6SN7 | |
---|---|
| |
Kettős alacsony frekvenciájú trióda | |
Prototípus | 6C5 → 6J5 → 6F8G [1] |
Fejlesztő | RCA [1] |
A kiadás kezdete | 1939 [1] |
lábazat | oktális 8BD |
Fűtési feszültség | 6,3V |
Izzószál áram | 0,6 A |
Az A1 osztályú erősítő névleges üzemmódja [2] | |
Anód feszültség | 250 V |
Hálózati feszültség szabályozása | -8V |
Anód áram | 9 mA |
Nyereség | húsz |
Lejtő | 2,6 mA/V |
Belső ellenállás | 7,7 kOhm |
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon |
6SN7 - az elektronikus csövek családja [3] - dupla alacsony frekvenciájú , indirekt fűtésű trióda átlagos feszültségerősítéssel, - 1939 óta gyártják. A 6SN7GT alaplámpa (12SN7GT, 5692, 6H8C, 7N7, CV1988 és mások) és egyetlen megfelelője, a 6JGT számos opciója különbözik a megengedett legnagyobb üzemmódok paramétereiben, az izzószál feszültségében, az izzó alakjában és az alaptípusban, de mindegyiknek ugyanaz a belső szerkezete és közel azonos elektromos paraméterekkel [3] . A 6SN7 nemlineáris torzítási tényezőjének nemlineáris torzítása és terjedése lényegesen kisebb, mint a háború utáni miniatűr lámpáké [3] [4] .
A jellemzők sikeres kombinációjának köszönhetően a 6SN7-et széles körben alkalmazták először a katonai, majd a polgári rádióelektronikában. A lámpa kialakításába beépített tartalékok lehetővé tették, hogy ennek alapján speciális opciókat állítsanak elő kisfeszültségű (26 V) és nagyfeszültségű (max. 450 V) áramkörökben, az anódon kétszeres disszipációs teljesítményű lámpák és különösen nagy megbízhatóságú lámpák az amerikai légvédelmi rendszerhez . A jó impulzusválaszokra, a megbízhatóságra és az alacsony energiafogyasztásra az elektronikus számítógépek tervezői, a televíziók és a kiváló minőségű hangberendezések tervezőinél pedig a nemlineáris torzítás alacsony szintjére mutattak igényt .
Az 1920-as évek közepén az amerikai ipar elkezdte gyártani az első soros lámpákat közvetetten fűtött oxidkatódokkal [5] . Az újdonság lehetővé tette a kényelmetlen izzóelemek és az ipari frekvenciájú váltóáramú katódfűtők elhagyását ( detektorokban és előerősítő fokozatokban használt direkt izzólámpákban ez a megoldás elfogadhatatlanul magas zajszinthez vezetett) [5] . A közvetetten fűtött triódák (öttűs alap UY, izzószál feszültsége 2,5 V ) ipari szabványát 1927-re hozták létre, és ennek modellje lett az RCA 227 sorozat, az összes átlagos feszültségerősítésű vevő-erősítő trióda őse. lámpák generációja [5] .
A 227-es sorozat fejlesztése és egyszerűsített 27-es változata a 37-es, 56-os, 67-es és 76-os tömegsorozat 1927-1932-ben kiadott triódái voltak [1] . Az 56-os sorozatban (1931) a gyakorlatban kényelmetlen izzószál-feszültséget továbbra is 2,5 V -ot használták, a 67-es (1931), 37-es és 76-os (1932) sorozatban pedig egy új szabványt alkalmaztak - 6,3 V -os izzószálas tápegység . amely lehetővé tette az akkori autóakkumulátorok izzásának csatlakoztatását ) [1] . Hamarosan az öt tűs talp is a múlté lett: a pentódok tömeggyártásának kezdetével kiszorította a nyolctűs oktális alap [1] . Az első oktális, még mindig egyetlen, 6C5-ös trióda (RCA, 1935) valójában egy 6J7-es pentóda volt triódabevonatban, és egy évvel később a Tungsram elindította az első valódi triódát oktális változatban - 6C5G-t (a G utótag üveg változatot jelöl. ellentétben a teljesen fém 6C5). és 6J7) [1] . E korai sorozat lámpái nem találtak széles körű alkalmazást; az első igazán tömeges oktális trióda a 6J5 volt (RCA, 1937) [1] . Mindezeket a lámpákat átlagos erősítéssel (μ=20…35) jellemezték, és úgy tervezték, hogy detektorokban , alacsony frekvenciájú előerősítő fokozatokban és impulzusáramkörökben működjenek [1] . A nagy erősítésű (μ≈100) triódák kiadása még nem kezdődött el, de a 227 leszármazottak családjával párhuzamosan kidolgozták a dupla triódák osztályát a push-pull ULF kimeneti fokozatokhoz [1] . A triódafejlődés ezen ága 1933-ban kezdődött a 19-es sorozat kiadásával, csúcspontját 1936-ban érte el a 6N7 [6] kiadásával (amelynek a 6SN7-től eltérő volt a kialakítása és teljesen más a rendeltetése [7] ) és meghalt. nem sokkal a második világháború után jelent meg [1] .
A 6SN7 közvetlen elődjeit, a 6F8G és 6C8G dupla oktális triódákat 1937 végén adta ki az RCA [1] . Ismeretlen okokból ezeknek a lámpáknak az egyik triódájának rácsát nem az alaphoz, hanem a henger felső sapkájához kötötték [1] . Talán a tervezők megpróbálták csökkenteni a bemeneti áramkör és az izzószál áramkör nemkívánatos parazita csatolását; a gyakorlatban ez a megoldás szükségtelennek bizonyult. A lámpák beváltak az impulzusos technológiában (különösen a 6C8G-t használták az Atanasov-Berry számítógépben ), de nem váltak tömeggyártásba [1] . Két évvel később, 1939 végén az RCA kiadta a 6F8G egyszerűsített változatát egy egyszerű üvegpalackban [1] . Az újdonság a 6SN7GT elnevezést kapta (a GT utótag kompakt hengeres üveghengert jelölt, ellentétben a nagyméretű G alakúval) [8] . A következő 1940-ben Sylvania , az RCA fő versenytársa kiadta a 6SN7 pontos másolatát a 7N7 helyi változatában [ 9] . Az első 7-es szám ennek a lámpának a jelölésében történelmi érdekesség, a gyártó marketingfogása; valójában a 7N7 szabványos 6,3 V -os izzószálfeszültségre volt besorolva [10] .
A 7N7 nem járt sikerrel, de a vele elektromosan azonos 6SN7GT sikeresen megfelelt a katonai megrendelők igényeinek, és a második világháború alatt hatalmas, békeidőre példátlan mennyiségben készült [1] . A 6SN7 fő „katonai specialitása” nem a jelerősítés volt, hanem az áramimpulzusok kialakítása a radarállomásokon [11] . Az 1941-1942 között az Egyesült Államok hadseregének szállított lámpák VT-231 jelzéssel voltak ellátva, a haditengerészetnek szállított lámpák pedig 6SN-7GT; 1943 elejétől a hadsereg nómenklatúráját eltörölték, és a 6SN7 bázis fegyveres erőknek történő összes szállítását 6SN7-GT [12] jelzéssel látták el . A 12 és 26 V -os izzószálas teljesítményű repülési változatokat 12SN7GT-nek és 25SN7GT-nek [9] nevezték el (ráadásul a családban voltak ritka 8,4 V -os izzószálfeszültségű lámpák is [13] ). Őket kisfeszültségű repülési lámpák követték, amelyek az anódot 26 V -os fedélzeti feszültséggel látták el. 1942-ben a Tung-Sol bevezette a piacra a speciális kialakítású 6AH7GT és 12AH7GT kisfeszültségű lámpákat [9] , majd 1946 óta az RCA gyártja a 12SX7GT [9] - 12SN7GT sorozatú lámpákat, amelyeket a 6AH7GT kritérium alapján választottak ki. az anódrács karakterisztika legnagyobb meredeksége alacsony anódfeszültség mellett [14] .
Ezzel párhuzamosan a fordított folyamat zajlott – az alap 6SN7 túlhajtása, hogy nagyobb feszültséggel, árammal és teljesítménnyel működjön. 1948-ra a tervezők a megengedett anódfeszültséget 250-ről 450 V -ra , a katód impulzusáramot 300 mA -re, a megengedett anódteljesítményt pedig 2,5-ről 5 W -ra triódánként (opciók 6SN7GTA és 6SN7GTB) [1] . Ugyanebben az 1948-ban a General Electric kiadta az RCA által tervezett "vörös sorozatot" ( angolul Special Red ) 5692-t – a 6SN7 egyetlen változatát, amely különösen nagy megbízhatóságú a történelemben [9] . Magát a 6SN7 nevet (utótagok nélkül) soha nem használták a soros lámpák jelölésére: az amerikai nómenklatúrában egy ilyen kombináció fémlámpát jelölne, és a 6SN7 család összes lámpáját csak üveghengerben gyártották [8] [11] .
Az Egyesült Államokat követően a "katonai" 6SN7-eket az Egyesült Királyságban adták ki CV181 és CV1988 jelzéssel; ráadásul a maguk britek által fejlesztett B65 ( Marconi-Osram Valve ) és ECC30…ECC35 ( Mullard ) [9] nagyon közel álltak a 6SN7-hez . A Szovjetunióban gyártott 6SN7GT változat először 6H8 [15] és 6H8M, majd 1950 után 6H8S [16] jelölést kapott ; ugyanazon a 6H8S elnevezéssel a lámpát Kínában gyártották [9] . A 6SN7 másolatait és klónjait Ausztráliában , Németországban , Indiában , Olaszországban , Hollandiában , Franciaországban , Svédországban , Japánban és Kelet-Európában állították elő [9] . Lehetetlen összeállítani egy kimerítő listát az összes háború utáni gyártóról és az összes tervezési lehetőségről: egy időben nem érdekelték különösebben a történészeket és a gyűjtőket, majd a róluk szóló információk örökre elvesztek [17] .
A 6SN7-et széles körben használták a korai számítástechnikában. Az első ENIAC programozható számítógépben (1943-1945) a 6SN7GT-k tették ki a 17 468 lámpa körülbelül felét [18] [19] . Az alap ENIAC memóriacella egy flip- flop volt az egyik 6SN7-en; tíz 6SN7 és tizennyolc másik lámpát használtak az akkumulátorregiszter minden tizedesjegyében [19] . A megbízhatóság növelése érdekében a lámpákat 5 V -ra csökkentett izzószál feszültséggel táplálták [18] , azonban az a téves döntés, hogy minden akkumulátorregiszterhez csak hat izzószálas transzformátort alkalmaztak, semmissé tette a tervezők erőfeszítéseit [19] . A „polgári” sorozatú, különböző katódpotenciállal működő, de közös izzószálas buszra csatlakoztatott lámpák túlzottan magas fűtő-katód feszültséget tapasztaltak, és idő előtt meghibásodtak [19] .
Az első brit SSEM számítógép (1947-1948) EF50-es pentódokra épült, és az ugyanebben az években épülő APEXC (1947-1948) esetében a brit tervezők kénytelenek voltak a VR102-t, a 6SN7 funkcionális analógját használni [20]. ] . Az egyik VR102 trióda rácsát a felső sapkára hozták, ami rendkívül megnehezítette a telepítést a 6SN7-hez képest [20] . Az ausztrál CSIRAC a szokásos olcsó 6SN7 -et [21] , az IBM által épített US Air Defense Command Center AN / FSQ-7 pedig a „vörös sorozatú” 5692-es lámpákat [22] használta . A Szovjetunióban a 6N8M és a 6N8S szolgált az első MESM [23] (1949-1950) és M-1 [24] (1950-1951) számítógépekben, valamint az ezt követő Ural [25] , Strela és BESM családok gépeiben. őket [26] . Egyes jelentések szerint a szovjet lámpák élettartama a számítástechnikában 8-9 ezer óra [23] , mások szerint 15 ezer óra, és a meghibásodások közötti idő nem annyira a lámpa működési módjától, hanem attól függött. a megállapított lejárati kritériumok merevsége [26] .
A háború utáni polgári iparban a 6SN7-et olyan eszközökben használták, amelyek linearitást igényelnek - a TV-k generátoraiban és vertikális pásztázó erősítőiben , valamint kiváló minőségű rádióvevők és ULF terminálok előtti kaszkádjaiban [9] . Például a klasszikus Williamson erősítőben a 6SN7-et vagy brit funkcionális megfelelőit, az L63-at és B65-öt a négy fokozat közül háromban (bemeneti, fázisreflexes és preterminális fokozat) használták [27] [28] . A lámpát széles körben használták rossz minőségű ULF sugárzó hangszórókban , és gitárerősítőkben , éppen ellenkezőleg, ritka volt [22] . A gitár- és koncerterősítők gyártói közül csak a Gibson , Hammond és Leslie [22] használt szisztematikusan a 6SN7-et .
1956 körül megszűnt a 6SN7 használata a soros eszközökben: a miniatűr lámpák új generációja váltotta fel az oktális lámpákat [22] . Az 1970-es években a háztartási gépek gyártói áttértek a tranzisztorokra; az egyetlen olyan piaci rést, ahol a csövek soha nem veszítették el pozícióikat, a gitárerősítők voltak - azonban ezekben volt az, hogy a 6SN7 nagy linearitása nem előny, hanem hátrány. A 20. század végén a 6SN7 iránti globális kereslet nem haladta meg az évi 10 ezer lámpát – ez túl kevés ahhoz, hogy fedezze egy teljes értékű nagyszabású gyártás költségeit [4] (összehasonlításképpen: a "gitár" iránti kereslet A 12AX7 lámpa 2000-ben meghaladta az egymillió darabot [29] ). Az utolsó ilyen gyártás - a Kaluga "Voskhod" - az 1990-es években leállította a lámpák gyártását [4] . A 21. században a 6SN7-et és a CV181-es változatot nagy méretű hengerben gyártják Kínában kis sorozatban a Shuguang cég (a korábbi 770. rádiógyár) [30] .
Az összehasonlító táblázat a család öt tipikus mintájára nyújt referenciaadatokat: az alap 6SN7GT, szovjet megfelelője a 6N8S, a brit katonai CV1988, a kisfeszültségű 12SX7-GT és a továbbfejlesztett 6SN7GTB.
Elektromos jellemzők. összehasonlító táblázat | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Index | Mértékegység fordulat. |
6SN7GT Tung-Sol [2] |
6N8S USSR [31] |
CV1988 UK [32] [T 1] |
12SX7GT RCA [33] |
6SN7GTB RCA [34] |
Maximális megengedett elektromos értékek | ||||||
Maximális anódfeszültség | NÁL NÉL | 300 | 330 | 330 | 300 | 450 |
Az anód legmagasabb impulzusfeszültsége | NÁL NÉL | nd | nd | nd | nd | +1500 [T2] |
A legnagyobb impulzus negatív hálózati feszültség | NÁL NÉL | nd | nd | nd | −50 | −600 [T3] |
Egy anód által disszipált maximális teljesítmény | kedd | 2.5 | 2.75 | 2.75 | 2.5 | 5 |
Két anód által disszipált maximális teljesítmény | kedd | nd | nd | nd | nd | 7.5 |
A legnagyobb katódáram | mA | húsz | húsz | húsz | húsz | húsz |
A katód legnagyobb impulzusárama | mA | nd | nd | nd | nd | 70 [T2] /300 [T3] |
Maximális egyenfeszültségű katódfűtő | NÁL NÉL | nd | nd | nd | nd | 100 |
Legmagasabb feszültségű katódfűtő (DC + AC) | NÁL NÉL | 100 | 100 | nd | 90 | 200 |
A legnagyobb ellenállás a hálózati áramkörben | MOhm | nd | 0.5 | 1.0 | nd | 1,0 [T4] / 2,2 [T5] |
Az alacsony frekvenciájú erősítő névleges üzemmódja A1 módban | ||||||
Anód feszültség | NÁL NÉL | 250 | ||||
Rács feszültség | NÁL NÉL | −8 | ||||
Anód áram | mA | 9 | 9±3,5 | 5,5…12,5 | 9 | 9 |
Erősítés (μ) | húsz | 20,5±2,5 | 20,5 (18,0…23,0 [T 6] ) | húsz | húsz | |
Belső ellenállás | kOhm | 7.7 | 7.7 | nd | 7.7 | 7.7 |
Lejtő | mA/V | 2.6 | 2,6±0,53 | 2,6 (2,075…3,125 [T 6] ) | 2.6 | 2.6 |
Blokkolás feszültség | NÁL NÉL | nd | nd | −24 [T7] | nd | −18 [T8] |
A kisfeszültségű basszuserősítő névleges üzemmódja A2 módban | ||||||
Anód feszültség | NÁL NÉL | nd | 26 | nd | 26.5 | nd |
Hálózati feszültség | NÁL NÉL | nd | -0,5 | nd | nd | nd |
Rács áramköri ellenállás az automatikus előfeszítéshez | kOhm | nd | nd | nd | ötven | nd |
Anód áram | mA | nd | nd | nd | 1.8 | nd |
Erősítés (μ) | nd | 24 | nd | 21 | nd | |
Belső ellenállás | kOhm | nd | 16 | nd | 11.5 | nd |
Lejtő | mA/V | nd | 1.5 | nd | 1.8 | nd |
Táblázat adatok megjegyzések
|
A sokféle lehetőség ellenére a nyugati országokban az 1940-es, 1950-es és 1960-as években gyártott 6SN7-esek elektromos paraméterei tekintetében rendkívül közel állnak egymáshoz [4] . A maximálisan megengedhető áramok, feszültségek és teljesítmények eltérőek, szubjektíven a különböző lámpák hangja eltérően érzékelhető, de a kisfrekvenciás erősítő névleges üzemmódjában minden opció karakterisztikája azonos [3] [4] . Az objektíven mérhető (és referencialapokon soha nem publikált) mutató - a második harmonikus együtthatója - nagyon szűk intervallumba illeszkedik [4] . Az 1990-es években gyártott 6SN7-ekre szisztematikusan nagyobb torzítások, a háború utáni generáció miniatűr lámpáira pedig nagyobb torzítások és nagyobb paraméterek terjedése jellemző [3] [4] .
Az egyvégű trióda erősítő nemlineáris torzításainak összetételében abszolút a második harmonikus dominál . A 6SN7 családba tartozó lámpák kaszkádjaiban a harmadik és negyedik harmonikus szintje 30 ... 40 dB, vagyis 30 ... 100-szor kisebb, mint a második harmonikus szintje, az ötödik harmonikus elhanyagolható, a hatodik harmonikus és a magasabb harmonikusok nem mérhetők megbízhatóan [36] . Jones szerint +28 dBu ( 19,5 V ) RMS jel mellett az anódnál a 6SN7 lámpacsalád CCIR/ARM súlyozott átlagos THD értéke -50 dB (0,32%) a hagyományos, átlátszó hengeres lámpáknál -58 -ig. dB (0,13%) katonai CV1988 esetében feketített (karbonizált) hengerekben [37] . Mivel az egyvégű fokozat THD-je egyenesen arányos az anód jelszintjével, az alacsonyabb kimeneti feszültségek THD-értékei egyszerű osztással számíthatók ki. Ha az anód jelfeszültsége 1 V , a THD körülbelül 20-szor vagy 26 dB -lel kisebb, mint a 20 V - on mért THD , és így tovább [38] :
Ezek az értékek egy erősen lineáris mu-követőben , 7,5 mA anódárammal és 800 kΩ effektív anódterheléssel mérve közel vannak az egyvégű erősítőben elméletileg elérhető határértékhez [39] . A gondosan kiválasztott triódák differenciálkaszkádja a második harmonikus szintjén felülmúlja a mu-követőt, de a harmadik felharmonikus szintjén veszít [40] . Hagyományos kaszkádban a SOI lényegesen magasabb az ellenállásoknál. Például a torzítás szempontjából 8 mA optimális áramerősség és 22 kΩ terhelési ellenállás mellett egy ilyen kaszkád második harmonikusának szintje 17 dB -lel vagy hétszer rosszabb, mint egy mu-követőé [ 40] .
A Jones által mért összes miniatűr csőnek volt a legrosszabb a THD-ja, a harmadik harmonikus fajsúlya nagyobb volt, a leginkább hallhatóan [3] . Például egy miniatűr 12AU7-es lámpa – a 6SN7 funkcionális analógja azonos névleges μ = 20-zal – 4,5-szer többet generált, mint a második harmonikus és 28-szor többet, mint a harmadik harmonikus [37] . Eric Barbour, aki hasonló méréseket végzett, általában megerősíti ezt a következtetést: a 6SN7 sokkal lineárisabb, mint a háború utáni lámpák [4] . A „paradoxont” az magyarázza, hogy az 1950-es évek miniatűr lámpáit ritka kivételektől eltekintve nem a hang erősítésére, hanem a rádióvétel, a televíziózás, a számítástechnika és az ipari automatizálás szűk körű problémáinak megoldására fejlesztették ki [41] . Ezeknek a lámpáknak a tervezői a tartósság, a megbízhatóság, az olcsóbb gyártás, de a torzítás csökkentését nem [41] oldották meg .
Az üveghengerekben lévő egyedi 6J5GT triódák, beleértve a gyártás korai éveinek 6C2C szovjet példányait is, megegyeznek a 6SN7-tel, a fémből készült 6J5 triódák pedig 2-4-szer nagyobb torzításban különböznek [42] . Minden fémlámpa veszít üveg megfelelőjével szemben a nagyobb gázszennyeződés miatt, különösen, ha a hengert magas hőmérsékletre hevítik [43] . Alapvetően lehetetlen olyan mély vákuumot létrehozni egy fémtartályban , mint egy üvegben [43] .
A brit katonai sorozatú lámpák fölénye a polgári 6SN7-tel szemben objektív oka is van. A trióda erősítőben a torzítás fő, alapvető forrása a belső ellenállás növekedése és a lámpa anódkarakterisztikája meredekségének csökkenése az anódáram csökkenésével [44] . Minél kisebb a terhelési ellenállás, annál nagyobb az ilyen jellegű torzítás, és fordítva: magas, több száz kOhm nagyságrendű terhelési ellenállásnál ennek a tényezőnek a „hozzájárulása” csökken [44] . A feszültségerősítés (μ) változékonysága a hálótekercs inhomogenitása miatt kerül előtérbe [44] . A szigorú előírások szerint új berendezéseken gyártott katonai sorozatú lámpákban a tekercselés egyenetlensége minimálisra csökkent, ami a legjobb THD értékekhez vezetett [45] . A hagyományos, polgári, brit gyártmányú lámpák THD-értékei megegyeznek az Egyesült Államokban gyártott lámpákéval, kissé - de szisztematikusan - magasabb μ értékkel [4] . Valószínűleg éppen a hangerő csekély különbsége magyarázza azt a véleményt, hogy az összes "brit" fölényben van az "amerikaiakkal" szemben [4] . Az üveg grafittal történő befeketítése (karbonizálása) csökkenti az elektronok másodlagos kibocsátását a henger belső felületéről - ez csökkenti a lámpán belüli elektrosztatikus mezők zavarait , ami szintén segít a torzítás csökkentésében [46] . Az 1940-es években a feketített hengerek voltak jellemzőek, de a gyártók az 1950-es évek elején felhagytak velük, valószínűleg azért, hogy csökkentsék a tömeggyártás költségeit [11] .
Az izzószál névleges feszültsége és a nemlineáris torzítási együttható nem függ össze egymással: a 6SN7GT és 12SN7GT, valamint a 7N7 és 14N7 közötti különbség a statisztikai hibán belül van [13] . Az izzószál váltóáramú táplálása esetén azonban a nagyobb feszültségű és ennek megfelelően kisebb izzószáláramú lámpák előnyösebbek az alacsonyabb interferenciaszint (hálózati háttér) miatt [3] .