6SN7 | |
---|---|
| |
Triodă duală de joasă frecvență | |
Prototip | 6C5 → 6J5 → 6F8G [1] |
Dezvoltator | RCA [1] |
Începutul lansării | 1939 [1] |
soclu | octal 8BD |
Tensiunea de încălzire | 6,3 V |
Curentul de filament | 0,6 A |
Modul nominal al amplificatorului în clasa A1 [2] | |
Tensiunea anodului | 250 V |
Controlați tensiunea rețelei | -8 V |
Curentul anodic | 9 mA |
Câştig | douăzeci |
Pantă | 2,6 mA/V |
Rezistență internă | 7,7 kOhmi |
Fișiere media la Wikimedia Commons |
6SN7 - o familie [3] de tuburi electronice - triode duble de joasă frecvență de încălzire indirectă cu un câștig mediu de tensiune, - produse din 1939. Numeroase opțiuni pentru lampa de bază 6SN7GT (12SN7GT, 5692, 6H8C, 7N7, CV1988 și altele) și omologul său unic 6JGT diferă în parametrii modurilor maxime admise, tensiunea filamentului, forma becului și tipul de bază, dar toate au aceeași structură internă și aproape aceiași parametri electrici [ 3] . Distorsiunea neliniară și răspândirea factorului de distorsiune neliniară al lui 6SN7 este semnificativ mai mică decât cea a lămpilor miniaturale postbelice [3] [4] .
Datorită combinației reușite de caracteristici, 6SN7 a fost utilizat pe scară largă mai întâi în electronica radio militară și apoi în radio electronică civilă. Rezervele încorporate în proiectarea lămpii au făcut posibilă producerea pe baza acesteia opțiuni specializate pentru funcționarea în circuite de joasă tensiune (26 V) și de înaltă tensiune (până la 450 V), lămpi cu putere de disipare dublă la anod și lămpi de o fiabilitate deosebit de ridicată pentru sistemul de apărare aeriană din SUA . Răspunsurile la impuls bune, fiabilitatea și consumul redus de energie s-au dovedit a fi solicitate de designerii de computere electronice și un nivel scăzut de distorsiune neliniară - de către designerii de televizoare și echipamente de sunet de înaltă calitate .
La mijlocul anilor 1920, industria americană a început să producă primele lămpi în serie cu catozi de oxid încălziți indirect [5] . Noutatea a făcut posibilă abandonarea bateriilor incandescente incomode și alimentarea încălzitoarelor catodice cu curent alternativ de frecvență industrială (în lămpile cu filament direct utilizate în detectoare și trepte de preamplificare, această soluție a condus la un zgomot inacceptabil de mare) [5] . Standardul industrial pentru o triodă încălzită indirect (bază cu cinci pini UY, tensiunea filamentului 2,5 V ) a fost stabilit până în 1927, iar seria RCA 227, strămoșul tuturor triodelor de recepție-amplificare cu un câștig mediu de tensiune, a devenit un model al acestui generare de lămpi [5] .
Dezvoltarea seriei 227 și versiunea sa simplificată 27 au fost triodele seriei de masă 37, 56, 67 și 76 lansate în 1927-1932 [1] . În seria 56 (1931), tensiunea filamentului, care era incomod în practică, era încă folosită 2,5 V , iar în seria 67 (1931), 37 și 76 (1932), a fost aplicat un nou standard - sursa de alimentare cu filament de 6,3 V , care a făcut posibilă conectarea strălucirii la bateriile auto de atunci ) [1] . Curând, baza cu cinci pini a devenit, de asemenea, un lucru din trecut: odată cu începutul producției în masă a pentodelor , a fost înlocuită de baza octală cu opt pini [1] . Prima triodă octală, încă single, 6C5 (RCA, 1935) a fost de fapt o pentodă 6J7 inclusă în triodă, iar un an mai târziu, Tungsram a lansat prima triodă adevărată într-o versiune octală - 6C5G (sufixul G desemna o versiune de sticlă, în contrast cu 6C5 integral metalic ) și 6J7) [1] . Lămpile acestor serii timpurii nu au găsit o aplicație largă; prima triodă octală cu adevărat de masă a fost 6J5 (RCA, 1937) [1] . Toate aceste lămpi au fost caracterizate printr-un câștig mediu (μ=20…35) și au fost concepute pentru a funcționa în detectoare , etape de preamplificare de joasă frecvență și circuite de impulsuri [1] . Eliberarea triodelor cu un câștig mare (μ≈100) nu a început încă, dar în paralel cu familia descendenților 227, a fost dezvoltată o clasă de triode duble pentru etapele de ieșire push-pull ULF [1] . Această ramură a evoluției triodei a început în 1933 odată cu lansarea seriei 19, a atins apogeul în 1936 odată cu lansarea lui 6N7 [6] (care avea un design diferit față de 6SN7 și un scop complet diferit [7] ) și a murit. scos la scurt timp după al Doilea Război Mondial [1] .
Predecesorii imediati ai 6SN7, triodele duble octale 6F8G și 6C8G, au fost lansate de RCA la sfârșitul anului 1937 [1] . Din motive necunoscute, grila uneia dintre triodele acestor lămpi a fost conectată nu la bază, ci la capacul superior al cilindrului [1] . Poate că designerii încercau să reducă cuplarea parazită nedorită a circuitului de intrare la circuitul de filament; în practică, această soluție s-a dovedit a fi inutilă. Lămpile s-au dovedit în tehnologia cu impulsuri (în special, 6C8G a fost folosit în computerul Atanasov-Berry ), dar nu au devenit produse în masă [1] . Doi ani mai târziu, la sfârșitul anului 1939, RCA a lansat o versiune simplificată a 6F8G într-o sticlă simplă de sticlă [1] . Noutatea a primit denumirea 6SN7GT (sufixul GT a desemnat un cilindru de sticlă cu un cilindric compact, în contrast cu forma G de dimensiuni mari) [8] . În 1940 următor, Sylvania , principalul concurent al RCA, a lansat o copie exactă a lui 6SN7 într- o versiune locală - 7N7 [ 9] . Primul număr 7 din denumirea acestei lămpi este o curiozitate istorică, un truc de marketing al producătorului; de fapt, 7N7 a fost evaluat pentru o tensiune standard a filamentului de 6,3 V [10] .
7N7 nu a avut succes, dar 6SN7GT, identic electric cu acesta, a îndeplinit cu succes cerințele clienților militari și în timpul celui de-al Doilea Război Mondial a fost produs în volume uriașe, fără precedent pentru timp de pace [1] . Principala „specialitate militară” a lui 6SN7 nu a fost amplificarea semnalului, ci formarea impulsurilor de curent în stațiile radar [11] . Lămpile furnizate armatei SUA în anii 1941-1942 au fost marcate cu denumirea VT-231, iar livrările către Marine - 6SN-7GT; de la începutul anului 1943, nomenclatura armatei a fost desființată, iar toate livrările bazei 6SN7 către forțele armate au fost marcate 6SN7-GT [12] . Variantele de aviație cu putere de filament de 12 și 26 V au fost desemnate 12SN7GT și 25SN7GT [9] (în plus, familia avea și lămpi cu o tensiune rară a filamentului de 8,4 V [13] ). Au fost urmate de lămpi de aviație de joasă tensiune, concepute pentru a alimenta anodul cu o tensiune de bord de 26 V. În 1942, Tung-Sol a introdus pe piață lămpi de joasă tensiune cu design special 6AH7GT și 12AH7GT [9] , iar din 1946 RCA produce lămpi 12SX7GT [9] - seriale 12SN7GT, selectate după criteriul cea mai mare abruptă a caracteristicii anod-grilă la tensiune anodica joasă [14] .
În paralel, se desfășura procesul invers - overclockarea bazei 6SN7 pentru a funcționa cu tensiuni, curenți și puteri mai mari. Până în 1948, proiectanții au crescut tensiunea admisibilă a anodului de la 250 la 450 V , curentul catodului pe impuls până la 300 mA și puterea anodului admisibilă de la 2,5 la 5 W pe triodă (opțiunile 6SN7GTA și 6SN7GTB) [1] . În același 1948, General Electric a lansat „seria roșie” proiectată de RCA ( English Special Red ) 5692 - singura variantă a lui 6SN7 cu o fiabilitate deosebit de ridicată din istorie [9] . Numele 6SN7 în sine (fără sufixe) nu a fost niciodată folosit pentru a desemna lămpi în serie: în nomenclatura americană, o astfel de combinație ar desemna o lampă metalică, iar toate lămpile din familia 6SN7 au fost produse numai în cilindri de sticlă [8] [11] .
În urma SUA, 6SN7-urile „militare” au fost lansate în Marea Britanie sub marcajele CV181 și CV1988; în plus, B65 ( Marconi-Osram Valve ) și ECC30…ECC35 ( Mullard ) [9] dezvoltate chiar de britanici erau foarte aproape de 6SN7 . Varianta 6SN7GT, produsă în URSS , a primit mai întâi denumirile 6H8 [15] și 6H8M, iar după 1950 - 6H8S [16] ; sub aceeași denumire, 6H8S, lampa a fost produsă în China [9] . Copii și clone ale lui 6SN7 au fost produse în Australia , Germania , India , Italia , Țările de Jos , Franța , Suedia , Japonia și Europa de Est [9] . Este imposibil să se întocmească o listă exhaustivă a tuturor producătorilor de după război și a tuturor opțiunilor de proiectare: la un moment dat, aceștia nu prezentau un interes deosebit pentru istorici și colecționari, iar apoi informațiile despre ei s-au pierdut pentru totdeauna [17] .
6SN7 a fost utilizat pe scară largă în calcularea timpurie. În primul computer programabil ENIAC (1943-1945), 6SN7GT au reprezentat aproximativ jumătate din cele 17.468 de lămpi [18] [19] . Celula de memorie ENIAC de bază a fost un flip- flop pe un 6SN7; Au fost folosite zece 6SN7 și alte optsprezece lămpi în fiecare zecimală a registrului acumulatorului [19] . Pentru a îmbunătăți fiabilitatea, lămpile erau alimentate cu o tensiune de filament redusă la 5 V [18] , însă decizia eronată de a face doar șase transformatoare cu filament pentru fiecare registru de baterie a anulat toate eforturile proiectanților [19] . Lămpile obișnuite din seria „civilă”, care funcționează cu potențiale catodice diferite, dar conectate la o magistrală de filament comun, au experimentat tensiuni de încălzire-catod prohibitiv de mari și s-au defectat prematur [19] .
Primul computer britanic SSEM (1947-1948) a fost construit pe pentode EF50, iar în APEXC (1947-1948) în construcție în aceiași ani, designerii britanici au fost nevoiți să folosească VR102, un analog funcțional al 6SN7 [20]. ] . Grila uneia dintre triodele VR102 a fost adusă la capacul superior, ceea ce a făcut instalarea extrem de dificilă în comparație cu 6SN7 [20] . CSIRAC australian a folosit obișnuitul ieftin 6SN7 [21] , iar Centrul de comandă pentru apărarea aeriană din SUA construit de IBM AN / FSQ-7 a folosit lămpile „seria roșie” 5692 [22] . În URSS, 6N8M și 6N8S au servit în primele calculatoare MESM [23] (1949-1950) și M-1 [24] (1950-1951) și în mașinile din familiile Ural [25] , Strela și BESM care au urmat. ei [26] . Potrivit unor rapoarte, durata de viață a lămpilor sovietice în tehnologia computerelor a fost de 8-9 mii de ore [23] , conform altora 15 mii de ore, iar timpul dintre defecțiuni depindea nu atât de modul de funcționare al lămpii, ci de rigiditatea criteriilor de expirare stabilite [26] .
În industria civilă postbelică, 6SN7 a fost folosit în dispozitive care necesită liniaritate a amplificării - în generatoare și amplificatoare de scanare verticală ale televizoarelor și în cascadele pre-terminale ale receptoarelor radio de înaltă calitate și ULF [9] . De exemplu, în amplificatorul clasic Williamson 6SN7 sau omologii săi funcționali britanici L63 și B65 au fost utilizate în trei dintre cele patru etape (stadii de intrare, reflex de fază și preterminale) [27] [28] . Lampa a fost utilizată pe scară largă în difuzoarele ULF de calitate scăzută , iar în amplificatoarele de chitară , dimpotrivă, era rar [22] . Dintre producătorii de amplificatoare de chitară și de concert, doar Gibson , Hammond și Leslie [22] au folosit sistematic 6SN7 .
În jurul anului 1956, utilizarea lui 6SN7 în dispozitivele seriale a încetat: o nouă generație de lămpi miniaturale a înlocuit lămpile octale [22] . În anii 1970, producătorii de electrocasnice au trecut la tranzistori; singura nișă de piață în care tuburile nu și-au pierdut niciodată pozițiile au fost amplificatoarele de chitară - cu toate acestea, liniaritatea ridicată a lui 6SN7 nu a fost un avantaj, ci un dezavantaj. La sfârșitul secolului al XX-lea, cererea globală pentru 6SN7 nu a depășit 10 mii de lămpi pe an - prea puțin pentru a acoperi costurile unei producții cu drepturi depline la scară largă [4] (pentru comparație, cererea pentru o „chitară „lampa 12AX7 în 2000 a depășit un milion de bucăți [29] ) . Ultima astfel de producție - Kaluga "Voskhod" - a oprit producția de lămpi în anii 1990 [4] . În secolul al XXI-lea, 6SN7 și varianta CV181 într-un cilindru de dimensiuni mari sunt produse în China într-o serie mică de compania Shuguang (fosta fabrică de radio 770) [30] .
Tabelul comparativ oferă date de referință pentru cinci mostre tipice ale familiei: baza 6SN7GT, omologul său sovietic 6N8S, armata britanică CV1988, 12SX7-GT de joasă tensiune și 6SN7GTB îmbunătățit.
Caracteristici electrice. tabel comparativ | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Index | Unitate rev. |
6SN7GT Tung-Sol [2] |
6N8S URSS [31] |
CV1988 UK [32] [T 1] |
12SX7GT RCA [33] |
6SN7GTB RCA [34] |
Valori electrice maxime admise | ||||||
Tensiunea maximă a anodului | LA | 300 | 330 | 330 | 300 | 450 |
Cea mai mare tensiune de impuls a anodului | LA | nd | nd | nd | nd | +1500 [T2] |
Cea mai mare tensiune negativă a rețelei de impuls | LA | nd | nd | nd | −50 | −600 [T3] |
Putere maximă disipată de un anod | mar | 2.5 | 2,75 | 2,75 | 2.5 | 5 |
Putere maxima disipata de doi anozi | mar | nd | nd | nd | nd | 7.5 |
Cel mai mare curent catod | mA | douăzeci | douăzeci | douăzeci | douăzeci | douăzeci |
Cel mai mare curent de impuls al catodului | mA | nd | nd | nd | nd | 70 [T2] /300 [T3] |
Tensiune DC maximă catod-încălzitor | LA | nd | nd | nd | nd | 100 |
Cea mai înaltă tensiune de încălzire cu catod (DC + AC) | LA | 100 | 100 | nd | 90 | 200 |
Cea mai mare rezistență din circuitul rețelei | MOhm | nd | 0,5 | 1.0 | nd | 1,0 [T4] / 2,2 [T5] |
Modul nominal al amplificatorului de joasă frecvență în modul A1 | ||||||
Tensiunea anodului | LA | 250 | ||||
Tensiunea grilei | LA | −8 | ||||
Curentul anodic | mA | 9 | 9±3,5 | 5,5…12,5 | 9 | 9 |
Câștig (μ) | douăzeci | 20,5±2,5 | 20,5 (18,0…23,0 [T 6] ) | douăzeci | douăzeci | |
Rezistență internă | kOhm | 7.7 | 7.7 | nd | 7.7 | 7.7 |
Pantă | mA/V | 2.6 | 2,6±0,53 | 2,6 (2,075…3,125 [T 6] ) | 2.6 | 2.6 |
Tensiune de blocare | LA | nd | nd | −24 [T7] | nd | −18 [T8] |
Modul nominal al amplificatorului de bas de joasă tensiune în modul A2 | ||||||
Tensiunea anodului | LA | nd | 26 | nd | 26.5 | nd |
Tensiunea de rețea | LA | nd | -0,5 | nd | nd | nd |
Rezistența circuitului rețelei pentru polarizare automată | kOhm | nd | nd | nd | cincizeci | nd |
Curentul anodic | mA | nd | nd | nd | 1.8 | nd |
Câștig (μ) | nd | 24 | nd | 21 | nd | |
Rezistență internă | kOhm | nd | 16 | nd | 11.5 | nd |
Pantă | mA/V | nd | 1.5 | nd | 1.8 | nd |
Note de date de tabel
|
În ciuda varietății de opțiuni, toate 6SN7-urile produse în țările occidentale în anii 1940, 1950 și 1960 sunt extrem de apropiate unele de altele din punct de vedere al parametrilor electrici [4] . Curenții, tensiunile și puterile maxime admisibile sunt diferite, subiectiv sunetul diferitelor lămpi poate fi perceput diferit, dar în modul nominal al amplificatorului de joasă frecvență, caracteristicile tuturor opțiunilor sunt identice [3] [4] . Indicator obiectiv măsurabil (și niciodată publicat în foile de referință) - coeficientul celei de-a doua armonice - se încadrează într-un interval foarte îngust [4] . 6SN7-urile fabricate în anii 1990 se caracterizează prin distorsiuni sistematic mai mari și lămpi miniaturale ale generației postbelice - atât prin distorsiuni mai mari, cât și prin răspândirea mai mare a parametrilor [3] [4] .
În compoziția distorsiunilor neliniare ale unui amplificator cu triodă cu un singur capăt, a doua armonică domină absolut . În cascade pe lămpile din familia 6SN7, nivelul armonicii a treia și a patra este de 30 ... 40 dB sau de 30 ... 100 de ori mai mic decât nivelul celei de-a doua armonice, a cincea armonică este neglijabilă, iar a șasea. iar armonicile superioare nu pot fi măsurate în mod fiabil [36] . Potrivit lui Jones, la semnalul RMS de +28 dBu ( 19,5 V ) la anod, THD medie ponderată CCIR/ARM a familiei de lămpi 6SN7 este de la -50 dB (0,32%) pentru lămpile convenționale în cilindri transparenți până la -58 dB (0,13%) pentru CV1988 militar în cilindri înnegriți (carbonizati) [37] . Deoarece THD-ul unei etape cu un singur capăt este direct proporțional cu nivelul semnalului la anod, valorile THD pentru tensiuni de ieșire mai mici pot fi calculate prin simplă diviziune. Cu o tensiune de semnal la anod de 1 V , THD-ul este de aproximativ 20 de ori, sau 26 dB , mai mic decât THD măsurat la 20 V și așa mai departe [38] :
Aceste valori, măsurate într-un mu-follower foarte liniar, cu un curent anodic de 7,5 mA și o sarcină anodică efectivă de 800 kΩ , sunt aproape de limita teoretic realizabilă într-un amplificator cu un singur capăt [39] . Cascada diferențială pe triodele atent selectate îl depășește pe adeptul mu la nivelul celei de-a doua armonice, dar pierde la nivelul celei de-a treia [40] . Într-o cascadă convențională, SOI este semnificativ mai mare la rezistențe. De exemplu, cu un curent optim de 8 mA din punct de vedere al distorsiunii și o rezistență de sarcină de 22 kΩ , nivelul celei de-a doua armonice a unei astfel de cascade este de 17 dB sau de șapte ori mai rău decât cel al unui mu-follower . 40] .
Toate tuburile miniaturale măsurate de Jones au avut cea mai slabă THD, cu o greutate specifică mai mare a armonicii a treia, cea mai vizibilă la ureche [3] . De exemplu, o lampă miniaturală 12AU7 - un analog funcțional al lui 6SN7 cu același μ nominal = 20 - a generat de 4,5 ori mai mult decât a doua armonică și de 28 de ori mai mult decât a treia armonică [37] . Eric Barbour, care a efectuat măsurători similare, confirmă în general această concluzie: 6SN7 este mult mai liniară decât lămpile de după război [4] . „Paradoxul” se explică prin faptul că lămpile miniaturale din anii 1950, cu rare excepții, au fost dezvoltate nu pentru a amplifica sunetul, ci pentru a rezolva problemele înguste ale recepției radio, televiziunii, tehnologiei computerului și automatizării industriale [41] . Proiectanții acestor lămpi au rezolvat problemele de durabilitate, fiabilitate, producție mai ieftină, dar nu și reducerea distorsiunii [41] .
Triodele unice 6J5GT în cilindri de sticlă, inclusiv copiile lor sovietice 6C2C din primii ani de producție, sunt identice cu 6SN7, iar triodele 6J5 din metal diferă prin distorsiuni de 2-4 ori mai mari [42] . Toate lămpile metalice pierd față de omologii lor din sticlă din cauza contaminării mai mari cu gaze, mai ales atunci când cilindrul este încălzit la temperaturi ridicate [43] . Practic, este imposibil să creezi un vid atât de profund într-un recipient metalic ca într-un recipient de sticlă [43] .
Superioritatea lămpilor din seria militară britanică față de 6SN7 civilă are și un motiv obiectiv. Principala sursă fundamentală de distorsiune a unui amplificator cu triodă este o creștere a rezistenței interne și o scădere a abruptului caracteristic al lămpii anodului pe măsură ce curentul anodic scade [44] . Cu cât rezistența de sarcină este mai mică, cu atât este mai mare distorsiunea de acest fel și invers: la o rezistență de sarcină ridicată, de ordinul a câteva sute de kOhm, „contribuția” acestui factor scade [44] . Variabilitatea câștigului de tensiune (μ) iese în prim-plan datorită neomogenităților înfășurării plasei [44] . La lămpile din seria militară, produse pe echipamente noi, conform specificațiilor stricte , neuniformitatea înfășurării a fost redusă la minimum, ceea ce a condus la cele mai bune valori THD [45] . Lămpile convenționale de fabricație civilă britanică au aceleași valori THD ca și lămpile fabricate în SUA, cu valori ușor - dar sistematic - mai mari ale μ [4] . Probabil că tocmai mica diferență de volum a sunetului explică opinia despre superioritatea tuturor „britanicilor” față de „americanilor” [4] . Înnegrirea (carbonizarea) sticlei cu grafit reduce emisia secundară de electroni de pe suprafața interioară a cilindrului - aceasta reduce perturbațiile câmpurilor electrostatice din interiorul lămpii , ceea ce ajută și la reducerea distorsiunii [46] . În anii 1940, cilindrii înnegriți erau norma, dar producătorii i-au abandonat la începutul anilor 1950, probabil în încercarea de a reduce costul producției de masă [11] .
Tensiunea nominală a filamentului și coeficientul de distorsiune neliniară nu sunt legate între ele: diferențele dintre 6SN7GT și 12SN7GT și dintre 7N7 și 14N7 se află în eroarea statistică [13] . Cu toate acestea, la alimentarea filamentului cu curent alternativ, lămpile cu o tensiune mai mare și, în consecință, un curent de filament mai mic sunt de preferat datorită nivelului mai scăzut de interferență (fondul rețelei) [3] .