Визуализация звука на старинных лампах
Хомяки приветствуют вас друзья, сегодняшний пост будет посвящен визуализации звука.
Для этих целей будут использованы довольно интересные радиолампы, которые по своей конструкции представляют миниатюрные электронно-лучевые трубки с отклоняющей системой, наподобие тех, что находятся в кинескопах телевизоров. В ходе фильма узнаем как запускать подобные артефакты, какие особенности нужно учитывать при настройке, рассмотрим основные критерии при выборе абсолютно любых радиоламп, не только индикаторных. В конце разместим вакуумную пробирку в элегантном корпусе, который будет радовать вас каждый раз при прослушивании любимых музыкальных композиций.
В свое время, индикаторные радиолампы уровня сигнала произвели огромную революцию, превратив бытовые радио-приемники в нечто живое и ранее неведомое обычному жителю тех времен. В мире отсутствия светодиодов и прочих привычных для нас вещей, мигающие лампы начали свое существование примерно с 1935 года, и в ходе развития разделились на три поколения. В ходе подключим каждый из этих образцов, а пока остановимся на экземпляре второго поколения 6Е1П.
Исполнение в таком корпусе называлось пальчиковым. Прямое предназначение: настройка радиоприемников с амплитудной модуляцией и индикации уровня записи в магнитофонах. Время работы по паспорту составляет 500 часов, после чего вероятно теряется эмиссия или выгорает люминофор. Напряжение накала требует 6.3 вольта при токе в 300 мА.
Для проверки радиолампы необходима панелька, к которой удобно подпаивать провода.Её вы увидите дальше. После небольшой работы с наждачной бумагой, проверим совпадают ли паспортные данные с фактическими показаниями потребления тока. Может там чего ошиблись.
После подключения накального напряжения в 6.3 вольта ток с 600-та миллиампер начал падать, и по мере прогрева стабилизировался на 320 мА, что нам и нужно. Часть работы можно считать выполненной, так как на этом этапе миллион электронщиков умудряются спалить накал, подавая на вход что попало. Запомни! Есть паспорт...
Далее необходимо найти постоянное напряжение в 250 вольт для питания анода кратера. Обычно для таких целей используют анодные трансформаторы типа ТА24, но он чересчур большой для нашей конструкции. Предлагаю другую схему, обычный диодный мост прямо от сети 220 B. На его выходе получается примерно 210 вольт с учетом падения напряжения на диодах и пульсациями в 100 Гц. Сглаживающий конденсатор не ставим, так как напряжение в таком случае вырастит до 300 вольт. Конечно такое решение в корень не правильное и требует гальванической развязки от сети, но мне все равно "я художник, я так вижу".
Такое простое подключение запустит индикаторную лампу, и позволит ее проверить на работоспособность. Если прикоснуться к первой ножке, она же вход, то устройство при этом хорошо реагирует, открывая лепестки как змея при виде опасности. Для правильного управления лампой на ее вход необходимо подавать отрицательное напряжение. Его можно формировать с помощью детекторного каскада, состоящего из двух диодов.
Это самая простая схема управления, она подключается к выходу усилителя низкой частоты. Минус этой схемы в том, что моргание тут будет сильно зависеть от громкости, нужно будет каждый раз крутить ручку резистора чтоб подобрать нужный порог срабатывания.
Более продвинутый вариант схемы состоит из трех каскадов. Первый, это эмиттерный повторитель, состоящий из транзистора Т1, у него большое входное сопротивление для уменьшения искажений входного сигнала. Второй транзистор, это усилитель и ограничитель напряжения. Третий формирует обратную связь, которая помогает расширить рабочий диапазон лампы. Этот каскад можно отключать. Такая схема очень чувствительна, и может работать при низком уровне входного сигнала.
Собрать ее можно на монтажной плате, размер выходит довольно компактный. Тут видим 4-ре провода. Два из них это питание, остальные вход и выход сигнала.
Во избежание помех при прослушивании, нужно использовать экранированный провод, так как тут все электропомехи наводятся.
Теперь время поместить эту кучу железа в корпус. Размер его не большой, так как внутри разместится только плата управления. Накальный трансформатор установим сверху для придания антуражности. Электронно-лучевая трубка подчеркнет красоту трансформатора, или трансформатор подчеркнет трубку, да все равно! Сверлим крепежные отверстия и проводим подготовительные работы над корпусом. Отверстие для панельки фрезеруем с помощью бор машины. Желательно чтоб деталь вставлялась туго, так как крепежных элементов на панели, не предусмотрено конструкцией.
Понижающий трансформатор на 18 вольт для питания платы управления. Он небольшого размера и отлично поместится внутри корпуса. Припаиваем на выход диодный мост и сглаживающий конденсатор, так как схема усилителя требует постоянного напряжения питания.
Все соединительные провода прячем внутри корпуса, снаружи ничего не должно торчать.
В идеале все выходящие с трансформатора контакты необходимо изолировать от внешнего мира с помощью термоусадки. С обратной стороны разместим выключатель питания. Без него никуда. Всю начинку фиксируем с помощью китайского соплеклея, льем побольше, чтоб ничего не отвалилось в процессе эксплуатации. Подпаиваем к трансформатору оставшиеся детали. Тут видно два диодных моста, на выходе одного 210 вольт, на выходе второго 18. Цепляем щуп и смотрим как обстоят дела с отрицательным напряжением на выходе усилителя.
Сейчас переключатель напряжения на осциллографе установлен в положение 2 вольта клетка, но понять что-либо при касании провода пальцами не просто, сигнал желейный, прыгает туда-сюда. Более понятно с уровнем выходного напряжения становится, если подключить морзянку с телефона. Вся шкала на экране занимает 6 клеток, 6 на 2 вольта, клетка ровно -12 Вольт. Таково управляющее напряжение выходит на входе индикаторной лампы 6Е1П. Если к примеру проигрывать музыку, то сигнал будет выглядеть так...
Замеряем ток анода, мультиметр показывает 2 мА. Заглянем в справочник, и видим ту же самую цифру в 2 мА. Ток анода кратера равен 4 миллиамперам. Анод кратера, это та железка внутри лампы, которая покрыта люминофором
Как правильно выбрать индикаторную радиолампу 6Е1П? Для начала смотрим на маркировку. Нам важен ее год рождения. Вот тут к примеру два образца. Один 68-го, второй 72-го года. Вы спросите да!? И что? Да ничего, кроме того, что кратеры у этих образцов покрыты разным люминофором. Особенность заключается в том, что более старый образец не светится в спектре ультрафиолета. Следовательно, дальнейшая работа ламп будет сильно отличаться друг от друга.
Теперь посмотрим остальные виды электронно-световых индикаторов. Ранее мы рассмотрели образец 6Е1П второго поколения. К первому поколению относят индикатор 6Е5С с торцевым окном. Он начал выпускаться примерно с 1935 года фирмой Philips и имел маркировку ЕМ1. Сразу же союз позаимствовал идею и создал свой аналог. Восхищенный народ прозвал индикатор "магическим" или "кошачьим глазом". Устанавливался он на радиоприемниках СВД-9, ТМ-8, 9н-4, Маршал.
Долгое время лампа 6Е5С в нашей стране оставалась единственной. Желание разнообразить изображение на экране такого индикатора привело к разработке новых схем включения. В частности, введение дополнительного резистора в цепь кратера, который дал возможность светящимся лепесткам как бы перехлестываться при большом входном сигнале, увеличивая яркость в зоне перехлеста. Этот эффект в ранние годы развития радиолюбительства даже нашел свой отклик в эфирном жаргоне: когда оператор хотел подчеркнуть, что радиостанция корреспондента слышна очень громко, то принято было говорить «принимаю вас с перехлестом».
Дальнейшее развитие этого направления привело к появлению электронно-световых индикаторов с боковым расположением экрана. Их было разработано и выпущено невероятно большое количество. Лампу 6Е1П мы уже рассмотрели. Сейчас мигает индикатор 6Е3П. Он относится к третьему поколению. Светящийся рисунок представляет собой два столбика, растущие навстречу друг другу при увеличении отрицательного потенциала на входе.
Схема включения всех трех разновидностей индикаторов аналогична, разница лишь в нумерации ножек. Таким образом их можно легко проверять на работоспособность.
Так как эти лампы являются электронно-лучевой трубкой с отклоняющей системой внутри, то на поток электронов можно влиять внешним магнитным полем. Если поднести к примеру постоянный магнит, то можно сместить линию на аноде кратера. Если поднести магнит слишком близко, железка внутри намагнитится, и линия в нейтральном положении начнет светить куда-то в бок. Работа в таком случае выглядит не лучшим образом. То же самое происходило с кинескопами телевизоров. Исправить ситуацию можно с помощью размагничивания.
Кстати, люминофор в лампе 6Е5С не светился в ультрафиолете, это при том, что она 62-го года выпуска. Люминофор тут дно. При хорошем внешнем освещении вряд ли что-то увидите.
Индикатор 6Е1П - самый удачный по моему мнению, потому на нем и остановимся. Посмотрим как визуализируется сигнал в такт с музыкальным сопровождением... Напишите в комментариях если вы знакомы с морзянкой, это был первый язык связи, который распространился в радио эфире. Довольно любопытная вещь, но к сожалению бесполезная в наше время.
Сейчас морзянка полностью заменилась матрицей, этим шрифтом в свое время получилось сдать экзамен по физике, в котором я был ноль, наш препод при этом даже ничего не понял, гениальное изобретение.
Мне самому довелось родиться в век, когда единственной доступной электронной игрой для народа была "ну погоди" на платформе электроника. Иногда поражает какими интересными технологиями пользовались за долго до моего существования. Считаю нам с вами повезло жить в современном мире активного развития электроники.
