Tubos de combinação

De pensamento semelhante à ideia do circuito integrado, os projetistas de tubos tentaram integrar diferentes funções de tubo em envelopes de tubo único para reduzir os requisitos de espaço em equipamentos eletrônicos do tipo tubo mais modernos. Uma combinação comum vista dentro de uma única concha de vidro era dois diodos ou dois triodos. A ideia de encaixar pares de diodos dentro de um único envelope faz muito sentido à luz dos projetos de retificadores de onda completa da fonte de alimentação, sempre exigindo vários diodos.

Claro, teria sido impossível combinar milhares de elementos de tubo em um único envelope de tubo da maneira que milhares de transistores podem ser gravados em uma única peça de silício, mas os engenheiros ainda fizeram o possível para empurrar os limites da miniaturização de tubo e consolidação. Alguns desses tubos, caprichosamente chamados de compactrons , continha quatro ou mais elementos tubulares completos em um único envelope.

Às vezes, as funções de dois tubos diferentes podiam ser integradas em um único tubo de combinação de uma forma que simplesmente funcionava com mais elegância do que dois tubos jamais poderiam. Um exemplo disso foi o conversor pentagrid , mais geralmente chamado de heptodo, usado em alguns projetos de rádios super-heteródinos. Esses tubos continham sete elementos:5 grades, um cátodo e uma placa. Duas das grades eram normalmente reservadas para entrada de sinal, as outras três relegadas para funções de triagem e supressão (aprimoramento de desempenho). Combinando as funções super-heteródinas do oscilador e do misturador de sinal em um tubo, o acoplamento do sinal entre esses dois estágios era intrínseco. Em vez de ter circuitos separados de oscilador e misturador, o oscilador criando uma tensão CA e o misturador "misturando" essa tensão com outro sinal, a seção do oscilador do conversor pentagrid criou um fluxo de elétrons que oscilou em intensidade que então passou diretamente por outra grade para "misturar ”Com outro sinal.

Essa mesma válvula às vezes era usada de maneira diferente:ao aplicar uma tensão DC a uma das grades de controle, o ganho da válvula podia ser alterado para um sinal impresso na outra grade de controle. Isso era conhecido como mu-variável operação porque o "mu" (µ) do tubo (seu fator de amplificação, medido como uma razão da mudança de tensão da placa para o catodo sobre a mudança da tensão da grade para o catodo com uma corrente constante da placa) pode ser alterado à vontade por um Sinal de tensão de controle DC.

Engenheiros eletrônicos empreendedores também descobriram maneiras de explorar essas capacidades multivariáveis ​​de tubos “menores”, como tetrodos e pentodos. Uma delas era a chamada ultra-linear amplificador de potência de áudio, inventado por dois engenheiros chamados David Hafler e Herb Keroes, utilizando um tubo tetrode em combinação com um transformador de saída “tapped” para fornecer melhorias substanciais na linearidade do amplificador (diminuições nos níveis de distorção). Considere um amplificador valvulado triodo de "terminação única" com um transformador de saída que acopla a potência ao alto-falante:




Se substituirmos um tetrodo por um triodo neste circuito, veremos melhorias no ganho do circuito resultante da blindagem eletrostática oferecida pela tela, evitando feedback indesejado entre a placa e a grade de controle:




No entanto, a tela do tetrodo pode ser usada para outras funções além de simplesmente proteger a grade da placa. Também pode ser usado como outro elemento de controle, como a própria grade. Se uma “derivação” for feita no enrolamento primário do transformador, e esta derivação conectada à tela, a tela receberá uma tensão que varia com o sinal sendo amplificado (feedback). Mais especificamente, o sinal de feedback é proporcional à taxa de variação do fluxo magnético no núcleo do transformador (dΦ / dt), melhorando assim a capacidade do amplificador de reproduzir a forma de onda do sinal de entrada nos terminais do alto-falante e não apenas no enrolamento primário do transformador:




Este feedback de sinal resulta em melhorias significativas na linearidade do amplificador (e, conseqüentemente, distorção), desde que sejam tomadas precauções contra “sobrecarregar” a tela com uma tensão positiva muito grande em relação ao cátodo. Como conceito, o design ultralinear (realimentação da tela) demonstra a flexibilidade de operação concedida por vários elementos de grade dentro de um único tubo:uma capacidade raramente igualada por componentes semicondutores.

Alguns projetos de tubo combinavam várias funções de tubo de uma forma mais econômica:placas duplas com um único cátodo, as correntes para cada uma das placas controladas por conjuntos separados de grades de controle. Exemplos comuns desses tubos foram triodo-heptodo e triodo-hexodo tubos (um tubo hexodo é um tubo com quatro grades, um cátodo e uma placa).

Outros designs de tubo simplesmente incorporaram estruturas de tubo separadas dentro de um único envelope de vidro para maior economia. Tubos de diodo duplo (retificadores) eram bastante comuns, assim como tubos de triodo duplo, especialmente quando a dissipação de energia de cada tubo era relativamente baixa.




Os modelos 12AX7 e 12AU7 são exemplos comuns de tubos triodo duplo, ambos com classificação de baixa potência. O 12AX7 é especialmente comum como tubo pré-amplificador em circuitos amplificadores de guitarra elétrica.