03.10.2025 09:01
BabayMazay 25 1500 Источник

Радиолампы (они же — электронные лампы), несмотря на вопиющее моральное устаревание, до сих пор интересуют и интригуют, взять тот же пресловутый «ламповый звук». Интересны и их история, технология, конструирование, вплоть до самостоятельного любительского изготовления лабораторных образцов. Простой вопрос в этом смысле неожиданно увлёк в дебри электровакуумной технологии. Итак — зачем же некоторым приёмно-усилительным лампам (ПУЛ) сетчатые аноды — натурально, решето, тогда как этот электрод должен принимать поток электронов с катода и получше рассевать образовавшееся тепло?

Фото 0.1. Товарищи! Всех вас интересует вопрос: есть ли жизнь на М-марсе?
Фото 0.1. Товарищи! Всех вас интересует вопрос: есть ли жизнь на М-марсе?

1. Манипуляции с патентным правом

Некоторые ранние радиолампы имеют интересную и необычную конструкцию анода — не сетка, но массивная спираль.

Фото 1.1. Яркий пример электронной лампы с анодом-спиралью — Thorpe K4 британской компании Bower Electric, середины 1924 г. Лампа с прямой вольфрамовой нитью накала — катодом и примечательна двумя сетками. Лампа-тетрод, но в 1920-х «би-гриды» были низкоомными, с малым коэффициентом усиления, а обе сетки служили только для управления — смешивания принимаемого сигнала с сигналом гетеродина в супергетеродинном приёмнике. Обе сетки не отделены экранами и могли работать только на сравнительно невысоких частотах. В целом, электродная система до боли напоминает французский триод ТМ [1], а спиральный анод мог быть введён только для обхода удобной запатентованной конструкции
Фото 1.1. Яркий пример электронной лампы с анодом-спиралью — Thorpe K4 британской компании Bower Electric, середины 1924 г. Лампа с прямой вольфрамовой нитью накала — катодом и примечательна двумя сетками. Лампа-тетрод, но в 1920-х «би-гриды» были низкоомными, с малым коэффициентом усиления, а обе сетки служили только для управления — смешивания принимаемого сигнала с сигналом гетеродина в супергетеродинном приёмнике. Обе сетки не отделены экранами и могли работать только на сравнительно невысоких частотах. В целом, электродная система до боли напоминает французский триод ТМ [1], а спиральный анод мог быть введён только для обхода удобной запатентованной конструкции
Рис. 1.2. Триод ТМ. Из патента Пери и Биге 1915 года. Электроды радиоламп, да и сами лампы, в те староглинянные времена принято было называть иначе, например, анод именовали не иначе как «пластина», отсюда в результате мелкого мухлёжа, могла родиться и спиральная конструкция
Рис. 1.2. Триод ТМ. Из патента Пери и Биге 1915 года. Электроды радиоламп, да и сами лампы, в те староглинянные времена принято было называть иначе, например, анод именовали не иначе как «пластина», отсюда в результате мелкого мухлёжа, могла родиться и спиральная конструкция

2. Обезгаживание сеток лампы

Самая интересная и непредосудительная причина. Начать стоит с неумолимых природных явлений — ПУЛ должны иметь внутри высокий и сверхвысокий вакуум; все материалы для них, в том числе и металлы со стеклом, имеют впитанные газы, начинающие весело выделяться наружу (внутрь баллона) в высоком вакууме, а особенно при рабочем нагреве. Всемерной борьбе с этими впитанными газами, электровакуумное производство посвящает массу времени и сил — стекло отмывается в несколько стадий, в том числе и кислотами, часто протравливается; металлы различными способами очищаются от грубых и тонких загрязнений, а внешний, самый загрязнённый слой, стравливается в сложных составах. Детали обезгаживаются в вакуумных печах и сложным образом хранятся. Во время откачки воздуха из собранной лампы, всё её металлические части и баллон также разогревают для удаления остатков внутренних газов.

Баллон лампы разогреть легко, электродную же систему намного сложнее и дольше. Одним из самых удобных и технологичных способов их нагрева — токи высокой частоты (ТВЧ).

Рис. 2.1. Нагрев электродов лампы выполняется полем высокой (десятки-сотни кГц) частоты от внешнего индуктора, формой — подбираемой сообразно задаче и конфигурации электродной системы. К примеру, на рисунке: вариант №1 — индуктор для лампы с вертикальным анодом-цилиндром или коробом; вариант №2 — для пластинчатого анода
Рис. 2.1. Нагрев электродов лампы выполняется полем высокой (десятки-сотни кГц) частоты от внешнего индуктора, формой — подбираемой сообразно задаче и конфигурации электродной системы. К примеру, на рисунке: вариант №1 — индуктор для лампы с вертикальным анодом-цилиндром или коробом; вариант №2 — для пластинчатого анода

Анод ламп нагревается (до красного каления) очень хорошо, однако обычная более или менее сплошная его конструкция, внутрь пропускает лишь малую часть высокочастотного поля, не позволяя разогревать и обезгаживать сетку (сетки) лампы. Для их нормального нагрева, в ряде случаев, аноды частично и контролируемо перфорируют или выполняют сетчатыми.

Внимательный читатель, конечно, спросит — что же было источником мощного высокочастотного тока в стародавние времена, когда первые лампы только-только начинали развиваться и даже в радиопередатчиках применяли универсальные маломощные триоды, набирая из них целые батареи? Отвечу: применяли те же средства, что и в тогдашних мощных радиопередатчиках — генераторы искровые и машинные (т. н. умформер — электромотор, вращающий специальный ВЧ генератор 10…20 кГц).

Рис. 2.2. Искровой генератор Сименс. Схема принципиальная. Трансформатор 6 кВА, 50 Гц; F — 6…8 секционный искровой разрядник с пробивным напряжением 800…1000 В. Эффективная мощность генератора 1…3 кВт
Рис. 2.2. Искровой генератор Сименс. Схема принципиальная. Трансформатор 6 кВА, 50 Гц; F — 6…8 секционный искровой разрядник с пробивным напряжением 800…1000 В. Эффективная мощность генератора 1…3 кВт
Фото 2.3. Искровой высокочастотный генератор [2], где: 1 — трансформатор; 2 — масляный конденсатор; 3 — восьмисекционный вольфрамовый искровой разрядник с водяным охлаждением; 4 — индуктор; 5 — кабель высокого напряжения; 6 — педаль для выключения; 7 — общий выключатель; 8 — деревянный корпус со снятой крышкой и передней стенкой; 9 — клемма заземления индуктора
Фото 2.3. Искровой высокочастотный генератор [2], где: 1 — трансформатор; 2 — масляный конденсатор; 3 — восьмисекционный вольфрамовый искровой разрядник с водяным охлаждением; 4 — индуктор; 5 — кабель высокого напряжения; 6 — педаль для выключения; 7 — общий выключатель; 8 — деревянный корпус со снятой крышкой и передней стенкой; 9 — клемма заземления индуктора
Рис. 2.4. Машинный генератор средней частоты для обезгаживания металлических деталей электровакуумных приборов (ЭВП) в процессе откачки. Схема принципиальная, где: 1 — умформер (мотор М и генератор G); 2 — батарея конденсаторов; 3 — индуктор из медной трубки с водяным охлаждением; 4 — вход воды; 5 — откачиваемая лампа; 6 — педаль включения; 7 — гидрокнопка
Рис. 2.4. Машинный генератор средней частоты для обезгаживания металлических деталей электровакуумных приборов (ЭВП) в процессе откачки. Схема принципиальная, где: 1 — умформер (мотор М и генератор G); 2 — батарея конденсаторов; 3 — индуктор из медной трубки с водяным охлаждением; 4 — вход воды; 5 — откачиваемая лампа; 6 — педаль включения; 7 — гидрокнопка
Фото 2.5. Внешний вид умформера. Частота 10 кГц, выходное напряжение 500/200 В при токе 73/147 А. Число оборотов 3000+20% об/мин, возбуждение 70 В/0,7 А постоянного тока, мощность мотора 48 кВт (Siemens-Schuckert)
Фото 2.5. Внешний вид умформера. Частота 10 кГц, выходное напряжение 500/200 В при токе 73/147 А. Число оборотов 3000+20% об/мин, возбуждение 70 В/0,7 А постоянного тока, мощность мотора 48 кВт (Siemens-Schuckert)
Фото 2.6. Вот как выглядит нагрев ТВЧ от современного лампового ВЧ генератора, при обезгаживании откачиваемой лампы-триода в кустарном производстве [3]. Обратим внимание на тёмную, холодную сетку. В первых лампах иногда её даже делали со вторым технологическим выводом (дополнительное удорожание и усложнение), чтобы, как и катод нагревать пропусканием тока
Фото 2.6. Вот как выглядит нагрев ТВЧ от современного лампового ВЧ генератора, при обезгаживании откачиваемой лампы-триода в кустарном производстве [3]. Обратим внимание на тёмную, холодную сетку. В первых лампах иногда её даже делали со вторым технологическим выводом (дополнительное удорожание и усложнение), чтобы, как и катод нагревать пропусканием тока

3. Вольфрамовый анод

Вольфрам — металл для электровакуумного дела как будто бы привлекательный — имеет чрезвычайно высокую температуру плавления и низкое давление паров, но из-за трудностей при обработке, прокатке в листы заданной толщины, для изготовления анодов его применяют крайне редко. Собственно, единственный пример — изготовление мощных цельнокварцевых генераторных ламп. Аноды для них плетутся из плющенной вольфрамовой проволоки, на вольфрамовых продольных прутьях [4].

4. Современное, очевидное

Здесь же естественным будет полюбопытствовать о причинах появления анодов, в современных ПУЛ, не из сетки, но с другими прорехами. Например:

Фото 4.1. Вариант 6Н8С — Московский электроламповый завод с его примечательными металлическими цоколями у октальных ламп. Маломощный низкочастотный двойной триод с косвенным накалом и невысоким коэффициентом усиления. Пальчиковый аналог —6Н1П
Фото 4.1. Вариант 6Н8С — Московский электроламповый завод с его примечательными металлическими цоколями у октальных ламп. Маломощный низкочастотный двойной триод с косвенным накалом и невысоким коэффициентом усиления. Пальчиковый аналог —6Н1П
Фото 4.2. Пятисеточная лампа-гептод для преобразования частоты. При использовании этой лампы в качестве преобразовательной, первые две сетки включаются как управляющая сетка и анод трёхэлектродной лампы гетеродина. Напряжение сигнала подаётся на четвёртую сетку, а третья и пятая сетки являются экранирующими и находятся под постоянным положительным потенциалом
Фото 4.2. Пятисеточная лампа-гептод для преобразования частоты. При использовании этой лампы в качестве преобразовательной, первые две сетки включаются как управляющая сетка и анод трёхэлектродной лампы гетеродина. Напряжение сигнала подаётся на четвёртую сетку, а третья и пятая сетки являются экранирующими и находятся под постоянным положительным потенциалом

Отчего в этих и им подобных лампах отверстия или окна в анодах?

Фото 4.3. Мыши?
Фото 4.3. Мыши?

На электровакуумном производстве, где вдумчиво борются с каждой пылинкой, конечно, не может быть никаких грызунов. Аноды не цельной формы могут применяться для лучшего вывода тепла излучением изнутри электродной системы (в низкочастотных лампах) или снижения межэлектродной ёмкости (в лампах высокочастотных).

5. Маркетинговый ход

И на сладкое — новости из мира лампового звука «задорого» — варианты крупных модных ламп с полностью или частично сетчатыми анодами. Сетчатая часть непременно плетёная (остерегайтесь листовых перфорированных подделок!) и не сварная. Такие аноды преподносят как меру для нейтрализации злых резонансов, мешающих слушать музыку настоящим меломанам, и как некий особый звук из-за электронов-отступников, пролетающих насквозь, и отразившись от стекла баллона, возвращающихся назад просветлёнными и умудрёнными.

Фото 5.1. Новодельный вариант популярного выходного прямонакального триода 2A3 в исполнении Emission Labs. Всего 876 долларов за пару. Исполнение с одним анодом (исторические поздние, доработанные версии имели два). Чтобы теперь он мог рассеять положенную мощность, поперёк пришлось приделывать дополнительный П-образный радиатор. Изюминкой оригинальной одноанодной 2А3 была сложная конструкция катода из 20 (!) натянутых нитей, в отличие от общепринятых четырёх W-образных, создающая намного более равномерное электростатическое поле. Здесь же нитей всего 8 — явное упрощение. У Emission Labs такова же конструкция у родственной «немецкой» АD1 (1178 долларов) и, вероятно, остальных
Фото 5.1. Новодельный вариант популярного выходного прямонакального триода 2A3 в исполнении Emission Labs. Всего 876 долларов за пару. Исполнение с одним анодом (исторические поздние, доработанные версии имели два). Чтобы теперь он мог рассеять положенную мощность, поперёк пришлось приделывать дополнительный П-образный радиатор. Изюминкой оригинальной одноанодной 2А3 была сложная конструкция катода из 20 (!) натянутых нитей, в отличие от общепринятых четырёх W-образных, создающая намного более равномерное электростатическое поле. Здесь же нитей всего 8 — явное упрощение. У Emission Labs такова же конструкция у родственной «немецкой» АD1 (1178 долларов) и, вероятно, остальных

6. Итого

Разъяснив для себя сетчатые и дырчатые аноды ламп, мы прикоснулись к технической истории и взяли на вооружение улучшенный способ нагрева с применением ТВЧ, для приборов самодельных. В очередной раз восхитились и ужаснулись особенным цинизмом современных способов продажи, где упор делается не на эксплуатационные качества, а на зрелищность и ушлый маркетинг.

7. Дополнительные материалы

  1. Легендарный вакуумный триод 1920-х — ТМ. Конспект автора.

  2. Эспе В. Технология электровакуумных материалов. Том 1. 1968 г.

  3. Кустарные вакуумные триоды Клода Пайяра. Конспект автора.

  4. Царев Б. М. Расчёт и конструирование электронных ламп. 1961 г.

На благо всех разумных существ, Babay Mazay, сентябрь, 2025 г.

© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»

Комментарии (25)


  1. randomsimplenumber
    03.10.2025 09:22
    #28914818

    Древние технологии восхищают. 48 квт мотор в небольшой тумбочке


    1. BabayMazay Автор
      03.10.2025 09:22
      #28915046

      Меня тоже насторожила такая мощность, думал опечатка. Но нет, пересчитал что на выходе -- с учётом КПД, более или менее согласуется. С другой стороны, тумбочка не такая уж и маленькая. Кроме прочего, восхищает какими простыми средствами обходились предки.


    1. Moog_Prodigy
      03.10.2025 09:22
      #28916024

      А чем вам современные моторы не угодили? Мне где-то встречалась цифра в 2 МВт - речь шла про двигатель-компрессор, стоящий в ЖРД типа "Мерлин" (вроде бы) или Раптор. Тот двигатель размером с человеческую голову.

      Да и в целом современные двигатели покруче будут, за счет магнитов, новых материалов, сложного управления. В том же Лифе (электромобиль) двигатели довольно небольшие, однако каждый из них может выдавать более 100 кВт мощности в постоянном режиме, а при рывке чуть ли не 300.

      Если сравнивать с теми же асинхронниками, и вспомнить, какие асинхронники\синхронники\постоянники на такие мощности стоят на производствах - габариты не в пользу последних в десятки раз. Да и цены тоже.


      1. BabayMazay Автор
        03.10.2025 09:22
        #28916112

        Меня как раз всё устраивает : ) Хотя, если говорить о ходовых электромоторах общего применения, скажем, тех же трёхфазных с беличьей клеткой, то современным компактным предпочёл бы более громоздкие ретро-варианты -- в них меньше экономили на меди и железе. По крайней мере, для стационарного применения.


        1. GidraVydra
          03.10.2025 09:22
          #28916724

          современным компактным предпочёл бы более громоздкие ретро-варианты -- в них меньше экономили на меди и железе

          В таком случае стоит предпочесть паравоз современному тепловозу. Ведь а паровозах на топливе меньше экономили.


          1. BabayMazay Автор
            03.10.2025 09:22
            #28916798

            Не будем настолько утрировать. Факт, что к моточным изделиям раньше относились с большим уважением, по крайней мере в бытовых приборах. Теперь же производители позволяют себе разного рода вольности для экономии и всё это дело греется и мало работает.


    1. GidraVydra
      03.10.2025 09:22
      #28916664

      Современный 50 кВт асинхронный двигатель - 80 см по оси и 45 по фланцу. На картинке бочка 90+ см высотой и как минимум 60 ч диаметре.


  1. ThingCrimson
    03.10.2025 09:22
    #28915078

    Всхохотнул на „преподносят как меру для нейтрализации злых резонансов, мешающих слушать музыку настоящим меломанам“, маркетинг суров и беспощаден! И фото 4.3 со следами мышей калибра 45ACP (AFAIR именно такими заряжали знаменитые “tommy guns”) улыбнуло.

    А так электронные лампы восхищают, сколько сложного и запутанного можно сделать из простого физического явления (эмиссия электронов и их передвижение под действием разности потенциалов).


    1. BabayMazay Автор
      03.10.2025 09:22
      #28915190

      О! Резонансы это ещё что! Среди подобной публики гуляет множество небылиц, коими обосновывают какие-то запредельные деньги. А чуть прикоснувшись к технологии ЭВП, смотришь на это с грустью и тоской. Чёрные спецаноды! Звучит как "ртутная антенна"...

      О дырявом контрабасе из "В джазе только девушки" -- приятно что Вы сразу поняли что к чему : )


      1. randomsimplenumber
        03.10.2025 09:22
        #28915624

        Микрофонный эффект словить более чем реально.


        1. BabayMazay Автор
          03.10.2025 09:22
          #28915934

          Угу, есть такое дело, но как правило, это для слабых сигналов и приборов с высоким Ку. А в той же 2А3 из статьи -- только 5! Это ж как её трясти придётся... Да и конструкция её не новая, уже отработанная, разве что особенно неудачное исполнение.


          1. randomsimplenumber
            03.10.2025 09:22
            #28916262

            КУ 5 как то совсем низко.. штош за усилитель из него получится?


            1. BabayMazay Автор
              03.10.2025 09:22
              #28916316

              Она же не одна там работает. Напряжение в основном усиливает предварительный маломощный каскад, а эта для выходного. Ещё одно её исходное предназначение -- регулирующий элемент в стабилизаторе.


      1. ThingCrimson
        03.10.2025 09:22
        #28915786

        Ну так-то оно и правда, резонансные явления бывает преподносят сюрпризы (и редко когда приятные, начиная с хрестоматийного взвода солдат, идущих «в ногу» по мосту). А подобная публика этим пользуется, себе на карман.

        А фильм “Some Like It Hot” («В джазе только девушки») запоминающийся (и не только из-за Мерилин Монро), хоть прям бери да пересмотри на выходных…


        1. BabayMazay Автор
          03.10.2025 09:22
          #28915954

          хоть прям бери да пересмотри на выходных…

          Дело! : ) Только нужно хороший вариант перевода отыскать, если кто не владеет, а то попадаются такие, что все шутки и юмор псу под хвост.


  1. engine9
    03.10.2025 09:22
    #28915390

    Спасибо за интересную публикацию. Хочу разобраться в ламповой теме, посоветуйте, пожалуйста книг хороших на русском.


    1. BabayMazay Автор
      03.10.2025 09:22
      #28915422

      С радостью и удовольствием! : ) Вам спасибо что читаете и интересуетесь.


  1. exTvr
    03.10.2025 09:22
    #28915482

    Внешний вид умформера

    Под впечатлением от всей этой магии сначала прочёл как "умклайдета". Задумался.


    1. BabayMazay Автор
      03.10.2025 09:22
      #28915576

      Первое впечатление самое правильное! -- артефакт и есть. По крайней мере, на сегодняшний день : )


  1. Fox_Alex
    03.10.2025 09:22
    #28915964

    Все проще: через сетчатый анод лучше видно свечение катода! Более ламповый внешний вид получается)


    1. BabayMazay Автор
      03.10.2025 09:22
      #28916130

      Именно! Это единственное достоинство, о котором фирма-производитель как раз молчит в тряпочку, только красивые фото. А вот про резонансы и возвращённые электроны -- соловьём.


      1. Fox_Alex
        03.10.2025 09:22
        #28916438

        Будь там поле в киловольты - я бы еще поверил в "пролетающие мимо" электроны. А так их там всех к сетке притянет как миленьких.


        1. BabayMazay Автор
          03.10.2025 09:22
          #28916468

          Плюнуть в душу художнику может каждый... С инженерным образованием... Не трогайте музыку руками, пусть забавляются : ) В конце концов, эффект плацебо тоже имеет место, плюс понты конечно.


          1. GidraVydra
            03.10.2025 09:22
            #28916698

            Инженерное образование очень сильно переоценено. Как показывает практика, без таблицы диаметров красных резиновых мячей инженеры резко теряют прогностическую силу. Мерой способности эл. поля воздействовать на заряженные тела является не напряжение, а напряженность. Поэтому важно не то, сколько там (где это - там? напряжение - величина не локальная, да ещё и скалярная) киловольт, а то, сколько там киловольт на сантиметр. А высоких напряженностей можно достигнуть и при малых напряжениях, вопрос в геометрии.


            1. BabayMazay Автор
              03.10.2025 09:22
              #28916766

              Это да, однако, помилуйте, какие киловольты -- у обсуждаемой 2А3 максимально допустимое на аноде 300 В, да и анод у неё никак не может быть маленьким -- какие бы волшебные свойства ему не назначали, а 15 ватт рассеять придётся. Сеточку вот поставили для красоты, так пришлось дополнительный профиль поперёк приварить -- очевидно, калился. Или (ехидно) это ускоряющий электрод?