арқылы жеке тербеліс клапанын қамтамасыз ету қажеттілігін жоққа шығаруға болады. All American Five 1934 жылы алғаш пайда болғаннан бастап, транзисторларға ауысқанға дейін пентагридтік конвертерді пайдаланды. Ұлыбританияда бес желі осылай жұмыс істеді. 1-ші желі 2-ші желімен бірге осциллятор желісі ретінде жұмыс істеді, ол оның аноды болды. 4-ші желі кіріс сигналын қабылдады, ал қалған екі желі, 3-ші және 5-ші, бір-бірімен қосылды (әдетте ішкі) және анодты, 4-ші және 2-ші желілерді бір-бірінен қорғау үшін экран желісі ретінде қызмет етті. 2-ші желі модульденген электрондық ағынның бір бөлігін өткізетін "тесікті" анод болғандықтан, осциллятор микшерлеу бөліміне қосылды. Шын мәнінде, кейбір конструкцияларда 2-ші желі тек тіреулерден тұрды, ал нақты желілік сым алынып тасталды. Америкада жағдай басқаша болды. 1-ші желі бұрынғыдай осциллятор желісі ретінде жұмыс істеді, бірақ бұл жағдайда 2-ші және 4-ші желілер бірге (әдетте ішкі) қосылды. 2-ші желі экран және осциллятор аноды ретінде жұмыс істеді; бұл жағдайда скринингді қамтамасыз ету үшін желілік сым болуы керек еді. 3-ші желі кіріс сигналын қабылдады. 4-ші желі оны анодтан қорғады, ал 5-ші желі екіншілік эмиссияны басу үшін басқыш желі болды. Бұл конфигурация осциллятордың "анодының" HT+ (B+) рельсінен жұмыс істеуіне шектеу қойды. Бұл көбінесе Хартли осцилляторының схемасын қолдану арқылы және катодты катушкадағы кранға қосу арқылы жүзеге асырылды. Ұлыбританиядағы нұсқада қосалқы эмиссияның деңгейі жоғары болар еді және тетродтық қисыққа ие болар еді. Бұл жақсы жиынтық және айырмашылық сигналдарын өндіру үшін қажетті сызықтық емес қасиеттерді қамтамасыз ету үшін пайдаланылды. Американдық құрылғыларда басқыш желісінің арқасында екіншілік эмиссия болмаса да, осцилляторды асырып жіберу арқылы қажетті сызықтық емес қасиеттерге қол жеткізе алды. Американдық нұсқасы да сәл сезімтал болды, өйткені сигналды қабылдайтын желі катодқа жақын болды, бұл күшейткіш коэффициентін арттырды. Пентагридтік конвертер кез келген нұсқада өте жақсы жұмыс істеді, бірақ ол күшті сигналдың тербеліс жиілігін әлсіз сигналдан "шығаруға" қабілеттілігімен шектелді. Бұл сигналдың күшті болуы мүмкін болатын радио хабарларын тарату қабылдағыштарында үлкен проблема болып саналмайды, бірақ күшті сигналдарға жақын әлсіз сигналдарды қабылдауға тырысқанда бұл проблемаға айналды. Кейбір қысқа толқынды радиолар бұл құрылғылармен жеткілікті жақсы жұмыс істеді. Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін 100 МГц FM жолақтары үшін арнайы жоғары жиілікті нұсқалар пайда болды. Мысалдары – 6SB7Y (1946) және 6BA7 (1948). Тарту әсерінің пайдалы жағы автоматты түрде баптауға мүмкіндік берді. Тағы бір кемшілігі – экрандық желілердің болуына қарамастан, осциллятор электродтарымен модульденген электрондық сәуле сигналдық желі арқылы өтуі керек болды және осциллятордың сигналдық тізбекке байланысы болды. Американдық Федералдық коммуникация комиссиясы (FCC) радио өндірушілерінен өз өнімдерінің осы кедергіні болдырмауын сертификаттауды талап етті. Ұлыбританияда Почта басқарушысы (бұл уақытта радио лицензиялауға жауапты) радио кедергілеріне қатысты қатаң ережелер енгізді.
Гексода
Алты электродты (гексодты) құрылғы шын мәнінде гептод немесе пентагридтен кейін дамытылды. Ол Германияда араластырғыш ретінде жасалды, бірақ бастапқыда жеке триодты генератормен бірге қолдану үшін жобаланған. Сондықтан тор конфигурациясы былай болды: 1-тор – сигналдық кіріс, 2- және 4-торлар – экрандық торлар (әдетте, ішкі түрде біріктірілген), ал 3-тор – генераторлық кіріс. Құрылғыда басқыш тор болған жоқ. Басты артықшылығы – 1-торды сигналдық кіріс ретінде пайдалану арқасында құрылғы әлсіз сигналдарға жоғары сезімталдық танытты. Көп ұзамай триодты және гексодты құрылымдар бір шыны баллонға орналастырылды – мүлдем жаңа идея емес. Триодты тор әдетте гексодтың 3-торымен ішкі байланыста болды, бірақ бұл практика кейінгі жобаларда тоқтатылды, себебі FM жиілігінде жұмыс істегенде, араластыру бөлімі AM/FM қабылдағыштарында тікелей аралық жиілікті күшейткіш ретінде жұмыс істеді, ал араластыру FM жиілігін өзгерту бөлімінде жүзеге асырылды. Ұлыбританиялық өндірушілер BVA-ның көп құрылымды тыйым салғандықтан (сондай-ақ салық салдарынан жеке құрылғыларды пайдалануға құштар емес болғандықтан) бастапқыда осы типтегі араластырғышты қолдана алмады. Ұлыбританияның MOV компаниясы 1934 жылы неміс Lissen компаниясы триодты гексодты араластырғышы бар радионы Ұлыбританияда сатуға тырысқанда картель ережелерін сәтті сақтап қалды. Ұлыбританиялық өндірушілердің қысымымен BVA ережелерді жеңілдетуге мәжбүр болды және Ұлыбритания триодты гексодты араластырғыштарды қабылдауға кірісті. Mullard ECH35 танымал таңдау болды. Osram компаниясы тапқырлықпен әрекет етті. Олардың танымал пентагридтік түрлендіргіштерінің бірі – MX40, ол алғаш рет 1934 жылы нарыққа шығарылды. 1936 жылы олар X41 триодты гексодты жиілік өзгергішін сатуға шығарды. Ең қызығы, X41 MX40-тың тікелей қосылатын, үйлесімді ауыстыру құралы болды. Осылайша, пентагридтік радионы басқа схемалық өзгерістерсіз триодты гексодқа оңай түрлендіруге болады. Америка триодты гексодты толығымен қабылдаған жоқ және ол сирек қолданылды, тіпті 1938 жылы өндірушілерге 6K8 триодты гексод қол жетімді болғанмен де. Кейбір конструкцияларда тағы бір гептодты құрылғы жасау үшін басқыш тор қосылды. Mullard ECH81 шағын, тоғыз тіреуішті құрылғыларға көшумен танымал болды.
Сегізбұрыш
Қатаң түрде пентагрид емес (өйткені онда бесеуден астам тор бар), октод (сегіз электрод) дегенмен, пентагрид принципі бойынша жұмыс істейді. Ол британдық пентагридтік гептодтың экрандаушы тордың қосылуы арқылы пайда болды. Бұл негізінен антенна мен осцилляторды бөлуді жақсарту және құрғақ элементті батареялармен жұмыс істейтін радио қабылдағыштарда қуат тұтынуды азайту үшін жасалды. Солтүстік Америкада тек 7A8 октоды өндірілді. 1939 жылы Sylvania ұсынған (көбінесе Philco қолданған) бұл клапан 7B8 типіне, 6A7 типінің локталдық нұсқасына супрессорлық тор қосу арқылы жасалды. Супрессорды қосу Sylvania-ға 6,3 вольттық қыздырғыштың тогын 320 миллиамперден 150 миллиамперге дейін төмендетуге мүмкіндік берді, сонымен бірге конверсиялық транскондуктивтіліктің (550 микросименс) бұрынғы деңгейін сақтады. Бұл Philco компаниясына 1940 жылдары радионың барлық түрлерінде осы клапанды пайдалануға мүмкіндік берді. Philips EK3 октоды "сәулелі октод" деп аталды. Дизайнның ерекшелігі – 2 және 3 торлар сәуле пішімдеу пластиналары ретінде жасалған. Philips компаниясының мәлімдемесіне сәйкес, бұл осциллятордың электрондық сәулесі мен араластырғыштың электрондық сәулесін мүмкіндігінше бөліп, тартымдылық әсерін азайтуға мүмкіндік берді. Жетістік деңгейі туралы мәліметтер жоқ. Өндірушінің ақпаратында клапанның жоғары өнімділігі 600 мА жоғары қыздыру тогымен байланысты екені, бұл дәстүрлі типтерге қарағанда екі есе көп екені де көрсетілген.
Пентадода
Пентадодты жиілік түрлендіргіште қолдану ықтимал емес таңдау болып көрінеді, себебі оның тек бір басқару желісі бар. Алайда, Ұлы депрессия кезінде көптеген американдық радио өндірушілер 6C6, 6D6, 77 және 78 типтес пентодаларды ең төмен бағадағы AC/DC қабылдағыштарында қолданды, өйткені олар 6A7 типтес пентагридтен арзан болды. Бұл тізбектерде басқыш (3-ші желі) осциллятор желісі ретінде жұмыс істеді, ал клапан нағыз пентагрид сияқты жұмыс істеді. Ұлыбританияның Mazda/Ediswan компаниясы AC/TP типті триод-пентодты жиілік өзгертетін құрылғыны жасады. Төмен бағалы AC радиолар үшін арналған бұл құрылғы, күшті сигналдардың антеннадан осциллятор сигналын тарату қаупінсіз осцилляторды өзгертуіне мүмкіндік беру үшін әдейілеп жасалған. Клапанның екі бөлігінің де катоды ортақ болды. Катод осциллятор катушкасының екінші орамды катушкасына қосылды, осылайша осцилляторды пентодты араластырғыш бөліміне қосты, сигнал дәстүрлі тәсілмен 1-ші желіге берілді. AC/TP төмен бағалы радиоларға арналған AC/ клапандарының бірі болды. Олар өз уақытында берік деп есептелді (тіпті әдетте қиын болатын AC/TP жиілік өзгертетін құрылғы да). Бүгін кездесетін кез келген AC/ клапандары жаңа болуы мүмкін, себебі сервистік орталықтар сирек қажет болатын қосалқы бөлшектерді көптеп жинаған.
Номенклатура
Гептодтың екі түрін ажырату үшін өндірушілердің мәліметтері көбінесе супрессорлық торы жоқ гептодты "гексодты типтегі гептод" деп, ал супрессорлық торы бар гептодты "октодты типтегі гептод" деп сипаттайды.