Tubos combinados

De manera similar en pensamiento a la idea del circuito integrado, los diseñadores de tubos intentaron integrar diferentes funciones de tubos en envolventes de un solo tubo para reducir los requisitos de espacio en los equipos electrónicos de tipo tubo más modernos. Una combinación común vista dentro de una sola capa de vidrio era dos diodos o dos triodos. La idea de colocar pares de diodos dentro de una sola envolvente tiene mucho sentido a la luz de los diseños de rectificadores de onda completa de la fuente de alimentación, que siempre requieren múltiples diodos.

Por supuesto, hubiera sido bastante imposible combinar miles de elementos de tubo en una sola envoltura de tubo de la forma en que miles de transistores se pueden grabar en una sola pieza de silicio, pero los ingenieros aún hicieron todo lo posible para empujar los límites de la miniaturización de tubos y consolidación. Algunos de estos tubos, llamados caprichosamente compactrones , contenía cuatro o más elementos de tubo completos dentro de un solo sobre.

A veces, las funciones de dos tubos diferentes se podían integrar en un solo tubo combinado de una manera que simplemente funcionaba con más elegancia que dos tubos. Un ejemplo de esto fue el conversor pentagrid , más generalmente llamado heptodo, utilizado en algunos diseños de radio superheterodinos. Estos tubos contenían siete elementos:5 rejillas, un cátodo y una placa. Dos de las cuadrículas se reservaban normalmente para la entrada de señales, las otras tres se relegaban a funciones de detección y supresión (mejora del rendimiento). Combinando las funciones superheterodinas del oscilador y el mezclador de señales en un solo tubo, el acoplamiento de señales entre estas dos etapas era intrínseco. En lugar de tener circuitos de oscilador y mezclador separados, el oscilador crea un voltaje de CA y el mezclador "mezcla" ese voltaje con otra señal, la sección del oscilador del convertidor pentagrid crea una corriente de electrones que oscila en intensidad que luego pasa directamente a través de otra cuadrícula para "mezclar" ”Con otra señal.

Este mismo tubo a veces se usaba de una manera diferente:aplicando un voltaje de CC a una de las rejillas de control, la ganancia del tubo podía cambiarse por una señal impresa en la otra rejilla de control. Esto se conocía como variable-mu operación porque el "mu" (µ) del tubo (su factor de amplificación, medido como una relación de cambio de voltaje de placa a cátodo sobre el cambio de voltaje de rejilla a cátodo con una corriente de placa constante) podría ser alterado a voluntad por un Señal de voltaje de control de CC.

Los ingenieros electrónicos emprendedores también descubrieron formas de explotar las capacidades multivariables de los tubos "menores", como los tetrodos y los pentodos. Una de esas formas fue la llamada ultra-lineal amplificador de potencia de audio, inventado por un par de ingenieros llamados David Hafler y Herb Keroes, que utiliza un tubo tetrodo en combinación con un transformador de salida "tapizado" para proporcionar mejoras sustanciales en la linealidad del amplificador (disminución de los niveles de distorsión). Considere un amplificador de tubo de triodo de "un solo extremo" con una potencia de acoplamiento de transformador de salida al altavoz:

Si sustituimos un tetrodo por un triodo en este circuito, veremos mejoras en la ganancia del circuito como resultado del blindaje electrostático que ofrece la pantalla, evitando la retroalimentación no deseada entre la placa y la rejilla de control:

Sin embargo, la pantalla del tetrode se puede utilizar para otras funciones además de proteger la rejilla de la placa. También se puede utilizar como otro elemento de control, como la propia cuadrícula. Si se hace un "toque" en el devanado primario del transformador, y este toque se conecta a la pantalla, la pantalla recibirá un voltaje que varía con la señal que se amplifica (retroalimentación). Más específicamente, la señal de retroalimentación es proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético en el núcleo del transformador (dΦ / dt), mejorando así la capacidad del amplificador para reproducir la forma de onda de la señal de entrada en los terminales de los altavoces y no solo en el devanado primario. del transformador:

Esta retroalimentación de la señal da como resultado mejoras significativas en la linealidad del amplificador (y en consecuencia, distorsión), siempre que se tomen precauciones para no “sobrecargar” la pantalla con un voltaje positivo demasiado grande con respecto al cátodo. Como concepto, el diseño ultralineal (retroalimentación de pantalla) demuestra la flexibilidad de operación otorgada por múltiples elementos de rejilla dentro de un solo tubo:una capacidad que rara vez iguala los componentes semiconductores.

Algunos diseños de tubos combinaban múltiples funciones de tubos de la manera más económica:placas dobles con un solo cátodo, las corrientes para cada una de las placas controladas por conjuntos separados de rejillas de control. Ejemplos comunes de estos tubos fueron triode-heptode y triode-hexode tubos (un tubo hexagonal es un tubo con cuatro rejillas, un cátodo y una placa).

Otros diseños de tubos simplemente incorporaron estructuras de tubos separados dentro de una sola envoltura de vidrio para una mayor economía. Los tubos de diodo dual (rectificador) eran bastante comunes, al igual que los tubos de triodo dual, especialmente cuando la disipación de potencia de cada tubo era relativamente baja.

Los modelos 12AX7 y 12AU7 son ejemplos comunes de tubos de doble triodo, ambos de baja potencia. El 12AX7 es especialmente común como tubo de preamplificador en circuitos amplificadores de guitarra eléctrica.