Z PENTODY TRIODU-teorie

[Dratak]

Zdravím všechny příznivce elektronek. Chtěl bych se zeptat na jeden problém, či spíše fyzikální jev, se kterým jsem se setkal u pentody.

Jistě víte postup spojení pentody na triodu: G2 s A, G3 s K (to bývá často už spojeno uvnitř). Co se v takto spojené elektronce děje, jak probíhá cesta elektronů z katody? Podle mě poté co elektrony prolétnou G1 (která řídí svým nábojem jejich tok) jich malá část dopadne na G2. Většina proletí přes řídce vinutou G3 (která má stejný náboj jako katoda a tedy neovlivňuje tok elektronů) a skončí na anodě.

Setkal jsem se ale s aplikací, kdy toto zapojení zcela selhalo a G3 jsem musel proti všem zvyklostem zvenčí spojit s anodou. Jednalo se o Meissnerův oscilátor ve vstupní jednotce pro příjem VKV. V modrém AR 2/2006 vyšlo zapojení vstupní jednotky s ECC85, toto jsem si upravil pro elektronku DC90 (v upraveném zapojení není použit vstupní zesilovač, proto tedy jen jedna trioda). Po řadě pokusů a omylů, volbě vazebních kapacit i průřezů drátů se mi skutečně podařilo dosáhnout toho, že oscilátor kmitá v rozsahu 98,7-118,7MHz a zajišťuje tedy aditivní směšování v pásmu VKV CCIR na 10,7MHz mezifrekvenci.

Chtěl jsem však nakonec zapojení upravit na jinou elektronku, než je skoro nesehnatelná DC90. Napadlo mě zkusit spojit na triodu 1F33 či DF96. NEÚSPĚCH. Při zvýšení indukčnosti a kapacit byl oscilátor schopen kmitat cca do 30, v nejlepším případě 35MHz a konec. Nepomohlo nic, ani změna počtu závitů vazebního vinutí.

Začal jsem tedy hledat na netu a narazil na zapojení vstupní jednotky s pentodou DF97 (a těch mám plno). G2, ale i G3 byla spojena s anodou. Zkusil jsem tedy DF97 (nemá narozdíl od 1F33 či DF96 uvnitř spojenou G3 na katodu). OSCILÁTOR KMITAL NAPROSTO SPOLEHLIVĚ JEŠTĚ NA 150MHz! Jakmile jsem G3 přepojil na katodu potom konec. Úpravami počtu závitů a kapacit jsem obvod naladil opět o 10,7MHz nad pásmo CCIR a vyvážil vstupní můstek, aby nedocházelo k průniku VF napětí z oscilátoru do vstupních obvodů. S kvalitními styroflexovými kondenzátory a keramickými trimry se nestabilita pohybovala řádově v jednotkách kHz, tedy o řád níže (nechal jsem to 48 hodin běžet a průběžně zapisoval údaj trvale připojeného digitálního čítače). Protože rozestup stanic na VKV je řádově stovky kHz, měla by stabilita plně vyhovovat.

Původně jsem si myslel, že oscilátor vysazuje kvůli zvýšení kapacity mezi anodou a zemí vlivem G3. Změřil jsem tedy DF97 na kapacity, pokud byla G3 na anodu tak byla C cca 9pF, pokud na katodu tak 12pF. Tedy samotná kapacita G3/G2+A cca 3pF. Zkusil jsem tedy tuto kapacitu připojit zvenčí a postupně ji zvyšoval až na 10pF. Kmitočet se snižoval, ale oscilátor kmital spolehlivě dál. NEŠLO TEDY O POUHÝ VLIV KAPACITY G3.

Co tedy dělá ta G3 s tokem elektronů, který jev se tu uplatnil, že se to projevilo pouze na frekvencích řádově 100MHz? Našel by se na tomto fóru nějaký odborník přes elektronky, který by mi toto dokázal vysvětlit?

Jenom doplním, k čemu v digitální době stavět VKV tuner s elektronkami typu D? Snad proto že je to trochu rarita, s továrním přístrojem tohoto typu se hned tak nesetkáte, vyrábělo se jen pár modelů (u nás žádný). Nakonec-elektronky jsou, hotových MF včetně cívek poměrového detektoru tady mám plno, tak, třeba jen pro radost z úspěchu, proč se do toho nepustit? Nakonec, plánek na jednotku s ECC85 vyšel v roce 2006......
A zkuste si představit, jak si někdo pustí na koupališti přenosné VKV rádio s elektronkami řady D. V době MP3 přehrávačů by asi většina lidí nestačila koukat, že?

[Hifista]

Podle mého musí být mřížka G3 spojená s anodou, aby nedocházelo k brzdění elektronového toku, ale naopak k jeho urychlení. V případě vnitřního propojení G3 s katodou je pro tento účel asi dotyčná elektronka nevhodná. Ne nadarmo se G3 nazývá mřížkou brzdící. Návrhář elektronky s vniřním propojením G3 - K určitě nepředpokládal používání dotyčné elektronky jako triody.
Jinak k tomu koupališti bych ještě podotkl, že bys musel mít obrovskou dávku štěstí, abys potkal stejně zaníceného člověka, který by takové dílko a nadšení pro věc ocenil. Současná doba je konzumní a málokdo věnuje čas vlastní tvorbě. Mám za to, že dnes je minimum lidí, kteří prožili tu radost z vlastního dílka které začalo po nějaké době a někdy i dlouhé fungovat. To může ocenit jen ten, kdo někdy něco takového stvořil.

[MirekD]

Mezní kmitočet elektronky je určený mj. dobou průletu elektronů mezi anodou a katodou. Protože G3 skutečně elektrony brzdí, doba jejich letu se prodlužuje a mezní kmitočet klesá. Klesne dost podstatně, jak ses sám přesvědčil.
Existuje jedna kuriozita a tou je zapojení obyčejné pentody jako reflexní klystron, tj. využívá se tam rychlostní modulace elektronového svazku. Toto zapojení bylo kdysi popsané v AR. Dělal jsem s tím tehdy pokusy a běžné skleněné elektronky kmitaly až skoro na 1000 MHz. Ale to spíš jen na okraj, pro praxi to zapojení moc vhodné není, má i svoje mouchy (vysoká citlivost na stabilitu napájecích napětí) - to dosvědčuje i skutečnost, že prakticky toto zapojení používané nebylo, snad jen ojediněle v případě čerpacího oscilátoru pro parametrický zesilovač.

[Dratak]

Díky moc za rady, takže jde skutečně o dobu průletu elektronů? Ta G3 je tedy před dopadem na anodu zbrzdí, aby nedocházelo rychlým dopadem na anodu k vyražení sekundárních elektronů. Tímto zpomalením elektronového toku se tedy snižuje mezní kmitočet elektronky.
Zjistil jsem, že jakákoli elektronka s vnitřním spojem G3/K je skutečně pro tyto účely zcela nevhodná. Anodový proud stoupne na cca 3mA při Ua=90V. Což elektronce neublíží, ale oscilátor nekmitá. Samozřejmě jsem chtěl použít 1F33, kterých mám plno ze skladů po armádě. Bohužel, musel jsem kvůli tomu dát DF97, která nemá vnitřní spoj. Přece jen je mnohem dostupnější než DC90, kterou seženete jen NÁHODOU a musíte mít velké štěstí. Mám dvě, od jednoho sběratele, který je kdysi v 60.letech někde koupil a ležely mu dodnes v šuplíku. Jednu RFT a jednu TELEFUNKEN. Jel jsem pro ně vlakem 150km, a nakonec mi jí bylo líto do té vstupní jednotky zapojit, že si je radši nechám ve sbírce. To DF97 koupíte u p. Drbala za 15Kč. Proto celá ta úprava.

Jinak ten "stroj" hraje! Teď zrovna mi tu vyhrává moje oblíbené Rádio Šumava. Osazení: DF97-aditivní směšovač/oscilátor, 1F33-1.MF stupeň, 1F33-2.MF stupeň, 2xGA201-poměrový detektor, 1AF33-NF předzesilovač, 1AF33-invertor, 2x1L33-koncový stupeň push/pull. Výkon cca 0,5W při jmenovitém Ua 90V. Ale na koupaliště to neponesu.....nechce se mi kupovat 10 9V baterií........

[MirekD]

Konečná doba průletu elektronů mezi katodou a anodou v důsledku znamená, že změna na mřížce se na anodě projeví s jistým časovým zpožděním, když se to vztáhne na dobu periody řídicího signálu, projevuje se to jako fázový posuv a to tím větší, čím vyšší je frekvence. A u oscilátorů je fázová podmínka tím hlavním důvodem (je kritičtější než zesílení), proč se oscilátor rozkmitá. Jestliže se ale vlivem zpoždění posune fáze mimo přípustnou mez, oscilátor se nerozkmitá, i když je zesílení dostatečné.
Koho napadne, že by se to dalo obejít přidáním dalšího fázovacího členu, aby se to dorovnalo do správných mezí, má pravdu, ale to se dá udělat tehdy, když má lampa dost zesílení na to, aby vyrovnala zeslabení takového členu - další komplikací je, že tohle se dá slušně udělat u oscilátoru na pevném kmitočtu, jakmile ho ale chceme přelaďovat, musí se i ten přídavný fázovač chovat přesně tak, aby nebyla fázová podmínka porušená.
Když to shrnu, u laditelných oscilátorů se taková věc nedělá, používá se raději lampa k tomu vhodná.