Lampy elektronowe (RiK 1968/05)

Lampy elektronowe
Autor: K. W.
Kącik dla początkujących
Radioamator i Krótkofalowiec, Rok 20, maj 1968r., Nr 5
(Komentarz: Artykuł oprócz bardzo przydatnych wiadomości praktycznych dotyczących lamp elektronowych zawiera wizję Autora dotyczącą przyszłości lamp elektronowych. Z perspektywy czasu możemy tą wizję zweryfikować. No cóż. Moim zdaniem przewidywanie przyszłości w rozwoju technicznym to naprawdę trudna sprawa. Nie zawsze się udaje.)

   Wraz z rozwojem techniki półprzewodnikowej radioamatorzy w swej działalności coraz częściej sięgają po tranzystory. Jest to jak najbardziej słuszne, ponieważ praktyczne podążanie za nowymi osiągnięciami techniki obowiązuje wszystkich, a więc i radioamatorów. Tym niemniej lampy elektronowe bynajmniej nie wyszły całkowicie z użycia i będziemy spotykali się z nimi przez wiele jeszcze lat. Dlatego też warto nieco odświeżyć sobie i uporządkować wiadomości z tego zakresu; okaże się to bowiem z całą pewnością pomocne w codziennej praktyce.

   Lampa elektronowa nie jest - jak wiadomo - wynalazkiem nowym. Pierwsze lampy były konstruowane (na skalę laboratoryjną) jeszcze przed pierwszą wojną światową. Wraz z niezwykle szybkim rozwojem radiotechniki w latach międzywojennych obserwowało się również postęp w zakresie konstrukcji lamp elektronowych. W latach tych zostały opracowane wszystkie podstawowe rodzaje lamp z jakimi spotykamy się do dzisiaj. Z tamtych też lat wywodzi się chaos, jaki początkowo panował w systemie oznaczania lamp elektronowych: po prostu każdy producent konstruował lampy "na własną rękę" i stosował dla nich zupełnie dowolną, indywidualną nomenklaturę. Czasy te na szczęście już dawno minęły - obecnie wszyscy producenci europejscy wytwarzają zunifikowane typy lamp i stosują jednolite oznaczenia. Jest to znaczne ułatwienie dla wszystkich, którzy mają do czynienia z lampami elektronowymi, czy też - mówiąc dokładniej - ze sprzętem wyposażonym w takie lampy. Unifikacja typów lamp i wprowadzenie jednolitych ich oznaczeń stała się już dawno koniecznością wobec coraz bardziej rozwijającej się wymiany handlowej w zakresie elektroniki pomiędzy poszczególnymi krajami.

   Takie postawienie sprawy jest również korzystne i dla radioamatorów, dla których orientowanie się w zakresie lamp elektronowych jest dzisiaj nieporównywalnie łatwiejsze niż kiedyś. Obecnie wystarczy poznać stosunkowo proste zasady przyjęte w europejskim systemie oznaczania lamp, aby wiedzieć jakie są podstawowe parametry lampy o danym oznaczeniu. Rzecz jasna, że znajomość tych zagadnień obowiązuje również początkujących radioamatorów, jest to przecież jeden z podstawowych elementów ich "wtajemniczenia". Warto jednocześnie podkreślić, że europejski system oznaczania lamp jest bardzo praktyczny, prosty i przejrzysty, toteż przewyższa on pod każdym względem inne systemy, o których będzie jeszcze mowa w dalszej treści.

   W przyjętym w Europie systemie, lampy elektronowe są oznaczane za pomocą dużych ("drukowanych") liter i cyfr - np. ECH81. Pierwsza litera zawiera w sobie informację o napięciu lub natężeniu prądu wymaganego dla żarzenia danej lampy, co od razu jednoznacznie określa możliwość zastosowania lampy w takim czy innym urządzeniu (np. radioodbiorniku sieciowym, bateryjnym, odbiorniku telewizyjnym itp.). W tablicy 1 podano znaczenie wszystkich liter jakie znalazły zastosowanie do tego celu. Wiele typów lamp, a wraz z nimi ich oznaczeń wyszło już dawno z użycia, niektóre z nich nigdy nie zdobyły większej popularności, dlatego też oznaczenia literowe stosowane dla lamp aktualnie produkowanych i spotykanych w naszym kraju są uwidocznione tłustym drukiem.

Tablica 1
Znaczenie pierwszej litery w symbolu lampy

   Na podstawie danych ujętych w tablicy 1 można łatwo podzielić wszystkie lampy na dwie zasadnicze grupy: lampy przystosowane do łączenia ich włókien żarzenia równolegle oraz szeregowo. Do pierwszej grupy należą lampy serii A, D, E i K. Urządzenia wyposażone w komplet takich lamp są budowane w ten sposób, że włókna żarzenia wszystkich lamp są połączone równolegle, a do ich zasilania służy odpowiednie źródło napięcia. W przypadku lampy serii A lub E będzie to transformator sieciowy z odpowiednim uzwojeniem (4V lub 6,3V), w przypadku lamp serii D lub K - bateria sucha lub akumulator. Druga grupa lamp to wszystkie pozostałe typy, przeznaczone w zasadzie do łączenia ich włókien żarzenia w szereg. Szereg taki (wszystkie lampy jednej serii - a więc o jednakowym prądzie żarzenia) jest zasilany wprost z sieci za pośrednictwem odpowiednio dobranego opornika, zwanego popularnie "opornikiem redukcyjnym". Napięcie żarzenia poszczególnych typów lamp jest różna - w zależności od mocy wymaganej dla nagrzania katody.

   Oczywiście jest możliwe zasilanie włókien żarzenia również w inny sposób niż to podano wyżej: wszystkie lampy żarzone prądem zmiennym mogą być przecież zasilane prądem stałym (o tej samej wartości), który przed laty był spotykany w sieci oświetleniowej. Lampy serii E jeszcze do niedawna popularnie stosowano w radioodbiornikach samochodowych, gdzie były one żarzone z akumulatora pojazdu. Również nic nie stoi na przeszkodzie, aby włókna żarzenia lamp przeznaczonych do łączenia w szereg zasilać za pomocą transformatora dostarczającego odpowiednich napięć; byłoby to jednak po prostu kłopotliwe i kosztowne. Dlatego też już od wielu lat została ze względów praktycznych przyjęta słuszna zasada: dane urządzenie jest obsadzone kompletem lamp jednej serii i zasilane w sposób dla niej właściwy.

   Aktualnie znajdują zastosowanie jedynie seria lamp oznaczone w tablicy 1 tłustym drukiem. Są to lampy następujących serii; E, P i U. Te serie lamp omówimy nieco bliżej.

• Seria E znajduje zastosowanie w aparaturze zasilanej z sieci prądu zmiennego za pośrednictwem transformatora sieciowego. Transformator ten dostarcza m.in. tzw. "napięcia żarzenia" o wartości 6,3V, które jest doprowadzane do połączonych równolegle włókien żarzenia wszystkich lamp. Jest to stosunkowo "stara" seria lamp, ponieważ pierwsze jej typy zostały wyprodukowane już w latach trzydziestych.
• Seria U jest w porównaniu z serią E nieco "młodsza". Włókna żarzenia tych lamp są przystosowane do zasilania prądem sieciowym (zmiennym lub stałym) o wartości 100mA. Ta seria lamp jest przeznaczona dla popularnych radioodbiorników, w których nie stosuje się transformatora sieciowego - elementu stosunkowo kosztownego (10÷15% wartości całego aparatu). Łączne napięcie żarzenia wszystkich połączonych w szereg lamp zawiera się przeważnie w granicach 120÷180V, zależnie od ilości lamp w układzie. W celu umożliwienia włączenia takiego łańcucha włókien żarzenia do sieci 220V w szereg z tym łańcuchem włącza się odpowiedni opornik redukcyjny. Aparaty tego typu są zwane popularnie "uniwersalnymi", ponieważ mogą być zasilane zarówno z sieci prądu zmiennego jak i stałego.
• Seria P jest to seria stosunkowo najnowsza, powstała w latach pięćdziesiątych w związku z gwałtownym rozwojem techniki telewizyjnej. Lampy tej serii są stosowane wyłącznie w odbiornikach telewizyjnych, z których wiele produkuje się - analogicznie jak tańsze odbiorniki radiofoniczne - bez transformatora sieciowego. Ze względu na znaczną ilość lamp zawartych w odbiorniku telewizyjnym prąd żarzenia tych lamp jest znaczny (300mA), wobec czego przy tej samej mocy żarzenia napięcia żarzenia poszczególnych lamp są odpowiednio niższe. W ten sposób łączna wartość napięć żarzenia wszystkich połączonych szeregowo lamp aparatu łatwo się mieści w granicach typowej wartości napięcia sieciowego 220V. Pewną nadwyżkę tego napięcia redukuje się za pomocą opornika.

   Wszystkie dane, o których mowa wyżej, są zawarte w pierwszej literze oznaczenia lampy. Jest to - jak widać - system bardzo prosty i nader praktyczny. Równie proste i bogate w informacje są następne litery wchodzące w skład oznaczenia lampy. Liter tych - poza pierwszą - może być od jednej do trzech (np. EF80, UCH81, PABC80 itp.), przy czym każda litera oznacza niezależny system elektronowy. Tak więc np. popularna EF80 jest wyposażona w jeden system lampowy, UCH81 - w dwa systemy (lampa "podwójna"), zaś PABC80 - w trzy. Znaczenie omawianych liter podane w tablicy 2 jest zawsze jednakowe, niezależnie od tego, czy zajmuje ona drugie, trzecie czy czwarte miejsce w oznaczeniu lampy. Litery te są - nawiasem mówiąc - uszeregowane w ramach danego oznaczenia po prostu alfabetycznie (np. UCH81, EBF89 itp.).

Tablica 2
Znaczenie liter na drugim (trzecim, czwartym) miejscu symbolu lampy elektronowej

   Znaczenia liter ujętych w tablicy 2 warto jest nauczyć się "na pamięć", opuszczając na początek typy rzadko dziś spotykane, jak np. D, E, K, P, Q oraz X. W ten sposób oznaczenie każdej współczesnej lampy typu odbiorczego stanie się dla nas jasne. Spotykając się np. z oznaczeniem ECL (z następującą po tym liczbą - o czym niżej) wiemy "bez pudła", że chodzi o lampę żarzoną napięciem 6,3V (pierwsza litera E), w której balonie zawarte są dwa systemy: trioda (litera C na drugim miejscu) oraz pentoda mocy (litera L na trzecim miejscu). Przydatność praktyczna tego rodzaju ujednoliconego oznaczania lamp jest chyba dla każdego oczywista.

   Pozostaje do wyjaśnienia ostatnia część symbolu lampy elektronowej - liczba występująca po literach. Liczba ta jest seryjnym oznaczeniem, co przeważnie wiąże się z rodzajem wykonania mechanicznego lampy, a przede wszystkim jej "cokołem". W tablicy 3 zestawiono kolejne grupy liczb i odpowiadające im wykonania lamp. Układ ten jest mniej więcej chronologiczny, to znaczy, że większe liczby odpowiadają bardziej nowoczesnym konstrukcjom lampowym.

   Prawdopodobnie nie wszystkie wymienione w tablicy 3 wykonania są znane naszym Czytelnikom. W istocie lampy oznaczone liczbami od 1 do 9 i od 11 do 19 pochodzą z okresu przedwojennego i młodsi wiekiem radioamatorzy mogli o nich w ogóle nie słyszeć. Lampy grupy 40÷49 ("Rimlock") nie były w Polsce nigdy popularne. Aktualnie spotykane są u nas jeszcze lampy serii 21 (dawne radioodbiorniki), zaś najbardziej licznie reprezentowane i wszystkim znane są lampy nowoczesnej serii 80÷89, spotykane we wszystkich współczesnych odbiornikach radiowych i telewizyjnych. W sumie lamp naprawdę popularnych nie jest wiele, wystarczają one jednak w zupełności do zaspokojenia wszelkich potrzeb, tzn. umożliwiają budowę mniej lub bardziej rozbudowanych odbiorników radiowych, telewizyjnych, magnetofonów, wzmacniaczy itp.

Tablica 3
Znaczenie liczb występujących za literami symbolu lampy

   W tablicy 4 zestawiono podstawowe dane techniczne tych lamp, w zupełności wystarczające w codziennej praktyce radioamatorskiej. Bardziej szczegółowe dane mogą zainteresowani znaleźć w tzw. "katalogach lampowych".

Tablica 5
Zestawienie najczęściej spotykanych lamp elektronowych

Seria E (Uż=6,3V)		Seria P (IŻ=0,3A)		Seria U (IŻ=0,1A)		Zastosowanie	Cokół
Typ	Iż	Typ	Uż	Typ	Uż
EABC80	0,48A	PABC80	9,5V	UABC80	28V	Detekcja AM i FM, wzmacniacz m.cz.
EBF80 EBF89	0,30A 0,30A	(EBF80) (EBF89)	6,3V 6.3V	UBF80 UBF89	17V 19V	Detekcja AM, wzm. pośr. cz. Detekcja AM, wzm. pośr. cz.
ECC81 ECC92 ECC83	03-0,15A 03-0,15A 0,3-0,15A	(ECC81) (ECC82) (ECC83)	6,3V 6,3V 6,3V	- - -	- - -	Wzm/oscylator UKF Generator drgań relaksacyjnych Wzmacniacz m.cz.
ECC84	0,33A	PCC84	7,0V	-	-	Wzmacniacz UKF (do układów kaskodowych)
ECC85 ECC88	0,435A 0,365A	PCC85 PCC88	9,0V 7,0V	UCC85 -	26V -	Wzmacniacz UKF Wzmacniacz UKF
ECF80 ECF82	0,45A 0,45A	PCF80 PCF82	9,0V 9,5V	- -	- -	Mieszacz i oscylator TV Mieszacz i oscylator TV
ECH81	0,30A	(ECH81)	6,3V	UCH81	19V	Mieszacz i oscylator
ECL80	0,30A	(ECL80)	6,3V	-	-	Wzm. m.cz. Wzm. mocy
ECL82	0,78A	PCL82	16,0V	UCL82	50V	Wzm. m.cz. Wzm. mocy
ECL84	0,72A	PCL84	15,0V	-	-	Wzm. m.cz. Wzm. mocy
ECL86	0,70A	PCL86	14,5V	-	-	Wzm. m.cz. Wzm. mocy
EF80 EF85 EF183 EF184	0,30A 0,30A 0,30A 0,30A	(EF80) (EF85) (EF183) (EF184)	6,3V 6,3V 6,3V 6,3V	UF80 UF85 - -	19V 19V - -	Wzm. w.cz. Wzm. w.cz. Wzm. w.cz. Wzm. w.cz.
EF83 EF86	0,20A 0,20A	- PF86	- 4,5V	- -	- -	Wzm. m.cz. Wzm. m.cz
EF89	0,20A	-	-	UF89	12V	Wzm. p.cz.
EL36	1,25A	PL36	25V	-	-	Stopień wyjściowy linii
EL81	1,0A	PL81	21,5V	-	-	Stopień wyjściowy linii
EL599	1,45A	PL500	28,0V	-	-	Stopień wyjściowy linii
EL82 EL84 EL86	0,80A 0,76A 0,76A	PL82 PL84 -	16,5V 16,0V -	- UL84 -	- 45V -	Wzm. mocy Wzm. mocy Wzm. mocy
EL83	0,72A	PL83	15,0V	-	-	Wzm. wizji
EM80	0,25A	-	-	UM80	18V	"Oko magiczne"
EM84	0,27A	PM84	4,5V	UM84	12V	"Oko magiczne"
EY81 EY88	0,82A 1,45A	PY81 PY88	17,0V 30,0V	- -	- -	Dioda usprawniająca Dioda usprawniająca
EY82	0,90A	PY82	19V	UY82	44V	Prostownik jednopołówkowy
EY86*	0,09A*	(DY86)*	1,4V/0,5A*	-	-	Prostownik w.n.
EZ80 EZ81	0,60A 1,0A	- -	- -	- -	- -	Prostownik dwupołówkowy Prostownik dwupołówkowy

^* - UWAGA: lampy ta są żarzone ze specjalnego uzwojenia transformatora wyjściowego linii

   Tablicy 4 należy się jeszcze jedno wyjaśnienie. Jak nietrudno zauważyć, te same typy lamp powtarzają się w różnych seriach (np. ECL82, PCL82, UCL82). Lampy takie mają niemal identyczną budowę wewnętrzną oraz zewnętrzną (ten sam cokół) i praktycznie różnią się tylko parametrami włókna żarzenia. W pewnych przypadkach lampy takie są produkowane przy użyciu tej samej aparatury (i procesu technologicznego), a dopiero zainstalowanie we wnętrzu katody takiego lub innego włókna żarzenia kwalifikuje dany egzemplarz do serii lamp E, P lub U. Tak więc ujednolicenie typów lamp odbiorczych daje znaczne korzyści nie tylko ich użytkownikom, lecz również producentom. Ponadto pewne typy lamp serii E, których prąd żarzenia jest równy 300mA, doskonale "pasują" do lamp serii P. Te typy lamp nie mają więc swego odpowiednika w serii P, a w odbiornikach telewizyjnych spotykamy pracujące zgodnie lampy serii P oraz E, połączone w jeden szereg. Z punktu widzenia nomenklatury lampy serii E o prądzie żarzenia równym 300mA mogłyby z równym powodzeniem nosić symbole zaczynające się od litery P. W tablicy 4 lampy te są uwidocznione pomiędzy lampami serii P (w nawiasach).

   Wielu Czytelników niewątpliwie zdziwił fakt, że w naszej tablicy pominęliśmy całkowicie spotykane tu i ówdzie dawne typy lamp. Uczyniliśmy to celowo, wychodząc z założenia, że radioamator nie powinien bazować na lampach przestarzałych, a więc niepełnowartościowych. Trzeba tu stwierdzić, że lampy elektronowe są obecnie stosunkowo tanie i ich koszt - w porównaniu z innymi elementami aparatury - nie jest duży. Nawet jeśli ktoś posiada w swych zapasach lampy dawnych typów, to i w takich przypadkach najlepszym rozwiązaniem jest oparcie opracowywanej konstrukcji na lampach nowoczesnych. Lampy nawet nieużywane, lecz przechowywane przez kilka, czy kilkanaście lat, są doprawdy mało wartościowe i mogą być przyczyną wielu niepowodzeń. Nie bez znaczenia jest również fakt, że współczesne lampy elektronowe charakteryzują znacznie lepsze parametry - co jest chyba dla każdego oczywiste. Tak więc reasumując postanawiamy: stosujemy tylko pełnowartościowe, współczesne, wysokosprawne lampy - jest to bowiem jeden z zasadniczych czynników powodzenia naszej pracy.

   Z zagadnieniem tym wiąże się inny problem - problem wyboru schematu czy opisu konstrukcyjnego dla naszych poczynań. W świetle tego co stwierdzono wyżej, należy sięgać jedynie po układy oparte na nowoczesnych, aktualnie produkowanych lampach. Wszelkie opisy konstrukcji czy modeli bazujących na innych lampach elektronowych należy stanowczo odrzucać. W różnych wydawnictwach technicznych (w szczególności książkowych, o dłuższym okresie "produkcyjnym") po dziś dzień można spotkać się z typami lamp niejednokrotnie sprzed dwudziestu i więcej lat. A przecież czas lamp metalowych czy szklanych z oktalowym cokołem (amerykańskich czy radzieckich), wszelkich lamp bateryjnych czy innych remanentów z czasów wojny dawno i z całą pewnością bezpowrotnie minęły. Nawet stosunkowo nowoczesne lampy w rodzaju 1R5T, 1T4T itd. (z kompletu lamp popularnej kiedyś "Szarotki") zostały zdecydowanie wyparte przez tranzystory - dzisiaj nikt już nie buduje odbiorników turystycznych z tymi (ani też żadnymi innymi) lampami. 

   Poza lampami wymienionymi w tablicy 4 możemy jednak spotkać się z lampami produkcji radzieckiej. W lampy takie jest wyposażony sprzęt importowany od naszych wschodnich sąsiadów - przede wszystkim odbiorniki telewizyjne. Aparaty te są częściowo wyposażone w lampy elektronowe dokładnie odpowiadające lampom europejskim - posiadającym jedynie inne oznaczenia. Tak jak wspomniano na wstępie, radziecki system (i podobny do niego amerykański) oznaczania lamp jest mniej przejrzysty od systemu europejskiego. Nie podaje on w zasadzie wprost żadnych innych informacji poza napięciem żarzenia danej lampy (jedna lub dwie cyfry na początku oznaczenia). Systematyką nomenklatury radzieckiej w zakresie lamp elektronowych nie będziemy zajmowali się bliżej, w zamian za to zamieszczamy nader użyteczne zestawienie lamp produkcji radzieckiej, identycznych z lampami produkcji europejskiej (tablica 5). Wyszczególnione w tablicy 5 typy lamp można z powodzeniem zamieniać ich odpowiednikami - bez żadnych przeróbek czy ujemnych skutków dla działania aparatury.

Tablica 5
Odpowiedniki lamp elektronowych produkcji radzieckiej

   W ten sposób zakończyliśmy może niezbyt krótki, lecz pomimo to dość powierzchowny przegląd i omówienie typów lamp z jakimi spotykamy się na co dzień. Informacje tutaj podane powinny wystarczyć początkującym radioamatorom dla wstępnej orientacji w tej tak skomplikowanej dziedzinie radiotechniki jaką są lampy elektronowe. Zaznajomienie się z seriami i nomenklaturą lamp jest oczywiście tylko pierwszym, wstępnym krokiem w tym zakresie. W ślad za tym powinno iść bliższe poznanie budowy i zasad działania lamp elektronowych, aby wyrażane umownymi symbolami takie terminy jak "trioda" czy "pentoda" przestały być dla nas co prawda ładnie brzmiącymi, lecz niewiele znaczącymi nazwami.

Materiał udostępnił Grzegorz 'gsmok' Makarewicz