All American Five - All American Five

Termenul All American Five (prescurtat AA5) este un nume colocvial pentru receptoarele radio superheterodine produse în serie, care au folosit cinci tuburi de vid în proiectarea lor. Aceste seturi radio au fost concepute pentru a primi emisiuni de modulație de amplitudine (AM) în banda de unde medii și au fost fabricate în Statele Unite de la mijlocul anilor 1930 până la începutul anilor 1960. Prin eliminarea unui transformator de putere , costul unităților a fost menținut scăzut; același principiu a fost aplicat ulterior și receptorilor de televiziune. Au existat variații în design pentru costuri mai mici, benzi cu unde scurte, performanțe mai bune sau surse de alimentare speciale, deși multe seturi au folosit un set identic de tuburi de vid.

Philco PT-44 este un exemplu al aparatului de radio All American Five . Acest set se abate de la AA5 mai obișnuit prin faptul că are un mixer Octode, deși funcționează în continuare pe principiul pentagrid.
Placă care arată amplasarea tubului. Acest set ar fi necesitat o rezistență de serie suplimentară în lanțul de încălzire, deoarece tensiunile încălzitorului cu tuburi nu se ridică la 115 volți .
Vedere din spate a șasiului. Designul compact este ajutat prin punerea ambelor transformatoare IF într-o singură cutie.
Demonstrator radio cu cinci tuburi AM al variantei cu tub cu un singur capăt descris mai jos. Notă Avertisment de siguranță „Nu împământare”.

Filozofie

Radioul a fost numit „All American Five”, deoarece în design se foloseau de obicei cinci tuburi de vid și cuprindea majoritatea aparatelor de radio fabricate pentru uz casnic în SUA și Canada în epoca tuburilor.

Au fost fabricate în milioane de sute de producători începând cu anii 1930, ultimele exemple fiind făcute în Japonia. Încălzitoarele tuburilor au fost conectate în serie, toate prin urmare tragând același curent, dar cu tensiuni diferite. Linia standard de tuburi a fost proiectată astfel încât tensiunea nominală totală a celor cinci tuburi să fie de 121 volți, puțin mai mult decât tensiunea de alimentare cu energie electrică de 110-117V. Prin urmare, nu a fost necesar un rezistor picurător suplimentar. Proiectele fără transformatoare aveau un șasiu metalic conectat la o parte a liniei de alimentare, ceea ce reprezenta un pericol de șoc electric periculos și necesita un dulap bine izolat. Radiourile fără transformator ar putea fi alimentate fie de curent alternativ, fie de curent continuu (numite în consecință receptoare de curent alternativ / continuu ) - alimentările DC nu erau încă neobișnuite. Când sunt acționate pe DC, acestea ar funcționa numai dacă ștecherul a fost introdus cu polaritatea corectă . De asemenea, dacă funcționează de la o sursă de curent continuu, radioul a avut o performanță redusă, deoarece tensiunea B + ar fi doar de 120 volți, comparativ cu 160-170 volți, atunci când este acționată de la curent alternativ.

Filozofia designului era simplă: trebuia să fie cât mai ieftin de realizat. Designul a fost optimizat pentru a oferi performanțe bune la preț. Cel puțin un producător de radio, Arthur Atwater Kent , a preferat să renunțe la afaceri decât să încerce să concureze cu design-urile „pitice” sau cu costuri reduse AA5.

Multe trucuri de proiectare au fost folosite pentru a reduce costurile de producție ale radioului cu cinci tuburi. Încălzitoarele tuturor tuburilor de vid trebuiau evaluate pentru a utiliza același curent, astfel încât să poată fi acționate în serie de la tensiunea de linie. Redresorul și tubul de ieșire audio au necesitat mai multă putere de încălzire, deci a scăzut o tensiune mai mare decât celelalte tuburi. În multe modele, tubul redresor avea un robinet pe încălzitor pentru a alimenta o lumină rotativă. Curentul plăcii a fost direcționat prin acea porțiune a încălzitorului redresor, pentru a compensa curentul deviat către lampa de control. Dacă lampa cadranului nu funcționează, acea parte a încălzitorului redresor ar avea un curent mai mare care ar putea arde tubul în câteva luni. Primele aparate de radio aveau o rețea de rezistențe pentru a minimiza problema, dar aceasta a fost curând eliminată, deoarece costul înlocuirii tubului nu era problema producătorului. La fel ca în cazul luminilor pomului de Crăciun , dacă un încălzitor cu tub nu funcționează, niciunul dintre încălzitoarele cu tuburi nu ar funcționa.

Radioul a folosit un redresor cu jumătate de undă pentru a produce o tensiune a plăcii de 160 până la 170 de volți direct de la linia de curent alternativ; redresorul, deși nu era necesar cu o alimentare strict DC, nu a cauzat o problemă.

Mixer de frecvență a fost de convertor pentodă design pentru a salva costul unui separat oscilator tub. Detectorul și prima etapă audio au fost furnizate de un tub dublu combinație diode / triodă. Când detectorul / primul tub audio conținea o a doua diodă, acesta ar putea fi utilizat pentru a asigura controlul automat al câștigului (AGC), sau polarizarea AGC ar putea fi derivată din dioda detectorului audio.

Pericole potențiale ale designului

Multe exemple timpurii ale „celor cinci americani” reprezentau un pericol de șoc pentru utilizatori. Lipsit de un transformator de rețea, șasiul radioului AA5 a fost conectat direct la o parte a rețelei de alimentare electrică. Pericolul a fost agravat deoarece întrerupătorul de pornire / oprire era adesea în firul rețelei de alimentare care a fost conectat la șasiu, ceea ce înseamnă că șasiul ar putea fi „fierbinte” atunci când setul este fie „pornit”, fie „oprit”, în funcție de în ce mod a fost introdus ștecherul în priza de curent. Multe prize de alimentare aveau doi pini identici și puteau fi conectați în orice sens. Șuruburile metalice de fixare a șasiului erau uneori accesibile din exteriorul carcasei din bakelită sau lemn și existau multe exemple de proprietari care primeau un șoc prin contactul cu aceste șuruburi în timp ce manipulau un set. Găurile de ventilație ar putea fi suficient de mari pentru a permite copiilor să-și bată degetele sau obiectele metalice. Același tip de pericol a fost prezent în seturile europene AC / DC, la o tensiune dublă.

Pericolul a fost eliminat din seturile ulterioare prin utilizarea unei magistrale interne de masă conectate la șasiu printr-o rețea de izolare. Underwriters Laboratories a cerut adoptarea șasiului plutitor , deoarece izolarea de rețea (circuitul exact și valorile componentelor nu au fost specificate, deși a fost specificat curentul de scurgere permis), pentru a limita șocul la un nivel de curent „sigur”. Șasiul a fost menținut la masa RF (pentru ecranare) de un condensator de bypass (de obicei de la 0,05 μF la 0,2 μF), de obicei cu un rezistor conectat (de obicei, 220 kΩ la 470 kΩ, deși uneori au fost folosite valori la fel de mici ca 22 kΩ sau rezistorul a fost pur și simplu omis). De-a lungul anilor, aceste condensatoare de hârtie devin adesea scurse și ar putea permite un flux de curent suficient pentru a oferi utilizatorului un șoc.

Variații pe temă

Deși au fost produse aparate de radio cu patru, șase și chiar câteva rare, cu opt tuburi, acestea nu erau comune. Versiunea cu patru tuburi cu redresor cu vid a avut o performanță inferioară, deoarece de obicei nu aveau un amplificator IF , deși unele modele cu patru tuburi cu un redresor cu seleniu în locul tubului redresor au evitat această problemă. Versiunile cu șase tuburi au adăugat fie un tub amplificator RF , un tub amplificator audio de putere push-pull , fie un tub oscilator cu frecvență de ritm (pentru a asculta codul Morse sau transmisiile de modulație pe o singură bandă laterală ). Cu toate acestea, aceste aparate de radio costă mult mai mult și se vând în cantități mai mici. Versiunile cu opt tuburi costă și mai mult, adăugând două sau mai multe dintre caracteristicile versiunilor cu șase tuburi și uneori un tub de amplificare IF suplimentar.

# Tuburi Amplificator RF BFO Convertor IF Amp Det. / Pre-ampl Amplificator audio Redresor
4 X X X X
4 X X X X (seleniu)
5 (standard) X X X X X
6 X X X X X X
6 X X X XX (push-pull) X
6 X X X X X X
8 X X X XX (push-pull) XX (push-pull) X
8 X X XX X XX (push-pull) X
8 X X X XX (push-pull) XX (push-pull) X
8 X X X X X XX (push-pull) X

Implementări specifice

Designul de bază al „All-American Five” și-a avut originea în seturi low-cost produse în primele zile ale radioului.

Încercări timpurii

Producătorii de radio s-au îndepărtat de tensiunile tradiționale de încălzire de 2,5, 5 și 6,3 volți pentru a obține o combinație de cinci tuburi care ar funcționa cât mai aproape posibil de tensiunea de linie 110-120 VAC. Pentru anul modelului 1935, designerii au reușit să obțină un șir de încălzire cu 5 tuburi pentru a totaliza până la 78 de volți. Aceasta a însemnat că un rezistor de cădere sau un tub de balast de linie a fost necesar pentru a scăpa restul de 35-42 volți. Dacă s-ar folosi un tub de balast, radioul ar fi comercializat ca un radio cu „6 tuburi”, chiar dacă unul ar fi fost doar un balast care cade în tensiune. Alți producători au folosit un "rezistor de cablu de linie", un cablu de curent alternativ special realizat cu fir de rezistență care a înlocuit un rezistor de putere din șasiul radio. Aceste cabluri de linie tind să se încălzească la atingere după ce radioul a fost folosit pentru o vreme.

În anii modelului 1935-36, exemplele de șiruri din seria de 5 tuburi (bază pre-octală sau tuburi cu vârf) folosind încălzitoare de 300 mA au fost:

  • Detector-oscilator: 78
  • Frecvența intermediară (IF): 78
  • Al doilea detector și primul amplificator audio: 77
  • Amplificator de putere: 43
  • Redresor: 25Z5

Mai târziu, când au apărut tuburi mai noi, o altă variantă a fost:

  • Convertor Pentagrid: 6A7
  • Frecvența intermediară (IF): 78 sau 6D6
  • Al doilea detector și primul amplificator audio: 75
  • Amplificator de putere: 43
  • Redresor: 25Z5

Adevărată versiune fără transformator cu 5 tuburi

Primul set de tuburi metalice produse a inclus tuburi de încălzire de 6 volți care ar putea fi utilizate pentru a realiza un radio cu 6 tuburi alimentat de transformator. RCA a lansat primul lor set de tuburi octale metalice pentru acest design în 1939, folosind în schimb încălzitoare de 12,6 volți 150 mA. Designul original folosea următoarele tuburi:

În această serie, rețelele au fost scoase ca capace superioare pe tuburile de semnal, iar modelul 35Z4 nu avea o dispoziție pentru o lumină de apelare.

Varianta cu tub unic

Proiectele AC / DC pentru 110-117V utilizează de obicei un curent de încălzire de 150mA.

Matricea de tuburi din primele zile ale tuburilor octale cu un singur capăt era:

  • Convertor: 12SA7
  • Amplificator IF: 12SK7
  • Detector și primul amplificator audio: 12SQ7
  • Ieșire audio: 50L6
  • Redresor: 35Z5

Aceste seturi au fost comercializate pentru prima dată la sfârșitul anului 1939. Seturile canadiene ar folosi uneori un 35L6 în locul 50L6, deoarece părțile din Canada au folosit 110 volți ca standard de proiectare. Deoarece zonele din apropierea cascadei Niagara aveau o putere de 25 Hz , unele seturi canadiene aveau condensatori de filtrare puțin mai mari.

Varianta „Loctal”

Linia de tuburi a tuburilor Loctal a fost:

  • Convertor: 14Q7
  • Amplificator IF: 14A7
  • Detector și primul amplificator audio: 14B6
  • Ieșire audio: 50A5
  • Redresor: 35Y4 sau 35Z3

Tuburi miniaturale

După cel de-al doilea război mondial, setul a fost reproiectat pentru a utiliza tuburi miniaturale cu 7 pini și linia a devenit:

  • Convertor: 12BE6
  • Amplificator IF: 12BA6
  • Detector și primul amplificator audio: 12AV6 sau 12AT6
  • Ieșire audio: 50C5 sau 50B5 mai puțin frecvente
  • Redresor: 35W4

50C5, introdus în 1948, este electric identic cu 50B5, dar are un pinout revizuit pentru a răspunde preocupărilor că tensiunea de vârf ridicată între 4 (încălzitor) și 5 (anod) ar favoriza defectarea prizei.

În perioada postbelică, unii producători au construit seturi cu un amestec de tipuri miniaturale, octale și locale.

Versiunea „Power-Saver”

O altă variantă de putere redusă a schimbat încălzitoarele tubulare pentru a funcționa pe 100 miliamperi mai degrabă decât pe 150 miliamperi. Aceste tuburi au durat puțin mai mult pentru a se încălzi:

  • Convertor: 18FX6
  • Amplificator IF: 18FW6
  • Detector și primul amplificator audio: 18FY6
  • Ieșire audio: 32ET5 sau 34GD5
  • Redresor: 36AM3

Distribuția tensiunii sa schimbat în jurul încălzitoarelor cu tuburi, dar totalul este încă puțin mai mare decât sursa de rețea de 120 volți. Această gamă este pentru un radio Admiral .

Radio fermier

O modificare a „radioului de fermă” (de obicei efectuată la punctul de vânzare) a permis unui AA5 să curgă de 32 volți DC, generat în mod obișnuit de morile de vânt ale fermei . Cu o recablare relativ simplă, încălzitoarele cu tuburi pot fi puse în serie-paralel pentru a rula 32 de volți, cu cele trei încălzitoare de 12 volți în serie și un 25L6, 35L6 sau 43 în paralel; tuburile ar funcționa în continuare cu tensiunea încălzitorului oarecum în afara specificațiilor. Dacă funcționează de la o sursă de 32 volți, radioul a avut o performanță substanțial redusă, deoarece tensiunea B + ar fi doar de 32 de volți, comparativ cu 160-170 volți, atunci când este acționată de la curent alternativ. Cu 32 de volți pe placă, radioul a avut tendința de a fi insensibil. Uneori, numai puterea încălzitorului de tub a fost derivată de la o moară de vânt, iar bateriile uscate au fost reținute pentru alimentarea cu tensiune a plăcii. Avantajul era că încălzitoarele erau o sarcină mare și continuă pe baterie, în timp ce scurgerea bateriei de tensiune a plăcii era mai mică și intermitentă. Adesea, o baterie reîncărcabilă cu celulă umedă a fost utilizată pentru încălzitoarele cu tuburi, reîncărcată de un garaj local sau prin schimb cu o baterie a vehiculului.

Multe radiouri agricole de 32 volți au fost construite din fabrică în acest scop. De obicei, aveau două tetrode de putere de tip 48 care puteau funcționa cu tensiuni B + de până la 28 de volți. Perechile de tip 48 erau conectate în paralel sau conectate prin push-pull . Unele aparate de radio de 32 volți din fabrică au utilizat o sursă de alimentare electromecanică cu vibratori pentru a asigura o tensiune crescută. Sursele de alimentare cu vibratoare ar putea fi, de asemenea, funcționate dintr-o sursă de 6 volți de la un încărcător de vânt dedicat sau de la o baterie auto împrumutată de la un vehicul agricol.

Variante cu baterie

Au apărut o serie de alte versiuni ale setului, inclusiv unele care aveau un transformator, o versiune care funcționa într-un autovehicul de pe o sursă de 6 volți, folosind un vibrator pentru a converti alimentarea de 6 V c.c.în CA care ar putea alimenta un transformator cu ieșire de tensiune mai mare și o versiune care funcționa fie din baterii uscate, fie din sursa de alimentare. Versiunea cu baterie a tuburilor utilizate în mod obișnuit în care filamentul a fost încălzit de o singură celulă uscată de 1,5 volți și tensiunea plăcii a fost furnizată de o baterie (nominală) de 90 de volți.

O versiune, numită un portabil cu trei căi, deoarece ar putea fi acționată în oricare din trei moduri: baterii, linia de curent alternativ sau linia de curent continuu; de obicei avea următoarea matrice de tuburi:

  • Convertor: 1R5 (sau 1L6 dacă setul era cu unde scurte , cum ar fi Zenith Trans-Oceanic )
  • Amplificator IF: 1U4
  • Detector și primul amplificator audio: 1U5
  • Ieșire audio: 3V4
  • Redresor: 35W4, 117Z3 sau un redresor cu seleniu

Această versiune a folosit un V 7.5 O baterie și 90 V baterie B . Rețineți că bateria A nu a trebuit să încălzească tubul redresorului deoarece, atunci când funcționați din baterii, redresorul nu era necesar.

Când funcționează pe baterii, această versiune a încălzit aproape instantaneu din cauza tuburilor folosite de filamente ca catoduri. Această configurație era obișnuită pe radiourile portabile Motorola care seamănă de obicei cu „cutii de prânz” metalice.

Variații

Deoarece AA5 a fost un design minimalist, a existat mult spațiu pentru versiunile îmbunătățite, rezultând un „AA6”:

  • Câteva seturi au adăugat un 12SK7 suplimentar ca amplificator RF sau IF. Acest lucru ar necesita utilizarea unui 35L6 pentru a menține tensiunea încălzitorului.
  • Sau, s-ar putea adăuga un alt tub amplificator audio pentru o ieșire audio crescută. Pentru a menține tensiunea totală a încălzitorului la aproximativ 120 V, cele două tuburi de ieșire ar trebui să fie de 25 până la 35 de volți, cum ar fi 35L6 sau 25L6.

Au existat chiar și câteva modele „AA4”, de obicei seturi pitice, utilizabile doar în zonele metropolitane cu semnal puternic, deoarece majoritatea nu aveau amplificator IF (deși unii au înlocuit tubul redresor cu un redresor seleniu).

Ordinea șirului de serie

Conform diferitelor ediții ale manualului tubului de recepție RCA , șirul de încălzire al unui radio AC / DC ar trebui să fie aranjat într-o ordine specială pentru a minimiza zumzetul. Presupunând că toate funcțiile sunt îndeplinite prin tuburi separate, încălzitoarele din șir trebuie aranjate după cum urmează:

  1. Etapa de intrare
  2. Tub de balast sau rezistor
  3. Redresor
  4. Amplificator de ieșire de putere audio
  5. Amplificatoare RF și IF
  6. Convertor
  7. Primul amplificator AF
  8. Detector
  9. Masă / linie B-minus

Nu toți producătorii au respectat această recomandare.

Efect asupra designului televizorului

Multe receptoare de televiziune alb-negru și color au fost construite folosind principiile All American Five, inclusiv un șasiu fierbinte și încălzitoare cu fir de serie. Proiectele au fost găsite în principal în seturi portabile sau ieftine, începând cu anii 1950 până la sfârșitul seriei GE Portacolor, care a fost întreruptă în sfârșit în anii 1980. Seturile timpurii au avut tendința de a utiliza redresoare cu seleniu în locul unui tub; seturile ulterioare au folosit diode de siliciu. Unele dintre aceste seturi erau hibride, folosind tranzistoare pentru aplicații de semnal mici și tuburi de vid în locul tranzistoarelor de putere atunci scumpe. Unele au inclus, de asemenea, o diodă redresoare în serie cu filamentele tubului; când setul a fost oprit, redresorul a menținut filamentele parțial încălzite, tehnică dată o varietate de nume, cum ar fi „Instant On”.

Precauții de întreținere

Deoarece șasiul setului poate fi conectat direct la partea sub tensiune a liniei electrice, atelierele de service au folosit un transformator de izolare pentru a proteja tehnicienii împotriva pericolului de șoc. Unii restauratori vor reconecta setul de șasiu fierbinte pentru a pune șasiul la puncte neutre în orice moment. Unele modele necesită polarizarea ștecherului, în timp ce altele necesită recablarea sursei de alimentare pentru a scoate comutatorul de la solul șasiului. Ieșirile de alimentare trebuie să fie conectate corespunzător pentru ca această modificare să fie de protecție.

Vezi si

Referințe

linkuri externe