智能数码管式节能电容(真空电子管的传奇：战时为提高无线电接收机灵敏度的秘密研发)

Posted 2023-05-29

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智能数码管式节能电容(真空电子管的传奇：战时为提高无线电接收机灵敏度的秘密研发)

真空管的传奇

除了1945年一期《无线电新闻》杂志上的这篇原创文章，你还能在哪里找到早期真空管建造的如此详细的信息呢？我一直对各种组件名称和命名的起源很感兴趣，比如学习“……“EVN”的名称表示该管打算用于接收器(E = Empfanger)作为放大器(V = Yerstärker)在低频(N = Niederfrequenz)”。本文来自1946年2月《广播新闻》杂志，作者：Gerald F. J. Tyne，研发工程师，纽约

第一次世界大战期间，法国和德国进行了真空管的研发。

图223 -由Fotos制作的法语“S”型。图片由美国广播公司提供。

第一次世界大战期间，欧洲大陆的真空管开发主要在法国和德国进行，尽管荷兰和俄罗斯也很活跃。在法国的工作，如前所述，几乎完全由法国军事电报服务局在费里上校(后来的将军)的干将指导下完成。

在战争初期，法国人就意识到无线电报作为一种通信媒介在军事工作中的多方面优势。由于军事电台必须是便携式的，所以发射机和接收器必须很轻，这就需要最小的电力消耗。通过使用高功率发射机和相对低灵敏度的接收机，可以满足在所有条件下进行可靠通信的需要。由于发射设备的重量和体积随着辐射功率的要求而迅速增加，这种解决方案并不令人满意。在使用低或中功率发射机的同时使用高灵敏度的接收器是更可取的，甚至是必要的。为了提高接收机的灵敏度，必须使用某种形式的放大装置。到目前为止，三电极真空管是最好的装置。

1914年8月，法国军事电报局为获得一种适用于军事用途的真空管，制定了一项密集的开发计划。虽然随后发展了许多类型，供应和分配的问题要求提供通用管，一个可以用作高频放大器，检波器，或振荡器。

这种管的设计在计划的早期就确定了，并在1915-1916年进行了批量生产。它是一种硬管，通常被称为法国管，尽管它也被指定为S型管。根据制造商的不同，在结构上有细微的变化。

图224 -(左)法国Kamerad型显示插座。照片由贝尔电话实验室提供。

图225 -(右)50瓦角型发射管。照片由R. McV提供。威斯顿电气通信公司。

图224显示了其中一根管子。元件组件是同心圆柱形的，安装与组件的轴线水平。阳极是一个镍片圆柱体，长0.59英寸，直径0.39英寸。灯丝由纯钨制成，长约0.83英寸，在正常电压4伏、温度约2400°k的条件下工作。不同厂家生产的型号在结构上的变化主要表现为螺旋栅结构。在Lampe Fotos，网格是0.008英寸钼丝，缠绕的螺距为0.051英寸和12匝，总长度为0.63英寸。它的直径约为0.18。英寸。在Lampe Metal中，网格是直径0.011英寸的镍线缠绕，螺距为0.067英寸，有11个弯，总长度为0.75英寸。螺旋的直径约为0.16英寸底座通常是带陶瓷插孔的金属片。销钉的紧固安排不是很安全，它们经常在底座上松动。灯泡直径约2.2英寸。

该管在正常灯丝电压为4伏，灯丝电流为0.6至0.8安培的情况下工作，用于接收应用。当用于传输目的时，灯丝电压增加到5或5.5伏，从而增加了输出，减少了使用寿命。当用于发射时，最大允许的阳极电压为400伏，而阳极电压为15到50用于接收。

当试图在多级射频放大器中使用这种管时，遇到了困难。当时使用的放大器是电阻-电容耦合型的，这种管的高输入电容(15 μμfd.)限制了它的使用频率在大约600 kc以下，通过使用这种管的改进，这个上限被扩大到大约1500 KHz，法国人称之为Lampe aux cornes，其他人称为角形管或Kamerad管其中一根管如图223所示。栅极和阳极由嵌在压机凸出物中的电线支撑，电气连接被带到灯泡顶部的盖上，它们之间有相当大的距离。这种结构大大降低了管的输入电容。

也有一些其他的和更高功率的管同样的一般结构为军事发射机的应用开发。其中之一是图225所示的50瓦输出发射管。

图226 -使用LRS继电器的高频放大器。摘自Eugen Nesper的《drahtlosen电报和电话》。

在德国，第一次尝试在无线电工作中使用被称为LRS中继的von Lieben-Reisz-Strauss管，这在前一篇文章中有描述。LRS中继被用作振荡器和高频放大器，除了它最初的打算用途外，它还被用作音频放大器。图226显示了使用该管作为高频放大器的总体布置，图227显示了拆除部分盒盖后的总成特写。

图227 -用作高频放大器的LRS继电器特写，显示仪器内部。图片由克拉克历史图书馆提供)。

德国的第一批高真空管是在第一次世界大战开始前不久研制出来的，由于军事需要，它们的改进和改进大大加快了速度。它们最初的用途之一是用作窃听装置，用来窃听敌人的对话。这些管子中的第一种，被称为西门子和哈尔斯克A型，如图228所示，在其不同的发展阶段一般来说，它是在奥德安森林的建造之后，它是一个非常低效的装置。然而，与它的前身不同的是，它完全没有噪音和麦克风的作用，主要是因为它的机械结构。圆形圆盘阳极和螺旋网格是通过玻璃垫片固定在适当的位置，其中的元素被压入。弯曲灯丝的工作电压为0.52安培，电压约为2.2伏；该管的放大系数约为15，阳极电阻约为120,000欧姆。它的优点是阳极电流非常小，所以阳极电池可以小而轻。

图228 -西门子和霍尔斯克“A”型管的研制系列。摘自1935年的《Veroffentlichungen aus dem Gebiete der hachricententechnik》。

虽然图228A显示了发展的最早阶段，但实际上在现场设备中使用的管，即使在这个阶段，也安装了类似于图228B.305所示的端部安装。

图228B显示了该管进化的第二阶段(达到1916年)。在它显示的第一步走向穿孔网格，这是最后使用。网格已经从螺旋改为之字形，仍然安装在玻璃支架上；阳极为矩形，以适应栅极形状的变化，灯丝已改为与栅极平面平行，并装有张紧弹簧。下一个步骤，如图228C所示，是在1917年实现的，利用穿孔网格来取代之字形钢丝。该系列的最后阶段如图228D所示，其中管已改为单端结构与单压机，并采用了传统的4针底座。

另一种早期的类型，由a.g. (alleemeine Elektricitats Gesellechajt)制作，更接近原始的de Forest Audion的设计。它也是双头的，有类似于西门子和哈尔斯克a型的终端配件。在a.g.管中，发夹形的灯丝被缠绕在成型玻璃杆上的锯齿形网格包围，灯丝和网格都由底部压机支撑。阳极的形状像一个倒U，从上压支撑，并安装相当紧密的灯丝网格组件。该管被确定为A.E.G. K3管，并被用于A.E.G. K4放大器的最后一级，如图229.306所示：

图229 - A.E.G. K4型放大器，显示在最后一级使用K3型管。转载自1925年Zenneck-Rukop的《Lehrbuch der drahtlosen Telegraphie》。

与西门子、霍尔斯克和a.e.公司的实验室不同的是，德律风根Telefunken公司的实验室从1913年中期就开始研究高真空管，到1914年初已将高真空管用于无线电接收标准化。

这些管的结构类似于上述西门子和哈尔斯克管；即平面阳极，螺旋栅，弯丝，这种情况下的螺旋缠绕钨丝。EVN129在灯丝的每一边都装有金属板，以防止发射的电子到达管壁，因为它们可能被灯丝电流产生的磁场推向管壁。

图230 -使用EVN94管的Telefunken EVN89放大器转载自1925年Zenmeck-Rukop的《Lehrbuch der drahtlosen Telegraphie》。

图231 - 1915年制造的Telefunken发射机，使用EVN129管。转载自1925年Zenneck-Rukop的《Lehrbuch der drahtlosen Telegraphie》。

EVN94的首次应用是在EV89放大器中，如图230所示。EVN129最初被开发用于外差振荡器，但也被用作图231所示类型的低功率发射管，这是1915年6月首次生产的。名称EVN表明该管打算用于接收器(E = Empfanger)作为放大器(V = Yerstärker)在低频(N = Niederfrequenz)。

图232 -(左)EVN171管。转载自Telefunken Festschrift - 1928。

图233 -(右)ev173管。转载自Telefunken Festschrift - 1928。

另一种用于低频放大器的管是EVN171，如图232所示。该管操作的灯丝电流0.5至0.55安培在2.7伏特和阳极使用80-100伏特。它的放大系数约为10，互导约为100微姆，内阻约为10万欧姆。

1914年，德国电信公司的工程师决定改用圆柱形元件总成，第一批用于EVE211放大器的新型管之一被命名为EVE173。该管如图233所示。它的目的是复制EVN171的特性，在一段时间内，两个管都被制造，最终EVN171被放弃。和它的前辈一样，早期的ev173在阳极和栅极中使用镍。网格是薄镍带纵向加劲肋。后来这种管的生产，大约在1918年，受当时德国已经开发的材料短缺的影响，有铜阳极，有时也有铜网格。使用的铜经过化学处理，以消除表面杂质，使管子的工作特性均匀。

参考文献：

301. 费里将军- "三电极电子管"《电力总刊》，第六卷第二十六期，一九一九年十二月二十七日;933 - 935页。图231

302. 加顿，C - "三电极电子管"电气总论，第五卷。1919年4月26日，629-640页。

另见古顿的《三个电极的电子管》(La lampe a tris电极)，巴黎阿尔伯特·布兰查德科学图书馆1925年版，23-24页。图232 图233

303. “关于灯管、3个电极和其他应用的通知”游击部-军事无线电电报中央物资局- 1918年4月。

304. 内贝尔(C. Nebel) -《西门子工厂的工厂》(Die Entwicklung der Siemens Fernsprechrohre)——1935年，第5卷第4期，第215-226页。

305. 斯坦利，鲁伯特-“无线电报教科书”。第二卷-电子管和电子管装置”第二版，朗曼斯绿色公司1919年版，第182页。

306. 乔纳森·曾内克和汉斯·鲁克普-《德拉特罗森电报》第五版，1925年，弗拉格·冯·费迪南德·恩克-斯图加特。p。787。

307. Meissner, A. -“由Telefunken公司开发的管式发射机”，irre学报，第10卷，1922年2月，第3-23页。

308. 见文献307，第5页。

309. 《25 Jahre Telefunken - Die Telefunkenrohren and ihre geschicte》，1928年，115页。

310. 见文献309，第118页。

311. ——“放射技术中的Les lampes, plusieurs电极和leurs应用”，艾蒂安·凯龙——巴黎——1925年，第126页。