Введение
Американское радио с 5 вакуумными лампами. Термин All American Five (сокращенно AA5) – это разговорное название для массово производимых супергетеродинных радиоприемников, в конструкции которых использовалось пять вакуумных ламп. Эти радиоприемники были разработаны для приема вещания с амплитудной модуляцией (AM) в среднем частотном диапазоне и производились в Соединенных Штатах с середины 1930-х до начала 1960-х годов. Отказ от силового трансформатора позволил снизить стоимость устройств; тот же принцип позже был применен к телевизионным приемникам. Существовали варианты конструкции, направленные на снижение стоимости, прием коротких волн, повышение производительности или использование специальных источников питания, хотя во многих моделях использовался один и тот же набор вакуумных ламп.
The term All American Five (abbreviated AA5) is a colloquial name for mass produced, superheterodyne radio receivers that used five vacuum tubes in their design. These radio sets were designed to receive amplitude modulation (AM) broadcasts in the medium wave band, and were manufactured in the United States from the mid 1930s until the early 1960s. By eliminating a power transformer, cost of the units was kept low; the same principle was later applied to television receivers. Variations in the design for lower cost, shortwave bands, better performance or special power supplies existed, although many sets used an identical set of vacuum tubes.
Философия
Радио получило название "All American Five", поскольку в его конструкции обычно использовалось пять вакуумных ламп, и в ламповую эпоху большинство радиоприёмников, производимых для домашнего использования в США и Канаде, были построены по этой схеме. Миллионами экземпляров они производились сотнями производителей, начиная с 1930-х годов, а последние образцы были выпущены в Японии. Нагреватели ламп соединялись последовательно, требуя одинакового тока, но с разным напряжением на каждой лампе. Номинальное суммарное напряжение пяти ламп составляло 121 вольт, что немного превышало напряжение электросети в 110–117 В, поэтому дополнительный балластный резистор не требовался. В конструкциях без трансформатора металлическое шасси подключалось к одной из сторон сетевого провода, что создавало опасность поражения электрическим током и требовало тщательно изолированного корпуса. Такие радиоприёмники могли питаться как переменным, так и постоянным током (и, соответственно, назывались AC/DC-приёмниками), хотя источники постоянного тока всё ещё были распространены. При питании от постоянного тока прибор работал только при правильной полярности подключения вилки. Кроме того, при работе от постоянного тока производительность радио снижалась, поскольку напряжение B+ составляло всего 120 вольт, по сравнению с 160–170 вольтами при питании от переменного тока. Философия конструкции была проста: её необходимо было сделать максимально дешёвой. Конструкция была оптимизирована для обеспечения хорошей производительности при минимальной стоимости. По крайней мере, один производитель радио, Артур Атвотер Кент, предпочёл закрыть свой бизнес, чем пытаться конкурировать с «карликовыми» или недорогими моделями AA5. Для снижения производственных затрат на пятиламповое радио использовалось множество конструкторских решений. Нагреватели всех вакуумных ламп должны были быть рассчитаны на одинаковый ток, чтобы их можно было включать последовательно от сетевого напряжения. Выпрямитель и лампа звуковой мощности требовали большей мощности нагревателя, поэтому на них падение напряжения было больше, чем на остальных лампах. Во многих конструкциях на нагревателе выпрямителя был отвод для питания индикаторной лампы. Ток анода проходил через эту часть нагревателя выпрямителя, чтобы компенсировать ток, потребляемый лампой подсветки. Если индикаторная лампа перегорала, эта часть нагревателя выпрямителя получала больший ток, что могло привести к выходу из строя лампы за несколько месяцев. В ранних моделях радио использовалась резисторная сеть для минимизации этой проблемы, но вскоре от неё отказались, поскольку замена лампы не была ответственностью производителя. Как и в случае с гирляндами, если перегорала одна лампа, то не работали и все остальные. Радио использовало однополупериодный выпрямитель для получения анодного напряжения 160–170 вольт непосредственно от сети переменного тока; выпрямитель, хотя и не был необходим при использовании строго постоянного тока, не создавал проблем. Частотный смеситель был выполнен по схеме пентагродного преобразователя для экономии стоимости отдельной лампы генератора. Детектор и первая каскад звуковой частоты были реализованы на двойной диодно-триодной лампе. Если детектор/первая звуковая лампа содержала второй диод, его можно было использовать для автоматической регулировки усиления (АРУ), или смещение АРУ можно было получать от диода детектора звуковой частоты.
Потенциальные опасности конструкции
Многие ранние экземпляры радиоприемников типа "All American Five" представляли опасность поражения электрическим током для пользователей. Отсутствие сетевого трансформатора приводило к прямому соединению шасси радио AA5 с одной из фаз сети электропитания. Опасность усугублялась тем, что выключатель питания часто располагался на проводе сетевого питания, подключенном к шасси, из-за чего шасси могло находиться под напряжением как во включенном, так и в выключенном состоянии, в зависимости от того, как вилка была вставлена в розетку. Многие вилки имели два одинаковых штыря и могли быть вставлены любым способом. Металлические винты крепления шасси иногда были доступны снаружи бакелитового или деревянного корпуса, и было немало случаев, когда владельцы получали удар током, касаясь этих винтов при работе с приемником. Вентиляционные отверстия могли быть достаточно большими, чтобы дети могли просунуть пальцы или металлические предметы внутрь. Аналогичная опасность присутствовала и в европейских радиоприемниках, работающих от переменного и постоянного тока, но при вдвое большем напряжении. В более поздних моделях эта опасность была устранена за счет использования внутренней шины заземления, соединенной с шасси через сеть изоляции. Underwriters Laboratories потребовали применения схемы с "плавающим" шасси, изолированным от сети (точные параметры схемы и номиналы компонентов не указывались, но был установлен допустимый предел тока утечки), чтобы ограничить силу тока поражения до "безопасного" уровня. Шасси поддерживалось на радиочастотном заземлении (для экранирования) с помощью байпасного конденсатора (обычно от 0,05 мкФ до 0,2 мкФ), как правило, с резистором, включенным параллельно (обычно от 220 кОм до 470 кОм, хотя иногда использовались значения до 22 кОм или резистор вообще отсутствовал). Со временем эти бумажные конденсаторы часто начинали "течь", что могло приводить к протеканию достаточного тока для поражения пользователя электрическим током.
Конкретные меры
Основная конструкция радиоприемника "All American Five" берет начало в недорогих аппаратах, производившихся в первые годы развития радиовещания.
Влияние на телевизионный дизайн
Многие черно-белые и цветные телевизионные приемники были построены по принципам схемы All American Five, включая конструкцию с "горячим шасси" и последовательно соединенные нагреватели. Такие схемы применялись в основном в портативных или недорогих телевизорах, начиная с 1950-х годов и вплоть до серии GE Portacolor, производство которой было окончательно прекращено в 1980-х годах. В ранних моделях вместо лампы использовались селеновые выпрямители, а в более поздних – кремниевые диоды. Некоторые из этих телевизоров были гибридными, с использованием транзисторов для усиления слабых сигналов и вакуумных ламп вместо тогдашних дорогих силовых транзисторов. В некоторых моделях также применялся выпрямительный диод, включенный последовательно с нитями накала ламп; когда телевизор был выключен, диод поддерживал нити накала в частично нагретом состоянии – эта технология получила различные названия, например, "Мгновенное включение".
Меры предосторожности при обслуживании
Поскольку шасси устройства может быть подключено непосредственно к фазе сети, сервисные мастерские использовали разделительный трансформатор для защиты техников от поражения электрическим током. Некоторые реставраторы переделывают устройства с "горячим" шасси, чтобы шасси постоянно находилось под напряжением "нейтрали". В некоторых конструкциях достаточно поляризовать вилку, в то время как в других требуется перепроводка блока питания для отключения выключателя от земли шасси. Для обеспечения защиты при такой модификации розетки должны быть правильно заземлены.