Predelava starega radia na elektronke P serije

[ivor]

Elektronke P serije (If=0,3A) so se nekoč uporabljale pri ČB in prvih barvnih TV sprejemnikih. Kurjave so bile serijsko povezane preko serijskega upora, neposredno na omrežno napetost. Tudi šasije so bile vezane neposredno na omrežje. Tako je bila šasija na potencialu ničle ali faze, odvisno kako je bil obrnjen vtikač. Sprejemniki so se pogosto kvarili in elektronke je bilo treba pogosto menjavati. Zato so jih tovarne izdelovale v ogromnih količinah in trgovine so bile dobro založene z vsemi tipi, ki so prišli v poštev. Kasneje so se pojavili tranzistorski sprejemniki in rezervne elektronke so ostale neizkoriščene. Mnogi so jih še dolgo hranili po omarah, ne da bi vedeli kaj bi z njimi.
Predelava starega radia na take elektronke bi imela smisla, če še vedno imamo take elektronke, če je v radiu pregorel omrežni transformator ali če imamo probleme s starim radiem na elektronke U serije (If=0,1A) brez omrežnega transformatorja. Seveda morajo imeti originalne elektronke ustrezne ekvivalente P serije. Tudi nekatere elektronke E serije, ki imajo If=0,3A, se lahko uporabijo.
Serijske kurjave lahko vežemo neposredno na omrežno napetost preko upora ali preko kondenzatorja. Če rabimo serijski upor, mora biti tok takšen, da je seštevek vseh napetosti čim bližji omrežni napetosti. Zaradi velike razlike v upornosti hladnega in ogretega grelca, je treba zaradi prevelikega tokovnega sunka, v verigo vključiti tudi NTK upor ustrezne vrednosti, ki se prav tako močno greje.
Če pa uporabimo serijski kondenzator, se ta pri izmenični napetosti obnaša praktično kot generator konstantnega toka in NTK upor ni potreben. Ob tem se na serijskem kondenzatorju ne razvija nobena toplota. Da bo tok čim manj odvisen od serijske upornosti grelcev, mora biti ta čim manjša v primerjavi s kapacitivno upornostjo serijskega kondenzatorja. Skupna napetost na grelcih mora biti čim manjša. To pomeni čim večji tok pri enaki moči. Zato v tem primeru raje uporabimo P kot U serijo elektronk.

[ivor]

Serijski kondenzator mora prenesti visoko omrežno napetost. Ker je napetost izmenična, mora biti kondenzator tudi grajen za tako napetost. Na samem kondenzatorju je zato označena vrednost izmenične napetosti (na pr. 275V~).
Približno kapacitivnost serijskega kondenzatorja izračunamo po formuli:

C=I/(2π * f * Uef)

Tukaj smo zanemarili vpliv upornosti grelcev, ki minimalno zmanjšajo tok.
Za elektronke P serije znaša približna vrednost serijskega kondenzatorja 4,3uF pri 50Hz in 230V. Če ima radio veliko elektronk, ki zahtevajo višjo napetost na serijskih grelcih, je treba kondenzator nekoliko povečati da dosežemo 0,3A.

Primerjava U/I karakteristik serijskega upora in kondenzatorja

Na risbah sta prikazani U/I karakteristiki pri spremembi bremenskega upora R med R=0 in R=∞. V praksi se upornost grelcev spreminja med Rhl (ob vklopu aparata) in Rogr (stacionarna vrednost).
Pri serijskem uporu mora biti padec napetosti na njemu čim manjši zaradi segrevanja. Sprememba upornosti bremena zaradi ogrevanja zato povzroča veliko spremembo toka.
Pri serijskem kondenzatorju je lahko večina padca napetosti na kondenzatorju, ker na njemu ni toplotnih izgub. Razen tega je karakteristika v območju nizkih napetosti praktično horizontalna zaradi vektorskega seštevanja impedanc. Zato se skupni tok minimalno spreminja s spremembo upornosti grelcev. Pri vklopu aparata, napetost na grelcih počasi narašča z ogrevanjem, tok pa minimalno upade od Ihl do stacionarne vrednosti Iogr (0,3A).

[ivor]

Vsak spoštovanja vreden radio na elektronke ima vsaj eno majhno žarnico za osvetlitev skale (pilotko). Pri predelavi na serijsko kurjavo 0,3A je treba poskrbeti tudi za to.
Lahko bi enostavno v verigo dodal žarnico 6,3V/0,3A, takšno kot se ponavadi rabi v radiih z elektronkami E serije. Tukaj nastane problem ko žarnica pregori, ker zaradi tega utihne cel radio. Žarnice pa pogosto pregorijo.
V radiih z elektronkami U serije so ponavadi žarnice 18V/0,1A. Paralelno je dodan ustrezen NTK upor, ki v primeru da žarnica pregori, zagotovi kontinuiteto verige ogrevanja in radio deluje normalno naprej.
Pri toku 0,3A pa bi potreboval drugačen NTK upor za večji tok. Vprašanje je, če je tak element trenutno sploh dobavljiv. Zato sem se lotil razvoja nadomestne rešitve s sodobnejšimi sestavnimi deli.

Primer vezave kurjave elektronk P serije s serijsko žarnico in vezjem za preprečevanje prekinitve verige. Tukaj so vezane vse elektronke, ki lahko pridejo v poštev za kakšen večji radio. Zato je serijski kondenzator nekoliko večje vrednosti kot ponavadi zaradi večjega napetostnega padca na kurjavah. Navadno nimamo v radiu vseh teh elektronk in kondenzator od 4,3uF zadostuje.

Za poskus sem en primerek takega vezja tudi sestavil na majhni ploščici. Deluje v redu s pilotko in brez nje.

[ivor]

Še par besed o pomanjkljivostih takega početja.
Taka predelava zagotovo ne predstavlja restavracije ali oživljanja starega radia. Prej bi rekel da gre za navadno reciklažo totalno propadlega primerka. Radio bo lahko še naprej veselo igral, ne bo pa več originalen. Edina tolažba bo, da od zunaj ne bo nič opaznega.
Če šasija prej ni bila povezana z omrežjem, je treba to povezavo narediti. Potem ni priporočljivo vezati zunanjih virov signala na gramofonski vhod. Vse točke, kjer se je možno dotakniti visoke napetosti (vijaki, priključki, gumbi), je treba dobro izolirati.
Ker ni transformatorja, je možno edino polvalno usmerjanje. V ta namen priporočam usmerjevalko PY82. Možno je uporabiti tudi polprevodniški usmernik, vendar to slabo vpliva na trajnost elektronk. Če pa uporabimo polprevodniški usmerniški mostiček, bo visoka napetost vedno prisotna na šasiji, ne glede na to kako obrnemo vtikač za elektriko.

[mitchW]

Pohvalno!

Ni pa mi najbolj jasen stavek: " Možno je uporabiti tudi polprevodniški usmernik, vendar to slabo vpliva na trajnost elektronk.".

Če je to tako sporno, zakaj je potem večina TV-jev imela polprevodniški usmernik (Si diodo ali selen)?
Vem, da takoj ob prižigu cel TV dobi 320V enosmerne, saj so elektronke še hladne.

Če je to ta problem, potem so radiji še veliko slabši

Na primer, ena najbolj pogostih usmerjevalk v radijih je bila AZ1, ki je polno ogreta že po 2 sekundah, ostale lampe pa potrebujejo nekje 12 sekund.
Tako, da je bilo celih 5-10 sekund na anodah neogretih lamp kar 450-500V usmerjene enosmerne napetosti (v primeru elektrodinamičnega zvočnika), sicer okrog 320-350V.

Kitarski ojačevalci so še slabši, anodne napetosti tudi po 550-600V so prisotne takoj, preden se vse lampe zagrejejo.

[VolkD]

Je razlika ali elektronski tok črpa elektrone iz oblaka elektronov, ki nastane zaradi višjega termičnega stanja atomov okrog katode, ali pa jih trga direktno iz katode in jo s tem poškoduje. No ne prav mnogo, nekaj pa le.
Zakaj je veliko naprav, ki to dopusti ? Odgovor je nadvse preprost - v svetu kjer je prodaja nad kvaliteto je naprava, ki žre elektronke tista prava stvar.

[ivor]

Gre za hladno emisijo (ang. field emission, cold emission). Nekaj besed se najde tukaj. Zadnji odstavek o hladni emisiji:

Positive ions (atoms that have lost at least one electron) also may be emitted from a solid subjected to a high electric field at its surface.

Emisija pozitivnih ionov iz hladne katode zmanjša njeno učinkovitost.

[mitchW]

Hvala za pojasnila.
Sicer tudi te zadeve meni niso tuje, sem pa vseeno raje previdno vprašal in ugotovil, da mislimo isto stvar.

Sem o tem v preteklosti tudi kar nekaj prebral, v bistvu je pri neogreti elektronki kljub vakuumu, teoretično lahko prisotna kakšna neželena molekula plina, ki jo zaradi razlike potencialov med anodo in katodo lahko zadane kakšen elektron, ki potuje proti anodi. Če ta elektron to molekulo plina zadane, z nje izbije ion, ki pa je pozitivno naelektren in z močno hitrostjo udari proti katodi. Ker je katoda še neogreta in okrog nje ni "space charge" oz. oblaka elektronov, da bi jo prestregli, nato zadane emisivno površino katode in jo poškoduje. To je mišljeno seveda pri neogreti elektronki.

Do samega trganja elektronov s površine katode pa lahko pride med segrevanjem elektronke, ko je katoda ravno toliko zagreta, da že oddaja elektrone, vendar še ne toliko, da bi že bil ustvarjen zadosten oblak elektronov okoli nje.

No, to je teorija.
V praksi pa se ta pojav začne pojavljati šele nad 10KV anodne napetosti, ki jo v napravah za domačo potrošnjo res ni mogoče najti - morda je še mikrovalovna pečica najbližje temu
Vir: https://yarchive.net/electr/tube_time_delay.html

"One common argument used by tube rectifier aficionados is the so-called cathode stripping effect where high voltage applied to the plate of a tube before the cathode has warmed up can strip the cathode of emitting material.

Unfortunately, this effect only occurs at high voltage, typically above 10
kilovolts. It is not a factor in small receiving or transmitting tubes.
If it really were a problem, it would destroy the tube rectifiers which have plate voltage applied immediately at turn-on.

Sem pa tudi nekje prebral (žal se ne spomnem več kje), da so testirali neko radijsko elektronko na 15 000 prižigov (30 sekund prižgana, 30 sekund ugasnjena) - seveda z anodno napetostjo vedno prisotno. Po koncu poskusa neke bistvene razlike v emisiji ni bilo zaznati. Takšen poskus bi bilo zanimivo še enkrat ponoviti in preveriti stanje emisije pred in po njem.

[ivor]

Bilo bi dobro vprašati kakega starega mojstra, ki je nekoč imel RTV servis, ko so bili še aparati na elektronke. Zagotovo bi znal povedati iz lastnih izkušenj, ali so se pogosteje kvarili tisti s suhimi in polprevodniškimi usmerniki, ali tisti z usmerniki na elektronke.
Mnogi boljši in dražji HI-FI ojačevalniki na elektronke imajo vgrajeno tudi vezje za zakasnitev vklopa anodne napetosti. Koristno ali samo šminka?

[VolkD]

Do samega trganja elektronov s površine katode pa lahko pride med segrevanjem elektronke, ko je katoda ravno toliko zagreta, da že oddaja elektrone, vendar še ne toliko, da bi že bil ustvarjen zadosten oblak elektronov okoli nje.

No, to je teorija.
V praksi pa se ta pojav začne pojavljati šele nad 10KV anodne napetosti, ki jo v napravah za domačo potrošnjo res ni mogoče najti - morda je še mikrovalovna pečica najbližje temu

Ne drži. Pojav "trganja" elektronov s katode je poznan celo pri povsem hladni katodi in to tudi pri relativno nizkih napetostih. Seveda je izjemno majhen, a je. Koliko vpliva na živlensko dobo je pa verjetno odvisno od marsičesa. Menda še najbolj od velikosti in oblike katode.

Tole sem tako kupil in tako prodam:
Svoje čase se je dalo "ukrasti" sonde vremenskih balonov, ameriške proizvodnje. Spuščali so jih iz okolice Pordenone (Aviano). To je bila cela reč, saj je imela kup senzorjev in med drugim tudi več elektronk. Vse skupaj se je napajalo iz baterije (55V). S temi elektronkami so po vzoru na že obstoječe vezje v Sežanski iskri, fantje naredili radio. Žal so elektronke crkovale hitreje, kot so jih uspeli dobavljat z novih balonov. Šele, ko so vključili anodne napetosti z zakasnitvijo, je zadeva postala uporabna. Je pa res, da so bile elektronke sila enostavne. Katoda je bila ena sama nitka, ki se je segrevala. Ta nitka se je vedno prekinila na enem koncu.

Sam sem ta radio videl narejen in že tudi predelan na napajanje te nitke z izmenično napetostjo. Menda so s tem še dodatno povečali živlensko dobo teh elektronk (se nitka ni več trošila le na enem koncu).
Baloni teh problemov niso imeli, saj so bili za enkratno uporabo.

[ivor]

Pojav "trganja" elektronov s katode je poznan celo pri povsem hladni katodi in to tudi pri relativno nizkih napetostih.

Nekateri trdijo drugače

[ivor]

Ena od možnih rešitev za zakasnjen vklop. Prednost naj bi bila, ker ni potrebna povezava z maso.

[DusanK]

Ena od možnih rešitev za zakasnjen vklop. Prednost naj bi bila, ker ni potrebna povezava z maso.

Načrt in članek (pcb, navodila kam vstaviti ploščico...)

ax_aug-2001.pdf

(670.75 KiB) Prenešeno 8 krat

vir