Гептод

Гептод (Пентагрид) — электронная лампа с семью электродами: катод, анод и пять сеток. Основное предназначение — преобразователь частоты в супергетеродинном радиоприёмнике.

Неоднозначность названия

Согласно международной практике, гептодом может именоваться любая лампа с семью электродами. На самом деле, под этим именем существуют два класса ламп.

Один из них — полностью независимый преобразователь, содержит гетеродин и смеситель в одной структуре электродов, имеет второе название «пентагрид» (переводится как «пятисеточная лампа»). В советской номенклатуре ламп наиболее типичный пример — лампа 6А8.

Второй тип гептода рассчитан на использование отдельного гетеродина, для которого позже стали выпускать комбинированные лампы триод-гептод — в СССР 6И1П, 6И3П.

История

Появлению гептода предшествовало изобретение, в корне изменившее всю технику радиоприёма, — принцип супергетеродинного приёма.

Преобразование сигнала любой принимаемой частоты в некий неизменный сигнал промежуточной частоты резко повысило (по сравнению с приёмниками прямого усиления) избирательность и чувствительность — основные качественные показатели любого приёмника. Одновременно с переходом на супергетеродинный приём появилась потребность в специальных частотно-преобразовательных лампах с двойным управлением.

Преобразование сигнала принимаемой частоты в сигнал промежуточной частоты можно осуществлять двумя способами: по схеме совмещённого и по схеме отдельного гетеродина.

При совмещённой схеме функции гетеродина и смесителя могла осуществлять одна специальная пятисеточная лампа, в которой гетеродин и смеситель были включены как бы последовательно, то есть две ближайшие к катоду сетки образовывали гетеродинный триод, а следующие сетки входили в состав усилителя входного сигнала. Смешение же этих двух сигналов происходило за счёт того, что анодный ток обеих ламп оказывался общим.

В схеме с отдельным гетеродином напряжение вспомогательной частоты генерировалось специальным каскадом на триоде или пентоде, а смешение сигналов производилось в другой лампе с двойным управлением (пентоде или гексоде). Первоначально предпочтение было отдано первому варианту как более экономичному (одна лампа вместо двух). Для его реализации и была разработана специальная пятисеточная лампа — пентагрид.

Расположение электродов пентагрида (а) и гептода (б)

Число сеток у обеих ламп одинаково, однако не трудно видеть, что назначение их различно. Первая, ближайшая к катоду сетка у обеих ламп является управляющей в составе генераторного триода — гетеродина. У пентагрида вторая сетка выполняет функцию анода того же триода, а у гептода этой сетки нет.

Следующим шагом было появление двух экранирующих сеток вместо одной. Это было вызвано тем, что у тетродов и пентодов была только одна управляющая сетка, которая отгораживалась от анода экранной сеткой.

В новой лампе — пентагриде — она так и сохранилась: это «нижняя» из двух экранных сеток. Но тогда вторая управляющая сетка оказалась рядом с анодом, то есть превращала смесительную часть лампы в обычный триод с присущим ему главным недостатком — большой проходной ёмкостью анод—сетка. Чтобы устранить его, между второй управляющей сеткой и анодом и была помещена дополнительная, вторая экранная сетка, соединенная внутри лампы с первой экранной сеткой, поскольку обе они выполняли одну функцию.

И все было бы отлично, но в таком пентагриде не осталось антидинатронной сетки. И тогда на смену пентагриду пришли гептоды, в которых была «восстановлена» антидинатронная сетка за счет ликвидации сетки, выполнявшей в пентагриде роль анода гетеродинного триода. А его роль стала выполнять объединенная экранная сетка.

Схема однолампового преобразователя частоты на отечественном гептоде 1А1П

В отличие от обычных схем, где экранная сетка «заземлена» по высокой частоте конденсатором достаточно большой ёмкости, в данном случае последовательно в цепь питания экранных сеток включена катушка обратной связи контура гетеродина (в положительной фазе), обеспечивающая самовозбуждение гетеродина.

И пентагриды, и гептоды прожили долгую жизнь, выполняя функции частотно-преобразовательных ламп. Первый отечественный пентагрид типа СО-183 был выпущен еще в 1930-е годы, а гептоды типа 6А2П использовались в вещательных приемниках вплоть до 1970-х годов.

Необходимо отметить наличие у пятисеточных ламп дополнительных параметров, которых не имели все типы ламп меньшей сложности. Прежде всего это крутизна преобразования S_пр — это отношение переменной составляющей анодного тока промежуточной частоты I_{а пч} к переменному напряжению ВЧ-сигнала на второй управляющей (сигнальной) сетке U_сигн. Иными словами, крутизна преобразования показывает, какую амплитуду тока промежуточной частоты создает напряжение сигнала, амплитудой 1 В при заданном переменном напряжении на сетке гетеродина.

Другое специфическое отличие пятисеточных ламп от триодов, тетродов и пентодов состоит в том, что для оценки их свойств недостаточно двух графических характеристик — анодной и сеточной. Это объясняется тем, что обычная анодная характеристика как функция напряжения на одной из управляющих сеток сильно изменяется не только в зависимости от напряжения на экранной сетке, но и от напряжения на второй управляющей сетке. Поэтому пятисеточные лампы, как правило, сопровождаются минимум четырьмя семействами графических характеристик.