Conversor Pentagrid - Pentagrid converter
O conversor pentagrid é um tipo de válvula de recepção de rádio ( tubo de vácuo ) com cinco grades usadas como o estágio do misturador de frequência de um receptor de rádio super - heteródino .
O pentagrid fazia parte de uma linha de desenvolvimento de válvulas que eram capazes de pegar um sinal de RF de entrada e mudar sua frequência para uma frequência intermediária fixa , que era então amplificada e detectada no restante do circuito do receptor. O dispositivo foi genericamente denominado de trocador de frequência ou apenas mixer .
Origens
Os primeiros dispositivos projetados para mudar a frequência da maneira descrita acima parecem ter sido desenvolvidos pelos franceses, que simplesmente colocaram duas grades no que, de outra forma, seria uma válvula triodo comum (a grade dupla ou grade dupla ). Embora seja tecnicamente um dispositivo de quatro eletrodos , nem o termo tetrodo nem a válvula de tetrodo como é conhecido hoje haviam aparecido. A grade dupla diferia do tetrodo posterior porque a segunda grade (externa) foi enrolada grosseiramente em comparação com a grade da tela do tetrodo, que teve que ser enrolada com precisão para fornecer seu efeito de blindagem. Cada grade foi capaz de aceitar um dos sinais de entrada, e a não linearidade do dispositivo produziu a soma e a diferença de frequências. A válvula teria sido muito ineficiente, mas, o mais importante, o acoplamento capacitivo entre as duas grades teria sido muito grande. Portanto, teria sido impossível evitar que o sinal de uma grade se acoplasse à outra. Pelo menos uma referência afirma que a grade dupla era auto-oscilante, mas isso não foi confirmado.
Em 1918, Edwin Armstrong usou apenas tríodos quando inventou o receptor super - heteródino . Um triodo operado em um circuito oscilador convencional. Outro triodo agia como um misturador, acoplando o sinal do oscilador ao cátodo do misturador e o sinal recebido à grade. As frequências de soma e diferença estavam então disponíveis no circuito anódico do misturador . Mais uma vez, o problema de acoplamento entre os circuitos estaria sempre presente.
Pouco depois de Armstrong inventar o super-heteródino, foi desenvolvido um projeto de estágio de misturador triodo que não apenas misturava o sinal de entrada com o oscilador local, mas a mesma válvula funcionava como oscilador. Isso era conhecido como o misturador autódino . Os primeiros exemplos tinham dificuldade de oscilar ao longo da faixa de frequência porque o feedback do oscilador era através do primeiro capacitor de sintonia primária do transformador de frequência intermediário , que era pequeno demais para dar um bom feedback. Também era difícil manter o sinal do oscilador fora do circuito da antena .
A invenção do tetrodo demonstrou a ideia de separar eletrodos uns dos outros usando grades adicionais aterradas (pelo menos, no que diz respeito ao sinal). Em 1926, a Philips inventou uma técnica de adicionar mais uma grade para combater a emissão secundária sofrida pelo tetrodo. Todos os ingredientes para o pentagrid estavam no lugar.
Pentagrid
O desenvolvimento da válvula pentagrid ou heptodo (sete eletrodos) foi um desenvolvimento novo na história do misturador. A ideia era produzir uma única válvula que não apenas misturasse o sinal do oscilador e o sinal recebido e produzisse seu próprio sinal do oscilador ao mesmo tempo, mas, mais importante, fizesse a mistura e a oscilação em diferentes partes da mesma válvula.
A invenção do aparelho à primeira vista não parece obscura, mas parece que foi desenvolvido tanto na América quanto no Reino Unido, mais ou menos na mesma época. No entanto, o aparelho do Reino Unido é diferente do seu homólogo americano.
É sabido que Donald G. Haines da RCA solicitou uma patente para o pentagrid em 28 de março de 1933 (posteriormente concedida em 29 de março de 1939) sob a patente dos EUA número 2.148.266. O pentagrid também apareceu em uma patente do Reino Unido (GB426802) concedida em 10 de abril de 1935. No entanto, a empresa Ferranti da Grã-Bretanha entrou no negócio de válvulas com o primeiro pentagrid conhecido produzido no Reino Unido, o VHT4 , no final de 1933 (embora deva ter sido em desenvolvimento e certamente teria existido como um protótipo bem antes dessa época).
O pentagrid provou ser um misturador muito melhor. Como o circuito do oscilador era mais ou menos independente, um bom feedback para uma oscilação confiável em toda a faixa de frequência era fácil de obter. Alguns fabricantes que adotaram o misturador autódino converteram alguns, senão todos, de seus projetos em misturadores pentagrid.
Qual era o objetivo de desenvolver um misturador auto-oscilante confiável? As razões eram diferentes do Reino Unido para a América. Os fabricantes de rádios do Reino Unido tiveram que pagar royalties de £ 1 por portador de válvula à British Valve Association para cobrir o uso dos direitos de patente de seus membros. Além disso, eles determinaram que não mais de uma estrutura de eletrodo poderia estar contida em um único envelope (o que teria evitado a realeza - pelo menos em parte). Os americanos pareciam movidos pelo desejo de produzir um projeto de baixo custo com "economia de todas as despesas" que levaria ao All American Five . Fazendo o misturador auto-oscilar, a necessidade de fornecer uma válvula osciladora separada é evitada. O All American Five deveria usar um conversor pentagrid desde quando apareceu pela primeira vez em 1934, até as válvulas se tornarem obsoletas quando os transistores assumiram o controle.
No Reino Unido, as cinco redes operavam assim. A grade 1 atuou como a grade do oscilador em conjunto com a grade 2, que atuou como seu ânodo. A grade 4 aceitou o sinal de entrada com as duas grades restantes, 3 e 5 conectadas entre si (geralmente internamente), que agiram como grades de tela para proteger o ânodo, a grade 4 e a grade 2 uma da outra. Como a grade 2 era um ânodo "furado", permitindo a passagem de parte do fluxo de elétrons modulado, o oscilador foi acoplado à seção de mistura da válvula. Na verdade, em alguns projetos, a grade 2 consistia apenas nas hastes de suporte, sendo omitido o próprio fio da grade.
Na América, a configuração era diferente. A grade 1 atuou como a grade do oscilador como antes, mas, neste caso, as grades 2 e 4 foram conectadas juntas (novamente, geralmente internamente). A grade 2 funcionou como uma tela e o ânodo do oscilador; neste caso, o fio da rede teve que estar presente para fornecer a blindagem. A grade 3 aceitou o sinal de entrada. A grade 4 filtrou isso do ânodo, e a grade 5 era uma grade supressora para suprimir a emissão secundária. Esta configuração limitou o projeto do oscilador a um onde o 'ânodo' do oscilador foi operado a partir do trilho HT + (B +). Isso costumava ser feito usando um circuito oscilador Hartley e levando o cátodo para a derivação da bobina.
A versão do Reino Unido teria uma emissão secundária significativa e também uma torção tetrode . Isso foi explorado para fornecer a não linearidade necessária para produzir bons sinais de soma e diferença. Os dispositivos americanos, embora não tendo emissão secundária devido à grade supressora, foram capazes de obter a não linearidade necessária enviesando o oscilador de tal forma que a válvula foi acionada. A versão americana também ficou um pouco mais sensível porque a grade que aceitava o sinal estava mais próxima do cátodo aumentando o fator de amplificação.
O conversor pentagrid em qualquer aspecto operava extremamente bem, mas sofria da limitação de um sinal forte ser capaz de 'puxar' a frequência do oscilador para longe de um sinal mais fraco. Isso não foi considerado um grande problema em receptores de transmissão em que os sinais provavelmente eram fortes, mas tornou-se um problema ao tentar receber sinais fracos que estavam próximos de sinais fortes. Alguns rádios de ondas curtas funcionaram de forma bastante satisfatória com esses dispositivos. Versões especiais de alta frequência apareceram após a Segunda Guerra Mundial para as bandas FM de 100 MHz. Exemplos são o 6SB7Y (1946) e o 6BA7 (1948). O efeito de puxar teve um efeito colateral benéfico, pois deu certo grau de ajuste automático.
Outra desvantagem era que, apesar da presença das grades de tela, o feixe de elétrons, modulado pelos eletrodos do oscilador, ainda precisava passar pela grade de sinal, e o acoplamento do oscilador ao circuito de sinal era inevitável. A American Federal Communications Commission (FCC) começou a exigir que os fabricantes de rádios certificassem que seus produtos evitavam essa interferência de acordo com a Parte 15 de suas regras. No Reino Unido, o Postmaster General (que era responsável pelo licenciamento de rádio) estabeleceu um conjunto de regras rigorosas sobre interferência de rádio.
Hexodo
O hexodo (seis eletrodos) foi desenvolvido após o heptodo ou pentagrid. Ele foi desenvolvido na Alemanha como um misturador, mas foi projetado desde o início para ser usado com um oscilador triodo separado. Assim, a configuração da rede era a grade 1, entrada de sinal; grades 2 e 4 grades de tela (conectadas juntas - novamente, geralmente internamente) e grade 3 era a entrada do oscilador. O dispositivo não tinha grade supressora. Uma grande vantagem era que, ao usar a grade 1 como grade de entrada do sinal, o dispositivo era mais sensível a sinais fracos.
Não demorou muito para que as estruturas triodo e hexodo fossem colocadas no mesmo envelope de vidro - de forma alguma uma ideia nova. A grade triodo era geralmente conectada internamente à grade hexodo 3, mas esta prática foi abandonada em projetos posteriores, quando a seção do misturador operava como um amplificador IF direto em conjuntos AM / FM ao operar em FM, a mistura sendo realizada em um FM dedicado seção de mudança de frequência.
Os fabricantes do Reino Unido não puderam inicialmente usar este tipo de misturador devido à proibição do BVA de estruturas múltiplas (e, na verdade, não quiseram usar válvulas separadas por causa do imposto). Uma empresa do Reino Unido, a MOV , aplicou com sucesso as regras do cartel contra a empresa alemã Lissen em 1934 quando eles tentaram comercializar um rádio no Reino Unido que tinha o misturador triodo-hexodo.
Seguindo a pressão dos fabricantes do Reino Unido, o BVA foi compelido a relaxar as regras e o Reino Unido começou a adotar misturadores triodo-hexodo. O Mullard ECH35 foi uma escolha popular.
Uma empresa, a Osram , deu um passo engenhoso. Um de seus projetos de conversor pentagrid populares foi o MX40 , inicialmente comercializado em 1934. Eles colocaram à venda em 1936, o trocador de frequência triodo-hexodo X41 . A parte inteligente era que o X41 era um substituto compatível com o pino plug-in direto para o MX40. Assim, um rádio pentagrid poderia ser facilmente convertido em um triodo-hexodo sem quaisquer outras modificações no circuito.
América nunca realmente adotou o triodo-hexode e raramente foi usado, mesmo que o 6K8 triode-hexode estava disponível para fabricantes em 1938.
Em alguns projetos, uma grade supressora foi adicionada para produzir outro projeto de heptodo. A ECH81 de Mullard se tornou popular com a mudança para válvulas de nove pinos em miniatura.
Octode
Embora não seja estritamente uma pentagrid (pois tem mais de cinco grades), o octodo (oito eletrodos) opera no princípio da pentagrid. Isso resultou simplesmente da adição de uma grade de tela extra à versão do Reino Unido do heptodo pentagrid. Isso foi feito principalmente para melhorar a separação antena / oscilador e para reduzir o consumo de energia para uso em aparelhos de rádio operados por baterias secas que estavam se tornando cada vez mais populares.
Na América do Norte, o único octodo fabricado foi o 7A8 . Introduzida pela Sylvania em 1939 (e usada principalmente pela Philco ), esta válvula foi o produto da adição de uma grade supressora ao tipo 7B8 , que era a versão loctal do tipo 6A7 . Adicionar o supressor permitiu à Sylvania reduzir a corrente do aquecedor de 6,3 volts de 320 miliamperes para 150 miliamperes, mantendo a mesma transcondutância de conversão (550 microsiemens). Isso permitiu que a Philco usasse essa válvula em todas as linhas de rádio ao longo da década de 1940.
O octodo Philips EK3 foi designado como "octodo de feixe". A novidade sobre o projeto é que as grades 2 e 3 foram construídas como placas formadoras de vigas. Isso foi feito de tal forma que a Philips afirmou que o feixe de elétrons do oscilador e os feixes de elétrons do misturador foram separados tanto quanto possível e, assim, o efeito de tração foi minimizado. Nenhuma informação está disponível quanto ao grau de sucesso. As informações do fabricante também apontam que o alto desempenho da válvula tem um custo de alta corrente de aquecimento de 600 mA - o dobro dos tipos mais convencionais.
Pentodo
O uso de um pentodo pareceria uma escolha improvável para um conversor de frequência, pois ele possui apenas uma grade de controle. No entanto, durante a Grande Depressão , muitos fabricantes de rádios americanos usaram pentodos tipos 6C6 , 6D6 , 77 e 78 em seus receptores AC / DC de preço mais baixo porque eram mais baratos do que pentagrid tipo 6A7 . Nestes circuitos, o supressor (grade 3) agia como a grade do oscilador, e a válvula operava de maneira semelhante a um verdadeiro pentagrid.
Uma empresa do Reino Unido, Mazda / Ediswan , produziu um trocador de frequência triodo-pentodo, o AC / TP . Projetado para rádios CA de baixo custo, o dispositivo foi projetado deliberadamente para permitir que sinais fortes puxem o oscilador sem o risco de irradiar o sinal do oscilador da antena. O cátodo era comum a ambas as seções da válvula. O cátodo foi conectado a uma bobina secundária na bobina do oscilador e, assim, acoplou o oscilador na seção do misturador pentodo, o sinal sendo aplicado à grade 1 da maneira convencional. A AC / TP foi uma das válvulas AC / projetadas para rádios de baixo custo. Eles foram considerados duráveis por seu tempo (até mesmo o trocador de frequência AC / TP, que normalmente era problemático). Quaisquer válvulas / AC encontradas hoje provavelmente serão novas, já que as oficinas de serviço estocam peças de reposição que raramente são necessárias.
Nomenclatura
A fim de distinguir entre as duas versões do heptodo, os dados do fabricante muitas vezes os descrevem como "heptodo do tipo hexodo" para um heptodo sem uma grade supressora e um "heptodo do tipo octodo", onde uma grade supressora está presente.
Exemplos
Pentagrids verdadeiros
- 2A7 e 6A7 - O primeiro dos pentagrids RCA de 1933
- VHT1 - Ferranti pentagrid, 1933
- MX40 - Pentagrid Osram, 1934
- 6SA7 e 6BE6 / EK90 - Pentagrids produzidos por RCA, Mullard, etc.
- 6SB7Y e 6BA7 - pentagrids VHF, 1946
- 1LA6 e posterior 1L6 - Pentagrid de bateria para Zenith Trans-Oceanic e outros rádios de ondas curtas portáteis de última geração
- DK91 / 1R5 , DK92 / 1AC6 , DK96 / 1AB6 , DK192 - Pentagrides de bateria
- 1C8 , 1E8 - Pentagrids de bateria subminiatura
Octodos (operando no princípio pentagrid)
- EK3 - octodo de feixe produzido pela Philips
- 7A8 - O único octodo produzido na América pela Sylvania, 1939
Tipos triodo / hexodo (não operando no princípio pentagrid)
- X41 - triodo-hexodo Osram, 1936; Substituição do plug-in para MX40 acima
- ECH35 - Triodo-hexodo Mullard
- ECH81 (soviético 6И1П ) - Triodo-heptodo Mullard do tipo octodo
- 6K8 - triodo-hexodo americano, 1938
Esta lista não é exaustiva.
Veja também
Notas
Referências
- Manuais de válvula
- General Electric Essential Characteristics, 1970
- Manual Técnico Sylvania , 1958
- Outros Livros
- Sibley, Ludwell, "Tube Lore", 1996
- Stokes, john W, "70 Years of Radio Tubes and Valves" 1997
- Thrower, Keith, "History of the British Radio Valve to 1940."