В останні роки розробники аудіоапаратури усього світу знову звернули свою увагу на радіолампи. Це стосується не тільки великих і дрібних приватних фірм, але також і простих радіоаматорів, охочих домогтися до високої якості звуковідтворення, а саме класу High-End. Основна схемотехнічна база сформувалася ще в 30-ті роки ХХ століття і була доповнена новими оригінальними рішеннями вже в наш час.
Хотілося б відзначити такий маловідомий, але дуже важливий фактор, який гарантує якісну і безвідмовну роботу радіоламп, як жестченіе, або тренування.
У пік свого розквіту в 40-60-і роки, радіолампи проходили часткову тренування на заводах виробниках, і так як в магазинах лампи не залежувались, питання про жестченіі не стояло.
Однак під час зберігання всередині лампи відбуваються складні фізико-хімічні, але оборотні, процеси. Як наслідок, це призводить до погіршення вихідних характеристик лампи.
До негативних змін характеристик відносяться зменшення струму катода, збільшення дробового ефекту та теплового шуму, а також підвищена ймовірність межелектродного пробою і схильність до раптових відмов. Вельми негативно на параметри лампи впливає також і часткова втрата вакууму, яка і є основною причиною всіх бід.
У багатьох випадках можна поліпшити вакуум в лампі і зробити її цілком придатною для роботи шляхом спеціального тренування, яку прийнято називати "жестченіем".
Жестченіе можна робити або в іншому пристрої, в якому лампа працює, або в спеціальній установці.
Рекомендується наступний порядок жестченія ламп:
1. Протягом 2-х хвилин плавно збільшувати напругу розжарення до номінального значення.
2. Витримати лампу при нормальній напрузі розжарення (без інших живлячих напруг) 20-30 хвилин.
3. Включити негативна напруга сітки.
4. Включити напругу анода, що не перевищує половини номінального значення, витримати 5-10 хвилин і потім підвищувати його ступенями через 5% -10% до номінального значення, витримуючи на кожному ступені 5-10 хвилин.
При наближенні до номінального значення напруги час витримки на кожному ступені слід трохи збільшити (до 15-20 хвилин). Якщо при підвищенні напруги в лампі відбудеться розряд, слід знизити напругу на один щабель, витримати 10-15 хвилин і потім знову підвищувати напругу ступенями до нормального.
Для запобігання лампи від пошкоджень в разі пробою в анодний ланцюг при жестченіі необхідно включати опір в 3-5 разів більше звичайного обмежувального опору, що включається при нормальній роботі лампи. В кінці жестченія, при відсутності розрядів, величину опору слід зменшити до номінального значення.
При підвищенні напруги під час жестченія необхідно стежити за тим, щоб потужності, що розсіюється електродами, не перевищували гранично допустимих значень. Регулювання струму анода можна робити зміною напруги зсуву сітки.
Після того як напруга анода доведено до номінального робочого значення і протягом 20-30 хвилин не було розрядів або будь-яких аномалій у роботі лампи, рекомендується збільшити напругу анода на 5-10% вище номіналу і витримати 10-15 хвилин. Після цього, за відсутності розрядів, лампу можна включати в роботу.
Жестченіе можна також виробляти в динамічному режимі. В цьому випадку лампа включається при знижених значеннях напруги живлення і, після витримки протягом 6-10 хвилин, напруги і навантаження повільно підвищуються ступенями до нормальних значень.
На закінчення, зі свого багаторічного досвіду роботи на ламповому обладнанні, хотілося б відзначити, що лампи, що пройшли зазначену вище тренування, працювали роками в конденсаторних лампових мікрофонах Georg Neumann без погіршення своїх параметрів.
Це також відноситься і до вітчизняних лампам, що стояли в перших каскадах мікрофонних підсилювачів. Під час проведення студійних і позастудійних записів не було жодного випадку раптової відмови. Виміри проводилися регулярно, кожні три місяці.
Життя більшості ламп вдалося продовжити, таким чином, десятикратно. Жестченіе дозволило також замінити в кінцевих підсилювачах з високим анодним напругою понад 600В спеціалізовані лампи EL34 на більш доступні за ціною лампи, вироблені в колишніх соціалістичних країнах. Прострілів і міжелектродних замикань при цьому не спостерігалося. Хочеться висловити свою подяку Євгену Васильченко (FidoNet 2: 5049 / 102.6), за застосування вищевказаних рекомендацій в своїх розробках. Це показало, що можливо використовувати лампи 6П3С-ЕВ старих років випуску в підсилювачах при анодній напрузі до 700В! Тривала робота не виявила ніяких недоліків.
Основні рекомендації щодо застосування приймально-підсилювальних радіоламп
Сучасні приймально-підсилювальні лампи мають, як правило, оксидний катод, що складається з металевого керна (підстави) з активним покриттям з лужноземельних металів.
Оксидний катод є тим елементом лампи, стабільність і довговічність якого визначає, в основному, якість роботи і довговічність лампи в експлуатації. Найкращі результати дає експлуатація ламп при номінальній напрузі розжарення катода. Перевищення номінального напруги накалу катода (перегарту) призводить до підвищення температури катода, збільшення швидкості випаровування активують катод речовин і осадження їх на інших електродах. Це, в свою чергу, веде до зниження електронної емісії катода, падіння анодного струму і крутизни характеристики лампи. Крім того, напилення активують речовин на сітки і анод лампи сприяє зростанню термоелектронного струму з цих електродів, а також призводить до зрушення характеристики лампи в зв'язку зі зміною контактної різниці потенціалів між катодом і іншими електродами лампи. Зниження напруги напруження оксидного катода проти номінального (недокал) призводить до зниження його температури і до переважання процесів, які дезактивують катод, над процесами, що активують його, в результаті чого також відбувається швидке зниження його електронної емісії.
Перевищення гранично допустимих значень потужності розсіювання на електродах лампи може привести до різкого зростання газовиділення з електродів і до псування оксидного катода виділилися газами. Не рекомендується застосовувати послідовне включення напруження більше двох ламп (крім випадків, коли лампи призначені для цього), так як при послідовному включенні однієї групи ламп катод може виявитися в режимі перегарту, а в іншої - в режимі недокала. Катоди приймально-підсилювальних ламп діляться на дві групи: катоди прямого розжарення і катоди непрямого напруження. У катоді прямого напруження нагріває його струм проходить безпосередньо по металевому керну, на який нанесено шар оксиду. У катоді непрямого напруження нагрів металевого керна катода, що несе шар оксиду, здійснюється за допомогою електрично ізольованого від нього підігрівача. Катод прямого напруження має велику економічність, ніж катод непрямого розжарення, і меншу теплову інерцію (час розігріву).
Перевагою приймально-підсилювальних ламп з катодом непрямого розжарення є велика механічна міцність і можливість застосування для живлення напруження змінного струму.
При експлуатації ламп з катодом прямого напруження слід дотримуватися деяких правил.
1. В залежності від величини напруги напруження лампи з'єднувати батареї напруження з таким розрахунком, щоб їх напруга незначно перевищувало номінальне значення напруги напруження.
2. Загальну точку джерел живлення анода і сіток ламп підключати до негативного полюса батареї напруження. Для регулювання напруги напруження рекомендується застосовувати реостат, підключаючи його до позитивного полюса батареї напруження.
При експлуатації ламп з катодом непрямого розжарення слід звертати увагу на те, щоб напруга між катодом і підігрівачем не перевищувало допустимого для даного типу лампи значення, зазначеного в довідкових даних. Перевищення цієї напруги може викликати пробою ізоляційного покриття підігрівача і псування лампи. Досить істотне значення для експлуатації ламп має правильний вибір опорів в ланцюзі керуючої сітки. Опір в ланцюзі керуючої сітки має бути мінімальним, особливо для ламп з великою крутизною характеристики. У цих лампах, при великій величині опору, включеного в ланцюг сітки (1-2мОм), виникнення незначного зворотного потоку призведе до різкого зростання струму анода і, отже, потужності розсіювання на аноді. У ряді випадків цей процес наростає лавиноподібно і виводить лампи з ладу. З цих міркувань, величина опору в ланцюзі керуючої сітки не повинна перевищувати значень, обумовлених в довіднику для відповідних типів ламп. У всіх випадках застосування ламп з великою крутизною характеристики слід використовувати схему подачі автоматичного зміщення. Ця схема знижує небезпеку неприпустимих перевантажень ламп при їх зміні і при коливаннях напруги живлення, забезпечує більшу стабільність і меншу залежність роботи пристрою від індивідуальних особливостей ламп. Приймально-підсилювальні лампи стійкі до впливу оточуючих знижених і підвищених температур (від -60 ° C до +60 ° С) і підвищеної відносної вологості навколишнього повітря (до 98%). Стійкість роботи лампи при підвищеній температурі навколишнього повітря визначається температурою балона в його найбільш нагрітої частини. Перегрів балона лампи викликає підвищене газовиділення зі стінок балона, порушення роботи газовбирачів, в ряді випадків сприяє розвитку процесу електролізу скла у ніжки лампи, що призводить до передчасного виходу лампи з ладу. Температурний режим балона залежить від умов випромінювання, теплопровідності і конвекції, що визначаються розмірами і властивостями поверхонь предметів, що оточують лампи.
Тому при конструюванні апаратури рекомендується:
1. Уникати застосування екранів у всіх випадках, коли це не викликано необхідністю електростатичного екранування.
2. При використанні екранів створювати полегшені умови тепловідведення від балона лампи за рахунок конвекції повітря, а також застосовувати екрани з малоотражающімі поверхнями (чорнені екрани).
3. Враховувати умови охолодження ламп при виборі розташування елементів апаратури.
4. Перевіряти температурний режим ламп.
Гранично допустима температура балона неоднакова для різних типів ламп. В середньому, для вихідних ламп вона не повинна перевищувати 150 ° С в умовах експлуатації.
Всі лампи можуть короткочасно працювати в умовах вібрації при частотах від 20 до 70Гц і прискореннях до 2.5g, але, по можливості, слід вживати всіх заходів амортизації ламп.
При використанні пальчикових і інших безцокольне ламп з жорсткими висновками (штирями), для усунення небезпеки руйнування скла ніжки необхідно дотримуватися таких умов:
1. Застосовувати лампові панелі тільки заводського виготовлення.
2. При монтажі апаратури вживати заходів, що запобігають порушення нормального розташування плаваючих контактів гнізд панелей. Для цього рекомендується вести монтаж панелей при вставлених в них калібрах або старих ламп.
3. Вставляти і виймати лампу в положенні, перпендикулярному площині панелі.
Вказівки по експлуатації надмініатюрних ламп:
1. Рахунок виводків ведеться від кольорової мітки. Згинання висновків у скла неприпустимо. Гнути висновки, паяти їх або затискати під гвинт дозволяється на відстані не менше 5 мм від гребеня ніжки, щоб уникнути появи тріщин і відколів в склі.
2. Відколи й невеликі тріщини у висновків, які не викликають натекания протягом 7 - 14 діб після їх утворення, допустимі. Ознакою відсутності натікання є наявність нальоту газовбирачів на куполі балона або величина зворотного струму сітки в межах норми.
3. Щоб уникнути вигинів і натягу висновків слід кріпити лампи за балони за допомогою гумових власників. Допускається кріплення ламп в металевому пружинячим тонкостінному тримачі, який може одночасно служити ємнісним екраном.
4. Температура скла балона під час роботи повинна бути якомога нижчою. Слід вживати заходів щодо максимального охолодження ламп, так як підвищення температури знижує довговічність ламп. Вимірювання температури балонів повинно проводитися за допомогою термопари діаметром не більше 0.1 мм.
5. У разі застосування ламп в найбільш жорсткому режимі роботи або при зниженому атмосферному тиску рекомендується занурювати лампи в охолоджуючу рідину, що має належними діелектричними властивостями.
6. При роботі на високій частоті слід напоювати висновки не далі 8-10 мм від скла, обрізаючи зайві кінці.
7. Забруднення скла між висновками веде до зниження опору ізоляції. Промивати скло слід чистою водою або спиртом за допомогою щіточки.