Автор: Никольский С.И.
Теги: физика электроника электронные лампы академия наук ссср лампы с холодным катодом
Год: 1961
Текст
. К А Д Е М И Я НАУК СССР
Л. Н.КО РАБЛ ЕВ
ЛАМПЫ
с холодным
КАТОДОМ
13ДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК СССР
к А Д в М II Я НАУК СССР
ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. П. И. ЛЕБЕДЕВА
Л. Н. КОРАБЛЕВ
ЛАМПЫ
с холодным
КАТОДОМ
ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК СССР
Москва —1961
В книге подробно описаны конструкции, свойства и
режим работы ламп с холодным катодом, применимых
в различной аппаратуре электроники, эксперименталь-
ной физики, автоматики, вычислительной техники,
приборостроения и связи.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ Р Е Д А К Т О Р.
С. и. НИКОЛЬСКИЙ
ПРЕДИСЛОВИЕ
В наш пек — век автоматики, электроники, атомной энергии
и освоения космоса — большое значение приобретает проблема
совершенствования технических средств, применяемых в науке
и промышленности.
Основными составными элементами разнообразной элек-
тронной аппаратуры, применяемой в различных областях на-
родного хозяйства, являются электронные лампы с сеточным
| управлением, предложенным Ли де-Форестом в 1907 г., и полу-
проводниковые триоды, впервые созданные в лабораториях
фирмы Белл-телефон в 1948 г.
В Советском Союзе в 1947 г. было положено начало приме-
нению в качестве основных элементов импульсной аппаратуры
; газоразрядных ламп с холодным катодом. За последние годы
। лампы с холодным катодом получили значительное распростра-
нение, хотя работы но их внедрению велись в довольно скромных
масштабах.
Сейчас около 300 предприятий и исследовательских орга-
низаций используют в различной аппаратуре наиболее уни-
версальные лампы с холодным катодом.
Выпуск этих ламп достиг значительных количеств, и еще
больше возрос сирое на них. Производство сложной промышлен-
ной аппаратуры, содержащей от 20—40 до многих сотен ламп с
холодным катодом в каждом изделии, было налажено раньше,
чем удалось наладить выпуск подобной аппаратуры на полу-
проводниках. Изготовлены тысячи сложных приборов, которые
много ют успешно эксплуатируются, и опубликовано большое
количес1во научных работ о применении ламп с холодным ка-
тодом (библиография этих работ представлена в конце книги).
Однако имеющейся литературы об особенностях и основных пара
метрах ламп еще недостаточно. Поэтому в н< которых случаях
аппаратура, построенная па лампах с холодным катодом, ис-
пользуется неполностью из-за незначительных дефектов дета-
лей, ламп или монтажа. Иногда эти дефекты не устраняются
лишь из-за отсутствия опыта в эксплуатации ламп.
Специфика работы с газоразрядными лампами совершенно
иная, чем с другими элементами радиоэлектроники. Механи-
3
ческая замена электронных ламп лампами с холодным катодом
невозможна. При каждом новом использовании лампы с холод-
ным катодом приходится заново решать технические задачи,
которые зачастую были уже решены с помощью электронных
ламп, и затрачивать па поиски этого решения и его проверку
значительное время. Нередко повой является не только лампа,
по и способ ее использования.
В настоящей книге сделана попытка несколько восполнить
недостаток информации и дать в общих чертах сведения о
лампах с холодным катодом, их специфике, основных прави-
лах эксплуатации, областях применения, а также преимущест-
вах этих ламп и об аппаратуре, работающей на этих лампах.
Автор считает своим долгом выразить глубокую признатель-
ность академику Д. В Скобельцыну за большое внимание, при
рассмотрении рукописи, а также А. А. Сапину и С. И. Николь-
скому за ценные замечания.
ГЛАВА ПЕРВАЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
§ 1. Применение газового разряда
в науке и технике
Свойствами газового разряда и возможностями его приме-
нения занимались многие русские ученые. Широко известны
работы М. В. Ломоносова, проводившего исследования электри-
ческих разрядов и впервые выдвинувшего идею об электричес-
кой природе молнии; В. В. Петрова, открывшего электричес-
кую дугу; П Н. Яблочкова, применившего дугу для создания
мощных осветительных ламп, Н. Г. Славянова и II. И. Бенар-
доса, разработавших способы электрической резки, сварки и
отливки металлов, А. Г. Столетова, впервые подробно исследо-
вавшего фотоэффект в газах.
В настоящее время изучены многие физические явления,
происходящие при газовом разряде. Электрические явления в
газах подробно освещены в капитальных трудах А. Н Капцо-
ва [1—41, в монографии В. Л. Грановского [5], а также во мно-
гих работах других авторов [6—10 и др.].
Многообразие свойств газового разряда определяет широкие
возможности его применения в самых различных отраслях
пауки и техники 14].
Широко применяется в промышленности дуговая сварка ме-
таллов, в которой используется физическое явление газового
разряда. Применение дуговых печей с концентрированным га-
зовым разрядом позволяет получать температуры, при которых
возможно изготовление искусственных алмазов. Дуговой
разряд имеет и другие важные технические применения.
Например, созданная так называемая плазменная горелка, в
которой развивается температура до 16 000° С, может быть эф-
фективно использована для резки металлов.
Хорошо известно, что искровой разряд используется в све-
чах зажигания двигателей внутреннего сгорания При помощи
искровою разряда можно обрабатывать сверхтвердые поверх-
ности, и это теперь широко используется в промышленности бла-
годаря трудам Б. Р. Лазаренко и его школы ]11]. Искро-
5
вой разряд в жидкости позволяет осуществить непосредственное
преобразование электрической энергии в механическую путем
использования электрогидравлнческого эффекта 1131.
Ведутся работы но созданию управляемых термоядерных
реакций в газоразрядной плазме, помещаемой в магнитное
поле, а также ионных и плазменных двигателей 1141 Уже разра-
ботан генератор, вырабатывающий электрический ток па осно-
ве газового разряда в магнитном ноле.
В радиоэлектронике нашли применение многие газоразряд-
ные устройства 13, 15], которые используются для стабилизации
напряжений, переключении в локаторах, а также непосредст-
венного преобразования электрической энергии в звуковую.
Газоразрядные неоновые лампы устанавливались в свое время
в осциллографах и дисковых телевизорах, а в настоящее время
применяются в фототелеграфных аппаратах. Первые радио-
передатчики были газоразрядными. (Искровой излучатель мил-
лиметровых волн создан А А. Глаголевой-Аркадьевой.)
Ртутные выпрямители, игнитроны и тиратроны широко при-
меняются в энергетике (в частности, при передаче постоянного
тока), па транспорте и во многих других областях 116,17].
С.И. Вавилов высказал в свое время идею о возможности созда-
ния холодного экономичного источника света путем использо-
вания люминесценции. В настоящее время широкое применение
нашли лампы дневного света, в которых свечение возбуждается
ультрафиолетовым излучением газового разряда. Импульсные
газоразрядные источники света применяются в стробоскопах,
в фотограф! и п для скоростной киносъемки. Газоразрядные
лампы позволяют получать свечение различных цветов[191.
С недавних пор широкое применение в промышленности
нашел так называемый коронный разряд. Он позволил ав
томатизировать процессы окраски, эмалировки, разрисовки
тканей,изготовления искусственного ворса. Газоразрядные элек-
трофильтры используются для газоочистки, пылеулавливания и
разделения (сепарации). Методом сепарации производится обо-
гащение полезных ископаемых и разделение различных сыпучих
материалов. В Советском Союзе проведены опыты по примене-
нию коронного разряда для автоматизации строительных работ.
Измельченные строительные материалы разрядом осаждаются
па металлической ферме (электроде) и таким путем наращи-
ваются стены постройки.
В газовом разряде активизируются многие химические реак-
ции. На этой основе проводится сверхвысокая очистка и об-
работка поверхности некоторых полупроводниковых элемен-
тов. При помощи электрической дуги получают из воздуха
окись азота, а затем азотную кислоту. Выпускаются газоразряд-
е
пыс озонаторы, в которых озон получается за счет разряда в
воздухе, и медицинские ионизаторы.
Установлено, что при облучении газовым разрядом микро
организмы погибают, а ткани, питательные вещества и фермен-
ты остаются в неизменном виде [11,12]. Для холодной стерили-
зации помещений и биологических препаратов выпускаются бак
терицидные газоразрядные лампы.
Излучение дугового разряда использовано И П. Федоровым
для лечения ряда заболеваний (облитерирующий эпдартерппт,
экземы, красная волчанка и др.) [18]. Общеизвестно примене-
ние медицинских ртутно-кварцевых ламп.
Явления газового разряда широко используются для на-
учных исследований, а также для создания научных приборов.
Путем возбуждения газового разряда в парах исследуемого
вещества проводится спектральный анализ для определения хи-
мического состава вещества. Созданы ионные микроскопы (мик-
ропроекторы), при помощи которых можно «видеть» большие
молекулы и дислокации (парушения) в кристаллических структу-
рах. В научных лабораториях используются газоразрядные
вакуумные насосы, ионизационные счетчики излучений (счетчи-
ки Гейгера), ионизационные и искровые камеры, ионизацион-
ные манометры, источники ионов и многое другое |20|.
В последние годы стала вырисовываться еще одна важная
область применения газового разряда. Под действием тихого
или искрового разряда в атмосфере удалось образовать органи-
ческое белковое вещество из неорганических веществ. В связи с
этим высказано предположение, что сама жизнь на Земле за
родилась под действием атмосферных разрядов [12].
§ 2. Краткое описание ламп с холодным катодом1
Многообразие свойств газового разряда наиболее полно ис-
пользуется в лампах с холодным катодом, сравнительно недав-
но получивших применение в импульсной технике. Нужно заме-
тить,что терминология в этой области окончательно вше неустапо-
вплась.Для этих ламп употребляются различные наименования:
диоды, триоды, тетроды, пентоды, октоды и тиратроны с холод-
ным катодом; триоды,тетроды,тиратроны или реле тлеющего раз-
ряда; триггерные лампы; ионное реле, неоновые лампы и т. д.
Термин «газоразрядные лампы с холодным катодом», в отличие
от других терминов охватывает все тины двухэлектродпых и
1 Общие сведения о лампах с холодным катодом можно найти в ра-
ботах [21—23]- Описание различных процессов газового разряда, имею-
щих место в лампах с холодным катодом, дано в работах [1—20J
многоэлектродпых ламп, а также различные виды разряда: ти-
хий, тлеющий, искровой, импульсный, дуговой, — встречающи
еся при разных режимах работы этих ламп.
Современная газонаполненная лампа с холодным катодом
представляет собой стеклянный пли металлический баллон
(диаметр 5—10 мм), наполненный разреженным газом (ча-
ще всего инертным газом пеоном с примесями). В баллоне
размещено несколько электродов (от одного до нескольких
десятков). Электроды изготовляются из чистого металла (мо-
Рис. I. Лампы с холодным катодом и полупроводники
(в одинаковом масштабе)
а —простейшая двухэлектролиан лампа с холод ним катодом; б — полупроводнике
вый диод; в — триод с холодным катодом; г. a — полупроводниковые триоды
либден, цирконий) пли из металла, покрытого активирующими
пленками, снижающими работу выхода электронов (никель,
покрытый цезием, барием и др.). Изготовление катода из чисто
го металла проще, а применение активирующих пленок сни-
жает требуемое для питания лампы напряжение в несколько
раз. Форма электродов определяется требуемой формой свечения
л назначением лампы. При прохождении тока газ в лампе
светится. Свечение обычно сосредоточивается у катода, и по-
этому форма катода определяет форму свечения. Для анода, как
правило, используется электрод с меньшей поверхностью.
Общий вид ламп с холодным катодом показан па рис. 1.
Простейшей лампой с холодным катодом является обычная двух-
электродная неоновая лампочка, часто применяемая для сигналь-
ных целей вместо лампочек от карманного фонаря.
8
Рис. 2. Сверхминиатюрный газораз-
рядный триод с ХОЛ1ШИЫМ катодом,
собранный из деталей неоновых ламп
МН-З (катод) и МН-8 (сетка)
При подаче напряжения на газоразрядную лампу с
холодным катодом ток в лампе возникает не сразу, а лишь
по достижении напряжения зажигания. После зажигания
напряжение на лампе падает до значения, называемого напряже-
нием горения. Напряжение зажигания для ламп с плоскопа-
раллельными электродами из
железа или никеля состав-
ляет 160—180 <?. Покрытие
этих металлов пленкой цезия
позволяет снизить напряже-
ние зажигания до 34—40 в,
со стабильностью до единиц
вольт [241. Вследствие боль-
ших рабочих напряжении
лампы с чистометаллически-
ми катодами мало пригодны
для использования в экоио
мичных устройствах с при-
менением современных мало-
габаритных радиодеталей по-
лупроводниковой серии, име-
ющей рабочее напряжение
60-100 в.
Наибольшее распростра-
нение получили лампы с хо-
лодным катодом, имеющие
три электрода: анод, катод
и управляющий электрод (сет-
ка). По существу, три-
од — это комбинация в од-
ной колбе двух диодов с общим электродом, который чаще все.г о
используется в качестве катода (рис. 2). Управляющий электрод
может располагаться в принципе с любой стороны катода (или
анода), поскольку лампа управляется не напряжением, а очень
малым током (порядка микроампер).
«Лампы с холодным катодом но конструкции значительно про-
ще электронных, но физические процессы, происходящие в них,
сложнее. Ток между электродами лампы поддерживается не за
счет нагревания катода (как в электронных лампах), а за счет
бомбардировки его фотонами пионами, создаваемыми при про-
хождении этого тока через наполняющий лампу газ.
Свободные электроны, в небольшом количестве появляю-
щиеся в газе, под действием электрического поля приобретают
некоторую кинетическую энергию, которая при определенном
0
напряжении на электродах оказывается достаточной для иониза-
ции молекул газа. Образующиеся при ионизации газа вторичные
электроны также ускоряются полем и могут вызвать следу-
ющий акт ионизации. *1аким образом, процесс развивается лави-
нообразно. В газоразрядном промежутке лампы, кроме электро-
нов, возникают возбужденные атомы и молекулы (излучающие
Рис 3. Схема физических процессии, происходящих в газоразрядных
лампах с холодным катодом
фотоны), и разнообразные попы: положительно заряженные
отдельные атомы, заряженные молекулы, а также заряженные
комплексы атомов, которые не встречаются в других условиях.
Это состояние газа — газоразрядную плазму — нередко на-
зывают новым, четвертым состоянием вещества. На создание
электрических зарядов, необходимых для поддержания или уве-
личения тока, затрачивается часть энергии электрического поля
В газообразном промежутке градиент потенциала неравно-
мерен. Движение элементарных зарядов в газовой среде вызы-
вает ряд новых процессов, от которых зависят развитие и под-
держание газового разряда в различных его формах Возникно-
вение этих процессов является следствием передачи энергии
10
движущихся заряженных частиц атомам и молекулам газа, а
также электродам и стенкам баллона. На рис. 3 представлена
схема основных физических процессов, происходящих в газо-
разрядных лампах [19J.
Концентрация электронов и ионов в газе зависит от силы
тока и напряженности поля в разряде. Сложный характер этой
U,6
Переходная о&лос/пЬ с отри
цИтелвнО/м сопротивлением
। Га/нсенг1
I довении I
। разряд I
! О
Рис. 4. Ло.чпая вольт-амперная характеристика
разряда и лампе с холодным катодом
я
Ю'г' т~а ю~'а 10"6 ю'3
зависимости обусловлен большим разнообразием элементарных
атомарных и молекулярных процессов ионизации и рекомби-
нации. Полная вольт-амперная характеристика, относящаяся
к любой паре электродов газоразрядной лампы, показана на
рис. 4 Наличие отрицательных участков вольт-амперной ха-
рактеристики ламп с холодным катодом позволило использо-
вать их как для генерации, так и для усиления импульсов
напряжения и тока.
Характеристики триода еще более сложны. Для расчета схем
требуется около десятка различных, связанных между собой
характеристик триода: анодная и сеточная вольт-амперные ха-
рактеристики в области токов от 0,1 мка до 0,1 а, статические
и импульсные характеристики зажигания, зависимость чувст-
вительности от режима, анодная и сеточная вольт-секундпые
характеристики и их зависимость от начального режима, зави-
симость времени деионизации от анодного тока, анодного напря-
жения, амплитуды и формы гасящего импульса, а также от ре-
жима сеточной цепи, зависимость условий обрывания разряда
от анодного напряжения, тока и гасящей емкости, зависимость
срока службы от режима при импульсной работе и при непре-
рывном горении и т. д. Характеристики должны указывать гра-
ницы разброса параметров различных экземпляров ламп.
11
Несколько основных характеристик показано па рис. 5 Сле-
ва приведена характеристика U3, определяющая пробивное на-
пряжение между всеми электродами трехэлектродной лампы
МТХ-90 при различных напряжениях и их полярностях на ано-
де и сетке. Рядом указаны места первоначального пробоя.
Рис. 5. Характеристики напряжений и токов самопроизвольного
зажигания триодов и тетродов с холодным катодом
Наиболее широко используемый участок этой характери-
стики расположен в правом верхнем квадранте. На рис. 5 при-
ведены части подобных характеристик ламп ТХЗБ и ТХ4Б,
снятые при начальном токе в цепи первой сетки Ю.ил'а. Кривая
Uг показывает напряжение горения при разных полярностях
электродов. Процессы в области, ограниченной двумя кривыми
Ua и U г, иллюстрируются и а рис. 5 справа, где показаны вольт-
амперные характеристики Uc разряда между сеткой и катодом,
дающие зависимость напряжения па этих электродах от тока в
этой цепи. Выше расположены анодные характеристики зажига-
ния Uаз, указывающие снижение анодного пробивного напряже-
12
ния при увеличении сеточного тока. Крутизну этой характе-
ристики можно оценивать изменением анодного напряжения
(в вольтах) при изменении сеточного тока на 1 мка. Другие
характеристики приведены в последующих главах.
Вся система характеристик является многомерной. Одно-
временно приходится учитывать несколько напряжений, не-
сколько токов и, главное, время, т. е. динамику изменения ха-
рактеристик при работе лампы, поскольку статические харак-
теристики обычно определяют не процессы изменения тока в
лампе, а отражают начальный режим или установившийся про-
цесс. Часто имеет значение не только скорость развития про-
цессов, но и их предыстория (И—10] и др.).
§ 3. Методы применения ламп с холодным катодом
в импульсном технике
Сложность происходящих в лампах с холодным катодом про-
цессов, своеобразие их характеристик (сугубо нелинейных и
изменяющихся в динамическом режиме) сильно затрудняют их
плодотворное использование, но это же многообразие свойств,
если овладеть методами использования ламп, открывает лампам
с холодным катодом широкую дорогу в радиоэлектронику.
Газоразрядные лампы с холодным катодом известны более
ста лет, по до последнего времени они не получали массового и
самостоятельного применения в радиоэлектронике. Строить
многоламповую импульсную аппаратуру на лампах с холодным
катодом было практически невозможно из-за нестабильности
многих параметров и, главное, из-за больших и беспорядочных
колебаний времени зажигания (от тысячных долей секунды до
нескольких секунд), возникающих особенно часто при неравно-
мерной частоте рабочих импульсов.
Если в лампе не имеется некоторой начальной ионизации,
то разряд возникает через неопределенное время, в результате
чего лампа далеко не каждый раз успевает сработать от импульс-
ных сигналов. Время запаздывания срабатывания весьма слу-
чайно и зависит от многих неконтролируемых факторов (свет,
естественная радиоактивность и т. д.). Кроме того, при ра-
боте всегда был неизбежен случайный отказ в срабатывании,
даже при подаче импульсов большой длительности (поряд
ка секунд) |25—28].
Чтобы избежать этого, за рубежом в лампы вводят радиоак-
тивное вещество 11]. Это дает возможность уменьшить время
срабатывания, но лишь до сотен микросекунд, причем статисти-
ческий характер процесса радиоактивного распада приводит к
статистическому разбросу времени срабатывания в значитель-
ных пределах.
13
Использование ламп затрудняла также пх низкая чувстви-
тельность. Другим важным недостатком была нестабильность
напряжения зажигания и сильная зависимость работы схем от
колебании питающего напряжения Многочисленные неудачные-'
попытки использования ламп приводили к представлению, что
па лампах с холодным катодом невозможно строить импульсную*
аппаратуру.
Рис. (5. Стабилизация’работы ламп с холодным катодом
а — схема включения ламп с холодным катодом, стабилизир^каап работу,
повышающая чувствительность и уменьшай щая инерционность; б режим
данной схемы: 1 характер истина залипания, совмещенная с вольт-амперной
характеристикой анод — катод; 2 — вольт-амперная характеристика громе
жутка сетка—катод
Однако разработка в Советском Союзе методов стабилизации
ламп с нестабильными параметрами позволила устранить ука-
занные недостатки схемным путем. Время срабатывания было
снижено до единиц микросекунд и меньше, чувствительность
ламп резко повысилась. Кроме того, устранено влияние неста-
бильности питающего напряжения и многих других факторов
(свет, температура и т. д.) на работоспособность устройств, обес-
печена взаимозаменяемость ламп н ликвидирована необходи-
мость их отбора по напряжению зажигания.
В 1947 г. (т. е. за год до появления полупроводниковых три-
одов) в Физическом Ипсгшуте им. П. II. .Лебедева АН СССР’
(ФИАП) была впервые доказана возможность широкого приме-
нения ламп с холодным катодом в импульсной технике. Разрабо-
танный в 1947 г. метод самостабилизации работы, повышения чув
ствительности и уменьшении инерционности ламп, обеспечивший
работоспособность их в импульсной технике, состоит в том, что
в цепи пусковых электродов создается самостоятельный тихий
разряд путем подачи на пусковой электрод анодною папряже
14
ния при ограничении возникшего тока большим сопротивле-
нием (10—100 Мом, см. рис. 6) до значения порядка мик-
роампер. Пусковой сигнал подается через конденсатор С'о, отде-
ляющий входную цепь по постоянному току. Благодаря такому
режиму создается предельно большая начальная ионизация,
резко уменьшающая инерционность срабатывания ламп Кро-
ме того, на управляющем электроде автоматически устанав-
ливается напряжение зажигания, а это обеспечивает наиболь-
шую возможную чувствительность ламп. Напряжение па уп-
равляющем электроде автоматически следует за всеми измене-
ниями напряжения зажигания лампы и не зависит от измене
ния величины oi раппчптелыюго сопротивления Ло и изменения
начального тока ?0 в больших пределах. В результате обеспечи
вается стабильность работы ламп при нестабильном папряже
нии зажигания, при колебаниях питающего напряжения, а так
же становится возможной взаимозаменяемость ламп. Впоследст-
вии этот метод, описанный в 1948 г. [291, получил распростри
некие и за границей.
При исследованиях процесса зажигания ламп в 1949—1950 гг.
была обнаружена постоянная эмиссия с активированного
кислородпо-цезиевого катода, отсутствующая у холодных като-
дов, сделанных из инактивированных материалов. Эта эмиссия
невелика (101'1—10 в а), но играет крайне важную роль в про-
цессе зажигания, так как устраняет неопределенность времени
срабатывания ламп 130]. Впоследствии за границей была обна
ружей» значительная эмиссия холодного никелевого катода,
активированного губчатой окисью магния и использованного в
высоковакуумных лампах 1311.Такая эмиссия, в отличие от эмис-
сии цезия требует возбуждения и существует при повышен
вых напряжениях (150—300 в).
В 1( 47—1948 гг. была установлена [291 простая зависимость
времени зажигания t от величины пускового импульса А 6':
где к и п — коэффициенты, зависящие от типа лампы.
Установление трех условии устойчивости газового разряда
в области отрицательного участка инерционной вольт ампер-
ной характеристики и разработка метода стабилизации тока в
этой области [29,301 позволили использовать отрицательную
характеристику ламп для усиления сигналов и повышения чув-
ствителы ости устройств, в том числе работающих от крайне
малых токов 1321 в электрометрическом режиме (ионное фоторе-
ле с накапливающим конденсатором в сеточной цепи, рис. 7).
В результате исследований процесса деионизации разработан
метод уменьшения времени деионизации схемным путем[30,331.
(Электрические схемы приводятся ниже при описании серий-
ной аппаратуры.)
Первые публикации об использовании метода самоста-
билизации работы ламп за границей появились лишь через нес-
колько лет.-В последние годы та?
Рис. 7. Схема ионного фотореле на
одной лампе с холодным катодом
(ФИ АН)
[ широко используется другой
режим —тетроднын. В тетрод-
ном режиме начальная ио-
низация создается при помо
щи вспомогательного разряда
с дополнительного (четверто-
го) электрода. Па управляю-
щий электрод подается не-
большое начальное смеще-
ние, заведомо меныпее, чем
напряжение зажигания. При
использовании тетродпого ре-
жима неизбежные нестабиль-
ности параметров ламп, а
также напряжения смеще-
ния, сильно влияют па чувствительность, поэтому для запус-
ка ламп приходится подавать сигнал не менее нескольких де-
сятков вольт. Таким образом, тетроднын режим не имеет су-
щественных преимуществ перед триодным (см. рис. 5), и менее
надежен. Кроме того, тетродпый режим требует увеличения
числа деталей в схеме и добавочных стабилизированных напря-
жений.
§ 4. Примеры электронных схем и работа
газоразрядных ламп ва сверхвысоких частотах
После разработки методики использования ламп в ФИАН
были построены основные узлы электронной аппаратуры: триг-
геры, мультивибраторы, одновибраторы, схемы совпадений, им-
пульсный усилитель, кварцевый генератор, ионное фотореле,
узлы счетно-решающих устройств. Аналогичные импульсные
усилители и триггеры па полупроводниковых диодах появи-
лись значительно позже.
На лампах с холодным катодом были построены годоскопы,
в том числе годоскоп запаздывающих совпадений ГК-5 с разре-
шающим временем около 1 мксек (рис. 8), амплитудные анали-
заторы импульсов [30, 34], стабилизаторы с широкой регули-
ровкой напряжения от пуля, выравниватель интервалов между
импульсами, накопитель (рис. 9), миллисекундомер, задатчик-до-
затор, реверсивные счетчики, большое число типов пересчетных
схем и радиометрических приборов, схемы многократных сов-
падений и др. Разработан ряд счетпых схем, разрешающее вре-
16
мя "которых в десятки раз меньше времени деионизации ламп
130]. Ниже мы опишем несколько типичных электрических
схем.
Наиболее широко используемым элементом и электронных
схемах автоматики и вычислительной техники является триггер.
Он применяется для запоминания и счета импульсов. Па рис. 10
Рис. 8. Секция годоскопа ГК-5 (ФИЛИ), содержащая 18 схем запазды-
вающих совпадении с разрешающим временем 0,3—1 мксек
показаны две схемы триггеров 130], построенных на лампах с хо-
лодным катодом типа МТХ 90 или ТХ5А.
Каждым триггер работает на двух лампах, в которых с по-
мощью больших сопротивлении 7?0 создается начальная иони-
зация, и на управляющих электродах автоматически устанав-
ливается напряжение зажигания независимо от колебании пи-
тающего напряжения и разброса параметров ламп. Одна из
ламп триггера горит (проводит ток). Поступление очередного
импульса на вход триггера зажигает вторую лампу. При зажи-
гании лампы напряжение па ее аноде падает от напряжения пи-
тания до напряжения горения лампы, т е. на 50—80 в.
В верхней схеме этот скачок напряжения через соединяю-
щий аноды ламп триггера конденсатор Сг передается на горя-
щую лампу и снижает напряжение на ней ниже потенциала горе-
ния, что вызывает обрывание разряда в этой лампе. Затем на аподе
погашенной лампы напряжение восстанавливается до напря
жения батареи, по мере того, как конденсатор Сг заряжается
2 JI. Н. Кораблев
17
Iя Входная 1 я Выходная
магистраль магистраль
а я Входная
магистраль
пЯ Выходная
магистраль
В
Рис. 9. Накопитель
« блок-схема ряда запоминающих ячеек: 1 — запоминающий элемент (триггер):
г — входной ключ; з — выходной ключ; б — алектрпческая схема накопителя;
каждая из ламп с холодным катодом выполняет (J упкипи запоминающего триггера,
входного и выходного ключей
18
через анодное сопротивление /?а погашенной лампы. Время
восстановления напряжения на аподе погашенной лампы, опре-
деляющее разрешающее время триггера, должно быть больше
времени деионизации лампы, иначе лампа не будет гаснуть.
Параметры Ла и Сг устанавливаются следующим образом.
Сначала по вольт-амперной анодной характеристике так выби-
рается сопротивление Ла, чтобы ток, идущий через сработавшую
лампу, был минимален, но снижение до 90—100 в напряжения
питания пе вызывало бы самопроизвольного гашения ламп. Кон-
денсатор Сг должен иметь такую величину, чтобы постоянная
времени ЛаСт была заведомо больше времени деионизации
ламп при максимальном питающем напряжении.
В двоичных счетных схемах входы обеих ламп триггера при-
соединяются к выходу предыдущего триггера. При каждом им-
пульсе, поступающем на вход двоичного триггера, поочередно
зажигается одна лампа и гаснет дручая. Через каждые два им-
пульса па входе прн зажигании правой — «пулевой» лампы
триггера па ее катодном сопротивлении Лк образуется поло-
жительный выходной импульс, передаваемый па вход следующе-
ю триггера. Амплитуда этого импульса повышена за счет раз-
ряда через вспыхнувшую лампу конденсатора С’а, зарядивше-
гося в промежутке между входными импульсами до полного
анодною напряжения.
Емкость конденсатора Са должна обеспечить создание на
катодном сопротивлении Лк импульса, имеющего длительность,
достаточную для срабатывания следующих ламп при минималь-
ном питающем напряжении. Чрезмерно большая емкость умень-
шает скорость счета и увеличивает импульс тока через лампу.
Сопротивления /?,< имеют величину около 20—22 ком. Даль-
нейшее увеличение их уменьшает чувствительность последую-
щих ламп к пусковому импульсу, так как это сопротивление,
входящее последовательно в цепь управляющего электрода,
уменьшает пусковой импульс пускового тока.
На рис. 10 показаны осциллограммы напряжений и ос-
новные расчетные формулы. В нижпеп схеме гашение ламп
триггера осуществляется за счет импульса, возникающего на
общем анодном сопротивлении Ля при зарядке через вспыхнув-
шую лампу катодного конденсатора Cti. С этого же кондеи
сатора снимается выходной импульс.
Чтобы увеличить чувствительность ламп п этим снизить ниж-
ний предел допустимых колебаний питающего напряжения, пе-
реходные конденсаторы ( я в обеих схемах желательно увели-
чить. Л для тою чтобы повысить верхний предел, нужно уве-
личить сопротивление Ло, ограничивающее ток начального,
тихого разряда. Однако увеличение постоянной времени ЛиС0,
с одной стороны, монет увеличить «мертвое время» схемы и,
19
2*
с другой стороны, вызвать релаксационные колебания в цепи уп-
равляющего электрода. Эти колебания будут вызывать при по-
вышенном анодном напряжении зажигание лампы сразу же после
ее гашения другой лампой триггера, так же, как и в том случае,
когда время деионизации лампы оказывается больше времени
восстановления напряжения на ней.
- Рис. И. Схема ячеек годоскопа ГК-7
Л1 - схема отбора диойиых совпадений; Л2 — триггерная
(запоминающая) лампа; Лз — сигнальная лампа
В нижней схеме сопротивления 7?0 несколько уменьшены,
чтобы предотвратить срабатывание ламп от заднего фронта сиг-
нала с предыдущего триггера. Уменьшение сопротивлений /?0
требует снижения питающего напряжения на шине питания
управляющих электродов.
На рис. 11 показана электрическая схема ячеек годоскопа
ГК-7. Эта схема содержит три лампы,'работающие в разных ре-
жимах. Первая лампа МТХ-90 осуществляет отбор двойных
совпадений, т. е. срабатывает лишь при наличии двух импуль-
сов одновременно (логическая операция И). Вторая лампа ре-
гистрирует короткий импульс, возникающий на выходе первой
лампы и «запоминает» этот импульс па сравнительно'длитель-
ное время, необходимое для регистрации. Третья л>мпа, сиг-
нальная, удалена на значительное расстояние и срабатывает
при зажигании второй лампы.
На управляющий электрод первой лампы МТХ-90 подаеа-
ся .напряжение около-(-120 в. В цепь катода включено боль-
шое сопротивление 3,9 Мом, которое ограничивает ток тихого
разряда, возникшего между управляющим электродом и като-
дом. При этом между катодом и управляющим электродом ав-
томатически устанавливается напряжение зажигания (около
21
70—80 в) независимо от колебаний иитающого напряжения
и колебаний напряжения зажигания ламп. На основной анод
первой лампы подается напряжение па 10—20 в меньше
сеточного напряжения. Следовательно, напряжение между
анодом и катодом определяется напряжением зажигания
данной лампы но сетке минус 10—20 в разницы между
двумя питающими лампу напряжениями.
При таком включении промежуток сетка — катод стабили
знрует начальное напряжение на аноде при колебаниях пита-
ющего напряжения и автоматически меняет напряжение на
основном аноде лампы при изменении и разбросе по напря-
жению вольт-амперных характеристик лампы.
На катод лампы через разделительный конденсатор 180 пф
подаются отрицательные импульсы от счетчика частиц, вызы-
вающие в лампе увеличение тока между управляющим электро-
дом и катодом. Начальный ток между этими электродами уста-
новлен у начала падающего участка вольт-амперной характери-
стики. Поэтому за счет использования большого отрицатель-
ного сопротивления этой характеристики амплитуда импуль-
сов тока усиливается и достигает большой величины. Длитель-
тость импульсов тока ограничивается длительностью токового
импульса от счетчика, а также сопротивлением 0,2 Мом и
конденсатором 180 пф.
Начальное напряжение на основном аноде, меньшее напря-
жения горения, делает невозможным возникновение разряда
между анодом и катодом, несмотря па наличие импульсов ст
счетчика. Тлеющий разряд между анодом и катодом возникает
лишь в том случае, если одновременно с импульсом тока в цени
управляющего электрода па основной ’анод поступит положи-
тельный мастер-импульс, поднимающий напряжение на аноде
па 30—100 е выше напряжения на управляющем электроде. Прн
этом через плазму возникшего разряда мастер импульс с анода
пройдет на катод лампы. С катода через конденсаторы 180 и 5 пф
прошедший импульс понадает па управляющий электрод второй
лампы и вызывает ее зажигание.
Если момент прихода мастер-импульса не совпал с прихо-
дом импульса от счетчика, то при ограниченной длительности
мастср-пмиульса зажигания тлеющего разряда в первой
лампе не. произойдет, несмотря па то, что амплитуда напряже-
ния между анодом и катодом лампы достигнет 120—200 в па вре-
мя 3—4 мксек..
Прн зажигании второй лампы напряжение па ее аноде па-
дает от +120 до +50—70 в. Образующийся отрицательный
скачок напряжения передается по соэдинптельпому кабелю па
катод третьей сигнальной лампы 11Н-3, увеличивая потенциал
на ней выше потенциала се .зажигания. Ток, проходящий через
22
лампу ИН-З после ее зажигания, ограничивается сопротивле
пнем 75 ком до 0,5—0,7 ма. Конденсатор 3300 пф служит для
уменьшения наводок с соседних жил кабеля.
Описанные схемы работают в прерывистом (импульсном)
режиме.
Примером использования газоразрядных ламп с холодным
катодом для работы с непрерывными сигналами произвольной
формы может служить схема, приведенная на рис. 12, па кото-
рой показан ионный усилитель,
В лампе установлен самосто-
ятельный разряд с некоторым
начальным током, определен
ньхм величиной сопротивления
/{„. Работа усилителя основана
па том, что при протекании
гока между двумя электродами
газоразрядного промежутка в
цени третьего электрода также
возникает ток. При этом вы-
ход ной ток увеличивается прн
увеличении входного тока.
Для построения усилителя
напряжения необходима гори-
зонтальная или отрицательная
вольт-амперная характеристика
разряда, возбуждаемого между
входными электродами. Тогда при
названный нами фиаитропом.
Рис. 12. Схема фнаптроняогоуси-
лителя сигналов произвольной
формы
небольшом изменении на-
чального напряжения па входном промежутке за счет подава-
емого сигнала будут возникать большие изменения тока, иду-
щего через лампу.
Усиление по напряжению осуществляется за счет того, что
нагрузочное сопротивлений /?„ выбирается достаточно большим.
Прн этом изменение тока в цепи входных электродов прн малых
сигналах вызывает большие изменения напряжения на нагру-
зочном сопротивлении Л„. Выходной сигнал повторяет в про-
тивофазе форму входного и во много раз превышает его по ам-
плитуде.
Требования к конструкции усилительной лампы с холод-
ным катодом имеют свои существенные отличия. В обычных га-
зоразрядных триодах и тетродах анод имеет очень малу ю поверх-
ность для повышения напряжения зажигания по сравнению с
напряжением горения. Это затрудняет использование обычных
ламп в усилительном режиме, так как при малом аноде увели
чикается анодное падение потенциала, создающее релаксации.
Легче осуществить усилительный режим прн плоском аноде и
при выходном электроде с большой рабочей поверхностью.
23
Материал выходного электрода при его рабочих потенциалах,
близких к потенциалу катода, должен иметь малую работу
выхода для увеличения выходного тока.
Фиаптронный режим усиления на лампах с неоновым напол-
нением дает коэффициент усиления около 20—40. На выходе
можно получить неискаженный сигнал с амплитудой до 60—70 в.
Максимальная амплитуда с некоторыми искажениями формы
выходного сигнала достигает 100 в. Амплитуда шумов, приве-
денная ко входу, много меньше милливольта. Высшая частота
ограничена временем деионизации. При наполнении ламп во-
дородом можно получить существенно большие амплитуды и час-
тоты, чем при наполнении неоном и аргоном.
В случае необходимости питающее напряжение может быть
снижено до 120—150 в, а ток — до нескольких десятков микро-
ампер Таким образом, потребляемая фиантропным усилителем
мощность питания может составлять лишь несколько милливатт.
Не исключено, что более простые лампы — диоды с холодным
катодом — по мере накопления сведений и опыта будут на-
ходить применение в различных областях быстрее, чем
триоды и тетроды. Диод с холодным катодом, как и триод,
является активным элементом, т. е. он позволяет осуществлять
усиление и формирование сигналов при использовании отри-
цательных участков вольт-амперной характеристики 129, 30].
В качестве примеров на рис. 13 приведено несколько раз-
личных способов использования диодов с холодным катодом.
Этп схемы содержат, кроме диода с холодным катодом, лишь
одно сопротивление, конденсатор и управляемые цепи Разно-
образие способов использования достигается в основном измене-
нием режима работы ламп. Сходство разных схем, показанных
на рис. 13, указывает, что небольшие изменения самих схем
или только режима работы придают лампам с холодным като-
дом совершенно различные свойства.
Использование ламп с холодным катодом, кроме упрощения
схем, позволяет зачастую во мною раз уменьшить число эле-
ментов в аппаратуре. Если для замены одной электронной лам-
пы в среднем обычно требуется несколько полупроводниковых
триодов, то одна лампа с холодным катодом иногда заменяет
два-три вакуумных триода (например, в электрометрическом
реле, в фотореле, одноламповых триггерах и во многих других
случаях).
Основные логические схемы Возможности построения
логических схем на лампах е холодным катодом определяются
такими свойствами, как наличие нескольких порогов срабатыва-
ния, возможность инвертирования, способность запоминать на-
личие сигнала, усиливать и одновременно формировать сигналы.
24
u3>u6->ut
Рис. 13. Схемы с использованием диодов с холодным
катодом
I — импульсный усилитель-формирователь; 2 — релаксационный
генератор; з — триггер; 4 — дискриминатор; 5 — схема совпа-
дений; с — триггерный ключ и усилитель низкой частоты;
7 — фотореле; s — реле времени; 9 — электрометрический из-
меритель токов; то —- СВЧ-смеситель,' 11 схема частотной
модуляции генератора СВЧ; 12 — высокочастотный генератор
с импульсной низкочастотной модуляцией
Таким сочетанием полезных свойств другие элементы не
обладают. Например, электронные лампы и полупроводнико-
вые триоды для формирования или запоминания сигналов тре-
буют дополнительных элементов, усложняющих схемы.
Па рис. 14 дана сводка простейших логических схем: соби-
рательных (ИЛИ), совпадений (И), антисовпадепий (ЗАПРЕТ),
инверторов (НЕ).
В собирательных схемах сигнал па выходе появляется при на-
личии хотя бы одного сигнала па входе. Число входов может
быть увеличено параллельным подключением добавочных
ламп или электродов. В схемах совпадений требуется наличие
сигналов на всех входах, чтобы возник сигнал па выходе.
Схемы антисовпадепий позволяют предотвращать прохож-
дение входных сигналов па выход путем подачи управляющих
папряже! ий на друше входы. Инверторы позволяют изменить
полярность выходного сигнала. Как известии, сочетание пере-
численных основных схем позволяет строить логические схемы
любой сложности п любого назначения. Основная область при-
менения логических схем па лампах с холодным катодом — это
электроавтоматика и промышленная кибернетика (управляю-
щие системы).
В первой колонке рис. 14 основные логические схемы выпол-
нены па диодах, работающих в режиме постоянного тока и уп-
равляемых сигналами произвольной длительности, превышаю-
щими .время зажигания диодов. Через диоды в одних условиях
может идти начальный ток, в дру! их условиях ток будет возни
кать и прекращаться при работе схем в зависимости от того,
снижается ли напряжение на диоде ниже .напряжения горения. >
В диодной схеме 1 ИЛИ сигнал может пройти па выход через
любой диод. В схеме 1-11 требуется запереть оба диода. Для
получений антисовпадепий в схеме 1-ЗАПРЕТ полярность сиг-
нала на одном из входов изменена. Изменение полярности
сигнала в схеме 1-11К происходит при зажигании диода вход-
ным сигналом обратной полярности.
Диодные схемы второй колонки рис. Пописаны в работе|22|.
Они требуют импульсных сингалов на один из входов.
'I акая схема работает в режиме самостабпллзацип начальным
тихим разрядом и обеспечивает усиление импульсов за счет раз-
ности между начальным напряжением на диоде и г апряжеипем
горения развившегося разряда. В схемах 2 11, 2-ЗАПРЕТ и 2 IIL
ток начальною разряда г ппмается и возбуждается управляю-
щими сигналами. г1аким образом, ио одному входу изменяется*
ток. а ио другому напряжение. Эти схемы могут также ра-
ботать ио принципу сложения двух напряжений с обоих вхо-
дов. При этом последовательные сопротивления могут быть не-
велики.
26
Схемы, расположенные в третьей колонке, могут работать па
триодах или тетродах, их принцип действия по существу аналоги-
чен импульсным диодным схемам второй колонки, поскольку ло-
гические операции осуществляет промежуток сетка — катод.
В анодную или катодную цепь включается нагрузка. При ак-
тивной нагрузке лампа после срабатывания продолжает гореть-
до тех пор, пока не будет снижено питающее напряжение?Та-
ким образом, эти схемы являются запоминающими и могут
быть использованы в накопителях и регистрах.
Схемы, приведенные в четвертой и пятой колонках, управля
ются по сетке и аноду или катоду При этом гашение ламп может
производиться входным напряжением. Те схемы, которые за-
поминают сигпал и требуют внешнего гашения, отмечены пунк-
тирным знаком Гашение ламп может также производиться
путем подключения конденсаторов, указанных пунктиром,
с одновременным увеличением нагрузочных сопротивлений.
Схемы шестой и седьмой колонок являются комбинирован-
ными. Частично они построены на многодиодных лампах, при-
чем в качестве аподов могут быть использованы две сетки ламп
ТХ4Б. Апод этих ламп можно использовать для создания на-
чального разряда. При конструировании многокатодпых ло-
гических схем можно использовать декатроны при подаче до
статочно больших сигналов и обеспечения постоянной началь-
ной ионизации для устранения неопределенности срабатыва-
ния. Схема G-ЗАПРЕТ построена на двух триодах, а схема G-HE,
кроме инвертированного сигнала, выдает также неинвертиро-
ванпый сигнал.
В восьмой и девятой колонках приведены логические схе-
мы, работающие в фпантронпом режиме и,"следовательно, не тре-
бующие внешнего гашения при усилении сигналов по напря-
жению. В схемах 8-ИЛИ и 9-ИЛИ начальный ток невелик и по-
дача на любой вход вызывает появление сигнала на выходе, тог-
да как в схемах 8-И и 9-11 начальный ток уменьшается вход-
ными сигналами, ио, пока такой сигнал отсутствует хотя бы на
одном входе, в цепи выходного электрода идет значительный ток,
и сигнал на выходе отсутствует. В схеме 8-ЗАПРЕТ начальный
ток увеличивается одним сигналом при условии, что не появит-
ся запрещающий сигпал большей амплитуды.
В десятой колонке логические схемы работают на лампах,
поставленных в полуфиантроннып режим, характеризующий-
ся возможностью открывания и закрывания ламп по сетке. Пи-
тающее анодное напряжение превышает напряжение горения,
и в анодной цепи возникает разряд при появлении сеточного
тока. При снижении сеточного тока разряд в анодной цепи само-
произвольно прекращается. Если анодный ток равен сеточно-
му, то эти схемы удобны для непосредственного согласования
28
каскадов, работающих на таких лампах, у которых анодное на-
пряжение горения заведомо меньше напряжения зажигания по
сетке. В этом случае анодное сопротивление предыдущего кас-
када является сеточным сопротивлением следующего. При запи-
рании предыдущего каскада срабатывает следующая лампа, и,
на оборот,открывание предыдущего каскада запирает следующий.
Полуфиантропы с несколькими входами могут быть заме-
нены соответствующим количеством триодов, например типа
МТХ-90 или ТХ4Б с начальным разрядом в цепи вспомогатель-
ного электрода, и общим анодным сопротивлением, равным се-
точному или большим него. В случае надобности фиантропы и
полуфиантропы могут иметь несколько выходных электродов,
выполняющих функции разделительных цепей.
Работа газоразрядных ламп па сверхвысоких частотах. Час-
тотный диапазон газоразрядных ламп с холодным катодом не-
прерывно расширяется и постепенно начинает охватывать об
ласть сверхвысоких частот. В 1950 г. на лампах МТХ-90 на-
чали эксплуатироваться схемы совпадений с разрешающим
временем вплоть до 3 10“7 сск. [30]. Обычные неоновые лампы
МН-3, МН-5 и другие используются па частотах от 0,1 до 3 Мгц
в стробоскопах для контроля пьезокварцевых пластин на их
рабочей частоте [35]. Лампы с холодным катодом, вопреки из-
давна установившемуся мнению об их большой инерционности
начинают находить применение в аппаратуре сантиметрового
диапазона, а также для частотной модуляции в контурах ра-
диопередатчиков.
В последние годы описан ряд экспериментов но использовг
нию газоразрядных приборов на сантиметровых волнах. По
этому вопросу имеются подробные обзоры [3G—41, 177 и др.1.
В литературе есть указания о применении диодов с холод-
ным катодом и обычных пеоновых ламп, работающих в режиме
начального самостоятельного разряда, вместо кристаллических
смесителей на частоте 400 Мгц, причем диод с холодным като-
дом обеспечил лучшую чувствительность и лучшее соотноше-
ние сигнала и шума [39,40]. Детекторные свойства газоразряд-
ной плазмы изучены до частоты 10 000 Мгц [40,41].
Многие явления газового разряда зависят от объемной плот-
ности электронов. В газовом разряде возможны значительно
большие плотности электронов, чем в вакууме. Поэтому те явле-
ния, которые весьма незначительны при возникновении потока
электронов в вакууме, в плазме газового разряда становятся столь
ощутимыми, что появляется возможность их практического ис-
пользования
Свойство плазмы изменять диэлектрическую проницаемость
в зависимости от величины объемной плотности электронов
29
позволило получить резонансным коптур, частоту которого мож-
но регулировать электронным путем. Например, в контуре с
резонансной частотой 357 Мгц изменение тока от 200 до 400 мка
меняет частоту на 5%.
Способность диэлектрической проницаемости изменяться
дает возможность регулировать (и модулировать) фаз}' волны.
На частотах 8600 и 12 000 Мгц при увеличении тока разряда
от 3 до 16 ма в одной из конструкций фаза меняется на 16—25°
при ослаблении лишь на 0,5 дб.
При большой плотности электронов диэлектрическая про
ницаемость становится отрицательной и волна не распро-
страняется в плазме. Это позволило осуществить коаксиальный
переключатель для частоты 5000 Мгц, затухание которого изме-
няется от 2 до 40 дб при изменении тока от 10 до 500 ма.
Скорости переключения достигают 10 кгц. Поскольку диэлектрп
ческая проницаемость зависит также от частоты, можно пост-
роить фильтр верхних частот, граничная частота которого меня-
ется от 9 до 28 400 Мгц при изменении объемной плотности
электронов от 10е до 1013 на 1сл3.
Возникновение потерь в плазме, вследствие столкновений
электронов с нейтральными или ионизированными молекулами
газа, использовано в ослабителях и модуляторах. Модулятор
с холодным молибденовым катодом дает изменение затухания
от 0 до 50 дб прн изменении тока от 0 до 750 мка, что позволяет
осуществить практически неискаженную 100%-ную модуляцию
сантиметровых воли с частотой до 50 кгц и 20%-ную модуля
цию с частотой 500 кгц. Возможна импульсная модуляция.
Для построения гираторов (фазовращателей), изменяющих
угол вращения плоскости поляризации электромагнитной вол-
ны, использован эффект, вызывающий вращение угла полярпза
цип волны при изменении тока разряда, возбуждаемого в магнит
пом поле.
Экспериментальный генератор с газовым разрядом, ана-
логичный двухконтурпому клистрону, прн давлении 1 мк,
на частотах 1200—3000 Мгц дал выходную мощность в несколь-
ко ватт.
Газоразрядные лампы используются также при усилении
электромагнитных колебаний на частотах, соответствующих
видимой и инфракрасной частям спектра. Генератор микроволн
типа «Пазе.р» представляет собой кварцевую трубку, наполнен
ную гелием и неоном под давлением 1 и 0,1 мм рт. ст. соответ
стгепио. Разряд возбуждает атомы гелия до некоторого уровня,
с которого они передают энергию атомам неона. Энергия излу-
чения усиливается при многократном отражении в специально
сконструированной трубке, при этом атомы неона испускают
когерентные инфракрасные волны с частотой около 1014 гц.
30
Те же принципы заложены в работе квантового молекуляр-
ного усилителя типа «Лазер». Он усиливает электромагнитные
колебания частот порядка 1011 1бВ * * * * * * * 16 гц.
Описанные высокочастотные приборы используются в срав-
нительно небольших количествах. Подавляющее же больший
ство аппаратуры на лампах с холодным катодом работает в
настоящее время на обычных средних частотах.
§ 5. Ассортимент ламп
На рис. 15 представлены некоторые лампы с холодным ка
ходом, выпускаемые пашен промышленностью, а в табл. 1 н В
(стр. 160—162) указаны основные параметры триодов ТХ1-
ТХ2, ТХ5А, МТХ 90 п тетродов ТХЗБ и ТХ4Б.
Рис. 15. Лампы с холодным катодом
2—2 — триоды ТХ1 п TX2; 3—4 — тетроды ТХЗБ 11 ТХ4Е;
5 — триод MTX-90 с цилиндрической сеткой; в — диод MH-S;
7 — триод 1 Ха л; 8 — тетрод опытный
В табл. I и 11 двумя цифрами указан ориентировочный раз
брос параметров ламп. Данные о долговечности и падежное»»
приведены в главе второй, § 4. Параметры выпускаемых двух
электродных газоразрядных ламп (неоновые, стабилитроны,
разрядники) приведены в табл. 111—V (стр. 163—167). Пара-
метры тригатронов, импульсных ламп ндекатроиов приведены
в табл. VI—VIII (стр. 168—172). Описание ламп и режима
их работы имеется в ряде справочников и статен [23,30,42—52
п др.]. Параметры стабилитронов приведены в табл. IV. По
данным этой таблицы можно оцепить разброс напряжения
горения и его реально гарантируемую длительную [178—1801
31
стабильность при массовом изготовлении газоразрядных ламп
с холодным катодом.
Основные характеристики различных ламп различаются
сравнительно мало. Преимущества и недостатки различных
типов ламп кратко перечисляются ниже.
Лампа ТХ1 предназначена длн низкочастотных релейных
схем отличается крупными размерами и значительным
катодным током Вследствие больших межэлектродных рас-
стояний эта лампа имеет самое большое время деионизации по
сравнению с другими. Катод и управляющим анод имеют
одинаковую конструкцию, поэтому электроды в схеме можно
менять местами. Ток зажигания очень мал (не более 5 мка при
анодном напряжении 130 в). В цепи управляющею электрода
возможна релаксация. Поэтому в такой лампе трудно устано-
вить начальный тихий разряд. Другой источник начальной ио-
низации в этих лампах отсутствует, поэтому возможна значи-
тельная задержка срабатывания. Задержка срабатывания иногда
уменьшается при освещении лампы, поскольку защитное чср-
пое лаковое покрытие частично пропускает свет, создающий
небольшой фототок с оксидно-бариевого катода.
Лампы ТХ1 могут работать па переменном токе промышлен-
ной частот.>i (50 гц). Однако ввиду громоздкости, инерционности
и трудности запуска они нс получили большого распростра-
нения. Серийная аппаратура на этих лампах не создавалась,
хотя они в малых количествах выпускаются давно. Повышен-
ный срок службы ламп ТХ1 при токах 10—20 .«« является
ценным преимуществом. При непрерывном токе 10 ма долговеч-
ность лампы ТХ1 и ее аналогов ориентировочно оценивается
в 10 000 час.
Лампа ТХ2 выполнена в пальчиковом оформлении. Перво-
начально предназначалась для работы в высоковольтных
выпрямителях; выдерживает обратное напряжение до 2800 в
при большом прямом токе, удобна для работы с мощными ре-
ле. Сетка этой лампы имеет очень хорошую изоляцию, но сеточ-
ное напряжение зажигания выше напряжения горения на 150—
200 в, что затрудняет запуск лампы и может вызвать релакса-
ции в сеточной цепи. Нужно заметить, что пропускание тока
между сеткой и катодом уменьшает сеточное напряжение зажи-
гания с 300 в примерно до 150 «. Снижение сеточного напряже-
ния зажги алия могло бы значительно расширить^применение
этой лампы.
Лампы ТХЗЬ и ТХ'>Ъ имеют стандартное оформление,
принятое для электронных ламп. Их отличительной особен-
ностью является чистометаллический молибденовый катод.
32
Применение такого катода несколько упрощает технологию
изготовления ламп, но требует больших питающих напряже-
ний и усложнения схем.
Лампы ТХЗБ и ТХ4Б имеют почти одинаковую конструкцию
с плоскопараллельным расположением электродов вдоль оси
баллона, поэтому они чувствительны к электростатистическпм
наводкам. Изменение емкости расположенных близко предметов
и приближение к лампе рук влияет па ряд параметров при
импульсной работе.
В лампах с чистометаллпческими катодами вследствие
большого падения напряжения катод распыляется наиболее
сильно (особенно при пагревапии газа около катода), что сокра-
щает срок службы ламп [19]. Кроме того, в таких лампах наблю-
дается закорачивание электродов наростами распыленных час-
тиц. Такое явление отсутствует у активированных катодов,
поскольку7 активирующий слой имеет малую толщину (иногда
одноатомную).
Лампа ТХЗБ, разработанная 5 лет назад, имеет наименьший
диапазон изменений напряжения. Чем меньше этот диапазон,
тем стабильнее должны быть параметры ламп и величина пита-
ющего напряжения. Лампа ТХЗБ предназначена для работы
в тетродном режиме, поэтому, несмотря на се повышенную ста-
бильность, для запуска требуется, по техническим условиям,
сигнал не менее 40 в при длительности 10 мксек.
Для срабатывания газоразрядных ламп необходимо создать
в сеточном промежутке определенный ток. Небольшой предраз-
рядпый ток появляется также в анодной цепи. При исполь-
зовании ламп ТХЗБ и ТХ4Б в тетродном режиме нужно иметь
в виду, что потенциального управления (управления электри-
ческим полем) у подобных ламп не может быть. Б цепи второй
сетки имеется заметный ток (порядка нескольких микроампер),
сравнимый с током зажигания ламп, работающих в триодном
режиме (ср. табл. I и 11). Этот ток в цепи управляющей сетки
может заметно изменить потенциал сетки, если источник сиг-
нала имеет большое внутреннее сопротивление.
Лампы ТХЗБ и ТХ4Б относительно быстро выходят из строя
при превышении тока, максимально допустимого по техническим
условиям. Это ограничивает получение достаточно крутых
фронтов импульса в импульсных схемах, где невелик средний
ток, но велики его мгновенные значения в момент разрядки
через лампу конденсаторов схемы и емкости монтажа. Ограни-
чение максимального тока снижает быстродействие импульсных
схем, так как малый ток по может быстро перезарядить емкости
схемы. Срок службы этих ламп определяется работой па низкой
частоте в триггерных схемах, в которых лампа половину време-
ни не горит.
3 Л Н Кораблев
33
Меньший срок службы ламп ТХЗБ и ТХ4Б по сравнению
с лампами ТХ1 п МТХ-90 определяется нс только разницей
в общей площади катодов, по и тем, что рабочая поверхность
катода много меньше полной поверхности катода ламп ТХЗБ
и ТХ4Б, Рабочая, наиболее быстро разрушающаяся часть
катодов ламп ТХЗБ и ТХ4Б представляет собой отросток мо
либдеповоп проволоки длипой 2 мм и диаметром мепее 0,5
Вследствие небольших размеров рабочей поверхности катода
атн лампы склонны к релаксации в сеточной цепи. Схему этой
цени приходится усложнять для повышения устойчивости ра-
боты аппаратуры путем введения стабилизирующих сопротив-
лений.
Ввиду того, что па пути разряда в лампах ТХЗБ и ТХ4Б
стоят сетки, имеющие небольшие отверстия, эти лампы имеют
повышенное падение напряжения и в ряде схем гасятся хуже,
чем другие лампы. Поэтому некоторые схемы целесообразно
дополнять устройствами принудительного гашения ламп; триг-
герные схемы, если это допустимо по условиям работы, по-
лезно дополнять устройством периодического сбрасывания в
нулевое положение.
Лампа 1Х4Б имеет наименьшее время деионизации по
сравнению с другими серийными лампами. Она может ра-
ботать в триодпом режиме. В последнем случае обе сетки сое-
диняются вместе.
Согласно техническим условиям, при анодном токе 0,5 ма
должпо наблюдаться свечение со стороны купола баллона
на лампы 1Х4Б под углом до 30°. Одпако регистрировать
свечение довольпо трудно, а иногда и невозможно. Это объяс-
няется тем, что баллон отпаян со стороны купола, а сзади раз-
мещена слюдяная арматура, загораживающая свечение. Кроме
того, при длительной работе чистометаллическпй катод сильно
распыляется и покрывает темным налетом внутреннюю сторо-
ну баллона и слюды. Поэтому к лампам ТХ4Б, так же как и к
лампам ТХЗБ, для индикации состояния приходится добавлять
сигнальную неоновую лампу, что усложняет схемы, а также
увеличивает габариты устройства и примерно удваивает расход
тока. Следует пметь в виду, что дополнительная нсоповая
лампа, срабатывая с некоторой задержкой после срабатывания
ламп ТХ4Б и ТХЗБ, создает импульс с амплитудой 20—30 в,
что может вызвать нежелательные паводки в схеме.
Необходимо подчеркнуть, что дополнительная неоновая
лампа не может полностью заменить свечение работающих в
устройстве ламп с холодным катодом. В условиях эксплуатации
важно наблюдать как начальное предразрядное свечепие, так
я прохождение через лампу коротких импульсов тока, от которых
не успевает срабатывать дополнительная неоноваялампа, а также
3'<
наблюдать местоположение разряда внутри лампы. Последнее
позволяет быстро определять ряд дефектов (например, пробой
между выводами), и по изменению места разряда и цвету свечения
прогнозировать ухудшение параметров лампы и предстоящий
выход ее из строя.
Возможность пробоя между неизолированными от разряд-
ного промежутка выводами лампы и между анодом и сеткой
исключает широкое изменение потенциала на сетке. В частно-
сти, практически не допускается соединение сетки с катодом.
Это затрудняет построение mhoi их простых схем и приводит
к усложнению аппаратуры добавочными элементами.
Большим преимуществом ламп ТХЗБ иТХ4Б является то,что
при их изготовлении контролируется значительное количество
параметров и перед выпуском проводится длительная тре-
нировка.
Лампа ТХ5А представляет собой уменьшенный вариант лам-
пы ТХ4Б с одпой сеткой, требующий повышенного до 200—270 в
напряжения питания. Поэтому лампа ТХ5А в 2—4 раза мепее
экономична, чем низковольтные лампы, и при этом имеет значи-
тельно более слабое свечение. Неправильная форма баллона
требует декоративного оформления купола баллона каждой
лампы, что несколько усложняет аппаратуру.
Лампа ТХ5А допускает очень малый анодный ток. Огра-
ниченный диапазон сеточных напряжений и неопределенность
времени возникновения разряда затрудняет применение этой
лампы в сложных схемах.
Лампа МТХ-90 с активированным цезиевым катодом наи-
более универсальна. Столь удачпой низковольтной и малогаба-
ритной лампы с активированным катодом, насколько нам извест-
но, за границей пет. Первоначально лампа МТХ-90 предназна-
чалась для работы при аподпом напряжении от 85 до 150 в
совместно с реле, требующим ток около 35 ма. Однако опа может
работать и при малых анодпых токах порядка десятых долей
миллиампера. При максимальном анодном напряжении 150 в
допускается соединение сетки с катодом без возникновения про-
боя на сетку.
Катод лампы представляет собой тонкий никелевый цилиндр
диаметром 8 мм и длиной 12 мм (рис. 16). Никель окислен
и покрыт слоем цезия. Поверхность катода больше] поверх-
ности катода наиболее крупногабаритной лампы ТХ1 и в восемь
раз превышает площадь катода ламп ТХЗБ и ТХ4Б. В отличие
от этих ламп катод лампы МТХ-90 имеет цилиндрическую форму,
при которой распыляющиеся частицы попадают вновь на проти-
воположную сторону катода. Все это обеспечивает увеличенный
срок службы* лампы МТХ-90 при больших токах, Цилиндри-
85
3*
Рис 16. Лампы МТХ-'.ю
а — вариант с плоской сеткой; 6 — мо-
дернизированный вариант с цилиндричес-
кой сеткой. 1 — катод; г — анод, з— сетка
заварен в стеклянный чехол с
1,5 ам1 так, что открыт только
ческая форма катода и коаксиальное расположение других
электродов обеспечивает наибольшую яркость свечения и воз-
можность наблюдения со стороны купола за всеми фазами раз-
ряда, отражающими работу лампы.
Лампа МТХ-90 — единственная лампа, имеющая плоский
купол баллона и допускающая выведение его па переднюю
панель приборов; последнее необходимо не только для снятия
конечных показаний по свечению ламп, но и для контроля за
режимом работы ламп по ха
рактеру свечения и распре-
делению его относительно то-
го или другого электрода,
что очень важно при эксплу-
атации аппаратуры.
Для изготовления лампы
МТХ-90 требуется всего
0,5—0,6 г металла. В этих
лампах нет дефицитных мате-
риалов, и конструкция их на-
иболее проста по сравнению
с другими лампами. В част-
ности, они содержат в
4—5 раз меньше деталей,
чем лампы ТХЗБ и ТХ4Б.
Соответственно меньше стоп
мость ламп.
Анодом лампы МТХ-90
является молибденовая про-
волока диаметром 0,6 мм,
которая служит продолже-
нием среднего ввода. Анод
внеш ним диаметром около
торец проволоки в сторону
катода, окружающего остальные электроды. Сетка расположена
снаружи апода и частично экранирует анод от катода. В свою
очередь, катод экранирует от внешних паводок наиболее чувст
вительную часть разрядного промежутка.
Стеклянный чехол вокруг анода, затрудняя попадание на,
анод электронов перед зажиганием, значительно повышает
напряжение самопроизвольною зажигания и ток зажи-
гания, а также уменьшает время деионизации. Такой же прин-
цип улучшения характеристик применен в металлокерами
ческпх лампах с водородным наполнением для сокращения
времени деионизации менее 1 мксек.
При использовании ламп следует иметь в виду, что наи-
меньшее время деионизации наблюдается при минимально до
36
пустимых анодных токах. В импульсных же схемах при сра-
батывании ламп ток па короткое время достигает больших
значений и время деионизации при этом увеличивается. Так
у ламп типа ТХ4Б при увеличении тока от 0,2 до 10 ма вре-
мя деионизации увеличивается от 30 до 200 мксек. Этот эффект
может значительно снизить быстродействие ламп в реальных
схемах. Время деионизации ламп МТХ-90 слабо зависит от
анодного тока — прн изменении тока в несколько раз время де-
ионизации меняется лишь па несколько десятков процентов.
Лампы МТХ-90 универсальны: при доброкачественном из-
готовлении они в большинстве случаев могут заменять почти
все. другие серийные лампы с холодным катодом. Лампы МТХ-90
могут управляться и по постоянному току, как лампы ТХЗБ,
и импульсными сигналами, как лампы ТХ4Б и ТХ5А. Бла-
годаря большому диапазону’ изменения сеточного напряжения
вплоть до потенциала катода отсутствию пробоев между выводами
и отсутствию неопределенного статистического запаздывания
лампы МТХ 90 работают во многих логических схемах И, ИЛИ,
НЕТ, в схемах задержки, в качестве реле времени и др., при
чем они требуют меньше всего добавочных деталей.’ Эти лампы
могут работать при очепь малом токе и в случае необходимости
способны пропустить в 10-микросекуидпом импульсе ток до
1000 «. Малое внутреннее сопротивление обеспечивает наиболь-
шую крутизну’ выходных импульсов. Лампы МТХ-90 самые
низковольтные и поэтому в 3—5 раз более экономичны В коль-
цевых счетных схемах они могут работать с частотой 35—40 кгц.
Выпущено много серийных приборов на лампах МТХ-90 с
рабочей частотой 10 кгц. Успешно эксплуатировались сотни го-
дов копическпх схем совпадений па этих лампах с разрешаю-
щим временем порядка 1 мксек, чего пока нельзя достичь с
помощью других ламп с холодным катодом.
. 1ампы, у которых анод имеет большую поверхность (ТХЗБ,
ТХ4Б), обычно не могут работать па переменном токе, посколь-
ку на такой анод во время обратной полу волны возникает мощ-
ный разряд. Обратный ток у ламп МТХ-90, имеющих малую
поверхность анода, очепь мал (рис. 16), поэтому они рабо-
тают па переменном токе, и могут работать в качестве выпря-
мителя (50, 51].
Для применения совместно с ферритами лампы должны про-
пускать в импульсе ток порядка 1 а и больше. Для постро-
ения ряда других схем необходимо, чтобы напряжение зажи-
гания в сеточной цепи было заведомо пиже падения напряжения
в анодной цепи, что позволяет напряжению на аноде преды-
дущей лампы управлять в схеме последующими лампами по
сетке. Этим двум требованиям удовлетворяет только лампа
МТХ-90.
37
Как видно из табл. I (см. стр. 1G0), лампа МТХ-90
допускает наибольшее изменение питающего напряжения, дает
большой выходной сигнал и имеет высокую чувствительность.
Кроме того, она наименее инерционна, не имеет статисти-
ческого запаздывания, допускает наибольшие емкости в цепи
Рис. 17. Разброс напряжении зажигания
(7°3~н и напряжений горения Ua~" лампы МТХ-90
сетки без возникновения релаксаций и может работать в импульс-
ных схемах без начального разряда. К. к известно, неопреде-
ленность времени возникновения разряда у ламп с другими
катодами может достигать 10—60 сек [25, 27—30].
Разброс параметров ламп МТХ-90 по сравнению с другими
лампами можно оцепить по данным табл. I. На рис. 17 приве-
дены гистограммы, характеризующие разброс напряжения за-
жигания промежутка сетка — катод и напряжения горения
анод — катод при токе 10 ма у ламп разных партий. На рис. 18
показан разброс чувствительности ламп МТХ-90 при рабо-
те в наихудшем режиме: при уменьшенных до 100 в анодном
напряжении п до 36 пф емкости переходного конденсатора,
коротком импульсе и малом начальном токе (2л»ка).
В процессе изготовления лампы МТХ-90 сетка и анод по-
следние годы тренировались около 30 мин, а катод не трениро-
вался вовсе. Поэтому у старого варианта ламп МТХ-90 паблю-
38
дался большой разброс и нестабильность тока зажшания в пер-
вое время после включения. В результате лампы требовали от-
браковки п тщательного наблюдения за начальным током и
анодным напряжением. В тех случаях, когда ограничивающее
начальный ток сопротивление выбиралось недостаточно большим
(например, 15 Мом), в процессе эксплуатации многоламповых
Рис. 18. Чувствительность ламп МТХ-90 (при наихудшем режиме)
а — зависимость чувствительности от начального тока г„ при наименьшем анодном
напрпженпи 100 в, длительности импульса 10 мксек л переходном конденсаторе 36 пф;
d — гистограмма распределения ламп по чувствительности в тех же условиях прж
минимальном печальном токе 2 мка. Пунктиром показаны данные для ламп с
цилиндрической сеткой
устройств наблюдалось быстрое снижение анодного напряжения
зажигания отдельных ламп примерно со 150 до 125—130 в.
При сеточных сопротивлениях 6,8—10,0 Мом напряжение
может снизиться у отдельных ламп до 115—120 в, т. е. рабочий
диапазон допустимых изменений анодного напряжения может
сократиться до 5—10 е (от 100—110 до 115—120 в в большин-
стве схем), что требует тщательного контроля за величиной пи-
тающего напряжения и его стабильностью или замены чрез-
мерно чувствительных ламп.
Снижение анодного напряжения зажигания объясняется
напылением проводящих ток частиц церия с катода на стеклян-
ный чехол, окружающий анод лампы МТХ-90, вследствие незна-
чительного распыления катода при горении ламп. Такое распыле-
ние паблюдаетеяу катодов всех типов. Проводящая пленка имеет
ничтожную толщину,однако опа достаточна, чтобы эффективная
поверхность торца анода при металлизации стеклянного чехла
значительно увеличилась. Изменение геометрических размеров
39
проводящей части анода вызывает сильное изменение папряже-
иия и тока зажигания, а также времени деионизации. При экс-
плуатации легко выявить лампы с понизившимся анодным напря-
жением зажигания визуально по слабому свечению ионизиро-
ванного газа у анода перед зажиганием ламп при небольшом
повышении анодного питающего напряжения.
Нужно заметить, что проводящая пленка может быть раз
рушена тренировкой обратным током на анод и таким образом
временно восстановлено анодное пробивное напряжение ламп.
Разрушение проводящей пленки может быть достигнуто при
некоторых режимах работы с нормальной полярностью питаю-
щего напряжения, например и >и больших импульсах тока за
счет разряда конденсаторов через лампу или увеличением вре-
мени тренировки в несколько раз.
При сопротивлениях в цепи сетки, превышающих 33,0—
47,0 Мол, снижения анодного напряжения ниже 140—150 в
не происходит, однако при у велпченпых сопротивлениях зна-
чительно снижается быстродействие таких схем. При повыше-
нии питающего напряжения более 150 в часть ламп самопроиз-
вольно зажигается вследствие пробоя ио аноду. При подаче
на такие лампы гасящих импульсов они гаснут только на вре-
мя длительности импульсов и но окончании последних
самопроизвольно вспыхивают снова. Если гасящий импульс
короток, то визуально создается впечатление, что такая лампа
вообще не гаснет.
В серийной аппаратуре в подавляющем чпе ie случаев при-
меняются лампы МТХ 90. Статистические данные показывают,
что применение ламп других типов составляет лишь 3—8"п
от количества используемых ламп МТХ-90.
Модернизированная лампа МТХ-90. В этой лампе (рис. 16)
намного повышена стабильность параметров и в значь
тельной мере устранен эффект снижения анодного напряжения
за счет изменения формы сетки.
Известно,что нзмененнягеометрнческих параметров и размеров
электродов при (борке газоразрядных ламп сказываются лишь на
отдельных характеристиках ламп и часто весьма незначительно.
Поэтому геометрическими параметрами долгое время пренебре-
гали. Модернизация лампМТХ-90,в частности,состояла в выборе
оптимального геометрического расположения электродов, что
значительно улучшило работу^ лампы1. В новой лампе сетка
1 Интересно отмстить, что подобный способ улучшения параметров
ламп недавно запатентован в Англии [53 J. Он потво.тил почти вдвое сок-
ратить разброс параметров, в частности, разброс отпирающего сеточного
напряжения зажигания у активированных ламп доведен до такой же вели-
чины, как у ламп ТХЗБ.
К
40
i biiiojiuena не в виде тонкою диска, как в старом варианте
МТХ-90, а в виде небольшого цилиндра длиной около 5 льи,
окружающего стеклянный чехол анода. Такая сетка хорошо
защищает анод от прямолинейно летящих с катода частиц, в ре-
зультате чего при работе лампы почти не происходит изменения
размеров проводящей части анода. Модернизированные лампы
МТХ-90 имеют высокое стабильное анодное напряжение зажига-
ния с малым разбросом от лампы к лампе (250—300 в), что по-
зволяет применять сильно нестабильные источники питания
(с колебанием напряжения в 100 е) пли получать большой вы-
ходной сигнал (150— 200 с) за счет увеличения питающего
напряжения.
•Лампы с цилиндрической сеткой имеют примерно в 3 раза
мепыпее время деионизации п повышенный ток зажигания, до-
пускающий применение меньших сеточных сопротивлении по
сравнению с обычными лампами с тонкой плоской сеткой.
Чувствительность ламп с цилиндрической сеткой выше, чем
с плоской. Это объясняется двумя причинами: во-первых, ци-
линдрическая сетка меньше загораживает анод от точки воз-
никновения импульса пускового тока и, во-вторых, такие лампы
допускают больший начальный ток в цепи сетки, т. е. большую
начальную ионизацию.
На цилиндрической сетке укрепляется таблетка хромово-
кислого цезия весом 9—11 .иг, которая при изготовлении ис-
пользуется для активации катода, а затем работает в качестве
геттера. Такое размещение таблетки цезия вдвое упрощает
технологический процесс изготовления лампы, так как даст
возможность устранить добавочный штенгель и второй баллон
с нагревающимся электродом, необходимые в каждой лампе
старой конструкции, где цезий продувался сквозь лампу.
В лампах с цилиндрической сеткой изменена также жра-
пнровка анода Молибденовый стержень анода диаметром
0,5 .ил» окружен стеклянной трубкой с внутренним диаметром
1 2—1,8 .иль Благодаря тому, что стекло не прикасается i
рабочей части анода, устраняется возможность электрическо-
го контакта с металлизирующейся поверхностью стеклянной
трубки. В результате стабилизируются анодные характеристи-
ки. В тех случаях, когда торец анода не выступает за пределы
трубки, ток зажигания может превышать 10.мха при анод-
ном напряжении 150 е. Кроме того, максимально допустимый
анодный ток при импульсах 5 сек горения и 20сек покоя воз-
рос до 500 ма без разрушения стекла вблизи анода, хотя по
следпий при таких токах нагревается докрасна.
После длительного прохождения тока 0,2—0,5 а происходит
качественное изменение цезиевого катода и рабочие напряже-
ния лампы увеличиваются на 20—25 в. В частности, сеточное
напряжение зажигания возрастает до 105 в, а анодное напря-
жение горения — до 85 в. В дальнейшем эти параметры сохра-
няются.
Диоды. Для обеспечения работоспособности диодов в быстро
действующих импульсных схемах наличие источника началь-
ной ионизации имеет определяющее значение.
В этом отношении активный цезиевый катод наиболее удо-
бен. Так же, как в случае с электронными лампами, у которых
простой неактивированный катод давно устарел и ныне практи-
чески не применяется, диоды с холодным цезиевым катодом
используются в импульсной аппаратуре гораздо шпре, чем не-
актпвированные.
В качестве диодов часто используются лампы 95СГ9, МН-3,
МН-6 и промежуток сетка — катод ламп МТХ-90. В последнем
случае анод этих ламп не используется. Кроме того, в каче-
стве диодов с холодным катодом во многих схемах использу-
ются другие пеоновые лампы, стабилитроны (особенно малогаба-
ритные) и разрядники. Их параметры указаны в табл. Ш — V
(стр. 163—166). Параметры аргоновых, гелиево-аргоповых и
неоновых ламп, выпускаемых в США, приведены в табл. IX
(стр 173). Можно отметить, что для неоновых ламп NE-2A, апа
логичных отечественным лампам МН-6, указывается срок служ-
бы 25 000 час
В табл. X (стр. 174) приведены данные некоторых типов кено
тропов с холодным катодом. Из них наибольшее применение по-
лучили высоковольтные кенотроны, обеспечивающие большую
мощность по сравнению с купроксными и селеновыми вы-
прямительными элементами одинаковых размеров. В качестве
выпрямителей используются лампы с несимметричными элек-
тродами [50—52].
Мощные лампы с холодным катодом. Недавно разработаны
компактные силовые газоразрядные лампы с холодным катодом,
которые длительно коммутируют среднюю мощность в 2—3 квт
при импульсной мощности 100—450 квт.
Таблица 1
Чампа Анодное напряжение, о Средний анодный ток, а Максималь- ный анодный ток. а Диаметр колбы, мм Длина лампы, мм
ВТ12 Постоянное, 1000 . . 3 100 35 100
ВТ13 Переменное, 380. . 3 200 35 105
ПТ14 Переменное, 380 . . 6 250 35 125
4
42
Серия силовых тетродов, выпущенных швейцарской фирмой
Церберус, имеет параметры, приведенные в табл. 1 [55].
Такие лампы испытаны в управляемом выпрямителе при
непрерывном выходном токе 1,5 а в течение 8000 час.
Из существующих отечественных ламп в мощных выходных
каскадах могут быть использованы тригатроны, импульсные
лампы и строботроны, параметры которых даны в табл. VI и
VII (стр. 168—171). Для их запуска применяются лампы МТХ-90
или ТХ-1 с повышающим трансформатором. Без трансформатора
легко управляетсячетырехэлектродны!! строботрон СТН1 [46].
Строботрон CTII1 предназначен для получения ярких све-
товых вспышек, но может быть использован п в мощных им-
пульсных схемах. Лампа СТН1 имеет цезиевый катод, который
обеспечивает в импульсе длительностью около 10 мксек ток
в несколько сотен ампер при среднем токе до 50 ма. Срок
службы этой лампы в таком импульсном режиме более 2000 час
при частоте срабатывания 50 гц, и 600—900 час при частоте
срабатывания 250 гц (более 500 миллионов срабатываний).
Питающее напряжение 200—300 в. Рабочее напряжение на
сетках не более 80 в. Для повышения анодного пробивного
напряжения вторая сетка (экранирующая) покрыта слоем
углерода. Лампа наполнена неоном при давлении 20 мм рт. ст.
и оформлена в стеклянном баллоне диаметром 30 мм с окталь-
ным цоколем. Поверхность катода этой лампы меньше, чем у
МТХ-90, но слои цезия много толще.
За границей разработано и описано1 большое число раз-
личных ламп с холодным катодом, начиная от стабилитронов
с третьим электродом, предназначенным для снижения под-
жигающего напряжения (что позволяет эти стабилитроны на-
зывать триодами), и кончая пентодами и октодами для логиче-
ских схем. Серийный выпуск приборов на этих лампах не
налажен. Большое количество сходных конструкций ламп, по-
видимому, можно объяснить отсутствием одного вполне работо-
способного универсального типа конструкции с хорошо осво-
енными характеристиками.
Особенно распространено применение тетродпого режима
[59], при котором лампы имеют невысокую чувствительность,
а в схеме требуются дополнительные детали и источник высоко-
стабильного напряжения смещения. Тстродное включение
ламп имеет все недостатки усилителя постоянного тока, одна-
ко среди триодов, но-видпмому, пет ламп с цезиевым катодом
а другие типы ввиду склонности к релаксации в большинстве
1 См., например, (23, 53—64); более подробная библиография дается
в работах [23. 30]
43
случаев непригодны для работы с начальным разрядом. Поэ-
тому неудивительно, что за границей лампы с холодным като-
дом не находят широкого применения 159—G4], так как не-
избежное статистическое запаздывание делает их работу нена-
дежной, особенно при затемнении и неравномерной частоте
поступления импульсов.
Плохая работоспособность большинства существующих ламп
заставляет исследователей вести непрерывные поиски новых пу-
тей улучшения качества ламп (хотя, но нашему мнению, новы
шение работоспособности в основном зависит от методики
использования имеющихся ламп) В частности, за рубежом на-
лажен выпуск ламп, наполненных водородом в смеси с инерт-
ными газами (гелием, неоном), например лампа G1/370K, имею-
щая малое время деионизации. Однако невысокая чувстви-
тельность этих ламп препятствует получению большой частоты
срабатывания.
В последние годы разработаны образцы ламп, имеющие вре-
мя деионизации 0,5—1 мксек [58].
Попытки стабилизировать работу ламп с холодным като-
дом привели к созданию ламп с проверенным сроком службы
до 20 000 час и ламп со стабильностью напряжения зажига-
ния до 1%. Однако и такая сверхстабильпость параметров мало
улучшает работу сложных устройств, если не учитывать вре-
менных характеристик этих ламп. В качестве парадокса можно
привести такой пример Несколько лет назад рекламировались
лампы с калиевым, бариевым, а затем с молибденовым като-
дами, обеспечивающими высокую стабильность напряжения за-
жигания. Однако в литературе отмечалось, что па напряжение
зажигания влияет скорость повышения напряжения при враще-
нии оператором рукоятки потенциометра в процессе измере-
ния напряжения зажигания. Таким образом, свойственное всем
катодам, кроме цезиевого, большое статистическое запаздывание
зажигания (порядка секунд и более), приводит к нестабиль-
ной работе высокостабильпых, казалось бы, ламп и делает не-
пригодными их к использованию в импульсных схемах, если
не предпринимать дополнительных мер к стабилизации вре-
менных характеристик. Всегда есть некоторая вероятность то-
го, что лампы, в которых не устранена неопределенность ста-
тистического запаздывания зажигания, могут отказать в ра-
боте, нс сработав от одного нз импульсов даже при очень боль-
шой длительности импульса.
Одной из причин того, что наш метод стабилизации работы
ламп с холодным катодом, опубликованным в 1948 г. |29], почти
не применяется за границей, хотя у нас он дал возможность
наладить промышленный выпуск многоламповой аппаратуры,
является то, что большинство ламп имеет конструкцию, при
44
4
которой начальный тихий разряд оказывается неустойчивым,
и в пусковой цени лампы возникают релаксационные колеба-
ния, вызывающие преждевременное срабатывание. Три усло-
вия устойчивости начального разряда в условиях инерционной
отрицательной характеристики, ранее опубликованные в оте-
чественной печати [29 , 30] не применялись пи в одной извест-
ной нам иностранной работе. В единичных иностранных публи-
кациях при использовании начального тихого разряда в цепи
пускового электрода применялись крайне большие сопротив-
ления — 1000—2000 Мом, при которых низка устойчивость
начального разряда и весьма велика постоянная времени вход-
ной цени, ухудшающая быстродействие. В результате такой ре-
жим, естественно, не получил широкого распространения.
Типичные параметры зарубежных ламп с холодным катодом
указаны в табл. XI (вклейка), в которой приведен ассортимент
ламп, экспортируемых Англией. Около 30 типов этих ламп было
представлено на Британской торгово-промышлепной выставке
1961 г. в Москве.
Основной английский изготовитель сверхминиатюрных
ламп—фирма Hivac —из 13 современных типов ламп выпускает
12 типов с активированным катодом. Срок службы ламп Z701U
и QT 1251, примененных, в частности, в портативной элек-
тронной АТС типа РТС 1030/20 фирмы PYE и имеющих акти-
вированный катод, оценивается от 20 до 30 лет [188].
Характерно, что применение ламп с холодным катодом
й^йчас начинает развиваться, кроме СССР, лишь в странах,
наиболее передовых в техническом отношении: в Англии, в
Чехословакии, Германии, Швейцарии и т. д. Дело в том, что
эти лампы при всей их простоте требуют повышенной куль-
туры производства. В сводках электровакуумной промышлен
пости, публикуемых в США, лампы с холодным катодом нс
фигурируют и США предпочитают закупать такие лампы в
Англии, чем развертывать свое производство. Не исключено,
что такое сдерживание производства в США вызвано гем, что в
период гонки затрат на военные цели крупным фирмам труд-
но делать большой бизнес на дешевых лампах с холодным
катодом, и в этом отношении более дорогие элементы имеют
гораздо большие «потенциальные преимущества».
Социалистические страны (Чехословакия, Китай и др.) уже
наладили собственно*' производство ламп с холодным катодом.
ГЛАВА В ТО 14 Я
РЕЖИМ РАБОТЫ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЛАМП
§ 1. Технические требования к лампам с холодным катодом
Качество и однородность ламп определяются качеством кон-
троля в процессе их производства и перед сдачей потребителю.
Разброс основных параметров может быть уменьшен до 2—3%
путем улучшения технологии, сортировки и отбора ламп.
Первоначальные технические условия обычно составляются
применительно к небольшому числу схем включения ламп. За-
тем области применения ламп расширяются и находятся но-
вые способы и режимы использования тех же ламп. При этом
измерение величии ряда новых параметров и разработку ме-
тодики этих измерений первое время приходится производить
самим потребителям.
Например, лампы ТХ1, МТХ-90 и некоторые другие перво
начально были выпущены для использования совместно с элек-
тромагнитными реле в низкоскоростных схемах. Эти лампы не
предполагалось использовать в разнообразных импульсных ус-
тройствах со временем срабатывания порядка нескольких мик-
росекунд и с большой частотой повторения. Однако лампы
МТХ-90 оказались очень удачными и универсальными и нашли
применение в различных повых быстродействующих схемах и
приборах. В настоящее время технические требования к
лампам с холодным катодом при их изготовлении находятся
примерно на уровне требований, предъявляемых к неоновым
лампам и стабилитронам [65].
По действующим техническим условиям каждая выпускае-
мая в настоящее время лампа с холодным катодом проверяется
лишь по трем-четырем параметрам (для современных электрон-
ных ламп гарантируется до 20—30 параметров). Очевидно, что
массовое применение в сложной аппаратуре ламп с холодным
катодом, а также их работоспособность могут быть обеспечены
лишь при достаточно полном контроле параметров ламп при
их изготовлении.
Порядок приемки и общие требования к тиратронам с го-
46
4
рячим катодом были в 1952 г. изложены в 157 пунктах техни-
ческих условий (ТУ), к кристаллическим детекторам — в ИЗ
пунктах. Действующие технические условия на универсальные
лампы с холодным катодом типа МТХ-90 содержат лишь 34
пункта, а проект ГОСТ, составленный изготовителями новых
ламп с холодным катодом, — 40 пунктов, причем требуется из-
мерение лишь шести электрических параметров. В большинстве
технических условий отсутствуют режим тренировки и время
выдержки после треипровкп (три — пять суток) для проверки
Лабильности. В результате трудно проверить правильность
хпологии. При испытаниях иногда допускается многократное
измерение параметра, пока лампа не «войдет в норму».
Лампы с холодным катодом разных типов при серийном
изготовлении в среднем имеют примерно одинаковый разброс
контролируемых при их изготовлении параметров — порядка
20% (+10%). Этот разброс невелик, по иногда остро прояв-
ляется в ранних вариантах приборов. Разброс параметров вы-
зывает сокращение запаса надежности аппаратуры. Между тем
заводы-изготовители, как правило, не дают пределов раз-
броса параметров, указывая в подавляющем большинстве слу-
чаев (для всех тппов ламп) лишь одну7 границу7 параметра.
Таким образом, стабильность большинства параметров у всех
выпускаемых типов ламп, по существу, не указывается.
Многолетний опыт показывает, что для успешного исполь-
зования ламп необходимо знать следующие параметры, кото-
рые должен гарантировать завод-изготовитель [66]:
1. Разброс напряжения горения в промежутках анод —
катод и сетка — катод при разных токах (0,1, 10 и 100 ма) и
разброс соответствующих вольт-амперных характеристик в боль-
шой области токов (от 0,01—0,1 мка до 0,1 а).
Необходимо подчеркнуть, что при измерении и сравнении
других параметров подразумевается определенное и постоян-
ное для всех ламп даппого типа напряжение горения, которое
является исходным параметром для всех остальных. При при
ближении анодного напряжения на лампе к напряжению го-
рения (или наоборот) как бы сокращается время деионизации,
увеличивается ток зажигания. Поэтому первой проверкой, поз-
воляющей определить качество катода лампы, следует считать
измерение напряжения горения при повышенном токе. Изме-
рение этого параметра при токах менее 10 ма не позволяет
выявить лампы с неравномерно активированными катодами, ко-
торые в эксплуатации могут быстро разрушиться из-за локаль-
ного возрастания плотности тока. Лампа тем лучше, чем ближе
напряжение горения к минимальному значению для данного
тина ламп. Знание минимального падения напряжения в цепи
сетка—катод необходимо для расчета начального сеточного тока
47
Для схем с гашением ламп ни сетке нужно знать анодный
ток, соответствующий концу отрицательного участка анодной
вольт-амперной характеристики.
2. Разброс напряжения зажигания промежутка сетка —
катод (при прямой и обратной полярностях включения). Вели-
чина этого параметра сильно влияет па работу схем и необхо-
дима для их расчета, однако у некоторых ламп (ТХЗБ, ТХ4Б,
ТХ5А, ТХ2) она пока не измеряется и не указывается в пас-
порте. Разность между напряжениями зажигания и горения по
зволяет определить амплитуду импульса пускового тока, а так
же частично определяет релаксационные свойства сеточной цепи.
3. Напряжение, устанавливающееся па сетке лампы при
возникновении разряда в анодной цепи. Это напряжение необ-
ходимо зпать для определения обратной реакции сетки и для
расчета времени восстановления режима в триггерах, мульти-
вибраторах, реле времени н других схемах.
4. Разброс напряжения зажигания промежутка анод —
катод при прямой и обратной полярностях включения.
(Для всех серийных ламп, кроме ТХ2, гарантируется .тишь
минимальная граница этого параметра, но нс указывается мак-
симальная его величина.) Разброс этого параметра определяет
режим зажигания лампы но аноду, который необходимо кон-
тролировать в схемах совпадений, годоскопах и в ряде других
устройств при работе на постоянном пли переменном токе.
Не менее важен разброс напряжения зажигания между ано-
дом и сеткой при прямой и обратной полярностях включения.
Минимальная величина этого параметра определяет диапазон
допустимых изменений напряжения па сетке, в том числе на-
чальное смещение; максимальная величина определяет чувст-
вительность ламп прн запуске отрицательными импульсами.
Разброс этого параметра, если он не контролируется, достп-
I ает больших величии. Лампы с малым диапазоном допусти-
мых изменений напряжения на сетке плохо работают в схемах
мультивибраторов и одновибраторов, в схемах совпадений п
реле времени.
5. Разброс отпирающего сеточного напряжения с учетом
реальных колебании питающего напряжения. В частности,
разброс стабилизированного напряжения от стабилитронов СГ4С
и СГ5Б достигает 15 в, что увеличивает сверх 15—20% раз-
брос отпирающего напряжения ламп ТХЗБ и ТХ4Б. Крутизна
характеристики отпирания определяется в вольтах изменения
анодного напряжения на вольт изменения сеточного напряже-
ния.
6. Разброс тока зажигания в цепях сеток и анода много-
электродных ламп при наибольшем и наименьшем анодном на-
.пряжении. Как известно, газоразрядных ламп с потенциальным
•
%
48
управлением не существует. Даже электрометрические лампы
с холодным катодом управляются не напряжением, а током.
В цепях всех электродов ламп возникает предразрядиыи ток
(см., например, табл. I и II), который должен быть известен для
того, чтобы учесть падение напряжения за счет этого тока на
сопротивлениях схемы и внутренних сопротивлениях датчиков.
Для расчета начального режима и величины сопротивления
Ло, ограничивающего начальный ток в цепи сетки, необходимо
гарантировать наименьший ток зажигания при наибольшем
анодном напряжении. Наибольший ток зажигания при наимень-
шем анодном напряжении определяет реальную чувствитель-
ность ламп.
Крайние точки характеристики зажигания отражают анод-
ное пробивное напряжение и напряжение горения лампы. При
изменении этих напряжений характеристика зажигания нес-
колько сдвигается. Нередко измерение одною тока зажигания
без учета величины напряжения горения приводит к ошибоч-
ным выводам о качестве лампы Поэтому прн сравнении харак-
теристик зажигания разных ламп желательно совмещать их
напряжения горения.
Разброс характеристик зажигания по напряжению и ио
току удобно ограничивать двумя контрольными цифрами: при
панвысшем анодном напряжении указывается наименьшее зна-
чение тока зажигания, а наибольшее его значение указывается
для малого анодного напряжения, близкого к наибольшему
,напряжению горения. Такие точки показаны для примера па
рис. 6 и 21 (точки ИГ и ИГ). Поскольку результат измерений
часто зависит от длины и расположения соединительных про-
водов, должна быть указана паразитная емкость измеритель
нон схемы.
11а характеристиках зажигания, кроме разброса статичес-
кого тока зажигания, необходимо указывать импульсный ток
зажигания при определенной длительности пусковых импуль-
сов.
7. Амплитуда запускающего сигнала и его длительность.
Разброс и стабильность этих параметров в основном опре-
деляют стабильность работы лампы и ее инерционность. Гра-
фик зависимости требуемой амплитуды от его длительно-
сти 129 , 30, G7] и от режима лампы необходимы для расчета
быстродействующих устройств.
8. Разброс статистического запаздывания зажигания. У ламп
с чистометаллическнм катодом (ТХЗБ, ТХ4Б) по техническим
условиям максимальное запаздывание может достигать 60 и
10 сек в темноте. У ламп МТХ-90 с кнелородпо-цезневым ка-
тодом статистическое запаздывание отсутствует |30], что необ-
ходимо отметить в технических условиях.
4 Л. И Кораблев
49
9. Разброс задержки зажигания разряда в анодной цепи
и ее зависимость от условий запуска и анодного напряжения.
10. Время нарастания выходного сигнала и его зависимость
от режима работы.
11. Разброс времени депопизацин промежутка анод — ка-
тод при наибольшем и наименьшем питающих напряжениях,
а также зависимость времени депопизацин от анодного тока
(в том числе при коротких импульсах порядка ампер), от ам-
п 1иту щ и формы гасящего импульса, от режима сеточных це-
пей. Кроме того, должен быть известен ток депопизацин, его
зависимость от режима и скорость спадания Для расчета боль-
шинства схем должна быть известна паиболыпая допустимая
скорость восстановления напряжения па катоде, которая за-
висит от тока зажигания релаксационных свойств сеточной
цепи и от режима.
12. Бремя депопизацин промежутка сетка катод. Для
некоторых ламп (TX3J , ТХ4Б, ТХ5А) оно в десятки раз больше,
чем у промежутка анод — катод.
13. Наибольший средний анодный ток.
14. Наибольший анодный ток в течеппе 5—10 сек, опре-
деляющий возможность работы лампы совместно с электромаг
нитиымп реле и счетчиками.
15. Наибольший анодный ток в импульсе длительностью
10—1000 з.кск при работе лампы на трансформатор, ферриты,
искусственную линию и т д.
16. Гарантируемые величины разброса критического ано-
дного тока пли сопротивления нагрузки, при которых разряд об-
рывается самопроизвольно. Этот параметр необходим как для
расчета схем с самогашеппем лампы (релаксаторы, инверторы,
формирователи), так и для определения наиболее экономич-
ного режима работы схем, в которых лампа используется в
качестве запоминающего элемента (триггеры, счетные схемы,
регистры и т. п. ).
17. Условия гашения разряда емкостью, которые зави-
сят от режима лампы, скорости развития тока разряда, вели
чины тока деионизации, крутизны и местоположения отрица-
тельно! о участка вольт-амперной характеристики. Эти условия
определяют максимальную частоту, с которой лампа может ра-
ботать в импульсных схемах с самогайюжием.
18. Амплитуда релаксаций (шумов) в анодной цепи. Эти
релаксации, достигающие 5—10 в у ламп ТХЗБ, ТХ4Б и ТХ5А,
ухудшают стабильность напряжения горения.
19. Условия отсутствия релаксаций в цепи управляющего
электрода, вызывающих самопроизвольное срабатывание ламп
при тихом разряде. Паиболыпая допустимая емкость в этой
цепи.
50
20. Сопротивление изоляции между электродами при от-
носительной влажности 98%. Для большинства схем необхо-
дима гарантируемая изоляция не менее 1000 Мом.
21. Межэлектродпые емкости, определяющие наводки.
22. Вибростойкость, впброустойчивость, ударная прочность;
Благодаря работе в режиме горизонтального участка кривой
Пашепа все лампы с холодным катодом обычно имеют высокую
механическую прочность и малочувствительны к сдвигу элек-
тродов.
23. Температурный диапазон, который у всех типов ламп
с холодным катодом обычно превышает +100° С, и температур-
ные зависимости характеристик, хотя последние, как правило,
незначительны. Желательно знать предельную температуру
баллона, температуру сжижения газа и другие предельные зна-
чения температур.
24. Габариты, вес, форма баллона, характер свечения, его
яркость, расположение, цвет. Современные лампы обычно из-
готовляются с линзовым куполом, выводимым на переднюю па-
нель приборов. Купол баллона должен быть гладким и иметь
товарный вид, иначе лампы не удается широко использо-
вать в промышленной аппаратуре. Цвет свечения может
быть изменен путем введения люминофоров. Геттер не дол-
жен затруднять наблюдение особенностей разряда сбоку и
сзади.
Относительную яркость свечения ламп разных типов проще
иЪего определять фото! рафпческим экспонометром при несколь-
ко увеличенных токах через лампы. Измерения следует проводить
в рабочих условиях, т. с. при необходимом декоративном офор-
млении купола баллона тех типов ламп, которые имеют не-
обычный вид, и при одинаковой потребляемой мощности лам-
пами сравниваемых типов. Световой поток Леоновых ламп име-
ет порядок 0,2—1 лм!вт.
25. Степень влияния или отсутствие влияния электричес-
ких и магнитных полей, излучений и света. Свет влияет на
небольшое число параметров ламп как с активированными, так
и пеактивироваппымп катодами. Однако недостаточный учет
влияния света и незнание способов устранения этого влияния
вызывают иногда недоразумения.
26. Гарантируемый срок службы при постоянном и пере-
менном токах 1, 10 и 100 лш, а также в наиболее тяжелом им-
пульсном режиме (ток 10—1000 а при импульсах 10—20 мксек)
и характер изменения параметров к концу срока службы. За
критерий долговечности обычно принимается время, в течение
которого пескол! ко основных параметров сохраняются в пре-
делах специально установленных норм,'и время устойчивой
работы лампы» втпгсгом стенде. Для прогнозирования срока
51 4*
службы в разных режимах необходимо знать зависимость срока
службы от величины катодного тока.
27. Надежность, т. с. процент ламп, для которых гаран-
тируется в течение всего срока службы (или определенного
срока, например, 1000 час) сохранение в пределах норм пара-
метров, установленных в технических условиях. Поскольку ин
днвидуальпая надежность каждой лампы для всех видов элек-
тровакуумных изделий не гарантируется, процент надежности
определяет допустимое число ламп, отказавших в работе в про-
цессе эксплуатации, число запасных ламп и блоков, а также
время па текущий ремонт. Нужно заметить, что при эксплуа-
тации реальная надежность ламп может быть значительно выше
гарантируемой, так как во многих устройствах лампы работают
в облегченном режиме.
Из перечисленных параметров многие важны для двухэлек-
тродных ламп. Но вместо тока зажигания для двухэлектрод-
ных ламп нужно знать ток тихого разряда, соответствующий
началу падающего участка вольт-амперной характеристики.
Крутизна этого участка зависит от разности между напряже-
ниями зажигания и горения лампы и от тока начала и конца
падающего участка. Обычно диод тем легче использовать, чем
больше эти токи. Инерционность диода зависит от величины
начальной эмиссии.
Для усилительных ламп с холодным катодом основными
параметрами являются, естественно, коэффициенты усиления
ио напряжению и току, а также входное и выходное сопро-
тивления.
В большинстве случаев разброс параметров ламп имеет та-
кое же значение, как их стабильность, поскольку в серийной
аппаратуре подбор ламп не допустим.
Серийный выпуск ламп со сверхвысокой стабильностью па-
раметров порядка 0,1 — 1 % достаточно сложен. В течение мно-
I их десятилетий не удавалось уменьшить разброс и нестабиль-
ность напряжения горения в стабилитронах ниже 5—10в
(см. табл. IV), хотя напряжение горения установившегося разряда
наиболее стабильно. 11а стабильность других параметров ока-
зывает влияние значительно большее число факторов, в том
числе и нестабильность напряжения горения, являющегося не-
которым «опорным» параметром для других важнейших харак-
теристик, например, напряжения зажигания по аноду и сетке,
тока зажигания и др. Поэтому пока преждевременно рассчи-
тывать на массовый выпуск сверхстабильных ламп и следует
ориентироваться на стабилизацию работы ламп схемным пу-
тем, описанным рапсе. Однако изготовление ламп со стабиль-
ностью ряда параметров 0,1—1% производится в небольших
количествах уже много лет.
52
Лампы с холодным катодом в большинстве режимов имеют
настолько большой срок службы, что его затруднительно из-
мерить. В частности, для гарантирования надежности 99,8’о
при сроке службы 25 000 час требуется проведение трудоемкой
работы ио испытанию многих сотен ламп в различных режимах
в течение нескольких лет непрерывно.
Поэтому целесообразно расширять возможности использо-
вания выпускаемых ламп, проверенных на большую долговеч-
ность, изыскивать и изучать возможности их применения в
новых режимах, проводить постепенную модернизацию. Напри-
мер, для уменьшения разброса параметров наиболее долговеч-
ных ламп МТХ-90 ввиду малой стоимости их изготовления
экономически целесообразно увеличить долю бракуемых при
изготовлении ламп с 8—10 до 20—30% за счет сокращения
допускаемого разброса параметров с 20—25 до 10—15%. Наряду
с новыми разработками была бы полезна модернизация бал-
лона тетрода ТХ4Б, разработанного по техническому заданию
ФИАН. Эта лампа имеет хорошую чувствительность и малое
время деионизации, по отсутствие свечения со стороны купола
баллона препятствует ее широкому применению [66].
Многообразие свойств газового разряда допускает воз-
можность совмещения большого числа требований к одной кон-
струкции лампы при простоте ее устройства и малых габари-
тах. В принципе возможно создание такой лампы, в которой
катодом может служить любой электрод. Прп разной форме
электродов и различном их включении одна такая лампа сможет
заменить несколько типов ламп (см. рис. 5). Например, управ-
ляющий электрод может использоваться в качестве катода и
наоборот. При неодинаковой форме управляющего электрода
и катода, включая лампу различным образом, можно получать
разные характеристики. Подобное включение лампы МТХ-90
позволяет изменять ток зажигания в несколько раз.
В настоящее время имеются большие возможности предот-
вращения излишней миоготиповости ламп путем создания двух-
трех типов универсальных ламп с холодным катодом. Одни тип
лампы с чистомсталлическим катодом (молибденовым или цир-
кониевым) может обеспечить при тщательно отработанной тех-
нологии производства весьма высокую стабильность некоторых
параметров, но требует высоких питающих напряжений. Пос-
кольку сверхвысокая стабильность параметров требуется срав-
нительно редко, целесообразно в первую очередь форсировать
разработку сверхминиатюрной универсальной лампы другого,
более массового типа — с катодом, активированным цезием.
Такой катод дает самое низкое рабочее напряжение, а это поз-
воляет строить экономичную и весьма компактную аппаратуру
на полупроводниковых низковольтных радиодеталях
S3
I нкслевый катод, активированный цезием при наполнении
лампы пеоном с добавкой 0,01 % аргона, позволяет получить
наименьшее напряжение зажигания, вплоть до 34 в, что при-
ближается к рабочим напряжениям ряда полупроводниковых
триодов. Подобные низковольтные лампы необходимы для пере-
носной аппаратуры. Лампы с цезиевым катодом способны про-
пускать весьма большой ток и срабатывать от одиночных сиг-
налов, имеют большой срок службы н ряд других преимуществ.
Например, баллон ламп с чистометаллическнм катодом со вре-
менем темнеет вследствие металлизации стекла катодным рас
пылением, тогда как баллон ламп с цезиевым катодом остает-
ся практически прозрачным.
О стабильности разных катодов имеются различные данные.
Например, из серии близких по конструкции и уровню техно-
логии стабилитронов СГ2С, СГЗС и СГ4С наибольшую стабиль-
ность имеют стабилитроны па 105 и 75 в с активированным
катодом типов СГЗС и СГ2С. Стабилитрон СГ4С па 150 в с чис-
тометаллическпм катодом имеет наибольший разброс парамет-
ров п худшую стабильность.
Новые типы ламп с молибденовыми катодами имеют повы-
шенную стабильность ряда параметров, например напряжения
горения, если па ото напряжение не накладываются релакса-
ции с амплитудой 5—10 «, нередкие в анодной цепи многих
типов ламп (ТХЗБ, ТХ4Б, ТХ5А).
В отношении напряжения зажигания чистометаллические
катоды уступают цезиевым. Чистометаллическпп катод, ввиду
свойственной ему статистической неопределенности зажигания,
практически даже ухудшает стабильность напряжения зажи
гания. В частности, у опорного стабилитрона с молибденовым
катодом типа СГ201С в темноте ио техническим условиям га-
рантируется напряжение зажигания 150 е, т. е. на 40 в боль-
ше, чем наименьшее реальное значение. У ламп ТХЗБ, ТХ4Б
и ТХ4А гарантируется сеточное напряжение зажигания па
40—60 е больше фактической величины. В то же время лам-
пы МН-3 с цезиевым катодом выпускаются группами с раз-
бросом напряжения зажигания 3—4 е в группе (см. табл
III, стр. 163).
На лампы с чистометаллическнм катодом требуется пода-
вать почти удвоенное напряжение для уменьшения времени
запаздывания зажигания до приемлемых значений порядка се-
кунд. Однако статистический характер неопределенности за-
паздывания |25—301 приводит к значительной вероятности того,
что сложная система, содержащая сотни ламп, не сработает
в течение более длительного времени.
Возможное время запаздывания зажигания можно оцепить
но опыту эксплуатации счетчиков частиц, которые представ-
54
ля£>т собой также газоразрядный прибор с холодным катодом.
Счетчики частиц обычно имеют тщательно очищенный катод
и размеры много большие, чем рабочий объем обычных ламп
с холодным катодом. Для таких счетчиков гарантируется сред-
нее статистическое время между зажиганиями при естествен-
ном облучении не менее 20—60 сек па каждый квадратный
сантиметр рабочей поверхности при напряжении 400—1000 в.
Поскольку время запаздывания определяется случайными
процессами, вероятность значительного увеличения этого вре-
мени весьма велика.
Опыт эксплуатации ламп показывает, что, действительно,
довольно часто наблюдаются отказы при включении сложных
систем в течение нескольких минут, хотя па лампы подается по-
вышенное напряжение. Свойство ламп не включаться в течение
некоторого времени после подачи напряжения требует,чтобы опе-
раторы знали о том, что в неблагоприятных условиях (в тем
поте, при пониженной температуре, защите от излучений)'аппа-
ратура на лампах с чистометаллическнм катодом может не
включаться несколько минут и что ремонт такой аппаратуры
следует начинать выждав не менее, скажем, четверти часа.
Неопределенность зажигания, исключающая мгновенную
готовность ламп с такими катодами после включения, препят-
ствует их применению во многих видах аппаратуры. В част-
ности, становится невозможным использование таких ламп при
работе в сложных режимах, при работе ламп в ждущих реле
времени п во многих логических схемах па диодах, триодах
и тетродах. Построение ряда сложных схем становится край-
не громоздким н даже требует разработки специальных
»тами.
Постоянная холодная эмиссия цезиевого катода устраняет
перечисленные недостатки, обеспечивает мгновенное включение
ламп и позволяет строить такие схемы, которые не могут ра-
ботать па лампах с чистометаллическнм катодом. Электронная
холодная эмиссия порядка 10-’5 а обнаружена также у барие-
вого катода.
Эга эмиссия возникает после возбуждения бариевого катода
пропусканием через лампу заряда порядка 10~8 кулон, но спа-
дает через 10—20 час 128].
Электронные вакуумные лампы можно подразделить на
универсальные, к которым относятся, например, триоды 6111П
и 6П211, имеющие применение в самой различной аппаратуре,
и специализированные, используемые в небольших количест-
вах ио сравнению с универсальными. К последним можно от-
нести, например, частотно-преобразовательные, электронно-
лучевые индикаторные, электрометрические и 'другие лампы,
предназначенные для узко определенных целей.
55
1
Эти специализированные лампы нельзя противопоставлять
универсальным, поскольку они дополняют друг друга.
Период узкой специализации малогабаритных триодов и
тетродов с холодным катодом начнется тогда, когда спецпали
стами будут предъявляться несовместимые требования к одной
и тон же лампе в зависимости от ее прим»пения.
Из табл. I (см. стр. 160) видно, что существующие лампы
различаются незначительно. Почти все триоды и тетроды (ТХЗБ,
1Х4Б, '1Х5А, МТХ-90) могут работать в одинаковых или
близких режимах. Отличаются же они в основном размерами
и небольшими индивидуальными особенностями.
Для создания более совертеииых ламп возможны два прин-
ципиально различных пути: изыскание способов ликвидации
имеющихся недостатков с целью освоения небольшого числа
типов универсальных ламп, пригодных для работы во многих
режимах, и разработка большого количества типов ламп, каж-
дый из которых предназначается для выполнения одной функ-
ции или небольшого числа функций. Разработка, изготовление
и н| оверка таких ламп .много проще, чем универсальных, у ко-
торых требуется контролировать большое число разных пара
метров.
Разработка универсальных ламп безусловно много труднее.
Однако разработка лампы конкретного назначения занимает
также два-три года с учетом периода налаживания серийного
производства. Кроме того, требуется год-два для изучения и
освоения новой лампы разработчиками аппаратуры. В резуль-
тате создание и выпуск серийной аппаратуры затягивается па
много лет после начала разработки новой лампы специального
назначения.
Изготовители ламп не могут, естественно, предугадать все
режимы использования ламп, так же как изготовители сопротив-
лений и конденсаторов нс могут подробно описать работу всех
тех сложных устройств, где используются сопротивления и кон-
денсаторы. Однако, если режим конденсаторов и сопротивлений
в аппаратуре меняется в ограниченных пределах, то лампа,
будучи" активным схемным элементом, может пснользгвагься
более широко. Поэтому7 трудно заранее учесть те требования,
которые возникают при разработке повой аппаратуры и при
использовании ламп в совершенно новых режимах. Лишь опыт,
появляющийся при разработке повой аппаратуры п ее эксплу-
атации, позволяет правильно сформулировать требования,
которых должен придерживаться завод-изготовитель.
Как показывает весь опыт развития радиоэлектроники, спо-
собы и режимы применения ламп в большей пли меньшей сте-
пени обгоняют темны разработок их новых конструкций. П ре
зультате лампы очень часто используются в режимах, нс прс-
56
^усматривавшихся несколько лет назад в процессе разработки
лампы. Например, режим работы блокиш-генераторов до сих
пор по только пе отражен в технических условиях па большин-
ство электронных ламп, но иногда противоречит техническим
условиям, в частности, по максимальному току через лампу.
Разработчик ламп не может предусмотреть все. варианты
использования ламп. В таких условиях, очевидно, окажется бо-
лее работоспособной и, следовательно, найдет более массовое
применение универсальная лампа, большое число параметров
которой хорошо изучено и налажен контроль над ними.
При выпуске многих типов специализированных ламп
в сравнительно малых количествах стоимость их может ока-
заться выше стоимости массового универсального типа лам-
пы при автоматизированном производстве и контроле.
Устранение большого разнообразия ламп значительно упро-
щает эксплуатацию аппаратуры и ее ремонт.
Создание лишь одного-двух типов универсальных ламп
возможно и целесообразно потому, что улучшение одного пара-
метра ламп с холодным катодом, как правило, пе вызывает
ухудшения других. Наоборот, уменьшение, например, напря-
жения горения путем активации катода позволяет увеличить
срок службы лампы н, следовательно, ее надежность, позволяет
увеличить максимальный ток через лампу при одновременном
уменьшении ее габаритов, улучшить чувствительность и умень-
шить инерционность. Свечение у активированных ламп, как
правило, более интенсивно. Условия отсутствия релаксаций
в сеточной цели выполняются у ламп с цезиевым катодом значи-
тельно легче, чем у замше чистометаллическим катодом.
Лампа тем лучше, чем больше разность между напряжени-
ями зажигания промежутков анод — катод и сетка — катод
(см. табл. I), а также чем больше разность между папряже
пнем зажигания промежутка анод —катод U3 и напряжением
горения Ur, т. с. чем меньше напряжение горения и чем боль
ше анодное напряжение.
Увеличение этих разностей потенциалов облегчает построе-
ние схем н сочетание различных узлов при большом коле-
бании питающего напряжения. Обычно повышение разности
U3—Uг позволяет уменьшить время деионизации лампы и
увеличить ток зажигания, что одновременно улучшает возмож-
ность использования се в работе па больших частотах. Чем
проще, конструкция лампы, чем опа легче и меньше в ней
вспомогательных детален н лишних точек сварки, тем лампа
дешевле и виброустопчивее. Уменьшение числа и размеров
металлических детален снйжает йероятпость зажиганий разря
да между вспомогательными частями электродов и улучшает
визуальный контроль работы ламп.
57
В дополнение к универсальным низковольтным миниатюр-
ным лампам с диаметром баллона 4—7 мм, имеющим рабочее
напряжение 50 — 60 в, и к быстродействующим лам-
пам (с частотой 0,5 — 1,5 Мги) необходима разработка вы
сокостабильпых цезиевых диодов, не имеющих неопределенности
во времени срабатывания. Для измерительных устройств тре
буются в отно итслыю небольших количествах триоды или
тетроды с гарантируемой стабильностью параметров 0,1 — 1%.
Для ряда устройств требуются импульсные лампы, пропуска-
ющие ток 100—1000 я, а также лампы с гарантируемым сроком
службы 25 000 час при надежности 98% и выше. Для работы
совместно с ферритами лампы с холодным катодом должны
длительно работать при большой частоте импульсов тока с ам-
плитудой 1—5 а.
§ 2. Методика расчета схем и выбор
режима работы
Особенности режима работы ламп. Как известно, единой
теории газового разряда ввиду его сложности пока не сущест-
вует [4]. Теории разных видов газового разряда еще не дове-
дены до такого состояния, чтобы обеспечить его расчет. Поэтому
при техническом расчете устройства па лампах с холодным ка-
тодом приходится пользоваться экспериментально получен-
ными характеристиками и допускать ряд упрощений [30, 68,
69]. При этом, естественно, имеется большая опасность не
учесть какие-либо существенные параметры и явления.
Критерием правильности расчета в таких условиях может
служить лишь работоспособность н 1ыделкпость рассчитываемой
аппаратуры.
Выбор того или иного типа ламп для конструирования за
данной аппаратуры часто осложняется тем, что многие параметры
ламп и их разброс, как это видно из табл. I, сравнительно мало
различаются у разных типов ламп. Помимо основных параметров,
большое значение имеет вид различных характеристикам, рис.5).
Кроме того, свойства и характеристики ламп с холодным
катодом имеют мало общего с характеристиками электронных
ламп и поэтому крайне непривычны для тех специалистов,
которые ле могли получить опыта в применении и эксплуата
дни ламп с холодным катодом.
13 газоразрядных лампах статическая во гьт амперная ха-
рактеристика представляет собой кривую равновесных состоя-
ний п характеризует установившиеся процессы. Нестационар-
ные процессы у ламп с холодным катодом, в отличие от элек-
тронных, происходят не по вольт-амперным характеристикам,
часто указываемым в справочниках. Изменение тока в газораз
рядной лампе может быть вызвано лишь при отклонении папря-
*
58
Мнения на лампе от статической вольт-амперной характеристики.
Следовательно, вольт-амперной характеристикой можно поль-
зоваться в основном для расчета либо исходного состояния
либо конечного режима после срабатывания лампы, во нс для
расчета динамических процессов. Оценка многих переходных
процессов производится по дополнительным вольт-секупдным
характеристикам.
Таким образом, необходимо представлять себе процессы,
происходящие в лампах с холодным катодом, одновременно
в нескольких измерениях и с учетом времени. Точный расчет
затрудняется не только большим количеством различных харак-
теристик, по и изменением их вследствие сложности динами
ческих процессов, происходящих в лампах с холодным катодом.
Например, напряжение зажигания ламп изменяется с частотой
срабатывания. У лампы ТХ4Б статическое напряжение горения
значительно (почти в полтора раза) выше динамического, имею-
щего место в течение нескольких микросекунд после сраба-
тывания лампы.
Характерно, что процессы, наиболее сильно влияющие па
работу ламп, как правило, нелинейны и нестационарны.
В точных расчетах необходимо учитывать время срабатывания
II—9, 22—30, 65,67], знать статическую (рис. 19) и импульсную
характеристики зажигания 130, 341, а также ток и время де-
ионизации 15, 16, 30, 33, 70—721 и их зависимости от напряжения
па лампе, формы гасящего импульса и разрядного тока.
В результате полный расчет значительно усложняется. Хотя
разброс н нестабильность параметров ламп с холодным катодом
относительно невелики и, как правило, нс превышают+10—15%
(многие параметры имеют стабильность порядка единиц про-
центов), по даже небольшой разброс параметров должен тща
только учитываться.
Всякий расчет должен начинаться с точного выяснения
наибольших отклонений параметров ламп в данном режиме.
Без знания разброса параметров расчет теряет смысл.
Существенной особенностью ламп с холодным катодом являет-
ся наличие ограниченного с двух сторон диапазона витающего
напряжения. Правильный выбор анодного питающего напря-
жения и величины допустимых его колебаний имеет для ламп
с холодным катодом такое же важное значение, как выбор
величины накальною напряжения для электронных ламп.
Однако если накальное напряжение стандартизовано для дан-
ного типа электронных ламп, то оптимальное анодное напря-
жение в случае использования ламп с холодным катодом для
одинаковых ламп может оказаться различным в зависимости
от характера конкретной схемы и ее параметров. Для схемы
каждого тина существуют собственные границы допустимых
изменений питающего напряжения. Работа схемы нарушается
как при превышении верхней границы, так и при снижении
напряжения ниже нижней границы.
Необходимая величина питающего напряжения и его гра-
ницы могут быть существенно неодинаковы для разных схем.
Рис. 19. Статические характеристики зажигания. Лампы ТХЗБ и TX4R
в триодном режиме; обе сетки соединены вместе
узлы, необходимо в первую очередь определить диапазон допус-
тимых изменений питающего напряжения и в случае необхо-
димости принять меры для выравнивания рабочих диапазонов
у всех узлов и элементов, питающихся от одного напряжения.
Хорошо отработанная схема на лампах МТХ-90 может
допускать изменение питающего напряжения в 1,5 раза. Однако
ввиду сильного влияния питающего напряжения на параметры
ламп и характеристики устройства в большинстве случаев
питающее напряжение для повышения надежности работы ста-
билизируется с точностью 3—10 <?. Для устройств, содержащих
30—100 ламп, обычно достаточно одного стабилитрона, снаб-
женного потенциометром и вольтметром (рис. 20), при помощи
которых можно быстро определить границы рабочего диапазона
(т. е. запас надежности), а затем установить среднее напря-
жение. Устройство для быстрой проверки рабочего диапазона
(рис. 20) необходимо вводить в каждый прибор.
Большинство приборов для проверки диапазона может быть
снабжено несложными релаксационными генераторами па лам-
пах с холодным катодом (см. рис. 13,2), выдающими пусковые
сигналы такой низкой частоты, чтобы правильность работы
60
устройств можно было проверить визуально без какой либо
другой испытательной аппаратуры.
Ввиду наличия двух границ — верхней и нижпеп — для
большинства рабочих напряжений в схеме и для величии эле-
ментов схем (конденсаторов, сопротивлений, индуктивностей)
необходимо знать не только усредненные характеристики, по
и максимальный разброс этих характеристик для ламп дан
ноготипас учетом влияния температуры и других внешних фак
торов.
Рис. 20. Схема питания и профилактического контроля
запаса надежности устройств, содержащих несколько десятков
ламн с холодным катодом
Каждый параметр должеп быть указан но крайней мере
дважды (наибольшее и наименьшее значение). Усредненные
значения используются лишь для приблизительной оценки
свойств ламп Д тя расчета режима работы, надежности, а так
же работоспособности схем при колебаниях питающего напря-
жения, разброса элементов п т. д. требуются два предельных
значения.
Зажигание лампы иногда вызывается не только новы
шепнем напряжения на сетке, по и понижением его ниже
определенного значения, при котором возникает пробой с сетки
на анод. Для тетродов ТХЗБ в ТХ4Б диапазон допустимых
изменении начального напряжения па второй сетке составляет
лишь десятки вольт и имеет почти такую же величину, как
разброс напряжения горения с учетом его изменения в дина-
мическом режиме. Следовательно, в схемах, где одна лампа
управляется по постоянному току напряжением с другой лам-
пы, гарантировать надежную работу можно далеко не во всех
условиях. Необходимо тщательно анализировать режим работы
с учетом гарантируемых максимальных отклонений напряже-
ния горения лампы н максимального разброса пусковых харак-
теристик по второй сетке, причим оба эти параметра зависят
от условий работы ламп (анодного напряжения, начального
тока, тока горения и т. д.) Без точного знания пределов раз-
броса характеристик и анализа их взаимосвязи при работе дан-
61
пои схемы нельзя гарантировать надежную работу аппа-
ратуры.
Определение наибольшего разброса параметров представ-
ляет собой трудоемкую операцию и не всегда можпо успеть ее
выполнить в период проектирования аппаратуры.
Разброс параметров ламп определяет диапазон допустимых
изменений питающего напряжения для сложных многолампо-
вых схем. Как правило, разброс параметров ламп уменьшает
диапазон изменений питающего напряжения. От величины пи-
тающего анодного напряжения зависят такие важные пара-
метры, как ток зажигания (ток переброса), чувствительность
ламп, время деионизации ламп, время срабатывания и ампли-
туда выходного сигнала (являющегося пусковым для следую
щнх каскадов). От анодного питающего напряжения зависят
также начальный ток в промежутке сетка — анод и устано-
вившийся анодный ток после срабатывания ламп.
Вес перечисленные величины должны быть вполне опре-
деленными в более пли менее одинаковом диапазоне изменений
питающего напряжения. Па рис. 21 дан пример графического
определения и совмещения границ допустимых изменений пита-
ющего напряжения для части параметров ламп, включенных
ио схеме рис. 6 и 10.
Выбор режима работы ламп. Приближенные расчеты схем,
работающих на лампах с холодным катодом, проводятся по
известным методам, обычно применяемым в импульсной тех
инке. В расчете последовательно рассматриваются элементы
устройства, причем принимается, что каждая лампа может
находиться в двух устойчивых состояниях: либо она практи-
чески полностью не проводит ток, либо проводит. В первом
состоянии напряжение на лампе равно питающему напряже-
нию, а во втором случае это напряжение определяется гра-
фически по вольт-амперпоп характеристике (см. рис. 21). Если
эта характеристика нс горизонтальна, то напряжение на лампе
зависит от величины проходящего через лампу' тока, т. е. от
величины сопротивлений, включенных последовательно с лам-
пой. Если ток через лампу соответствует горизонтальному
участку вольт-амперной характеристики, то напряжение па
лампе равно известному по паспорту лампы напряжению горе-
ния разряда. В частности, лампы МТХ-90 имеют в области
токов тлеющего разряда постоянное падение напряжения,
практически не зависящее от тока. При изменении тока от
0,2—0,3 до 2—3 ла напряжение горения изменяется на 3—5 в,
а при изменении тока от 2—3 до 30—С>0 ма напряжение горения
меняется лишь па 0,5—1 в. У ламп ТХ4Б напряжение горения
в области токов от 1 до 10 ма изменяется примерно па 10 в
62
ч
(без учета разброса параметров разных экземпляров
ламп).
Величина перепадов напряжения, возникающих при пере-
ходе разряда из одного вида в другой (например тихого в тле-
ющий), в первом приближении определяется также по вольт-
амперной характеристике. Во многих случаях напряжение на
лампе (без учета нестационарных процессов газового разряда)
можно принять равным разности между напряжениями пита-
ния и горения пли между напряжениями зажигания и горения.
Рис. 21. Выбор режима работы и определение рабочего диапазона с учетом
разброса параметров п характеристик ламп
I — выбор начального тока i, (сопротивления Ц,) и определение верхней грант*
Uвг рабочего диапазона и ее разброса, а такте определение тока зажигания i3 вра.
бочем диапазоне. UEr — 17Н1; ~—выбор нагрузочного сопротивления Па и определе-
ние аподиого тока ia. а также стапгческого напряжения погасания Lrnor.
3-определение нижней границы Ппг рабочего диапазона и ее разброса, исходя на
чувствительности ДПС и амплитуды выходного сигнала Пвых’ при постоянном С»;
< — зависимость времени срабатывания 13 в рабочем диапазоне от анодного папря
женин f3— HUa), от пускового сигнала Пвых и от начального тока ta=f(Va, UBUX, it)
В цепи управляющего электрода перепад обычпо равен раз-
ности между напряжением зажигания разряда с этого элек-
трода и напряжением, которое устанавливается па нем при
горении разряда в цепи основного электрода. Все перечислен-
ные напряжения н их разброс дол'кны быть достаточно хорошо
известны для приближенного расчета. Дифференциальное внут-
реннее сопротивление лампы с активированным катодом при
срабатывании принимается в первом приближении равным
63
иулю. У ламп ТХЗБ и ТХ4Б вольт-амперная характеристика
в области тлеющего разряда нелинейна.
График, приведенным на рис. 21,7, связывает се точные и
анодные характеристики н позволяет по области токов зажи-
гания (г3 — /((/а)) определить наименьшую допустимую вели-
чину сопротивления /?0 в дени сетки с учетом разброса напря-
жения зажигания ламп по сетке, т. е. с учетом разброса
вольтам ерных характеристик = /(г(). Точка В Г (верхняя
граница) определяет наибольшее рабочее питающее папряже
пне для многоламповых схем, при котором начальный ток
достигает такой величины, что часть ламп может сработать
самопроизвольно. На первом графике указан разброс верхней
I рапиды (7рг анодного напряжения для разных ламп, изме
некие начального тока i0 при изменении анодного папряже
пня с учетом разброса напряжения зажигания ламп по сетке,
а также рабочий диапазон токов зажигания (тока срабаты
ванпя) /3.
Второй график (рис. 21, 2) приведен для иллюстрации
расчета анодных и катодных цепей. По пересечению прямой
сопротивления нагрузки Ва (в качестве которого берется
сумма сопротивлений, включенных в анодную и катодную
цепи последовательно с лампой) с анодной вольт-амперной
характеристикой Ua — ](ia) определяется наибольший и паи
меньший анодный ток ia при изменении анодного напряжения
в допустимых пределах. Зная наименьший допустимый! анод
нын ток н наименьшее питающее напряженно, можно опре
делить наибольшее допустимое нагрузочное сопротивление
в анодной цепи (в статическом режиме).
По третьему графику (рис. 21, 3) можно определит!,
наименьшее питающее напряжение. Здесь указана зависимость
от анодною напряжения амплитуды выходною импульса
(/иь|Х = /((/.,), определяемой но второму графику и в боль
шннстве схем равной разности между анодным напряжением
и напряжением горения лампы, а также дана зависимость
чувствительности лампы от анодного напряжения ДО7 = /(t’af0).
Выходной импульс I „|,1Х растет практически линейно с рос-
том анодною напряжения сверх напряжения горения.
Чувствительность же меняется целине!.но и зависит от
многих причин (г0, Со, ilit Jta, Ua, фронт, крутизна заднего
фронта, длительность импульса, перекосы электродов ламп,
релаксационные свойства промежутка сетка — катод), не учтен
пых па графике. Третий график (рис. 21, 3) позволяет опреде-
лить также границы наименьшего значелия питающей о напря-
жений НГ (нижняя граница) и разброс этих границ Uцг Для
разных экземпляров ламп Па нем также указаны пределы
разбро< а чувствительности ламп А( с и амплитуд выходных
64
импульсов t/вых чрч изменении анодного напряжения от шь»
ней рабочей границы ИГ до верхней границы К Г.
Четвертый график (рис. 21, 4) показывает изменение вре-
мени срабатывания ламп. Это время сравнительно мало зависит
от изменения анодного напряжения на лампе (пунктирные
кривые), по если учесть, что с измененном питающего паиря
женпя меняется также начальный ток г0, и, главное, ампли-
туда пусковою (выходного) импульса С/Ш11Х, то изменение вре-
мени срабатывания при изменении питающего напряжения
становится гораздо более резким. Время срабатывания ts при-
мерно обратно пропорционально амплитуде пускового импуль-
са Д67 (/3 яг А/Д6') [29,30]. Если длительность этого импульса
ограничена, то рост времени срабатывания может ограничить
возможности уменьшения питающего напряжения. На схемах
нс учтены токи перезарядки конденсаторов и паразитных
емкостей, имеющихся в каждой реальной схеме. Кроме того,
существенное значение имеют другие факторы, изложенные
ниже.
Управление лампой. Полное время срабатывания ламп Т
состоит из четырех слагаемых :
Т — ter Н- + ^Ф»
где tCT — статистическое время запаздывания начала развития
разряда; t0— время пДрастанпя тока начального разряда в пус-
ковом промежутке; ta — время запаздывания возникновения
разряда в основном промежутке; t,p — время формирования
разряда в анодной цени (крутизна фронта анодного тока).
Длительность каждого из перечисленных процессов зависит
от разных причин. Общее время срабатывания в основном
зависит от напряжения пускового импульса, его формы,
начального тока, тока, создаваемого пусковым импульсом
напряжения в сеточной цепи, а также от конечного тока в
анодной цепи, от анодного напряжения и характера нагрузки.
Гок в лампе нарастает от начального значения i0 по закону
it Постоянная времени т развития разряда в сеточной
цепи зависит от амплитуды напряжения импульса. В свою
очередь, амплитуда импульса напряжения па сетке лампы умень-
шается при увеличении тока в лампе, разряжающего пере-
ходный конденсатор Со. Время же запаздывания и развития
разряда в анодной цени зависит от амплитуды импульса тока
г'с в сеточной цени. Таким образом* в реальной схеме постоян-
ная времени развития разряда, необходимая для вычисления
времени срабатывания, зависит пе только от амплитуды и формы
пускового импульса, ио и от величины переходного конден-
5 Л. П. Кораблев
65
сатора, а также от полного внутреннего сопротивления источ-
ника пусковых импульсов.
Необходимость уче а многих процессов, а также своеобра-
зие параметров ламп с холодным катодом можно проиллюстри-
ровать тем, что лучшую чувствительность лампы можно полу-
чить не при малом, а при большом токе зажигания. Дело
в том, что при малом токе зажигания лампы обычно склонны
к релаксации, ч о не позволяет установить начальный разряд.
Лампы с большим током зажигания дают возможность устано-
вить начальный ток i а отрнцате !ьном участке вольт-амперной
характеристики сетка — катод; при этом ввиду усиления лам-
пой тока импульса для зажигания лампы требуется импульс
напряжения меньшей амплитуды и длительности (см. рис. 18).
Кроме того, лампы с большим током зажигания позволяют
применять сравнительно небольшие, ограничивающие началь-
ный ток, сопротивления в цепи сетки, что уменьшает постоянные
времени цепей ИС, устраняет «мертвое время», вносимое током
деионизации промежутка сетка — катод, и в результате зна-
чительно повышает частоту срабатывания.
Влияние начального тока г0 па максимальную частоту /
двух последовательно включенных триггеров, собранных по
схеме ПК 4 (см. рис. 10 на стр. 20) на лампах ТХ4Б в триодном
режиме, можно иллюстрировать следующими данными:
при г0 = 1,5 мка / = 10
при z0 — 5 мка / — 20
прн i0 — 12,5 мка / = 40
кгц (7?0 = 47,0 М м,
£7Б = 155 —230 в),
кгц (7?0 = 22,0 Мом,
Uc = 190 — 230 в).
кгц (J?o = 10,0 Мом,
UB = 215 — 230 в).
Для многоэлектродных ламп должен быть указан предраз-
рядный ток в цепи всех сеток и вспомогательных электродов.
Например, в тетродном режиме у ламп ТХ4Б ток, необходимый
для зажигания лампы в цепи второй сетки, достигает 15 мка,
т. е. может бьг ь больше тока начального разряда в цепи
первой сетки. Поскольку газоразрядных ламп с управлением
электростат шеским полем г ст (см. табл. II, стр. 162), подобный
тетродный режим называют псевдопотепциальным, чтобы под-
черкнуть значение предразрядного тока.
Предразрядный ток необходимо всегда учитывать. Этот ток
имеет заме ную величину в цепи всех электродов, в том числе
в . анодной цепи Чтобы предразрядный ток не вызвал неже-
лательного уменьшения напряжения, необходимо сопротив-
66
лсния в цепях всех электродов выбирать с учетом наибольшей
величины предразрядного тока в данном режиме.
Величины токов зажигания тесно связаны с релаксацион
нымм процессами, почти всегда имеющими место при зажигании
диодов, триодов, тетродов и других мпогоэлектродных ламп.
Потенциалы, необходимые для зажигания ламп, можно опре-
делить по закону Ома лишь после того, как станет известен
ток зажигания и полные сопротивления в цепи управляющих
электродов (в том числе выходное сопротивление источника
пусковых сигналов и реактивные сопротивления переходных
конденсаторов и паразитных емкостей).
Параметры цепи сетки (управляющего электрода) выбира-
ются с целью обеспечить:
1) наибольший рабочий диапазон изменения питающих
напряжений;
2) нужную чувствительность во всем рабочем диапазоне
витающих напряжений;
3) нужное время срабатывания;
4) нужное время восстановления напряжения па сетке
после срабатывания лампы;
5) отсутствие ложных срабатывании и повторных зажига-
ний лампы;
6) отсутствие срабатывания или, наоборот, надежность сра-
батывания от отрицательных импульсов.
Если время восстановления напряжения в анодной цени
лампы больше постоянной времени цепи сетки (управляющего
электрода), то сопротивление 7?0 (см. рис. 6 и 21) выбирается
но характеристике зажигания настолько большим, чтобы не
снижать напряжение зажигания ламп по основному аноду,
т. е. пе снижать наибольшее допустимое анодное напряжение.
Емкость переходного конденсатора в цени сетки Со в этом слу
чае может быть увеличена настолько, чтобы обеспечить наиболь-
шую чувствительность прн наименьшем аподпом напряжении.
Во всех случаях увеличение постоянной времени ограни
чивается возникновением релаксаций в каком-либо участке
рабочего диапазона. Условия отсутствия релаксаций цепи сетки
улучшаются, если внутреннее сопротивление датчика велико.
Ирм полном сопротивлении датчика, большем 0,5—2,0 Мом,
увеличение переходной емкости не ограничивается условиями
устойчивости.
Если напряжение в анодной цепи лампы восстанавливается
быстро, то конденсатор Со приходится несколько умень-
шить, чтобы устранить повторное зажигание лампы после ее
гашения в момент возникновения тихого разряда. Этот момент
определяется постоянной времени цепи /?0С0, величину которой
следует уменьшать, чтобы возникновение тихого разряда про-
#7
Б'
изошло до того момента, как напряжение в анодном цепи
восстановилось до 90—100 в. Так как скорость восстановле-
ния напряжения в цепи сетки (управляющего электрода) зави-
сит от тока деионизации, замедляющего скорость восстанов-
ления, то уменьшение сопротивления J?o влияет сильнее, чем
уменьшение емкости Со.
Рис. 22. Зависимости времени срабатывания от амплитуды
пускового импульса (7) и времени деионизации от величины
анодного напряжения (2) для лампы с водородным напол-
нением, работающей с частотой 0,5—1 Мгц
Если требуется получить возможно большую частоту
повторения, то сопротивление По уменьшают так, чтобы
снизить верхнюю границу рабочего диапазона питающего на-
пряжения. Конденсатор Со уменьшают настолько, насколько
это позволяет сделать амплитуда пускового импульса при на-
именьшем напряжении. Однако при больших частотах повто-
рения напряжение па аноде не успевает восстанавливаться
к приходу очередного импульса. В этом случае лампа должна
сработать при пониженном анодном напряжении, т. е. при
пониженной чувствительности по току зажигания. Это застав-
ляет создавать значительный запас в величине пускового импуль-
са или переходной емкости Со.
68
Если режим лампы таков, что часть времени она работает
без тихого разряда, то для предотвращения самопроизволь-
ного срабатывания без пускового импульса нужно переход-
ный конденсатор выбирать небольшой емкости — порядка
5—7 /?</», а сопротивление 7?0 возможно больше — порядка
47,0—100,0 Мом. Этим, во-первых, уменьшается начальный
ток и, во-вторых, замедляется скорость восстановления напря-
жения па сетке (управляющем электроде). Последнего нельзя
достигнуть увеличением емкости конденсатора Сп, но для за
медления и стабилизации можно включить добавочную цепочку
/?ст Cct либо последовательно, либо параллельно сеточной цепи
лампы. За счет запаздывания зажигания напряжение на сетке мо-
жет превзойти напряжение зажигания, что в следующий момент
может вызвать зажигание ламп. Ввиду этого в схемах, где
лампы часть времени работают без тихого разряда, жела-
тельно осветить катод ламп. Осуществление подобного режима
облегчается, если в момент возникновения начального тихого
разряда анодное напряжение снижается до напряжения горе-
ния или ниже.
На рис. 22 показана зависимость времени срабатывания
быстродействующих ламп с водородным наполнением от ампли-
туды пускового импульса, а также время деионизации этих
же ламп в зависимости от величины анодного напряжения [58)
В большинстве случаев время срабатывания ламп, а также
время разрядки через лампу имеющихся в схеме конденсаторов
составляет незначительную часть времени цикла работы уст-
ройства. Поэтому время цикла и частота работы схем в основ-
ном определяются наибольшей постоянной времени имеющихся
в схеме цепей х=ВС, а также величиной перепада напря-
жения, подаваемого па эту цепь, и величиной напряжения,
до которого должен зарядиться конденсатор данной цепи ВС
к. концу цпкла. Время цикла определяется по известному
закону^ экспоненциального заряда (пли разряда) конденсатора
С через сопротивление 7?:
[j __и _ *
t ПС In ,.г’ - в RC) (заряд от Uo до UtY,
иГ,' U t
t — JtCln-^--, Ut = Uoe кс (разряд от (70 до U,).
Таким образом, для сугубо приближенного расчета дли-
тельности цикла необходимо зпать принцип работы схемы и
основные параметры применяемых ламп. Такой расчет необхо-
димо проводить несколько раз: для максимальных и минималь-
ных значений параметров ламп и для разных питающих папря
жепий.
Учет времени деионизации. Длительности гасящих импульсов
и постоянные времепп RC в анодных п катодных цепях нс
должны быть меньше времени деионизации лампы в данном
режиме. Если время депопизацин лампы превысит длительность
гасящих импульсов, то схема работать не будет, так как лампа
не будет гаснуть (будет самопроизвольно зажигаться снова
по окончании гасящего импульса). Следовательно, правиль-
ное определение времени деионизации ламп очень важно для
расчета схем. Одпако время деионизации зависит от многих осо-
бенностей режима, вследствие чего расчет схем очень затруднен.
Еще более затрудняет полный расчет схем у чет тока деиони-
зации. При нестационарных процессах ток деионизации может
в несколько раз изменить амплитуду перо адов и значительно
замедлить скорость восстановления напряжения на всех элек-
тродах лампы (как па аноде, так п на сетках) [30, 71, 72].
В отличие от схем па электронных лампах повышение час-
тоты срабатывания у ламп с холодным катодом достигается
пе увеличением аподпого тока, а уменьшением его до преде-
ла, при котором еще может существовать устойчивый тлеющий
разряд. Это объясняется тем, что время деионизации сильно
зависит от режима работы: чем меньше анодный ток и чем
ближе анодное напряжение к напряжению горения (т. е. чем
меньше диапазон допустимых изменений анодного напряжения),
тем меньше время деионизации и, следовательно, тем меньшая
может быть выбрана длительность гасящего пмпу.тьса и постоян-
ные времени гасящей цепи.
Зависимость величины времени дсиоппзацип от анодного
тока показана на рис. 23, а. Можно видеть, что при увеличе-
нии тока от 0,2 до 10 ма время депопизацин лампы ТХ4Б уве
личивается с 30 до 180 мксек (прп анодном напряжении 175 в).
Это увеличение нужно учитывать в импульсных схемах, где
ток при срабатывании лампы па время разрядки емкостей
может значительно превышать установившийся стационарный
ток. У некоторых типов ламп время депопизацин слабо зави
сит от тока. На этом же графике дана зависимость от анодного
тока времени деионизации лампы G1 370К, наполненной инерт
ними газами в смеси с водородом. У этой лампы при умень-
шении тока до 2 ма время деионизации уменьшается до
6 мксек.
Особенно сильно время деионизации прп прочих равных
условиях зависит от геометрической формы электродов. Так,
у лампы ТХ4Б время деионизации в анодном промежутке
может быть около 30 мксек прп токе 0,2 ма. В проме-
жутке сетка — катод у этой же лампы время деионизации
около 700—1000 мксек. Изменением геометрии разрядного про-
межутка можно изменить время деионизации примерно в 100 раз.
70
Время деионизации зависит также от подвижности поло-
жительных ионов, пространственной диффузии, состава напол-
няющего газа, давления, величины поля, амплитуды разряд-
ного тока.
Рис. 23. Зависимости среднего времени деионизации от анодного тока
(а) и от амплитуды гасящего импульса (б)
На рис. 23, б показано также влияние амплитуды прямо-
угольного гасящего импульса (т. е. влияние остаточного на-
пряжения па лампе) на время деионизации. При изменении
питающего напряжения амплитуда гасящего импульса силь-
но меняется, поэтому время деионизации лампы в реальной схеме
может возрасти пе только при повышении напряжения, но
и при его уменьшении ниже некоторого значения. С ростом
амплитуды гасящего импульсаврсмя деионизации вначале умень-
шается. Имеется оптимальная амплитуда гасящего импульса,
при которой ^время деионизации ламп минимально. При даль-
нейшем росте амплитуды импульса напряжение па лампе в
момент импульса приближается к нулю. При этом время
деионизации значительно увеличивается. При перемене поляр-
ности на лампе очень большим гасящим импульсом время
депопизацин вновь начинает уменьшаться.
На рис. 24 справа показаны- усредненные зависимости
времени деионизации от величины анодного напряжения для
ламп ТХ4Б и ТХЗБ. Эти характеристики приведены для ориен-
тировочного сравнения двух типов ламп. Для расчета же схем
71
необходимо знать не усредненные характеристики, а макси-
мальный разброс их (см. рис. 23, а).
На примере характеристик, показанных на рис. 24, мож-
но еще раз пояснить различие в использовании характеристик
Рис. 24. Разброс времени деионизации ламп МТХ-ЬО при повышенных
токах (а) и зависимости времени демонизации от анодного напряжения
в триодных режимах (б)
Сплошные линии — для ламп ТХ4Б; пунктирные — для ламп ТХЗБ
электронных ламп и ламп с холодным катодом. Расчет усилите-
ля на электронных лампах по усредненным характеристикам
может привести лишь к отклонению, например, коэффициента
усиления при применении разных ламп с реальным разбросом
характеристик. Способность ламп усиливать сигнал прп этом
сохранится. При выборе же длительности импульсов для схем
на лампах с холодным катодом по усредненным характеристи-
кам деионизации значительная часть ламп окажется полностью
неработоспособной, если за счет естественного разброса пара-
метров время деионизации этих ламп окажется больше дли
тельпости импульсов, когда каждый импульс должен гасить
лампу, или меньше длительности импульсов, когда импульс
не должен прекращать разряд. Разброс времени деионизации
ламп МТХ-90 старой конструкции прп повышенных токах
показан на рис. 24, а.
Время деионизации, как видно из изложенного, также
определяет рабочий диапазон изменений аподиых напряжений.
Рабочий диапазон должен был. выбрав в соответствии с дру-
гими параметрами схемы н с учетом характеристик, данных
па рис. 21.
72
Типичные ошибки в выборе режима работы ламп. Рабочий
диапазон допустимых изменений питающего напряжения в
начале разработки новых схем может оказаться небольшим,
иногда лишь несколько вольт. Эксплуатация таких схем недо-
пустима. Однако если схема работает хотя бы прп одном
значении напряжения, можно при помощи осциллографа выяс-
нить причины, ограничивающие рабочий диапазон, изменяя
питающее напряжение. Устранив эти причины, можно увели-
чить рабочий диапазон.
Для обеспечения надежной работы в течение длительно-
го времени рабочий диапазон должен быть значительно боль-
ше допускаемых колебаний питающего напряжения и разброса
параметров ламп. Чем больше рабочий диапазон,тем. как пра-
вило, больше скорость счета. Это объясняется тем, что па
больших частотах напряженно па лампах снижается, так как
конденсаторы схемы нс успевают полностью перезаряжаться.
При атом схемы с малым рабочим диапазоном допустимых
колебаний питающего напряжения перестают работать.
Если хотя бы один участок схемы работает в неудачном
режиме, то, очевидно, вся схема будет работать ненадежно.
При разработке новых схем или компановке готовых узлов
в более сложную схему особое внимание нужно обращать на
места сочленения узлов. Необходимо корректировать выход
ные цепи предыдущего узла пли входные цепи последую-
щего узла для обеспечения согласования входа и выхода.
Вследствие большого объема вычислительных работ, а так-
же целого ряда неточностей и приближений, полный расчет
схем в большинстве случаев должен обязательно дополняться
всесторонней экспериментальной проверкой, позволяющей
не только убедиться в правильности работы, по и уточнить
запас надежности устройства.
Пригодная к промышленному выпуску' схема не должна
требовать какой-либо индивидуальной подгонки деталей! пли
подбора ламп, особенно при большом их числе в схеме. Одпа-
ко в первых сериях приборов, ввиду отсутствия гарантиро-
ванных заврдамп-пзготовителямп пределов разброса парамет-
ров, часть ламп ипогда подбирается. Подбор ламп краппе
нежелателен и обычно свидетельствует о том, что при рас-
чете не были учтены какие-либо закономерности и особенно-
сти ламп. Поэтому пе всегда можно гарантировать, что ра-
ботающие в схеме лампы не изменят снова свои параметры в
пределах их нормального разброса. Вместо подбора ламп
необходимо уточнять схему' для облегчения режима работы
ламп. В большинстве схем, опубликованных в печати, при
серийном выпуске параметры деталей неизбежно подвер-
гаются корректировке. Необходимость частой замены ламп
73
МТХ-90, наблюдавшаяся в ранних вариантах схем, объясня-
ется недоработками, из-за чего небольшое изменение па-
раметров ламп приводило к нарушению работы устройств.
Часто требуется уточнить параметры одной-двух детален
.лишь па 20—30%, чтобы создать нужный запас надежности
и устранить необходимость подбора ламп Если своевре-
менно не выявить недостатки схемы, то из-за небольшой неточ-
ности параметров возникают перебои в работе.
Естественно, что по мерс увеличения масштабов выпуска
какого-либо прибора число выявляющихся при наладке и
эксплуатации мелких дефектов непрерывно растет (хотя в
хорошо отработанном приборе общее число дефектов может быть
очень невелико). В большинстве, случаев необходимо несколь-
ко уточнить параметры деталей схемы, повышая тем самым
надежность слабых узлов. Тогда, вводя данную корректи-
ровку во все последующие приборы, можно исключить возмож-
ность повторения данного эффекта в последующих партиях
приборов. При этом не потребуется подбора отдельных дета-
лей для каждого прибора.
Рассмотрим некоторые типичные ошибки при использовании
.ламп с холодпым катодом на примере схемы реле времени
(рпс. 25), описанного в работе [73].
В данной схеме применена лампа ТХ1, имеющая не цезие-
'вый катод. Такой катод нс даст начальной эмиссии. К тому
же баллон лампы покрыт черной краской, поэтому на-
чальную ионизацию трудно создать с помощью освещения лампы.
В результате после перерыва в работе лампа срабатывает
первый раз с неопределенной задержкой. Для подобных схем
пз имеющегося ассортимента ламп в этом отношении наиболее
подходит лампа МТХ-90. Применение тетродов для подобных
схем ограничено тем, что предразрядный ток второй сетки может
быть сопоставим с током, заряжающим конденсатор Ct.
Кроме того, максимально допустимый анодный ток лампы дол-
жен быть достаточен для срабатывания электромагнитного
реле Р.
В схеме (рис. 25) па цепь НС выдержки времени подается
напряженно ие более 90 <?, стабилизированное двумя лампами
МН-3. Это напряжение лишь па 10—20 в превышает напряжение
зажигания большинства ламп ТХ1 но сетке. При неизбежных не-
больших колебаниях стабилизированного напряжения и । апря
женин зажигания лампы ТХ1 (см. табл. I, стр. 160) и при
близком значении этих напряжений разность их будет изме-
няться во много раз, что вызовет добавочную нестабильность
задержки срабатывания. Для обеспечения высокой стабильности
задержки желательно напряжение, питающее цепь НС задерж-
ки, выбирать как можно выше.
74
Сопротивление 7?1о itc должно быть велико, ибо оно ограничи-
вает импу льс тока в сеточной цепи. При ограниченном импульсе
тока будет сказываться разброс тока зажигания у разных
экземпляров ламп и изменение тока зажигания при колеба-
ниях анодного напряжения.
Вторым примером нецелесообразного режима ламп с холод-
ным катодом может служить запуск ламп МТХ-90 от-
рицательными импульсами, вызывающими пробой между
сеткой и анодом. Как видно по верхнему наклонному участ-
ку характеристики приведенной па рис. 5, при таком режи-
ме чувствительность ламп резко меняется при изменении анод-
ного напряжения. Кроме того, этот участок характеристики
зависит от освещенности катода п имеет большой разброс,
нс указанный в технических условиях, и пока не контроли-
руется пи у одного типа ламп. В результате приборы с по-
добным запуском (ПРС, РГ1-1, РМ 2. 1IMA-1) обычно ра
ботают нестабильно.
Другими наиболее часто встречающимися причинами непо-
ладок являются:
1) выбор чрезмерно большого начального тока, превышающе-
го ток зажигания наиболее чувствительных ламп;
75
2) чрезмерное уменьшение емкости гасящих конденсаторов,
вызванное желанием повысить быстродействие;
3) малым рабочий диапазон допустимых изменений питаю-
щего напряжения (в расчете на то, что стабильность питаю-
щего напряжения сможет компенсировать недостаточный
запас надежности схемы);
4) установка питающего папряжеппя вблизи границы ра-
бочего диапазона вследствие отсутствия контроля границ;
5) большая нестабильность питающего напряжения;
6) отсутствие в части ламп начальной ионизации;
7) релаксации в пусковой цепи;
8) утечки ПО ИЗОЛЯЦИИ,
/(ля выявления истинных причин неполадок приходится
очень тщательно анализировать работу ламп в данной схеме,
чтобы обеспечить достаточно больвюй рабочий диапазон пита-
ющих напряжений, определяющий запас надежности. Перечис-
ленные неполадки легко устранимы. В частности, переработка
схемы запуска в приборах «Луч» и «Спутник» [7(51 по схеме,
данной на рис. 6, обеспечила падежную работу этих приборов
по сравнению с ранее выпускавшимися.
С другой стороны, тщательная отработка схем па лампах
с холодным катодом часто позволяет получать намного луч
nine результаты, чем первоначально предполагалось. Напри-
мер, лампы МТХ-90, имеющие средние, но удачно сочетающиеся
параметры, позволили получить наивысшую скорость счета —
около 40 000 равномерно распределенных импульсов в 1 сек,
что сравнимо с результатами, полученными па других лампах,
имеющих меньшее время деионизации, Прибор МСК-2 на лам-
пах МТХ 90 (рис. 36 и 37) имеет рабочую частоту 10000 импуль-
сов в секунду.
Кроме того, вследствие малой стоимости ламп с холодным
катодом и большого срока службы становится эффективным
их использование в ряде быстродействующих устройств, где
нужная скорость работы достигается путем параллельного вклю-
чения большого числа элементов или каналов. Например, в
анализаторе I5MA-5O, имеющем среднее разрешающее время
7 мксек, каждый капал ма лампах МТХ-90 позволяет реги-
стрировать до 1500 беспорядочно распределенных импульсов
в 1 сек с потерей счета лишь около 1%, что эквивалентно обыч-
ной счетной схеме, имеющей скорость счета 150000 равномерно
распределенных импульсов в 1 сек. В математических машинах
параллельного действия также достигается значительное уве-
личение скорости счета, хотя число элементов несколько боль-
ше, чем у машин последовательного действия.
70
§ 3. Проверка и эксплуатация ламп
Основные дефекты. Прежде чем начинать изготовление
или разработку аппаратуры на лампах с холодным като-
дом, важно уметь правильно определять качество имеющихся
ламп. Проверка качества ламп с холодным катодом необхо-
дима также при их эксплуатации и при текущем ремонте ра-
ботающих на этих лампах приборов. В большинстве завод-
ских описаний выпущенной аппаратуры способы проверки ламп
МТХ-90 отсутствуют или изложены очень сжато.
Помимо незначительного, очень медленного и, как прави-
ло, равномерного изменения параметров в течение срока служ-
бы (в течение тысяч и десятков тысяч часов) отмечаются три
основных типа нестабильности параметров недоброкачествен-
но изготовленных ламп, обычно легко выявляемых при правиль-
но поставленной их проверке.
Первый тин нестабильности — беспорядочное изменение па-
раметров во время горения и после перерывов в работе —
объясняется как несимметричностью электродов, так и нсрав
номерным покрытием или загрязнением электродов, а так-
же посторонними химически активными примесями в газе.
Плохое удаление посторонних газов перед наполнением нео-
новых ламп, а также позднее выделившиеся посторонние прп
меси в газ&, дают обычно желтоватый цвет свечения вместо
оранжево-красного. Свечение неоновых ламп очень чув-
ствительно к появлению примесей. Так, большая примесь воз-
духа делает свечение голубоватым.
При увеличенном давлении газа разряд в лампе как бы
сжимается. При чрезмерном уменьшении давления газа светя-
щаяся область разряда занимает больший объем, причем раз
ряд иногда возникает не внутри, а с наружной стороны
катода. Последний эффект возникает также прп загряз-
ненном катоде. У недоброкачественных ламп ТХЗВ и ТХ4В
разряд часто возникает между выводами и арматурой, что
ведет к полному отказу в работе. 3ai рязнепные внутри лампы
иногда удастся выявить внешним осмотром по пятнам на
электродах. Характерным признаком, по которому без вклю-
чения можно выявить неработоспособные лампы МТХ-90, слу-
жит налет в виде светлых крупинок на катоде около вывода.
Такой налет появляется прп возникновении трещин баллона
пли стеклянной пожки, часто невидимых при осмотре без лупы.
Перекосы электродов очень мало влияют па напряжение
зажигания в промежутке сотка—катод, но сильно сказываются
на напряжении зажигания в анодной цепи и особенно па вели-
чине тока зажигания, который определяет чувствительность
и работоспособность ламп в большинстве схем. Влияние пере-
77
косов электродов на характеристики и стабильность работы
ламп МЧХ-00 показано на рис. 26. На этом рисунке условно
изображена обычная лампа 1, у которой торец анода, сетка
и край цилиндра катода находятся в одной плоскости с точ-
ностью 0,2 мм и расположены соосно (с эксцентриситетом
не более 0,2 мм).
В лампах с дефектами 2, у которых анод вдвинут вглубь
баллона больше, чем сетка, с течением времени уменьшается
Рис. 26. Основные мсхапнчесЛгие дефекты ламп МТХ-90
ток зажигания, т. е. они могут быть нестабильны. Такой де-
фект легче выявить, когда лампа горит и анод освегцсп разрядом.
При осмотре ламп сбоку и сзади должен быть виден конец
анода. Если конец (торец) анода уходит вглубь катода, то
стеклянный чехол сильно металлизируется при горении лампы
и параметры лампы изменяются.
Лучше всего, если торец анода и сетка расположены в одной
плоскости, т. е сетка загораживает торец анода от прямоли-
нейно летящих металлизирующих частиц распыляющего катода.
Стеклянный чехол вокруг апода должен быть симметрггчным. Ко
со запиленный торец анода приводит к нестабильности тока за-
жигания вследствие того, что пусковой сигнал может вы-
звать разряд между сеткой и катодом с любой стороны песим
метричиого анода (пусковой разряд возникает в одной неболь-
шой точке па поверхности катода и со временем произвольно
перемещается по катоду).
Анод лампы 3 неполностью защищен стеклянным чехлом,
ввиду чего анодное напряжение и ток зажигания чрезмерно
снижаются. В результате такая лампа плохо гасится. Такой
же эффект возникает пюи появлении трещин и сколов на стек-
78
лянпом чехле, а также у лани с металлизированным чехлом
анода.
В лампе 4 анод опущен относительно сетки и катода, что
удлиняет разрядным промежуток; повышает напряжение горе-
ния и делает разряд неустойчивым, вызывая самопроизволь-
ное гашение ламп при пониженном питающем напряжении.
Такие лампы имеют низкую чувствительность и дают малый
выходном сигнал.
В лампе 5 катод опущен относительно сетки, что вызыва-
ет нестабильность тока зажигания, так как при разряде с сет-
ки на нижнюю часть катода требуется во много раз больший
ток для зажигания лампы, чем при столь же вероятном разряде
с сетки этой лампы па верхнюю часть катода. Часть времени
такие лампы пмсют нормальную чувствительность, а часть
времени не срабатывают от пусковых импульсов, особенно при
пониженном напряжении питания.
В лампах 6, 7 и 8 сетка расположена эксцентрично относи-
тельно катода, проволочный вывод сетки выступает за ее пре
делы или цилиндр катода имеет вмятину около места сварки
с выводом. В результате зазор между сеткой и катодом стано-
вится неравномерным: с одной стороны очень большим, а с
противоположной — чрезмерно малым. У таких ламп ток за-
жигания нестабилен, часть времени они бывают склонны к ре-
лаксации в цепи сетки н к самопроизвольному зажиганию по< -
ле гашения.
Эта нестабильность и уменьшение тока зажигания прояв-
ляются не сразу, а иногда спустя несколько дней работы.
Объясняется это тем, что разряд может устанавливаться в
любой точке по окружности катода. Прп перемещении разряда
по катоду, что может произойти спустя значительное время
после проверки, вследствие несимметричности ламп парамет-
ры сильно изменяются, а потом могут опять восстановиться.
Лампы, имеющие дефекты, показанные па рнс. 26, целе-
сообразно отбраковать, что значительно улучшит стабильность
работы-аппаратуры и позволит уменьшить число запасных ламп
и блоков к приборам. Лампы с перекосами электродов нужно
отбраковать при внешнем осмотре, так как при электрической
проверке такие лампы часто не обнаруживаются. Перекошен-
ные электроды прп сильных вибрациях могут замкнуться. Кроме
того, если лампы должны работать не в стационарной а пиара
туре, а при вибрациях, то внутри ламп не должно быть по-
сторонних частиц, способных вызвать замыкание электродов
и перебои в работе ламп.
Лампа 9 имеет цилиндрическую сетку большой длины, ко
торая хорошо экранирует анод от катода, если анод окап
чивается около середины сетки. Такие лампы мало чувстви-
79
тельпы к перекосам сетки, которая, однако, ие должна за-
ходить вглубь за край катода, и может находиться от катода
на расстоянии не более 0,3 мм.
IJa рис. 27 показаны дефекты апода, относящиеся к лампам
с любой формой сетки. Здесь 1— нормальный анод; 2— анод с
косым запилом торца; 3—анод со сколом или трещиной у
Рис. 27. Основные механические дефекты анодов ламп МТХ -90
стеклянного чехла; 4— неравномерный чехол; 5 — тонкий
чехол; 6— металлизированный чехол, не защищенный сеткон
(анод выступает за пределы сетки). Аноды, показанные па
рис. 27, вызывают нестабильность тока зажигания и умень-
шение анодного пробивного напряжения.
При эксплуатации ламп с пеактивированным катодом (ТХЗБ,
ТХ4Б, ТХ5А) нужно контролировать появление нитевидных на-
ростов на электродах и на изоляции, возникающих вследствие
сильного распыления чпстометаллического катода. Эти нарос-
ты через несколько сотен часов работы могут закоротить элек-
троды. У ламп с активированным катодом такою явления пе
наблюдается.
При втором типе нестабильности напряжение зажигания после
продолжительного периода негореиия несколько уменьшается
(обычно на 1—2 с) по сравнению с последующими зажиганиями.
Этот тин нестабильности обычно не опасен у ламп с цезиевым
катодом ввиду незначительности изменения параметров, а
также потому, что после нескольких секунд горения параметры
ламп стабилизируются. У ламп с чпстометаллнческим катодом
вредная активация электродов примесями может снизить надол-
го напряжение зажигания па десятки вольт.
Наиболее легко выявляется при влектрическоп проверке не-
стабильность третьего типа: сильное возрастание напряжения
зажигания, если лампа перед этим продолжительное время не
горела. Затем при горении оно быстро восстанавливается до
нормы, по снова начинает расти после гашения.У отдельных ламп
напряжение зажигания может повыситься в полтора-два раза.
80
Подобная нестабильность наблюдается у сильно загрязненных
ламн. Восстановление параметров до нормы после зажигания
объясняется гр'менным переносом посторонних примесей га-
зовым разрядом.
Такие нестабильные лампы можно обнаружить, если изме-
рение электрических параметров производится после предвари
тельною хранения ламп на складе в течение нескольких дней.
Однако, если при измерениях пропустить первое зажигание, то
последующие измерения могут дать нормальное значение и песта
бильпая лампа может не быть обнаружена. Поэтому для вы-
явления подобных ламп нужно тщательно контролировать напря-
жение их зажигания припервом включении. Во время наладки мно-
голампового прибора это обычно легко осуществить, плавно
повышая напряжение па сетке от нуля до номинала и отмечая
но вольтметру возникновение разряда во всех лампах.
Данный тип нестабильности особенно опасен у ламн ТХЗБ и
ТХ4Б, работающих в тетродпом режиме, так как прп постоян-
ном напряжении смещения повышение напряжения зажигания
между сеткой и катодом вызывает полным отказ в работе.
В триодном режиме, koi да в лампе поддерживается тихий
разряд, напряжение в цепи сетка— катод автоматически меняется
соответственно изменению напряжения зажигания лампы. По-
этому" все тритида нестабильности сеточного напряжения зажи
гаяпяобычно не сказываются па работоспособности ламп МТХ-90,
используемых в триодном режиме.
Нестабильность анодного пробивного напряжения в преде-
лах десятков вольт очень опасна, так как при повышении про-
бивного напряжения чувствительность ламп ухудшается, а
при снижении —лампы могут полностью отказать в работе из-за
постоянного самопроизвольного зажигания ламп по аноду (в лю-
бом режиме).
Загрязнения, имеющиеся внутри лампы, легко переносятся
при горении ламн с одного электрода па другой, в зависимости
от полярности включения лампы. Поэтому загрязненные лампы
легко выявить, меняя полярность включения. Обратной трениров-
кой ламп можно повысить анодное напряжение зажигания ламн
МТХ-90 до нормы [30]. Однако у загрязненных ламп через
10—50 час после включения (при токе 3—5 ма) анодное напря
женис зажигания снова уменьшается ниже нормы, указанной в
технических условиях. '
Небольшая тренировка новрппепным прямым током (5—10ш
при токе 10—20 ма) позволяет легко выявить загрязнении!
лампы. В случае установки таких ламп в аппаратуру последняя
должна тренироваться не менее 100 час для выявления
загрязненных ламп. Срок тренировки должен быть тем больше,
чем меньше анодный ток ламп.
6 Л . H. Кораблев
81
Прп смене ламп и лужении выводов недопустимо пользо
ваться кислотой, которая может вызвать ухудшение изоляции
электродов и вследствие этого -дополнительную нестабиль-
ность при работе ламп в аппаратуре. Сопротивление изоля
цпи должно быть пе менее 1000 Мом.
Выявлять нестабильности всех типов гораздо легче у низко-
вольтных ламп с цезиевым катодом, чем у ламп с чпстометал
лическим пеактиппроваппым катодом. Цезиевый катод обеспс
чнвает самые низкие напряжения, и посторонние примеси лишь
ухудшают качество лампы, поэтому отбраковка ламп с повы-
шенным напряжением зажигания промежутка сетка—катод дает
возможность сразу выявить большинство загрязненных ламп
Последующая небольшая тренировка выявляет лампы, неста-
бильные но аноду, если их подвергают обратной тренировке
перед выпуском.
Лампы с чистометаллическим катодом имеют значительно
повышенные напряжения по сравнению с активированными
лампами, поэтому загрязнения катода могут пе только увели-
чить значения параметров, но и уменьшить пх за счет активации
катода посторонними примесями Лампы с чнстометаллическим
катодом нужно отбраковывать по двум значениям основных
параметров, что трудно сделать, так как напряжение зажигания
промежутка 1етка—катод в технических условиях пе приводится
ине проверяется, а первое же зажигание лампы прп проверке
других параметров дает тренировку лампе и этим затрудняет
выявление нестабильных ламп, отказывающих в работе пли
дающих сбои после перерывов в работе.
Проверка ламп. Па рис. 28 показан ряд схем для измерения
некоторых основных параметров ламп. Схемы 3 и 4 требуют
плавного изменения напряжения вручную и отсчета его по
вольтметру при измерении параметров каждой лампы пооче-
редно, причем для гашения ламп после зажигания необходимо
каждый раз уменьшать питающее напряжение ниже напря-
жения горения.
В схемах 1, 2, 5 гашеппе ламп происходит автоматически,
за счет релаксационного разряда конденсатора Сг, после чего он
снова заряжается через сопротивление II до величины напря-
жения зажигания или питающего напряжения, если последнее
меньше nai ряжения зажигания лампы Эти схемы при установ-
ке питающего напряжения соответственно норме, оговоренной
в технических условиях, позволяют быстро рассортировать
годные и негодные лампы без изменения питающего напря-
жения.
В схеме 1 лампы сортируются по напряжению зажигания,
а в схеме 2—по току зажигания, который определяется по закону
82
Ома соответственно падению напряжения на эталонном сопротив-
лении 7?О=9,1 Мом Конденсатор Со служит для выявления
ламп, склонных к релаксационным колебаниям в промежутке
сетка—катод.
80-836
---------------- -
\0J51
Рис. 28. Схемы для измерения основных параметров ламп КТХ-ГО
В схемах 3 и 5 напряжение на сетку подается через делитель.
Поэтому при подаче па схему оговоренного в технических
условиях напряжения 87в напряжение па сетке уменьшено
до 83 в. Прп Ьтом напряжении между сеткой и катодом исправ-
ные лампы должны зажигаться.
Следует иметь в виду, что статический ток зажигания не
равен току зажигания при работе от импульсов. При стати-
ческих измерениях начальный разряд распределен равно-
мерно но всему катоду, если последний был тренирован,
и перекосы сетки при этом компенсируются. При работе же
пусковой импульс тока возникает лишь в одной точке катода.
В схеме 3 определяется анодно-сеточное напряжение
зажигания, т. е. чувствительность ламп при наименьшем пита-
ющем напряжении. В этой схеме лампы МТХ-90 по техничес-
ким условиям должны зажигаться при сопротивлении в цени
сетки 0,5 Мом и при питающем напряжении 87в не только по
сетке, по и по аноду. Большинство ламп в этой схеме при
анодном напряжении 87в имеют ток зажигания от 20 до 60 мка.
Эта же схема позволяет определять по закону Ома напря-
жение горения, исходя из определенной величины анодной
нагрузки и тока, показываемого миллиамперметром. Нормаль-
но активированный катод должен обесшсчить ток "не менее;.
ТО зса'При питающем напряженih\83je, т >.•напряжение горе-
ния исправной лампы должно быть не более (63 & прп токе
Лампы, имеющие большее напряжение горения и даю-
щие меньший ток, обычно быстро выхолят из строя. । f И
В схеме 4 по техническом условиям лампа МТХ-90 не дол-
жна зажигаться при импульсном включения анодного напря-
жения 150 в тумблером 7’а как при включенном, так и при отклю-
ченном конденсаторе Сс- Таким образом, в схеме 4 напряжение
зажигания между анодом и сеткой в момент включения дол
жпо быть не менее 150 в. Перед этпм измерением лампа зажи-
гается путем повышения напряжения так, чтобы через лампу
прошел импульс тока 50—100 ма.
На основе схем рис. 28 и им подобных нетрудно собрать
тестер для проверки ламп. При конструировании тестеров
необходимо обеспечить хорошую изоляцию всех соединений
н малую емкость монтажа, сильно влияющую на результаты
ряда измерений. При измерениях параметров для уменьшения
наводок с рук оператора, искажающих результаты, необходимо
электрически соединять тело оператора с одним из полюсов
источника питания.
Значительно* увеличение выпуска универсальных ламп
М ГХ-90 привело к ухудшению тренировки и проверки ламп
перед выпуском. В последние годы лампы МТХ-90 не тренирова-
лись но катоду, в то время как массовые стабилитроны с акти
вироваппым катодом тренируются 20—40 час током 50 —100 ма,
а стабилитроны СГ4С с чисто металл ячеек им катодом —
72 час. Лампы ТХ2, ТХЗБ, ТХ4Б и др. тренируются также
20—40 час.
Полная проверка качества ламп должна, вообще говоря,
производиться по вес м пунктам технических условии, в том
числе па долговечность. Ускоренная проверка качества катода
состоит в пропускании через лампу 1000 импульсов тока
с амплитудой 30—35 ма и длительностью по 5 сек горения
и 20 сек покоя. Эта проверка продолжается около 7 час, после
чего хорошие лампы должны сохранять свои параметры в пре-
делах норм, в частности, пробивное анодное напряжение дол-
жно быть не меню 140 150 с. Напряжение горения не должно
nj евосходить первоначальной нормы. Однако в большинстве
случаев при серийном выпуске и эксплуатации аппаратуры
достаточно ограничиться уменьшенной программой испыта-
ний, описанной ниже.
Упрощенная проверка ламп МТХ 90. Перед установкой в
прибор следует обязательно проверить лампы МТХ-90 по дей-
ствующим техническим условиям и рассортировать лампы
по току зажигания.
Во-первых, путем внешнего осмотра ламп проверяется от-
сутствие перекосов электродов, вмятин на катоде около места
сварки с выводом и выступов проволочного вывода за пределы
сетки Сетка не должна быть утоплена вглубь катода более,
чем на 0 2—0 3 мм.
«4
Отношение наибольшего и наименьшего зазоров между сеткой
и катодом должно быть не более 2. Лампы с большими по] еко-
сами электродов следует считать браком, так как они имеют ма-
лый ток зажигания (меньше 10мка) и нестабильны в работе
Перекосы электродов при электрической проверке, как пра
вило, не выявляются ввиду ее кратковременности.
Во-вторых, лампы проверяются по напряжению зажигания
сетка—катод, которое не должно превышать 83 в при установ-
ке ламп в схему / и 87 в в схему 3 (рис. 28).
причем в последнем случае разряд должен возникать не
только с сетки, но п с анода, иначе лампа окажется недостаток
но чувствительной. В большинстве приборов для ламп допус
кается разброс и изменение напряжения зажигания сетка-
катод в больших пределах (от 65 до 83 в), поэтому, кроме выяв-
ления брака на заводе-поставщике, другой проверки но данному
параметру не требуется. Иногда допускается применение в
последних каскадах приборов неполноценных ламп с повышен-
ным до 90 в напряжением зажигания сетка—катод t/c_K.
В-третьих, тренированные лампы сортируются по величине
тока зажигания. П] и этом через эталонное сопротивление на
сетку подается анодное напряжение. Меняя анодное напряже-
ние, можно менять начальный ток. Лампы, предварительно
проверенные по напряжению зажигания сетка—катод, сортиру-
ются по току зажигания па две группы: не зажигающиеся по
аноду при напряжении 145—150 в (1 сорт) и пе зажигающиеся
по аноду при напряжении 140—145 в (2 сорт) при определенном
эталонном сопротивлении не менее 9,1 Мом. Лампы, зажигаю-
щиеся при этом сопротивлении от анодных напряжений ниже
130—135 в, имеют чрезмерно малый ток зажигания и не будут
исправно работать в большинстве каскадов (несмотря па приме-
нение больших сопротивлений 470 Мом, уменьшающих началь-
ный ток) при питающем напряжении 140^—150 в.
Лампы с током зажигания более 10.или прп t7a==150 в хоро
шо работают во всех каскадах и являются паилучшими.Допус-
тимая величина анодпого напряжения (т. е. тока зажигания)
указывается в схемах приборов. Перед проверкой ламп по
току зажигания необходимо убедиться, что лампы не подвер-
гались обратной тренировке. В противном случае лампы пред-
варительно следует тренировать прямым током или повторно
проверять работу аппаратуры через первые 100—200 час работы.
В сомнительных случаях желательно лампы дополнительно
проверить по времени деионизации, которое ге должно для пер-
вых каскадов на МТХ-90 превышать 700 мксек при £7а=150 в:
Лампы, пе удовлетворяющие перечисленным требованиям
не обеспечивают в аппаратуре достаточно большой (30—50 в)
диапазон изменений питающих напряжении и, следовательно,
не обеспечивают надежность в работе и достаточно большую
скорость счета. Диапазон изменении питающего напряжения
определяет маскимальиую скорость счета, так как при большой
скорости счета напряжение па лампах изменяется вследствие
иедозарядкп цепей НС.
Желательно в ответственную аппаратуру устанавливать
модернизированные лампы МТХ-90 с цилиндрической сеткой.
Эти лампы имеют ток зажигания заведомо более Юлека и мень-
шее время деионизации (от 100 до 500 мксек). Перекосы эле-
ктродов этих ламп практически не сказываются на работе
Способности, поэтому отбора и сортировки ламп не требуется.
Лампы с цилиндрической сеткой обеспечивают увеличение ра
бочего диапазона питающих напряжений (от 105 до 180—
200в) и следовательно, повышение надежности работы и ско-
рости счета.
Проверка ламп проста и занимает немного времени. Один
контролер обеспечивает проверку нескольких десятков тысяч
ламп MIX 90 в месяц Количество забракованных ламп МТХ-90
при дополнительной проверке обычно невелико, так же как
и производственный брак при их изготовлении (около 10—
15%, т. е. много меньше, чем у полупроводниковых триодов).
Разброс и нестабильность основных параметров ламн МТХ-90,
как правило, не превышает +10%, что намного меньше раз-
броса основных параметров электронных ламп и полупровод-
никовых триодов.
Тем не менее должна обязательно проводиться дополни
тельная проверка ламп перед их использованием, так как даже
небольшое количество неполноценных ламп выводит из строя
многоламповую аппаратуру. Возможность простого визуаль-
ного контро ля качества ламп с холодным катодом является
их большим эксплуатационным преимуществом перед элек-
тронными лампами и полупроводниками. Для полной реа-
лизации этого преимущества необходимо обеспечить возмож-
ность осмотра в аппаратуре разряда и его местоположения
относительно рабочей части электродов как с наружной сто-
роны аппаратуры без ее разборки, так и с противоположной,
монтажной стороны С этой точки зрения лампы МГХ-90 зна
чительпо удобнее остальных серийных ламп.
Проверка ламп в аппаратуре. Лампы, вмонтированные в
аппаратуру, обычно можно легко проверить как по напряжению
зажигания промежутка сетка—катод, так и по току зажигания.
Для проверки ламп ио напряжению зажигания сетка—катод
напряжение, питающее вес сеточные цепи, уменьшается до
83 в. При этом исправные лампы должны светиться. Ток
зажигания обычно проверяется повышением питающего анод-
ного напряжения на всех лампах до 140—150 в. Хорошие
ЯС
лэмпы при этом нс должны сраоатывать. Запас падежноеи
проверяется изменением питающего лампы рабочего напряже-
ния на 30—50 в. Такая проверка является основной для каж
дого тина аппаратуры. Исправные приборы на лампах МТХ-90
должны допускать, как правило, изменение питаю.него напря-
жения на лампах от 87—100 в до 140—150 й.
Наиболее часто встречаюащйся неисправностью является
преждевременное срабатывание ламп МТХ-90, нм» ющпх новы
шейную чувствительность (слишком малый ток зажигания).
Такне лампы можно выявить, плавно повышая питающее лампы
напряжение от 0—80 е до 140—150 в при выключенном источ-
нике сигналов. Хорошие лампы при этом пе должны зажигать
ся. Если же какая-либо лампа зажигается без пусковых
импульсов, то в дальнейшем при таком повышении напряже-
ния опа не будет гаснуть и, следовательно, блок будет рабо-
тать неправильно (триггеры будут удваивать счет).
Опыт эксплуатации показывает, что часто заменяется не та
лампа, которая неисправна, а соседняя. В результате число
замененных ламп неоправданно возрастает. Для выявления
действительно неисправных ламп в аппаратуре нужно обращать
внимание па ряд специфических признаков неисправности,
описанных ниже.
Лампы с чрезмерно уменьшенным током зажигания выявлг
ются при эксплуатации по тому признаку, что при работе
триггера они не гаснут, в то время как исправная парная лампа
триггера срабатывает на небольшое время, давая короткую
вспышку Таким образом, замене подлежит не та лампа, кото-
рая слабо вспыхивает на несколько миллисекунд от пускового
импульса, а лампа, которая горит и не гаснет при коротком
срабатывании парной лампы. Малая длительность срабатыва-
ния исправной лампы объясняется тем, что лампа с малым
током зажигания по окончании гасящего ее импульса, пода
ваемого с анода парной лампы, самопроизвольно вспыхивает
снова и при этом гасит исправную парную лампу. Данный
эффект обычно наблюдается при повышенном напряжении.
Особенно тщательно нужно проверять лампы первых каска-
дов прибора. В эти каскады следует устанавливать лампы без
перекосов и с анодным напряжением не ниже 150 в при сеточ
iio*i напряжении зажигания не более 83 в.
При снижении напряжения до 100—105 в чувствитель
ность ламп снижается, и неисправность следует искать не в
том каскаде, где лампа горит, а в том, где лампа не срабаты
вает совсем (пли в предыдущем каскаде, выдающем пусковой
импульс недостаточной амплитуды).
Если при уменьшении питающего лампы напряжения на-
блюдаются какие-либо сбои в работе, то в первую очередь
S7
нужно проверить исправность сеточных цепей ламп, для че
го напряжение питания ламп уменьшается до 83—90 в. При
таком напряжении все лампы МТХ-90 должны слабо све
титься. Если какая либо лампа не светится, то, временно
замкнув сетку с ее анодом, можпо исключить высокоомное
сеточное сопротивление и проверить исправность самой лампы,
хорошая лампа дожна вспыхнуть прп напряжении 80—83 а.
Затем электронным прибором (например, тина Л4М2) прове
ряе.тея целость сеточного (22—47 Мом) и катодного (8,2—
18 ком) сопротивлений и отсутствие утечки сеточного конденсато-
ра. Данная операция позволяет выявить причины малой чувстви-
тельности каскадов.
Амплитуда импульса на выходе предыдущих каскадов опреде-
ляется величиной анодного напряжения на анодном конденса-
торе. Если этот конденсатор пробит пли имеет большую утеч-
ку, то напряжение на аноде соответствующей лампы умень-
шается, что ухудшает чувствительность этой лампы и
уменьшается импульс, подаваемый на следующий каскад.
В некоторых сложных приборах могут дополнительно воз-
никнуть отказы при плохих полупроводниковых диодах. Обыч-
но наиболее важна величина обратного сопротивления диодов
Для этих приборов нужно отобрать диоды, имеющие обратное
сопротивление пе менее 0,8—1,0 Мом прп напряжении 20—40 в
(измерять можно прибором АВО-5). Отсортированные диоды
с малым сопротивлением могут быть использованы в другой
аппаратуре (например, в высокочастотной).
Прп обрыве или перемене полярности одного из диодов
входной цепи кольцевых схем соответствующая лампа прежде
временно срабатывает от каждого второго импульса. При низ
ком обратном сопротивлении одного из диодов чувствитель
пость следующей лампы ухудшается, а предыдущая лампа
плохо гасится при повышенном напряжении.
Исправность и величину высокоомных сеточпых сопротив-
лений можно оцепить сравнением яркости свечения начального
тихого разряда у разных ламп. При увеличенных сопротивле-
ниях понижена яркость начального разряда и снижается ско-
рость счета.
Надежность работы аппаратуры сильно зависит от конструк-
ции и качества монтажа изделия. Малые токи в цепи управля-
ющих электродов и применение для стабилизации работы ламп
высокимегомных сопротивлений при обычном монтаже схем
часто приводит к отказам в работе схем из-за утечек. Утечки
часто возникают после пайки с кислотой. Для обеспечения
хорошей изоляции устройства применяется покрытие сплошной
пленкой изоляционного лака или заливка смолами (например,
эпоксидными).
88
Патроны или панельки для ламп должны иметь изоляцию
между гнездами и выводами не хуже 1000 Мом. Для обое пече-
ния нужной изоляции, особенно в условиях повышенной влаж
пости, применяется специальный мсптаж, описанный в работе
[30]. Подобный монтаж прост и компактен. При этом все дета-
ли, подключаемые к сеткам, мопиц уются без опорных точек,
чтобы устранить утечки. Противоположные концы деталей
крепятся на общей панели (см. рис. 8 и 38).
Как правило, лампы с холодным катодом наглухо запаива-
ются в устройства. Для предотвращения утечек ио баллону ламп
при залудке их выводов применяется легко растворяющаяся
кислота (например, лимонная) и затем лампы тщательно
промываются.
При изготовлении аппаратуры целесообразно использовать
малогабаритные сопротивления КИМ, КММ, КОП, КОМ, У.ЛМ
и МЛТ. Сопротивления КИМ и КММ изготовляются с номина-
лами до 100 Мом, а сопротивления КОМ до 47 Мом. Сопро-
тивления КОИ, КОМ, КММ и КИМ хорошо изолированы
снаружи и допускают плотны!! монтаж. Размеры и другие пара-
метры этих деталей указаны в табл. XII (стр. 175).
Для триггерных и счетных схем, у которых желательно
добиться возможно большей скорости счета, иногда бывает
целесообразно провести проверку пли сортировку ламп по вре-
мени деионизации. После сортировки лампы с малым време-
нем деионизации устанавливаются в первые каскады устройств,
в которых скорость счета наибольшая. При этом нужно помнить,
что скорость счета определяется пе столько временем деиони
зации ламп, сколько постоянной времени перезарядки конден-
саторов в схеме, т. е. произведением RС в гасящей цепи. Для
того чтобы схема работала безотказно, длительность гасящего
импульса и время восстановления напряжения в схеме должны
быть заведомо больше времени деионизации ламп при наиболь-
шем анодном напряжении. Уменьшение времени деионизации
ламп позволяет уменьшить постоянные времени цепей RC
и тем повысить скорость счета.
Поскольку определение абсолютного времени деиониза-
ции затруднительно, мы предложили |301 производить отбор
и сортировку ламп косвенным путем, возможным ввиду того,
что время деионизации ламп резко увеличивается с ростом
питающего напряжения (см. рис. 22 и 24). Поэтому, если
постоянную времени восстановления напряжения па лампе
выбрать значительно меньше среднего времени деионизация
ламп, то схема сможет нормально работать лишь при низких
анодных напряжениях. Если в такой схеме плавно увеличивать
напряжение, то начнет увеличиваться время деионизации ламп
и при каком-то значении анодного напряжения превысит
89
длительность гасящего импульса (постоянную времени гасящей
цени), вследствие чего схема перестанет работать (проверяемая
лампа перестанет гаснуть).
Чем болыпе напряжение,’'при котором данная лампа еще
работает, тем меньше, следовательпо, ее время деионизации.
По этому признаку, руководствуясь показаниями вольтметра
Рис. 29. Схема определения времени деовизацип в рабочем режиме путем
определения критического значения постоянной времени НС анодной
цеш лампы
(рис. 20), легко отобрать лампы, имеющие как наименьшее,
так и наибольшее время деионизации. Отбор целесообразно
производить в рабочей схеме (см. рис. 10 на стр. 20) после
тренировки ламп, несколько ухудшив режим работы ламп
(уменьшив гасящие емкости и увеличив начальный ток).
По стабильности во времени критического напряжения для
данной лампы легко судить о стабильности времени деиониза-
ции. Многочисленные характеристики деионизации трудно ис-
пользовать для практических целей вследствие сложной взаимо-
зависимости большого числа кривых (рис. 22—24). Положение
усложняется тем, что в реальной схеме прп изменении питающе-
го напряжения меняется также анодный ток и амплитуда гася-
щих импульсов. Кроме того, в реальных схемах гасящий
импульс имеет форму, далекую от прямоугольной.
Поскольку в большинстве реальных схем гашение ламп
производится импульсами экспоненциальной формы, целе-
сообразно измерять время депопизацин в рабочей схеме триг-
гера путем изменения длительности экспоненциал moi о импульса.
На рис. 29 показана схема, в которой предусмотрено умень-
шение длительности импульса путем уменьшения емкости гася-
90
щего конденсатора до тех пор,пока триггерная схема не нереста
нет нормально работать при данном анодном напряжении
При этом постоянная времени будет определять время деиони-
зации той лампы, которая перестала гаснуть. На вход триг
гора схемы рис. 29 подаются пусковые импульсы такой низкой
частоты (1—3 гг/), чтобы очередность и правильность работы
триггера могла определяться визуально без осциллографа.
Аналогичными приемами, пользуясь потенциометром и
вольтметром, можно проверять, и, если это окажется нужным
сортировать лампы после тренировки по нужному пара-
метру, например по току зажигания и для других схем.
Подобную проверку желательно проводить прп разработке
повой аппаратуры, чтобы убедиться, что в данной схеме лам-
пы разного качества работают достаточно стабильно, не требу-
ют предварительной сортировки и имеют достаточный запас на-
дежности. Разумеется, сортировку ламп имеет смысл проводить
только в том случае, если проверяемый параметр достаточно
стабилен во времени, что испытывается дополнительно.
Тренировка ламп. Следует пметь в виду, что некоторое
типы ламп перед выпуском тренируются в течение очень пеболь
того времени. Например, лампы МТХ-90 тренируются неболь-
шим током лишь около 20—30 мин. Качество таких ламп моАг
но значительно улучшить, включив их па несколько часов
или десяткой часов па тренировку при максимально допустимом
токе. Процесс тренировки катода можно контролировать по
вольтметру, включенному параллельно лампе. Тренировку
можно прекращать вскоре после того, как напряжение горения
достигнет наименьшего значения, характерного для данного
типа ламп.
Ток, который лампа данного типа может выдержать без
преждевременного выхода из строя, легко определить визуаль
но. Если ток через лампу увеличивать, то свечение, занима-
емое разрядом па поверхности катода, увеличивается пропор
цнонально' величине тока до тех пор, пока весь катод не покро
ется свечением. При дальнейшем увеличении тока напряжение
горения па лампе возрастает, что вызывает резкое сокращение
ее срока службы. Ток, вызывающий заметное увеличение напря
женин горения, можно определить также ио волы амперной
характеристике. В процессе тренировки в составе газа, на по-
верхности электродов происходят существенные изменения,
еще мало изученные, ио сильно влияющие па работосповоб-
ность газоразрядных приборов. Например, в декатронах с
чпстометаллпческпм катодом после тренировки появляются водо-
род и углекислый газ, которые затем медленно поглощаются за
несколько сотен часов работы.
91
Ila рис. 30 приведены данные об изменении основных
параметров пстрепир >ваиных ламп МТХ-90. Измерены: измене-
ние напряжения зажигания промежутка сетка—катод, напряже-
ние зажигания промежутка анод катод, напряжение горения
анод катод и ток зажигания. Лампы иснытывалисьприанодном
токе 3,5 ма, что примерно в десять раз больше среднего тока
Риг. 30. Ход изменения параметров нетренированных ламп МТХ-90
с плоской сеткой в первые часы после включения при токе 3,5 ма
Изменения тока зажигания i, лапы для трех величии анодных токов
григгерпых схем Перед испытанием лампы прошли небольшую
заводскую тренировку (около 20—30 мин при токе около
8 ма).
Данные рис. 30 показывают, что в первые 10—50 час
параметры таких ламп МТХ-90 значительно меняются, но затем
стабилизируются. Эти данные совпадают с опытом эксплуатации
ламп.
Как видно по данным рис. 30, у ламп МТХ-90 с плоской
сеткой в первоначальный период особенно сильно уменьшается
92
анодное напряжение. Аналогично анодному пробивному наир
женню изменяется ток зажигания и время деионизации. Этот
недостаток особенно ярко выражен у тех экземпляров ламп,
у которых анод вдвинут далеко вглубь катода, за сетку, так
что сетка не экранирует анод от катода. У модернизирован-
ных ламп МТХ-90 с цилиндрической сеткой анодное пробивное
напряжение меняется незначительно, и ток зажигания болео
стабилен — имеет разброс в основном от 10 до 20 .илт: при анодном
напряжении 150 в (см. табл. I, стр. 160).
Изменений параметров недостаточно тренированных ламп
в течение первых нескольких десятков часов после включения
является основной причиной отказов в работе аппаратуры.
Через насколько десятков часов горения параметры педотре-
нированпых ламп стабилизируются, по при этом часто требуется
замена 10—15% ламп, параметры которых изменились наибо-
лее сильно. После замены таких ламп, которые можно быстро
выявить путем измерения рабочего диапазона (рис. 20
21 и 30), аппаратура в дальнейшем работает стабильно, что
нодверждается опытом эксплуатации, а также характером крп- '
вых (рис. 30). Увеличение времени тренировки ламп перед их
выпуском и установление норм на разброс параметров зпа
чительно облегчает эскплуатацию ламн. /
Время, необходимое для тренировки, уменьшается с увелп
ченпем тока, проходящего через лампу. В частности, при токе
3—4 ма параметры ламп МТХ-90 стабилизируются через 100—
200 час, при токе 7—10 ма — через 30—50 час. Еще быстрее
проходит тренировка током 35—100 ма, при котором лампы
должны периодически выключаться во избежание перегрева,
который приводит к выделению посторонних примесей из недо-
статочно очищенных поверхностей. При тренировке большим
током параметры ламн могут сначала резко ухудшиться, по
при дальнейшей тренировке восстановиться вследствие разру .
шения и поглощения выделившихся примесей. Поэтому перед
принятыми для ламп МТХ-90 ускоренными испытаниями
лампы должны проходить тренировку в течение 100—200 та
ких циклов.
При ручном изготовлении большинство параметров выпус-
каемых ламп с холодным катодом после небольшой тренировки
имеет разброс и стабильность + .5ч-10%, что аиологпчпо
данным о стабильности нспроволочпых сопротивлений, приве-
денным в табл. XI При использовании накопленного опыта
сверхвысокой очистки полупроводниковых материалов и при
улучшении технологии изготовления, активации, тренировки
и проверки ламп в ряде случаев стабильность основных парамет-
ров современных ламп с холодным катодом достигает, как упо-
миналось ранее, порядка 0,1—1%.
93
1
§ 4. Срок службы и надежность ламп
с холодным катодом
Вопрос о надежности является решающим при определе-
ния целесообразности применения ламп с холодным катодом.
Однако по атому важному вопросу еще пет единой точки зрения.
Дело в том, что срок службы ламп с холодным катодом и экс-
плуатационная надежность построенной па них аппаратуры оп-
ределяется значительным количеством факторов. Заводы-изгото-
вители в настоящее время пе дают официальных данных об
истинном сроке службы (до полного износа) и надежности
ламп с холодным катодом в зависимости от пх режима. Режим
работы сильно сказывается па сроке службы. Надежность
работы зависит, кроме срока службы ламп, от многих особен-
ностей каждой схемы, а также от конструкции и монтажа
аппаратуры.
Необходимым условием для обеспечения надежности работы
аппаратуры является предварительная проверка ламп, опи-
санная в предыдущем параграфе, а также периодический
контроль за пх работой.
Практика показывает, что 1—5% выпускаемых до послед-
него времени ламп оказываются негодными после запайки в
схему из-за появления трещин около выводов и натекания
воздуха, а также ввиду несоответствия параметров ламп технп
ческим условиям. Кроме того, 1—5% нетренированных ламп
(в зависимости от типа схемы) в первые 50—100 час работы
несколько ухудшают свои параметры (рис. 30), что может вызы-
вать сокращение рабочего диапазона питающего напряжения.
Этот эффект, как правило, проявляется лишь в отдельных
каскадах, где лампы поставлены в более критичный режим
(например, завышен начальный ток пли занижены 'постоянные
времени схемы). После тренировки в течение 50—100 час
аппаратура работает наделено длительное время. Так, в пе
punt Международного геофизического го;а круглосуточно и
непрерывно эксплуатировались (с 1957 г.) кубические теле
скопы КТ, составленные из приборов ПК-1000, РСК-1Г и
ПК-6, содержащие примерно по 600 ламп МТХ-90 (старого ти
па) в каждой установке. После тщательной наладки установки
за первые 10 000 час непрерывной работы по разным при
чипам (значительная часть которых могла бы быть ус
траиена — например, пеудачпая схема сброса в исходное
состояние), потребовалось заменить лишь около 50
ламп из 600, что составляет менее 10%. Таким образом,
надежность ламп МТХ-90 составляла более 99% за период
службы 1000 час, а средний срок их службы в подобных схемах
ориентировочно составляет 100 000 час.
94
Приведенные данные получены па основе эксплуатации
кубическоготелескопа КТ, фиксирующего эффект, составляющий
около 1% от измеряемой величины. Для исключения случайнос-
ти в результатах измерений применялись две параллельные
установки по 5 сходных каналов в каждой. Таким образом,
даже редкие сбои в работе обнаруживались по расхождению.
Рис. 31. Зависимость срока службы ламп ^активированным катодом (ГХ1
от протекающего через них тока (Т = ^з) и данные о сроке службы
ламп МТХ-90, ТХЗБ, ТХ4Б и ТХ5А
более чем на 1% результатов измерений сводного капала
по сравнению с девятью другими; эти результаты непрерывно
автоматически регистрировались через каждые 15 мин.
Анал< I ичные данные по надежности и сроку службы
ламп МТХ-90 получены на основе опыта длительной эксплу-
атации годоскопа ГК-7 в лаборатории А. И. Алиханяна.
Данные об истинном сроке службы (до полного износа)
пока мало систематизированы, поскольку измерение всех основ
ных параметров у большого числа ламп в течение десятков
тысяч часов представляет трудоемкую задачу.
На рис. 31 представлены для ориентировки имеющиеся
данные для разного типа ламп. Кривая показывает завися
мость срока службы от непрерывно протекающего катодного
тока для лампы 313С (аналог ТХ1). Эта кривая примерно
соответствует гарантийному сроку службы для ламп ТХ1
прн оке 30 ма (100 час). Экстраполяция кривой (пунктир)
показывает, что при токе в несколько миллиампер эта лампа
имеет срок службы порядка 100 000 час.
Вертикальными отрезками на рнс. 31 указаны результаты
предварительных измерений срока службы для партии ламп
AIIX-9O среднею качества. Эти данные указывают, что ход
95
зависимости срока службы ламп MIX 90 примерно такой же
как у .памп 313С (ТХ1).
Зависимость срока службы Т ламп с активированным холод-
ным катодом, показанную на рис. 31, приближенно можно
, .. к
выразить формулой 1 ~ п, где i — катодный ток, п—по
казатель степени, равный 2,5—3 для ламп различных типов,
К — постоянный коэффициент.
Эта зависимость позволяет производить ускоренные испы-
тания ламп на долговечность и предсказывать долговечность
ламп па десятки тысяч часов вперед путем замера их сроков
службы при больших токах, при которых измерения в не-
скольких разных режимах пе занимают много времени. Напри-
мер, еслпустановлено, что срок службы ламп данного типа обрат-
но пропорционален протекающему через лампу катодному то
ку в третьей степени, то испытания лампы в течение часа
при токе 30—40 ма позволяют предсказать срок службы ламп
в 1000 час при токе в десять раз меньшем. Прп токе 0,3—0,4 ма,
характерном для многих счетных схем, срок службы такой
лампы превысит 100 000 час, т. е. будет практически неограни-
чен, если учесть, что десятилетняя эксплуатация ламп ио 8 час
составляет лишь 25 000 час.
Лампы ТХЗБ и ТХ4Ьс чистометаллпческим катодом имеют
значительно меныний срок службы при сопоставимых токах,
чем лампа МТХ-90. Для 90% ламп ТХ4Б гарантируется срок
службы 1000 час при среднем токе 3,5 ма, а для ламп ТХЗБ —
1000 час прп среднем токе 2,5 ма. При этом нужно иметь в виду,
что по техническим условиям эти лампы испытываются в схеме
григгера, т. е. они горят лишь половину гарантируемого срока
службы при удвоенном токе (500 час при токе 5—7 ма). Фак-
тически для ламп ТХ4Б при среднем токе 3,5 ма н частоте сра-
батывания 50—100 гц зафиксированы выходы из строя после
1400 час работы (700 час горения).
При малых токах долговечность ламп ТХЗБ и ТХ4Б зна-
чптель ю увеличивается, одпако нужно иметь в виду, что
при малых средних токах в реальных импульсных схемах
через лампу обычпо проходят большие импульсы тока в момент
срабатывания за счет разряда рабочих и паразитных емкостей.
Как видно по данным рис. 31, большие токи резко сокращают
долговечность ламп, что может выявиться при большой частоте*
срабатывания ламп. В этом отношении лампа МТХ-90 наиболее
долговечна по сравнению с другими малогабаритными лампа-
ми, так как опа легко выдерживает значительные токи в теч>
пне длительного суммарного времени.
Эксплуатация газоразрядных ламп сверхвысокою давления
при импульсных токах порядка 100 ха также показывает,что
96
деактивированные электроды разру шаютс.я значительно быстрее
активированных. Скорость разрушении возрастает при увели-
чении давления газа. Особенно сильно разрушается катод, когда
имеющиеся в схеме конденсаторы разряжаются через лампу. IIри
отсутствии ограничительных сопротивлений импульс тока через
лампу втаком режиме может достигать сотен ампер, и разряд
конденсатора через .лампу может иметь колебательный харак-
тер. При этом разрушаются и катод, и анод.
При апериодическом разряде конденсатора 1—6 мф> через
лампу и небольшое сопротивление порядка 1 ом скорость раз-
рушения катода пропорциональна емкости и анодному напряже-
нию [74]. При этом скорость распыления чнсгометал.тпческого
катода примерно в 40 раз больше, чем у активированного.
Распыленно активированных катодов изменяется во времени
В частности, в пеоне первые несколько часов работы при
токах порядка десятков и сотен ампер распыление практически
отсутствует.
Лампы МТХ 90 выдерживают импульсные токи до 50 «.
Прп длительности импульсов около 10 мксек лампа МТХ 90
может пропустить значительное число импульсов тока с ампли-
тудой 500—1000 а. Однако срок службы в различных импульс
ных режимах, а также при переменном токе всесторонне пока
не исследовался.
В ряде устройств, например в следящих системах пере-
менного тока, лампы с холодным катодом используются с пере-
менной полярностью электродов. На переменном токе могут
работать лишь высокостабильные лампы, поскольку прп
перемене полярности напряжения на электродах может ирон
зоптп отравление электродов примесями, которые могут нахо-
диться в недостаточно очищенных материалах. Как известно,
для стабилизации амплитуды переменного тока удается исполь-
зовать далеко пе все стабилитроны, независимо от рода катода.
На переменном токе для неоновых ламп СН2 с активированным
катодом гарантируется при токе 30 ма срок службы 1000 час.
Для ламп СН2 с чнстометаллпческим катодом — такой же срок
при токе 20 ма.
В работе [74] описаны случаи образования в лампах с чисто
металлическими катодамиприпмнульснойработе наростов в виде
нитей, закорачивающих электроды. Разрушение катода—ламп
ТХЗБ и ТХ4Б при импульсной работе легко наблюдать визу-
ально,разбпвлампы,отработавшие свой срок службы и осмотрев
через лупу рабочую часть катода, имеющую очень малую
поверхность по сравнению с катодами других ламп.
В отличие от импульсных режимов, в которых через лампу
ооычпо разряжается конденсатор и ток проходит через лампу
лпшь в течение нескольких микросекунд, периодическое про-
7 Л. И. КораСлеп
к
97
хождение импульсов тока 0,01—1 а в течение нескольких секунд
или долей секунды можно назвать релейным режимом. В таком
режиме срок службы ориентировочно можно определить по
данным рис. 31, зная число срабатываний лампы. Паузы между
срабатываниями лампы не вызываютсокращепия срока службы.
Наоборот, увеличение пауз снижает средний нагрев лампы по
сравнению с непрерывным прохождением тока и ввиду этого
срок суммарного времени горения значительно увеличивается
по сравнению с данными рис. 31.
По данным рис. 31 можно определить, например, что при
работе па электромагнитное реле с самоблокировкой, требую-
щее для срабатывания ток 30 ма в течение 0,1 сек, лампа МТХ-90
выдержит более 3600 000 срабатываний, что примерно в 10
раз больше гарантируемой долговечности электромагнитных
реле типов ГСМ, РЭС-6, РС-13, РМУГ и др. При работе на
более чувствительные или быстродействующие реле с самобло-
кировкой срок службы ламп МТХ-90 значительно превышает
срок службы реле.
1амны, наполненные газами малого атомарного веса, имеют
большую долговечность, так как легкие ионы меньше распыля-
ют катод. Срок службы ламп с холодным катодом и анодный ток
значительно увеличиваются (в 10—20 раз), если разряд горит
внутри цилиндрического (МТХ-90) или полого сферического
катода. В последнем случае достигаются большие токи при
очень малых размерах катода. Например, катод, представля-
ющий собой отрезок проволоки диаметром 2мм, имеющий сфери
ческую полость диаметром 1 мм, открывающуюся со стороны
торца, допускает плотность тока более 0,5 а/см2.
Цепным свойстю г полого катода является наличие неболь-
шого отрицательного наклона вольт-амперной характеристики
в области токов тлеющего разряда вплоть до нескольких десят-
ков миллиампер. Отрицательное сопротивление стабильно для
переменного тока до частот около 30 кгц и при токе 10 ма при-
мерно равно 20—300 ом, что позволяет использовать подобные
лампы для усиления сигналов, например в телефонной технике.
1амиа с таким катодом, выполненная в баллоне диаметром? мм,
испытывалась более 15 000 час [60].
Надежность работы в реальных условиях эксплуатации в
значительной степени зависит от механических и климатических
свойств ламп, а также аппаратуры в целом. Испытания показы-
вают, что лампы МТХ-90, папрнмер, выдерживают изменение
температуры от —70 до - 100° С, причем изменение парамет-
ров невелико (несколько вольт) и не выходит за пределы нормаль-
ного разброса. Лампы выдерживают испытания па вибро-
прочность и виброустойчивость при ускорении 10 g и частоте
вибраций от 10 до 600 гц, а также испытания на ударную
98
прочность (4 000 ударов по 75 g). Подобным испытаниям целе-
сообразно подвергать разрабатываемую аппаратуру после сбор-
ки и наладки, чтобы проверить запас надежности.
Для ламн ТХЗБ н ТХ4Б заводом изготовителем гарантиру-
ются надежная работа для 90% их на срок службы 1000 час,
из которых 500 час лампы почти не проводят тока. В течение
этого срока допускается изменение основных параметров у 10%
ламп сверх норм технических условий. Экспериментальные
данные о реальной надежности ламп ТХЗБ и ТХ4Б в много-
ламповой аппаратуре пока отсутствуют ввиду отсутствия серий-
ного выпуска такой аппаратуры и опыта эксплуатации.
. Разброс параметров и пх стабильность сравнительно мало
различаются у разных типов газоразрядных ламп, как это ви <но
при сравнении табл. 1—VI.
Несколько повышена стабильность ламп, содержащих геттер,
'•поглощающий посторонние газы, которые выделяются из элект-
родов при работе лампы. Выделение газов из электродов может
быть уменьшено, если, кроме обычного прогрева электродов,
в процессе изготовления производится ионная бомбардировка
электродов с последующей откачкой и новым наполнением
лампы рабочим газом. Хорошим геттером является цезий.
За исключением уникальных устройств, где одна-две лампы
работают в измерительном режиме, обычно достаточны такие
стабильность и разброс параметров ламп, которые соответствуют
стабильности массовых типов сопротивлений п стабилитронов,
задающих стабильность ш тающих напряжений в схеме (см.
табл. IV и XII).
По заводским техническим условиям для ламп МТХ-90
гарантируется сохранение основных параметров в течение
25 000 час без тока. При сроке 8500 час допускается
отклонение от норм для 5% ламп, т. е. надежность составляет
99,6% па 1000 час. Эта оценка близка к реальной надежности
при токе, характерном для триггерных схем ПК-6, (надежность
для них составляет, согласно экспериментальным данным, при-
веденным выше, 99,1% на 1000 час, при среднем сроке службы
ориентировочно 100 000 час).
Надежность массовых типов обычных электронных ламп с
горячим катодом составляет 90% при гарантийном срокеслужбы
(500 час), т. е. произвольные 10% ламн могут выйти из строя
в любой момент ранее 500 час. Индивидуально срок службы и
надежность электровакуумных изделий не гарантируются. Для
неполноценных ламн МТХ-90, выпускаемых в качестве сигналь-
ных иод маркой 95СГ9, завод гарантирует срок службы 500 час
горения при токе 5 ма и надежность также 90%.
В период налаживания серийного выпуска аппаратуры
надежность тренированных ламп с холодным катодом типа
99
МТХ-90 оказалась столь высока, что промышленность выпус-
тила несколько тысяч многоламповых приборов без комплекто-
вания их запасными лампами и без инструкции по проверке
ламп. Лишь через 5—6 лет после начала промышленного
выпуска аппаратуры,когда начался серийный выпуск устройств,
содержащих 500—1800 ламп МТХ-90, в которых отказ в рабо
те одной лампы останавливал работу, возникла необходимость
дополнительного контроля ламп М'ГХ-90 перед пх установкой
по трем-четырем параметрам, вместо одного-двух, как это дела
лось много лет.
Высокую надежность аппаратуры на лампах с холодным
катодом можно оценить, если ее сопоставить с опубликованными
в 1956 г. в США следующими официальными данными о надеж-
ности электронных ламп с горячим катодом в американской
военной аппаратуре, обслуживаемой специально обученными
кадрами [75]:
«Имеющиеся отчеты показывают, что в 1949 г. около 70%
морской радиоэлектронной аппаратуры находилось в нерабочем
состоянии. В течение второй мировой войны 60% самолетного
оборудования, переброшенного на Дальний Восток, по прибытии
к месту назначения оказалось неисправным, 50% оборудова
пня п запасных частей вышло из строя в процессе складского
храпения.
...Флот вынужден держать девять запасных ламп на кажду ю
работающую лампу. Воздушные силы сообщают, что межре
монтный срок радиоэлектронного оборудования бомбардиров
щпка не удается поднять выше 20 час.
Временная группа по надежности радиоэлектронной аппа-
ратуры при Управлении исследований и разработок, изучавшая
отчетные материалы но отказам аппаратуры и заменам частей,
установила, что радносвязиое оборудование находится в нера-
бочем состоянии 14% времени, радиолокационное — 84%
гидроакустическое — 48%».
Для обычной аппаратуры среднее время между отказами Г
. К-10’
в часах определяется по формуле: I — —у— ,где А—число элек-
тронных ламп, К — коэффициент, равный 1,8для наземной аппа-
ратуры и 0,25 для самолетной.
В США установлена норма, ио которой один человек должен
обслуживать аппаратуру, содержащую пе более 250 электрон-
ных ламп Опыт ФИАН по эксплуатации аппаратуры, построен-
ной па лампах с холодным катодом, показывает, что прибор,
содержащий 500 — 1500 ламп М ГХ 90, об • луживается одним
человеком, который основное внимание может уделять дру-
гой работе. Для длительной работы восьми типов налаженных
и тренированных приборов, содержащих в общей сложности
100
около 2500 ламп МТХ-90, требовался лишь получасовой ос-
мотр специалистом один раз в две недели.
В схемах, работающих на лампах с холодным катодом,
повышается также надежность деталей, поскольку па сопротив-
лениях, рассчитанных на 0,25 и 0 * вт, рассеивается обычно во
много раз меньшая мощность, а конденсаторы работают при
пониженном напряжении. Температура внутри кожуха, как
правило, не повышается из за малой потребляемой мощности.
Все это облегчает режим работы деталей и, следовательно,
увеличивает срок их службы. Важным требованием к конденса-
торам, необходимым прн их работе совместно с лампами с холод-
ным катодом, п к некоторым другим деталям является требование
высокой изоляции (не менее 1000 Мом, что и гарантируется для
большинства типов конденсаторов).
За последние 10 лет накоплен опыт по предотвращению
преждевременных отказов в работе и по эксплуатации устройств,
содержащих каждое несколько сотен млн тысяч ламп МТХ-90,
и проработавших по несколько десятков тысяч часов. Этот опыт
показывает, что соблюдение изложенных рапсе правил обес-
печивает надежную работу аппаратуры па лампах с холодным
катодом, причем прп отсутствии проверки па заводе-изготовителе
ламп МТХ-90 ио току зажигания число отбракованных ламп
составляет лишь около 10—20% при правильно поставленном
контроле.
О надежности работы ламп с холодным катодом в автома-
тических системах можно судить по данным длительной эксплу-
атации электронного иересчетчпка-директора,работавшего в лон-
донской телефонной сети, опубликованным в работе [159]. Это
устройство содержало в числе прочих элементов 1682 триода
и диода с холодным катодом. После двухлетней эксплуатации
отмечено, что общее число повреждений было меньше, чем в
лучших образцах аналогичных электромеханических релейных
устройств. Количество повреждений (в процентном отношении)
за первый и второй годы эксплуатации указало в табл. 2
Наибольшее число повреждений приходится па первое полу-
годие из-за повышения напряжения зажигания некоторых ламп.
Этот эффект теперь исключается с помощью самостабилпзацпн.
В течение третьего полугодия не отказала пн одна из 168^ ламп
с холодным катодом.
Электронный опознаватель фирмы Эрикссон, использован-
ный в АТС города Хельсинки и содержащий лампы с холодным
катодом типа KZC102I, также работал без повреждений длитель-
ное время [159].
О надежности работы серийных ламп МТХ-90 прежних
выпусков лучше всего судить по числу ламп, замененных в
универсальных машинах «Урал 1», выпущенных в больших
101
Таблица 2
Элементы устройств Повреждения Количество повреж- дений, %
1й год 2 й год
Замыкапия и обрывы .... 1,07 0,13
Газоразрядные трио- Повышение напряжения за- 3,2 0,13
ды с холодным ка- жигапия
тодом, 750 штук Повышения напряжения горе- 0,13
ппя 0
Всего 4,40 0,26
Газоразрядные диоды Повышение напряжения зажи-
с холодным като- гания 1,07 0,10<
дом, 932 штуки Разные неисправности .... 0,32 0,32
Всего 1,39 0,427
Электронные лампы, Замыкания и поломки .... 1,06 1,06
282 штуки Неисправности катода .... 2,85 1,78
Всего 3,91 2,84
количествах и работающих круглосуточно в течение многих лет,
т. е. практически без перерыва. К настоящему времени многие
машины «Урал 1» работают по 20 000—40 000 час. Как упоми-
налось, в каждой машине «Урал 1» работает 304 лампы МТХ-90
в триггерных и логических схемах.
Чтобы продемопстрироватьстепень надежности ламп МТХ-90,
ФИЛИ в 1957—1959 гг. демонстрировал па Выставке до-
стижений народного хозяйства СССР серию приборов, содер-
жащих более 2000 ламп МТХ-90. Для этой цели были взяты
серийные приборы ГК 7, МСК-2, БК-3, ПК-1000, РСК-1,ПК-10Б,
БМА-50 п другие, изготовленные с соблюдением изложенных
правил. В течение 1957—1959 гг. эти приборы, несмотря на столь
большое число ламп МТХ 90 и отсутствие обслуживания,
надежно работали по много месяцев подряд без ремонта.
В то же время за годы демонстрации аппаратуры пришлось
много раз менять вышедшие из строя электронные лампы, при-
мененные в аппаратуре в относительно небольшом количестве,
а также испортившиеся конденсаторы и сопротивления, сгорев-
шие трансформаторы, отработавшие свой срок службы счетчики
элементарных частиц и другие детали. Аппаратура демонстри-
ровалась в действии в рабочем режиме, причем благодаря свече-
нию работающих ламп с холодным катодом возникающие
102
неисправности становились сраву заметными и могли быть
зафиксированы без добавочного контроля.
Подобные данные о высокой надежности ламп с холодным
катодом получены при многолетней эксплуатации большого
числа многоламповых приборов, изготовленных с соблюдением
описанных правил.
Надежность ламп с холодным катодом может быть улучшена
путем введения более строгих (жестких) технических условии
и правил приемки ламп, а также введением в производственный
цикл добавочной прямой тренировки перед выпуском ламн.
Г ЛА В к ТРЕТ Ь Я
ПРИМЕНЕНИЯ ЛАМП С ХОЛОДНЫМ КАТОДОМ
§ 1 Отечественная аппаратура
Серииныи выпуск аппаратуры, содержащей десятки и сотни
ia.un с холодным катодом, удалось наладить в Советском Союзе
значительно раньше, чем выпуск аппаратуры с подобным же
количеством полупроводниковых триодов, хотя популяризация
и внедрение последних проводятся гораздо более широко.
В использованнв ламп с холодным катодом, как н во всяком
новом деле, есть своп особенности в своп трудности. Однако,
как показывает опыт многолетней эксплуатации нескольких
тысяч приборов, выпущенных заводом «Физпрпбор», эти
трудности могут быть преодолены. Завод «Физнрибор»
впервые в мире наладил выпуск большого числа типов различ-
ных приборов, разработанных ФИЛИ и содержащих от несколь
кнх десятков до нескольких тысяч ламп 176].
П рибороетроение и атомная, те-гнина
Для обнаружения радиоактивного излучения и измерения
его интенсивности выпущены пересчетные приборы Б1?-3 п
ПК-10Б [30, 77]. Приборы могут быть использованы в большин-
стве работ с мечеными атомами, проводимых в различных обла-
стях народного хозяйства.
Прибор БК-3 (рис. 32) содержит счетчик бета- или гамма-
частиц, установленный в раздвижном универсальном держа-
теле, счетную схему с коэффициентом пересчета 100 : 1 и 2 ; 1,
с разрешающим временем 5 — 10 мксек, электромеханический
счетчик СБ-1М, источник регу шруемого стабилизированного
питания 300—1800 е для счетчика частиц и таймер на 1 мин
для автоматизации измерений. Питание or сети переменного
тока И0/127;220 в.' Размеры 18 X 19 х 32 см.
104
Прибор ИК-ЮБ (рис. 33, 34)'содержпт счезную схему с
большими коэффициентами пересчета (10 000, 1000 и 100),
секундомер, самогасящинся бета- или гамма-счетчик, укреп
ленный в раздвижном держателе. Прибор имеет автономно»
батарейное питание, размещенное и его корпусе. Размеры кор-
пуса 11 X 15 X 26,5 см. Процесс измерения автоматизирован.
Рис. 32. Компактный радиометрический псресчегный прибор
1SK-3 (ФИЛИ)
Применение ламп с холодным катодом обеспечило компакт-
ность и экономичность прибора ПК-ЮБ, а также возможность
производства измерений с постоянной статистической точностью
1, 3 или 10?о (три диапазона). Отсчет производится по номе-
рам загорающихся ламп в десятичной системе или по секун-
домеру.
Приборы БК 3 п ПК-ЮБ разработаны давно, однако л
последние десять лет не удалось создать на других элементах
более компактных промышленных приборов с подобными
характеристиками. Приборы БК-3 и ПК-ЮБ содержат по
20—30 ламп МТХ-90, по, в отличие от подобных приборов,
работающих на электронных лампах, являются не стационар-
ными, а переносными (рис. 35). Автоматизированный прибор
ПК-ЮБ при коэффициенте пересчета 10 000 весит с батареями
лишь 4 кг. Сетевой прибор БК-3 весит 7 кг. Высокая чувстви-
тельность приборов БК-3 и ПК-ЮБ обеспечивает регистрацию-
п счет каждой в отдельности ионизирующей частицы, фнксируе-
105
мой датчиком, и позволяет проводить измерения как прп
больших количествах радиоактивных изотопов, так и при
крайне малых. Использование небольших количеств изотопов
позволяет уменьшить нежелательное воздействие излучения
на исследуемые процессы и па экспериментатора.
В серийном приборе БК-3 впервые был реализован метод
саморезервщ овапня тех ламп с холодным катодом, которые
работают в наиболее тяжелом р жиме с током, повышенным в
выходных каскадах до 50—80 .на [30, 77].
Рис. 33. Переносный радиометричс сы.й i:q.(.счетный нрмбор
ПК-10Б (ФИЛИ) с десятичной системой счета
Миллисекундомер MClf-2 (рис. 36 и 37) является портативным
лабораторным прибором широкого применения [30, 78]. Основ-
ное назначение прибора — измерение промежутков времени
между двумя событиями или длительности одного события.
Прибор позволяет измерять процессы длительностью от, 00001 сек
до нескольких часов без переключений диапазонов.
Запуск и остановка мпллнеекундомера производится элект-
ическими им 1ульсами, подаваемыми от исследуемого объекта
па два входа прибора. Первый импульс запускает ждущцй
генератор, дающий эталонную Частоту 10 000 гц, второй импульс
останавливает генератор. Импульсы от ждущего генератора
подаются па кольцевую десятичную пересчетную схему, рабо-
тающую па лампах с холодным катодом. Отсчет производится
по номерам загорающихся ламп. Ц лые секунды отсчитываются
по электромеханическому счетчику. Прн помовщ переключате-
ля прибор может быть использован как счетчик электрических
импульсов и. н как генератор ждущих отметок времени, посту-
пающих через 0,0001, 0,001, 0,01, 0,1, 1 пли 10 сек. Тем же пе-
реключателем осуществляется проверка правильности работы
прибора. Размеры 18 X 21 х 26 см. Вес 8 кг.
106
Рис 31. Электрическая схема прибора Г1К-10Б
л jq
* <>а '
«о •
ш &
* & »* w » * ?
<9
Рис. 35. Иересчегные приборы с коэффициентом пересчета 10 000
Слева —сетевой прибор Ьа электронных лампах (разрешающее время 1—200 .нксск);
справа—(батарейный прибор ПК-10Б на лампах с холодным ; одо.м (разрешающее-
время 200—.00 -«ксск)
Рис. 36. Электронный миллисекундомер МСК-2 (ФИЛИ)
108
Рис. .17. Электрическая схема мпллисекундомера МСГС-2
— ждущий,паи ратор эталонной частоты; .7г — триггер; Л.Ч-Лг, формирующие триггеры с автоматической регулировкой выход
пых импульсов; Лк ю ет.чйп.тнаирои.иишй выпрямитель; лэ контрольный релаксатор; Лю—Ли — триггер «пуск стоп »;
'll'* — вихопной киска;!; Л/л—Л5Л — четы]*’ светлые лекллы
Счетчики импульсов ПК-1000, 11К-10Г(Г-10),*11К-6 Г11?-10А,
ПК-10В (рис. 38) предназначены для счета подаваемых па пх
вход электрических импульсов 130]. Счетчики могут быть исполь-
зованы в качестве регистрирующих устройств в физической.
Рис 38. Электронный счетчик импульсов ПК-1(ХЛ)(Ф11ЛП)
Состоит ИЗ TpttX ДВОПЧНО-ДССПТИЧНЫХ ДС1*1Д и содержит
26 ламп с ход «дним катодом
радиометрической аппаратуре,в устройствах электроавтоматики,
в вычислительной технике и другой аппаратуре, где требуется
более высокая, чем у электромагнитных счетчиков, скорость
счета.
Счетчики работают иа лампах с холодным катодом, по зажи-
ганию которых отсчитывается число зарегистрированных им
пульсов. Отсче г можно производить с расстояния в несколько
метров. Все счетчики имеют небольшие размеры и оформлены
в виде взаимозаменяемых блоков. Для увеличения емкости
(наибольшего количества зарегистрированных импульсов) счет-
чики можно соединить последовательно. Счетчики, работающие
на лампах с холодным катодом, имеют меньшие габариты, вес и
потребляемую мощность, а также более наглядно показывают
количество зарегнет ироваппых импульсов, чем счетчики на
электронных лампах, трохотропах, дскатропах и многих других
элементах.
Счетчики ПК-1000 выпускаются в виде самостоятельных
приборов. Остальные счетчики изготовляются в качестве со-
ставных блоков сложной аппаратуры.
110
Реверсивный (дифференциальный) счетчик типа РСК-1 (рис. 39)
предназначен для вычислений разности отсчетов двух серий
электрических импульсов, число которых пропорционально
измеряемым величинам [30]. Прибор имеет широкое назначение.
Счетчик может быть использован, в частности, для измерений
Рис. 39. Кольцевой реверсивный счетчик 14 IJ-1 (ФИЛИ)
с вычитанием фона посторонних импульсов 179], как блок е.ран
пения в устройствах электроавтоматики, в частности в устрои-
ствах программного управления, и как арифметический блок
счетно-решающих устройств.
Прибор имеет два входа. Импульсы, поступающие на вход
прямого счета, суммируются. Если вслед за суммированием
пли в промежутке между импульсами прямого счета подавать
импульсы на вход обратного счета, то прибор производит вы-
читание последних.
Прибор РСК-1 имеет два выхода (прямого и обратного счета),
что позволяет соединять их последовательно для увеличения
емкости. Один прибор может зарегистрировать W00 импульсов,
два прибора—1 000 000 импульсов. Размеры корпуса 7 X 15x25 см.
Прибор РСК-1 Г снабжен переключателями, позволяющими
заранее установить число, прп достижении которого срабаты-
вает выходное реле 180].
Компактный двухкаиальпый стабилизированный выпрями-
тель СВК-1 (рис. 40) предназначен для лабораторных работ,
в частности для питания или экспериментального исследования
111
«I снятия характеристик устройств, работающих на лампах
с холодным катодом и па полупроводниках [30, 81].
Прибор может быть также использован для питания счет-
чиков РСК-1 (до 50 шт.) и счетчиков ПК-1000, ПК-2, ПК-4,
ПК-6 и ПК-10 (до 20 шт.). Благодаря использованию ламп
с холодным катодом выпрямитель СВК-1 допускает регулировку
стабилизированных напряжений в широком диапазоне.
Рис. 40. Компактный двухкапальпый стабилизированный
выпрямитель СВК-1 (ФИЛИ)
Прибор имеет два канала стабп И1зацип и дает два независи-
мо регулируемых стабилизированных напряжения. Напряжение
на выходе каждого капала регулируется в пределах 0—225
и 75—300 в. Ток нагрузки каждого капала 50 ма (в диапазоне
75—250 в).
Внутреннее сопротивление каждого канала в диапазоне
75—250 в равно 4 ом (прн напряжении 100 (i). Стабильность
0,5 %. Прибор дает также нерегулируемое стабилизированное
напряжение 75 в п пестабилпзпроваппые напряжения + 450 и
~6.3 в. Размеры корпуса 18 х 20 X 20 см. Вес 8 кг.
Годоскоп ГК-7 (рис. 41) предназначен для одновременной
регистрации сигналов от большого числа счетчиков заряжен
пых частиц [29, 30, 82]. Содержит несколько десятков или
сотен счетчиков заряженных частиц, к каждому из которых
подключена схема двойных совпадений. Па второй вход схемы
совпадений подается управляющий импульс. Годоскоп позво-
112
ляег узнать, через какие именно счетчики прошли частицы
одновременно с частицвми, вызвавшими срабатывание управ
ляютцей системы. По сработавшим счетчикам можно опреде-
лить число, распределение и плотность потока частиц, а также
длину нх пробега. Годоскоп имеет большой телесный угол рс
гпстрации и позволяет использовать большие массы фильтров
Гис. 41.* Общий вид годоскопа ГК-7 (ФИЛИ)
Типовая установка ГК-7, выпускаемая заводом «Фпзпри
бор» по образцу ФИАН, содержит 38G ячеек совпадений
п счетчиков, блок управления и питания БУИ 1 К-7, фо-
торегпстратор ФР-2, штатив ШГК-7, блок СВ-1 для питания
400 счетчиков п блоки БС-10—БС-16 со счетчиками частиц
разных размеров. Разрешающее время ячеек совпадении по
рядка 5—30 .мксек, максимальная чувствительность 3—5 с. Годо-
скоп ГК-7 может быть также использован как регистратор при
импульсном включении счетчиков для отбора совпадений. Иа
рис. 11 (стр. 21) показана схема ячеек годоскопа ГК-7.
Для Московского университета заводом «Физирпбор» из-
готовлена крупнейшая в мире установка ГК 7, содержащая
более 4000 счетчиков заряженных частиц и около 12 000 ламп
с холодным катодом. Для сравнения укажем, что за грани-
цей годоскопы делаются на обычных электронных лампах и по-
этому ввиду сложности число ячеек обычно пе превышает не-
скольких десятков и редко достигает нескольких сотен. Наличие
в советских годоскопах большого числа ячеек позволило физи-
кам, раоотаю:цпм под руководством академика Д. Б. СкобеЛЬ-
8 ЛИ. Кораблев
цыпа, разработать метод коррелированных годоскопов и
использовать его для изучения ядерных взаимодействии в
космических лучах при весьма высоких энергиях, педостн
жпмых в лабораторных условиях.
Быстроделстт мнципдп<) <]юрспцпа.и>иьп1 анализатор БМА-50
с разрешающим временем 5—10 мксек [83]. Этот прибор содержит
1500 ламп с холодным катодом и после годоскопа является
крупнейшим по числу ламп (рис. 42). Освоен заводом «Фпзпри-
бор».
Амплитудные анализаторы импульсов содержат многока-
нальные счетные, устройства и предназначены для автомати-
зации измерений различных величин и процессов, выража-
емых большим количеством импульсов разной амплитуды.
Наиболее часто анализаторы применяются для снятия
энергетического спектра ядерных частиц. В этих случаях ала
шзатор работает от сцинтилляционных счетчиков, иоипзацпои
пых камер, газоразрядных пропорциональных счетчиков или
счетчиков черепковского излучения. Анализатор может рабо-
тать со многими другими импульсными датчиками и прпменять-
< я в ряде областей науки п промышленности. Каждый капа i
анализатора производит раздельный счет импульсов заданной
амплитуды. Многоканальный дифференциальный анализатор
позволяет снять амплитудный спектр беспорядочно поступаю-
щих импульсов п в том случае, когда средняя интенсивность
поступления импульсов изменяется во времени.
Анализатор БМА-50 работает па принципе преобразования
амплитуды импульса в длительность, с блокировкой входа па
время анализа импульса (1—10 мксек). Число каналов—50, ем-
кость каждого капала 16 тысяч отсчетов. Максимальная ско
рость счета—50 тысяч беспорядочно распределенных импуль-
сов в секунду п 100 тысяч беспорядочно распределенных нм
пульсов в минуту на каждый канал, что дает возможность
снять полный спектр за 10 сек. Регистрация осуществляется
на сменных десятичных счетных схемах, выполненных на
лампах с холодным катодом, и допускает непрерывное вп
>уальпос наблюдение за регистрируемым спектром амплитуд
Отсчеты можно снимать с расстояния до 3- 5 .и.
Анализатор представляет собой конструкцию в виде шкафа
размером 1900 X 585 X 430 Па передней двери располо
жены панель управления, регистрирующая многоканальная
часть анализатора в виде взаимозаменяемых блоков и ее блок
питания. Па задней двери расположены схемы преобразования
к генерирования импульсов с их питанием.
Известные серийные амплитудные анализаторы других типов
обладают значительно большим «мертвым временем».
114
Амплитудный анализатор ЛК-1 (рис. 43) является упрощен-
ным малогабаритным прибором (18 X 26 X 50 с.«)> содержит
10 каналов и имеет скорость счета 600 импульсов в ми-
нуту, снабжен устройство*! для автоматической калибровки
130, 84].
Кубические телескопы типа КТ в Советском Союзе ведут
круглосуточное наблюдение и непрерывную регистрацию ин-
тенсивности космического излучения по программе Междуна-
родного геофизического года и года спокойного солнца. Каждый
кубический телескоп КТ содержит около 600 ламп МТХ-90.
Выпущены регистраторы вспышек космических лучей РВКЯ-1
180] (40 ламп МТХ-90).
В работе 185] указано, что аппаратура па лампах с холодным
катодом приемлема при исследованиях на искусственных
спутниках земли.
Как сообщалось в «Правде» от 12 января 1959 г., на
Советской космической ракете, запущенной в сторону7 луны,
для определения суммарной ионизации, создаваемой косми-
ческим излучением, была использована компактная и эко
комичная измерительная схема, состоящая пз неоновой лам-
пы с холодным катодом, конденсатора и сопротивления. Ута
система путем передачи по радио па землю частоты срабатыва-
ния неоновой лампы с холодным катодом позволила определить
гой, даваемый фотоумножителем, и тем самым измерять сум
парную ионизацию, создаваемую в кристалле подпетого натрия
всеми видами космического излучения.
Способность ламп с холодным катодом срабатывать при
малых токах использована в пожарных автоматах-извещателях
типа АДИ (рис. 44), предназначенных для сигнализации о на-
чале пожара по появлению дыма в производственных помеще-
ниях, хранилищах, библиотеках, складах, судах, самолетах
и т. д. Пожарный извещатель АДИ содержит ионизационную
камеру7 с радиоактивным источником пз двуокиси плутония п
ионное реле — электрометрический триод с холодным катодом
работающий от ионизационной камеры. Принцип работы осно-
ван на воздействии продуктов горения па величину ионизацион-
ного тока в ионизационной камере при попадании в нее дыма
186]. Изменение ионизационного тока вызывает срабатывание
электрометрического триода с холодным катодом, который
включает систему световой и звуковой сигнализации. Авто
мат-извещатель питается постоянным напряжением 220 в,
потребляет 2 вт и рассчитан на длительную работу.
и подобном режиме работает переносный ультрафполето-
мер УФМ-5 ВНИСИ, предназначенный для измерения есте-
ственного ультрафиолетового излучения, а также излучения
115
8;
с b« с « о с О с w е qw © о о
оос^о О О с О С О® 3<3
С вС»бСС©©«Й»*О
ООфббОООп ii. 0 О -3 U
о» <з©©»0 оЦбоЛЬеобС
mcco<m««<:*sz?v «эр
в ся}<1 ei«« <r$ « Ь О'Ъ O.b©
<j©oe© oop.bb>oe’Q$‘£t
ее ®е о < * « М <*© о л ьХ$
Q С£>О © О О О С«Л с- ₽ У» О
адоооо»© Ь-0 е •? t* » ©Ъо
оо© о сооечз оз
Зоеа с о, о с <? о ><© 4 й»
стс«от’**<к!М
рЪ^ее«»йо.*«*о**
о М» » о о «еНН’^Мз»
С *55 м 5 ь о © ее о о ох> ох:
>)<?«•« 0 *оЬх> «$ 6 • >t
t возвкс*» с-с» -tv
о © о &Ч> Ь о ©« bo Ь <у«
оо © о с,«5 о- г о & ©а оо о <>
сог боозе о'Ьео«эе4 ’
о^^ОоозОехоа^^
ООО! O3C,«HW« •
П’й-О « с <1 <? О ' «1£Й & »
© О € 0^1 е*а й O-Q C Q О’Л с ;
«Ьечз9.Attfc о»4?’*о#-, ’
ооЪсс ' beoobbbAO’C
' 0Q,45 О?Л©<?0 © О о© а»о л
0ХЮ О t> tv©«О &ОС ©б0"СЪ
<Р о © Э 0-03 О С С 0 © Р;^ >.4 О
» *•’© О 09 О ьо О> » в я'О й
<?» О,© V 94Q & О о О © С SJ VX *
Рис. 42. Быстродепс.твукяции мпогоиапальпый
амплитудный анализатор БМА-50 (ФИАН)
бактерицидных ламп и ламп IIРК [87]. Диапазон измеряемого
излучения от 220 до 340 .или;. Точность +15','6, размеры
25 х 25 х 20 с.и, нес 5,3 кг. В этом приборе при помощи двух ламп
МТХ 90 и одной лампы МН-7 регистрируется Ma.ii.iii ток фото-
элементов, а также создается эталонный интервал времени,
необходимым для производства измерений.
Разработаны и другие, электрометрические схемы повышен-
ной чувствительности для регистрации и измерения малых
токов [88].
Рве. 43. Ю-каяальпый амплитудный анализатор АК-1
(ФЛАИ)
Отечественным и исследовательскими организациями разра-
ботано много различной специальной аппаратуры [89—1021.
Например, в Московском государственном университете разра-
ботан простой амплитудный анализатор 192]. В аппаратуре
для исследования космических лучен [95—981 использована
малая инерционность ламп МТХ 90 с цезиевым катодом. В
Объединенном институте ядерпых исследований изготовлена
аппаратура, содержащая лампы МТХ-90, предназначенная для
автоматизации обработки измерений траекторий частиц, заре-
гистрированных в фотоэмульсиях, в пузырьковых камерах и
камерах Вильсона [99]. Там же аппаратура подобного назна-
чения построена учеными Польши и Венгрии. Лампы МТХ-90
использованы в устройствах управления диффузионной каме-
рой 100].
Ленинградский физпко технический институт изготовил
партию компактных анализаторов, содержащих много сотен
ламп МТХ-90, работающих по схеме ПК-4 [30, 101, 102]. Одни
118
из этих анализаторов показан на рис. 45. Институт атомной
энергии АП СССР разработал портативный гамма-спектрометр
ГСП с регистрирующей частью на лампах МТХ-90 (рис. 46).
Радиометрические методы использования ядерпых излу-
чений в сочетании с регистрирующей аппаратурой на лампах
Рис. -44. Автоматический дымовой извещатель ЛДН, работающий
от ионизационной камеры на электрометрическом триоде с холодным
катодом
с холодным катодом применяются во многих областях народ-
ного хозяйства: в металлургии, строительстве, сельском хо-
зяйстве, геологии, гидрометеорологии п т. п. (10.5—114]. На-
пример, радиоактивный измеритель толщины металлических
стенок содержит нерссчетпый прибор БК-3. Переносные пере-
г четные приборы используются для измерения плотности бе-
тона. Широко употребляются гамма-влагомеры, гамма-снего-
меры и различные радиоактивные реле [106].
Киевский завод «Радиоприбор» выпускает переносные оета-
1 амма-радиометры «Луч» и «Спутник» [76] па двух лампах с
холодным катодом со стрелочным указателем (рис. 47).
Па лампах МТХ-90 работают пнтепсиметры меченых атомов
IIMA-1, предназначенные для работ в области сельского хо-
зяйства и биологии, переносные поисковые радиометры P1I-1
и ПРС для геологической разведки, малогабаритные карманные
радиометры «Щелкун» и РМ 2 [76, 103, 104], а также ряд по-
добных приборов других типов.
Приборостроительный завод ВАСХНИЛ выпускает пере-
носный пересчетиып радиометр ШТР-64 (рис. 48), собранный
119
I’nc 45. 128 канальный амплитудный иьтнзатор ЛФТН
Рис. 46. 1 амма-спсктромстр ГСП (МАЯ)
но схеме ПК-4 па 15 лампах МТХ-90 и предназначенный для
обнаружения и количественного определения бета- и гамма-
излучений при полевых исследованиях почв, растений и других
сельскохозяйственных объектов [186, 187].
Пейтронпо-каротажпый полевой перссчетиый радиометр
НК-ППР-64 предназначен для абсолютных измерении содержания
влаги в единице объема почвы ио горизонтам до двухметровой
глубины методом замедления быстрых 'нейтронов.
Рис. 47. Переносный бета-гамма-радномстр «Спутник»
Радиовилка РВ-1, использующая пересчетный прибор по схе-
ме ПК-4 на 28 лампах МТХ-90, служит для послойного опреде
ления значений объемного веса торфа в залежи глубиной до 3 м
п для проведения наблюдений за изменением его влажности без
отбора проб и нарушения структуры торфа. Работа радиовилки
основана на регистрации гамма-пзл учения источника. Регистри-
руемая интенсивность связана с объемным весом торфа. Точность
измерений 1,5—2%. Радповнлка РВ-2 позволяет измерить плот-
ность грунта на глубине до 50 м с точностью +2%. Аппаратура
МИСИ для контроля плотности грунта использовалась, в част-
ности, при строительстве Куйбышевской ГЭС [110—114].
Режимомер РМ НАМИ содержит 200 ламп MIX 90 по схеме
ПК-4 и предпазначен для статистического учета распределения
уровней напряжений и усилий при испытании автомобилей
и их механизмов. Деформации тензодатчика преобразуются в им-
пульсы, которые сортируются по амплитуде на 10 диапазонов и
регистрируются отдельно в каждом диапазоне. Показания режи-
момера дают распределение во времени напряжений или усилий,
121
превосходящих определенные уровни. Эти показания использу-
ются для изучения нагрузок, вызывающих явления усталости
в деталях.
Расходомер Р'Г-1 НАМИ имеет 100 ламп МТХ-90 по схеме
ПК-13 п предназначен для автоматического замера числа оборотов
автомобильного двигателя одновременно с замером времени,
Рис. 48. Переносный нерасчетный радиометр ППР-64
(IIВ П-64) (ВЛСХНПЛ)
требуемого для израсходования заданного количества топлива.
Прибор содержит две счетных схемы па лампах с хо лодным като
дом, из которых одна получает сигналы стабильной частоты и
отсчитывает по ним время до 100 сек с точностью 0.02 сек, а дру-
гая соединена с индуктивным датчиком па валу двигателя п от-
считывает обороты до 10 000 с точностью до 1 оборота. Совмест-
ные показания дают среднее значение скорости двигателя.
Ленинградским заводом «Эталон» изготовлен образцовый дат-
чик малых промежутков времени ДМПВ-1 ВИНИМ 1115], со-
держащий 100 ламп МТХ-90 и собранный па основе двух милли-
секундомеров МСК-2. Этот прибор (рис. 49) предназначен для
проверки хронометров, хронографов и мпллисекупдомеров,
122
имеющих контактную или импульсную систему управления.
В основу работы положен метод счета эталонных промежут-
ков времени, вырабатываемых образцовым i оператором, имею-
щим частоту 10 каг{. Воспроизводимый промежуток времени
может быть задан в Тмкшазопе от 0,1 мсек до 9,999!) сек через
Гис 49 Образцовый датчик малых промежутков времени ДМПВ-1
(ВИННМ-Эталои)
0,1 мсек с помощью пятидекадной кольцевой счетной схемы,
которая устанавливается в надлежащее начальное состояние
с помощью клавиатуры, расположенной па передней панели
прибора.
Вы ч игл и шел ъиая тел-ника
и счет но-решающ не устройства
Применение ламп с холодным катодом в вычислительной тех
нике впервые началось по инициативе М. А. Лесечко, В. В. Алек
сандрова и Л. В. Шилейко с 1951 г., когда был изготовлен для
машины «Стрела» экспериментальный оперативный накопитель,
схема которого была разработана в ФИЛИ [30|.
В наибольших масштабах лампы с холодным катодом пслоль-
‘ уюте я в электронной вычислительной машине «Урал», в которой
около четверти общего числа ламп — это лампы с холодным ка-
тодом типа МТХ-90. Машины «Урал» получили значительное рас-
пространение и к настоящему времени в них работает около
123
100 тыс. ламп МТХ 90 в качестве регистров, триггеров п
ключевых схем (рпс. 50).
Проведена модернизация запоминающего устройства быстро-
действующей вычислительной машины «Стрела». При этом блок
управления магнитной лентой построен па 184 лампах с холодным
катодом. Такая ;ке переработка произведена в системе управле-
ния магнитным барабаном, где лампы с холодным катодом исполь-
зованы для преобразования кода и для построения других
элементов. Применение таких ламп повысило надежность работы
и значительно уменьшило габариты управляющих систем [116.
1171.
Рпс. 60. Одни из блоков вы числитель ной
машины «Урал», содержащий лампы МТХ-90
В вычислительных машинах «Кристалл», «Погода» и не
которых других в значительных количествах используются
лампы с холодным катодом. Для машин автоматической pern
страции и сигнализации производственных процессов типа МАРС
разработаны в СКВ БФЭМ и прошли испытания блоки памяти
па ферритах илампахМТХ 90 [118]. Эти же лампы использованы
в источниках эталонного напряжения машин МАРС [-119], по
строенных по схеме [81].
В ФИЛИ построена установка [120] для математической обра-
ботки экспериментальных данных путем автоматической подачи
данных от реальных объектов в универсальную вычислительную
машину «Урал». Эта установка (рис. 51) может оперировать как
с дискретными величинами, преобразуемыми в 36-разрядпый
двоичный код, так и с непрерывными величинами, для чего пода-
ваемое непрерывное напряжение в диапазоне 0—10 в преобра-
124
зуется в девятиразрядный двоичный код с точностью + 0,2%.
Устройство разбивает информацию на группы с количеством
чисел в группе от! до 2000 и присваивает каждой группе номера
зоны (от 1 до 128). Возможны непрерывный режим работы с за-
данной частотой и ждущий по сигналам от реального объекта,
а также введение информации с пульта.
Рис. 51. Установка ФИЛИ для автоматического
ввода данных в вычислительную машину «Урал»
Слева—?л<:1;троппая часть и пульт
управления, справе—перфорирующее ;устройство
Счетно-решающее устройство СМК-1 разработано для уско-
рения обработки результатов большого числа измерений, выпол
няемых со счетными установками, работающими по двоичной
системе счета. Это устройство позволяет производить перевод
двоичных чисел величиной до 1023 (10 двоичных разрядов) в деся-
тичные числа, читаемые по зажегшимся лампочкам кольцевого
счетчика сумматора. Устройство позволяет производить сложе-
ние и вычитание двоичных чисел. Емкость сумматора равна
125
Рис. 52. Вычислительное устройство СМК-1 (ФИЛИ) для преоб-
разования двоичного кода в десятичный, а также для сложения
и вычитания чисел в двоичном коде
Рис. 53. Настольная электронная вычислительная
установка СМ К-3 (ФИЛИ)
10 000 — 100 000. Устройство настольное, состоит пз двух
блоков: пульта дпстапцищгного управления (G,5 X 7 X 25 см)
и сумматора (9x25 X 33 см), показанных па рис. 52. Питание от
сети переменного тока 110;127/220 в. Потребляемая мощность
35 вт. Вес около 0 кг.
Компактная специализированная вычислительная установка
СМК-3 (рис. 53) разработана автором на основе ранее проведен-
ных в ФИЛИ работ ПО, 24,26] и предназначена для автоматнза
инн измерении eiicpi ин н массы элементарных частиц в ядерных
фотоэмульсиях. Установка снабжена реверсивными датчиками,
преобразующими линейные величины в дискретные с точностью
0,01 мк, фотоумножителем для автоматизированной регистрации
измеряемых величин, а также датчиком-дозатором, автоматиче-
ски выдающим величины одной из координат, задаваемые в ин-
тервале от 1 до 1000 единиц. Установка СМК-3 содержит
ламп с холодным катодом, потребляющих 15 вт, и 15 электрон-
ных ламп, потребляющих 80 ст. Размеры блока 250 X 525
550 льм, вес 30 кг. В 1958 г. установка СМК-3 освоена заводом
«Физприбор».
Освоение ламп с холодным катодом общедоступно. Например,
учениками 722 московской школы разработано п построено не-
сколько электронно-счетных машин типа «Первоклассница».
Эти учебные машины работают па лампах Ml Х-90 и оперируют
с числами до 1000. В 1961 г. машины «Первоклассница» демон
стрпровалпсь па выставках в Париже, Лондоне и Нью-Норке.
Автоматика и телемеханика
Большое количество ламп с холодным катодом нспользу
ется в аппаратуре автоматики 1124—149, 181—185],в которой
в полной мерс можно реализовать релейные свойства этих
ламп и их способность к саморезервпровапшо и самоспгпали
нации [30].
Д 1я целей автоматики выпущено реле времени типа ВЛ-1,
работающее па одной лампе. Оно допускает установку выдержки
времени от 0,5 сек до 180 сек с точностью + 15% и питается or
сети переменного тока 127 и 220 с, весит 1,5 кг, имеет размеры
110 X 140 X 150 мм.
Прецизионное кварцованное реле времени типа РВ, содер-
жащее 56 ламп МТХ-90, выдает интервалы времени от 1 сек
(с точностью 0,001 сек) до 12 час.
Лампы МТХ-90 использованы в автоматическом оитнмиза
1АО1— 1 [128] и в экстремальном электронном регулятор.
Разработан программный задатчик-дозатор, предназначен-
ный для отмеря заранее заданного в цифровом коде параметра
торе
1129]
127
1130]. Задатчик-дозатор может работать также в качестве точ-
ного таймера пли счетчика изделий.
Реверсивный электронный измеритель перемещении [131 ,
благодаря логической схеме на лампах с холодным катодом,
позволяет улучшить точность замеров в 4 раза. В компактном
сигнализаторе предельного значения [132] н в фазовом дискри-
минаторе [133] реализуются пороговые свойства этих ламп.
Опубликованы данные об успешной эксплуатации ламп
МТХ-90 в банковских автоматах для счета бумажных листов
и монет. Автоматы считают 2000—3000 изделий в минуту и
снабжены программным устройством. Подобные электронные
автоматы использованы в типографиях.
В литературе описано большое число схем автоматики [134 —
144], построены и успешно эксплуатируются несколько систем
телеуправления и телесигнализации с применением ламп с холод-
ным катодом[145—147 и др.]. Институтом автоматики и телемеха-
ники разработана система дистанционного управления строи
тельными и цеховыми кранами. В передатчике этой системы
использованы полупроводниковые, а в приемнике — лампы
МТХ 90.
В Объединенной диспетчерской службе энергосистем Юга
разработано и успешно эксплуатируется счетно-импульсное
устройство телеизмерения с цифровым отсчетом, где в нриемипко
работают триггеры на лампах МТХ-90 по схеме ПК-6-10.
Разработана и находится в опытной эксплуатации система
телемеханики с применением ламп МТХ-90[146] и реверсивных
(дифференциальных) счетчиков РСК-1. Эта система осваивается
заводом «Цветметприбор» в г. Пальчике [147].
Транспорт и свнз1
Счетная аппаратура с применением ламп с холодным като
дом успешно использована для исследовательских работ и для
автоматизации производственных процессов па железнодорож
пом транспорте [148—149].
Большое количество разработок- с применением ламп с
холодным катодом выполнено в области связи [150—169]
В технике телеграфирования начинают использовать нарядх
с электромеханическими системами системы электропнысг-[150],
в частности с применением ламп МТХ-90 и ей подобных. Раз-
работан фотоэлектронный трансмиттер для автоматической пе-
редачи телеграмм с перфоленты 151]. Эффективность работы
трансмиттера повышена специальной кольцевой схемой па лам-
пах МТХ-90 [152|.
Новый электронный датчик импульсных сигналов [153
позволяет выдавать различные комбинации импульсов в виде
128
восьмизначного телеграфною кода. 13 Центральном научно
исследовательском институте связи разработан генератор низко-
частотных прямоугольпыхувшульсов типа ГИК-1. Генератор
формирует импульсы с высокой точностью длительностей и ин
тервалов. Как длительность импульсов, так и длительность
интервалов устанавливается раздельно в пределах от 1 мсек до
I сек ступенями по 1 леек при погрешности 0,1—0,3% [154].
Рис. 54. Экспериментальная автоматическая
телефонная станция ЭАТС-10 на лампах
МТХ-90
Завершена разработка системы дистанционного управления
и контроля промежуточных необслуживаемых станций радио-
релейных линий. Эта система выполнена без применения
электронных ламп полностью па лампах с холодным катодом
[155]. Система обеспечивает передачу па каждую из 10 станций
59 команд управления, а также получение обратно сигналов
04 датчиков с каждой из этих станций.
На лампах МТХ-90 разработана система автоматического
контроля необслуживаемых пунктов кабельных магистралей
дальней высокочастотной связи [156], а также система провер-
ки исправности групповых усилителей ВУС-12 157].
Взамен электроннолампового сигнализатора снижения изо-
ляции кабелей связи типа СПИ-1 промышленностью выпушен
9 I f> Кораблев
портативный п экономичный сигнализатор тина СПИ-2 па
лампах МТХ-90 и ТХЗВ. Сигнализатор реагирует на снижение
изоляции, начиная с 220 Мом, выдавая короткий звуковой
сигнал Ц58|. Лампы с холодным катодом успешно использова-
ны в опытных электронных АТС [159—169].
В Ленинграде несколько лет назад был пущеп в опытную
эксплуатацию ряд коммутирующих устройств автоматических
телефонных станции, работающих па лампах с холодным като-
дом МТХ-90 [167—109]. Подобная экспериментальная станция
ЗАГС 10 установлена в Политехническом музее в качестве
первой бесконтактной отечественной АТС (рис.54).
§ 2- Преимущества ламп с холодным катодом
В современной электронной аппаратуре, кроме электронных
ламп, широко применяются другие элементы: полупроводни-
ковые диоды и триоды, магнитные усилители, ферриты, тер-
мисторы, криотроны, нелинейные конденсаторы и т. д. Каждый
из этих элементов имеет свои преимущества и свою область
наиболее целесообразного использования.
Ниже перечислены преимущества ламп с холодным катодом-
1 Упрощение конструкции аппаратуры, компактность и
малый вес. Например, счетный блок ПК-10В, содержащий 64
лампы, весит со всеми монтажными деталями лишь 830 г и
имеет размеры 4 х 12 X 26 см. На одной стандартной теле-
фонной стойке можно установить 1500—2000 ламп с холодным
катодом. В компактных настольных устройствах легко уста-
навливается 300—500 ламп (см. рис. 42 и 53).
Следует отметить, что большинство описанных приборов
разрабатывалось и осваивалось до появления современных
малогабаритных деталей t большинства новых типов ламп. При
использовании этих деталей и современных ламп размеры аппа-
ратуры могут быть уменьшены. В табл. 3 перечислены различ-
ные методы уменьшения размеров электронной аппаратуры [169].
2. Высокая экономичность. Например, счетное устройство
быстродействующего дифференциального амплитудного ана
тизатора БМА-50(рис. 42), содержащее 1500 ламп, в том числе
600 триггеров, потребляет лишь 25 ст и не требует Специаль-
ного охлаждения. Экономичность импульсных устройств на
лампах с холодным катодом примерно равна экономичности
подобных устройств, работающих на полупроводниковых трио-
дах, а в тех случаях, когда необходима подробная индикация
состояний, в несколько раз выше.
3. Малый разброс п высокая стабильность ряда параметров
позволяют применять лампы с холодным катодом (например,
130
Примечание: 1—6 — данные США па ноябрь 1960 г. по полупроводником аппаратуре [169].
стабилитроны) для создания опорных напряжений. В некоторых
ранних схемах неоднородность параметров ощущалась очень
остро, однако большинство тех параметров, которые контро-
лируются при изготовлении ламп, могут иметь разброс и ста-
бильность порядка 1—10% в течение всего срока службы.
У некоторых типов современных ламп получена стабильность
основных параметров до 0,1—1%, что недостижимо у других
элементов и позволяет применять лампы с холодпым катодом
для создания сигналов с прецизионной амплитудой и длитель-
ностью, а также в измерительных устройствах и режимах.
4. Большой срок службы. В большинстве режимов лампы с ак-
тивированным катодом работают много лет (10 000—100 000 час)
Это дает возможность монтировать лампы в устройства как
обычные радиодетали [23, 30, 59, 66].
5. Возможность прогнозирования долговечности в зависи-
мости от режима работы, а также длительность и плавность
процесса выхода ламп из строя, что позволяет предсказать
необходимость замены ламп заранее, задолго до отказа в работе,
путем периодических замеров предельных напряжений во всем
устройстве.
6. Мгновенная готовность к работе и к контролю после вклю-
чения (у ламн с цезиевым катодом), если не считать очень дли-
тельных перерывов, после которых всегда проводится про-
филактическая проверка сохранности ламп и монтажа.
7. Высокая вибростойкость и виброустойчивость. Вслед-
ствие работы на горизонтальном участке кривой Пашсна сдвиг
электродов (в отличие от полупроводников) не вызывает выхода
ламп из строя. Например, половина ламп ТХ4Б после двойного
удара в 25 000 g, вызывающего небольшой перекос арматуры
ламп, сохраняет свои параметры в пределах норм.
8. Большой температурный диапазон, ограниченный в основ-
ном материалом баллона. Например, лампа ТХ2 допускает по
техническим условиям нагрев баллона до + 150°С.
9. Способность работать в условиях сильного радиоактив-
ного излучения.
10. Малое время срабатывания — порядка миллионных
долей секунды Современные лампы с водородным наполнением
могут срабатывать с частотой около 1 Мгц.
11. Большое входное сопротивление в основных режимах
и возможность работы от крайне малых пусковых токов: 10'11 —
10-12 а у электрометрических ламп с холодным катодом.
12. Способность иметь несколько устойчивых состоянии и
релейпость действия, что упрощает чпело элементов в импульс-
ных схемах, позволяя, например, строить триггеры на одной
лампе. Благодаря этому, в частности, лампы с холодным като-
дом очень просто и экономично используются в режиме «да-пот»,
<32
который заложен в осноц^ работы вычислительных и многих
других современных электронных устройств, и в котором
не используется линейность характеристик электронных ламп.
13. Большое разнообразие физических процессов, проте-
кающих в лампах с холодным катодом, в зависимости от режима
работы ламп. Это позволяет проще и более прямым путем ре-
шать ряд задач, применяя лампы с холодным катодом вместо
электронных ламп и полупроводников. В некоторых слу-
чаях одна лампа с холодным катодом может заменить несколько
электронных ламп или других элементов.
Например, одно из опытных вычислительных устройств,
первоначально содержавшее 1200 полупроводниковых триодов,
было переведено на лампы с холодным катодом. При этом для
выполнения тех же функций потребовалось лишь 400 ламп с хо-
лодным катодом. Кроме того, упростились вспомогательные и ин-
дикаторные устройства, в результате чего уменьшилась общая
потребляемая мощность более чем в десять раз.
14. Легкая сочетаемость с электронными лампами, электро-
магнитными реле, полупроводниковыми и другими элементами.
Свойство ламн с холодным катодом формировать одинаковый
выходной сигнал, независимо от изменений входного сигнала, в
определенных пределах обеспечивает возможность практически
неограниченного увеличения числа каскадов без уменьшения
амплитуды и без потерн сигнала при его прохождении через
большое число каскадов. При этом помехи и фон, если они
меньше порога срабатывания ламп, не усиливаются и не ска-
зываются.
Большое усиление ламп с холодным катодом по току и
по мощности, достигающее 104—1010, позволяет управлять
относительно мощными выходными устройствами от слабых
сигналов.
15. Способность пропускать в импульсе большие токи до
1000 а (у ламп с активированным катодом) и выдерживать боль-
шие электрические перегрузки. Большой ток обеспечивает
крутой фронт выходных импульсов и возможность работы на
ферритовые и трансформаторные схемы, а также па линии. Вы-
ходной сигнал 50—100 е и больше (у ламп МТХ 90 с цилиндри-
ческой сеткой до 150—200 «).
16. Самоспгнализация. Важнейшим эксплуатационным пре-
имуществом ламп с холодным катодом перед полупроводнико-
выми и другими элементами является то, что их свечеппе харак-
теризует работу каждой лампы в отдельности и, наглядно пока-
зывая прохождение сигналов, позволяет буквально с одного
взгляда определять состояние и исправность каждого каскада
сложных многоламповых устройств без применения дополни-
тельной контроль пой аппаратуры. Таким свойством самосигна
133
лиаацпп нс обладает ни один элемент, кроме электроппо-луче-
вых трубок. Путем введения в лампы различных люминофоров
можетбыть полученлюбойцветсвечения и увеличена его яркость.
17. Несложность конструкции ламп, их дешевизна [23,170].
На рис. 55 показаны основные стадии сборки простейшего три-
ода с холодным катодом [57], а на рис. 56 приведена фотография
миниатюрного диода, положенного для сравнения размеров на
палец. Диод имеет цилиндрический катод и анод в виде стержня,
Рис. 55. Стадии сборки простейшего триода с активированпым
холодным катодом GTR-120W
причем вся конструкция выдерживает удар 20 000 g. Несмотря
на малые габариты, этот диод допускает без преждевременного
выхода из строя средний ток до 5 ма [56].
18. Доступность материалов и отсутствие потребности в
дефицитных материалах 171]. Например, при сохранении от-
ходов 0,5 т стекла и 0,5 т никеля или молибдена дос-
таточно для изготовления миллиона ламп. Современная лампа
весит 0,5—1 г, в лампе МТХ-90 содержится 0,5—0,6 г металла.
19. Возможность бестрансформаторного питания от сети пере-
менного тока.
20. Лампы с холодным катодом обладают свойством само-
стабилизации и саморегулирования при многих режимах рабо-
ты, что определяется резким изменением пх проводимости
н зависимости от напряжения па лампе. Это же свойство ламп
совместно с постоянной готовностью к срабатыванию и почти
полным отсутствием проводимости у негорящей лампы обеспе-
чивает возможность саморезервировапия ламп, т. е. автомати-
ческого подключения параллельной лампы при выходе из строя
работающей лампы.
Дальнейшее распространение ламп с холодным катодом
сдерживается недостатком информации о специфике их ис-
пользования. Этот недостаток усугубляется тем, что многие
134
параметры ламп заводы изготовители пока не контролируют
и поэтому не гарантирую^ их. Это приводит к трудностям при
расчете схем и их наладке. Разные конкретные типы ламп имеют
разные недостатки. Например, свойство самоспгнализацнп реа-
лпзоватыгельзя при неудачпой конструкции баллона и введении
в лампу вспомогательных деталей
крепления, из-за которых свечение
становится практически не вид-
ным. У таких ламп особенно трудно
бывает рассмотреть местоположе-
ние начального тихого разряда и
проконтролировать работу аппара-
туры при кратковременных сра-
батываниях ламп в импульсных
схемах. Этим недостатком обла-
дают также те лампы, которые при
сравнительно ярком свечении
имеют отростки в наружной тор-
цовой части баллона, требующие
защиты матовыми пли полупроз-
рачными экранами.
Лампы с непрозрачной и пе-
илоской торцовой частью баллона
ведут к существенному увеличению „ „
габаритов и веса аппаратуры, по- 1 нс- 56 Сверхмипиатюрпыи
скольку для облегчения наблюде-
ния за характером свечепия такие
лампы приходится отодвигать от других деталей и корпуса
прибора на большое расстояние с тем, чтобы можно было рас-
смотреть положение разряда во всех рабочих точках.
Во многих типах ламп с холодным катодом первоначально
без необходимости использовались конструктивные решения
обычных электронных ламп. Однако при излишне сложной кон-
струкции лампа может оказаться дорогой, а изготовление ее
трудоемким.
При неаккуратном изготовлении и загрязнении электродов,
стекла или газа стабильность параметров ламп может снизиться
более чем до 10—20%.
Особенно большие неприятности вызывает недостаточная
тренировка, когда параметры ламп сильно меняются после пер-
вых часов работы. В дальнейшем параметры стабилизируются,
но для восстановления работоспособности аппаратуру приходится
заново настраивать. Процесс дотрснировкп ламп в аппаратуре
иногда растягивается до сотен часов, поскольку средний рабо-
чий ток через лампу обычно пшого меньше предельно допустн-
юго тока, которым лампы можно оттренировать за 20—50 час.
135
При несовершенной технологии изготовления ламп и
недостаточной чистоте исходных материалов возможно появление
в лампах посторонних газов. Это усиливает нестабильность в пер-
вые часы работы и может вызвать нежелательные температурные
зависимости.
Высокая виброустойчивость ламп неудачной конструкции,
в принципе, может резко снижаться. Например, у ламп со слю-
дяной изоляцией (ТХЗБ и др.) наблюдались замыкания элек-
тродов через металлизированную распылившимся молибденом
поверхность слюды. При легком постукивании пальцем по лампе
происходит небольшой сдвиг электродов относительно поверх
ностп изоляции, что приводит к короткому замыканию.
Контроль ламп с большим числом точек сварки затруднен.
Иногда пропускаются важные точки сварки, вызывающие,
например, нарушение контакта вывода с электродом при силь-
ных вибрациях.
Лампы с малым током зажигания требуют высокой изо
ляцпи сеточной цепи, что несколько усложняет их исполь-
зование в условиях повышенной влажности и требует приме
нения влагозащитных покрытии. Б принципе этот недостаток
мог бы быть устранен при помещении высокоомного сеточного
сопротивления и разделительного конденсатора внутрь балло-
на лампы.
Каждый тин ламп требует существенно разных питающих
напряжений п это затрудняет сочетание разнотипных ламп и
контроль запаса надежности сложной аппаратуры.
По мере повышения рабочих напряжений ухудшается эко-
номичность ламп.
Очевидно, что некоторые из перечисленных недостатков
можно устранить, усовершенствуя технологию изготовле-
ния ламп и введя дополнительный контроль нужных
параметров перед выпуском. Лампы с очевидными копструк
тивпыми недостатками являются временными п но мере появ-
ления более совершенных разработок быстро заменяются, чего
нельзя сказать о лампах со средними параметрами, но удобных,
простых и дешевых. Некоторые недостатки параметров нередко
удается компенсировать схемным путем, но недостатки меха-
нической конструкции лампы в большинстве случаев пе удается
устранить выбором электрического режима.
Практика показывает, что в большинстве случаев аппара-
тура строится на лампах одного типа, поскольку неудобно
вводить несколько источников разных стабилизированных нап-
ряжений для вспомогательных ламп других типов. Эту проб-
лему разрешить нелегко. Требуется либо значительно расши-
рить диапазон допустимых пзменепий рабочего напряжения
у каждого типа дамп, либо создавать целые серии ламп на
136
разные питающие напряжения. Низковольтные лампы часто
можно использовать при повышенном питающем напряжении
путем введения в схему делителей пли последовательным
включением ламп. Однако в ряде случаев требуются высоко-
вольтные лампы. Например, для работы совместно с галоген-
ными счетчиками частиц, питаемыми напряжением около 400 в,
были бы удобны специальные лампы на такое рабочее напря-
жение, поскольку дополнительный расход тока на делитель
и усложнение схем в этом случае весьма нежелательны.
Подобные специализированные лампы обычно требуются
в небольших количествах по сравнению с универсальными
лампами на низкое напряжение.
Многие правила и приемы использования ламп с холодным
катодом прямо противоположны правилам обычной радиотех-
ники. Поэтому в первое время работы с газоразрядными лам-
пами некоторые специфические ошибки обнаруживаются мед
ленпо. Например, катод таких ламп (рис. 2) имеет вид анода
электронных ламп. Это часто вводит в заблуждение экспери-
ментатора, пока опыт пе покажет, что прн обратном включении
лампы работают иначе, чем предполагалось.
Как известно, в обычной радиоэлектронике паразитные
емкости между сеткой, анодом и шинами питания ухудшают
чувствительность и быстродействие схем, работающих на элек-
тронных лампах. Их стремятся свести к минимуму. В случае
использования ламп с холодным катодом прп чрезмерном умень-
шения этих емкостей чувствительность и быстродействие сни-
жаются. В то же время чрезмерное увеличение емкости про
межутка сетка — катод может вызвать самопроизвольное сра
батывапие ламп с холодным катодом вследствие возникновения
релаксационных колебаний в цепи сетки.
Необходимо подчеркнуть, что успешность использования
ламп с холодным катодом зависит не столько от качества ламп,
сколько от качества разработки схем, правильности выбора
режима работы ламп и параметров деталей, а также от учета
всех особенностей даппого типа ламп. Подробные описания
многих десятков схем и упоминаемых приборов даны в лите-
ратуре [23—198].
Изготовление и эксплуатация серийной аппаратуры на лам-
пах с холодным катодом просты и общедоступны, но разра
ботка аппаратуры, несмотря па ее конечную простоту, очень
сложна и трудоемка. Научный работник или инженер, запи
мающийся созданием новой аппаратуры и новых сочетаний
схем,должен хорошо изучить особенности газового разряда. Кр<
ме того, необходимы серьезные знания н опыт в области констру-
ирования обычной электронной аппаратуры.
137
§ 3. Возможный экономический эффект
Для оценки перспективности ламп с холодным катодом
большой практический интерес представляет выявление их
роли и места в технике. Экономическую эффективность, ожи
дасмую от их широкого внедрения, можно ориентировочно
оценить из общих соображений, исходя из масштабов приме-
нения электроники в народном хозяйстве с учетом опублико-
ванных данных о возможной доле использования ламп с холод-
ным катодом
Общий объем выпуска различного электронного оборудо-
вания в США например, стоит па третьем месте,после выплавки
стали и выпуска автомобилей. По численности рабочих элек-
тронная промышленность в США также занимает третье место,
после авиационной и автомобильной. В области электроники
в США запито более 1 миллиона рабочих и служащих, в том
числе 150 000 инженеров, а также 25% всех физиков (т. е.
в полтора раза больше, чем в ядерной физике).
Насыщенность современной техники средствами электро-
ники характеризуется следующим примером: стоимость элект-
ронного оборудования современного самолета, снабженного
электронной системой зажигания, радиолокационной, радио-
навигационной и аппаратурой связи, автопилотом, системами
слепого полета и посадки и т. п., составляет примерно половину
стоимости самого самолета.
Многие широко применяемые системы импульсной радио-
техники, электроавтоматики и вычислительной техники харак-
теризуются наличием сложной электронной аппаратуры, содер-
жащей сотпи, а иногда тысячи деталей и ламп. Например,
установки программного управления металлорежущими стан-
ками содержат по несколько сотеп ламп или полупроводни-
ковых триодов, а электронные вычислительные машины — ты-
сячи электронных ламп.
Применение атомной энергии и развитие паучно-исследо-
вательских работ в области физики также тесно связаны с раз-
витием импульсной радиотехники. Для обнаружения, регист-
рации и исследования радиоактивного п космического излуче-
нии требуется сложная аппаратура, без которой элементарные
частицы и продукты их взаимодействий не могут быть обнару-
жены.
При большом числе элементов возникает сложная проблемг!
обеспечения надежности работы каждой системы в течение
длительного времени, нередко в тяжелых условиях работы.
Другая проблема — это повышение удобств эксплуатации и
контроля многоэлементной аппаратуры с одновременным умень-
шением ее сложности, трудоемкости изготовления и размеров.
138
/
Значительная часть^производственных, экономических и
эксплуатационных трудностей устраняется при использовании
ламп с холодным катодом, если найден метод применения этих
ламп для решения данной технической задачи.
Высказаны предположения [174], что лампы с холодным като-
дом, благодаря своей простоте, доступности и долговечности,
смогут заменить в таких областях, как автоматика и телемеха-
ника, до половины электронных ламп, полупроводниковых три
одов п электромагнитных реле.
О доступности и экономической эффективности изготовле-
ния ламп с холодным катодом говорит хотя бы тот факт, что до
последнего времени всю потребность страны в универсальных
лампах этого типа удовлетворяли несколько десятков работниц
иод руководством лишь одного технолога. Выпуск миллионов
этих ламп возможен в небольших помещениях площадью 50—
J00 м2, без сложного оборудования. Кроме того, в течение
10 лет по имелось стендов для испытаний ламп МТХ-90 на дол-
говечность и стабильность, поскольку и без проверки они ока-
зались жизнеспособными и успешно используются в сотнях
предприятий страны. При небольших добавочных капитало-
вложениях можно ожидать резкого расширения сферы приме-
нения ламп с холодным катодом. В частности, введение суточ-
ной тренировки для стабилизации параметров увеличит расход
электроэнергии, требующейся для изготовления одной лампы,
на 0,1 коп.
Изготовление тренировочных стендов также не намного
увеличивает себестоимость лампы. Стоимость стендов па 5—10
тыс. гнезд распределяется на 1—2 млн. ламп. Если производ-
ством каждого миллиона ламп в год будет руководить один
ппженср, то себестоимость каждой лампы дополнительно уве-
личится на 0,2 коп., но в то же время это позволит значительно
увеличить качество ламп, а следовательно, расширит возмож-
ности их использования. Автоматизация контроля также даст,
пссомпеппо, большую экономию.
Наиболее широко лампы с холодным катодом сейчас при-
меняются в автоматике, приборостроении, экспериментальной
физике и вычислительной технике. Вместе с тем стало возмож-
ным их использование в радиоаппаратуре широкого приме-
нения, например в усилительных и детекторных каскадах
радиоприемников, в магнитофонах и проигрывателях, в блоках
развертки и синхронизации и в демпферных каскадах телеви-
зоров. При этом упрощается схема, устраняются некоторые
детали и трансформаторы, заметно снижается потребление
электроэнергии.
По семилетнему плану намечен выпуск 15 млп. телевизоров
и 25 млн. радиоприемников При введении в каждый телевизор
139
и радиоприемник хотя бы по одной лампе с холодным катодом
потребуется дополнительно 40—50 млп. ламп.
Очевидно, что общий выпуск всей электронной техники
определяется количеством самих электровакуумных изделий.
Как публикуется в сводках Центрального статистического
управления, ежегодный прирост производства обычных элек-
тронных ламп составляет 5—10 млн. штук, т. е. 5—10%. Этот
прирост может быть удвоен при расширении внедрения гораздо
менее трудоемких ламп с холодным катодом.
Изготовление ламп с холодным катодом во много раз проще
п доступнее, чем изготовление электронных ламп, полупровод-
никовых триодов и электромагнитных реле, поскольку число
деталей в лампах с холодным катодом в 5—10 раз меньше,
чем в других элементах. Например, лампа МТХ-90 содержит
1ишь 6 детален, в то время как электронные лампы и реле
имеют 50—70 более сложных деталей.
Вес ламп с холодным катодом в 10—20 раз меньше,
веса электронных ламп; пропорционально меньше количество
и стоимость матерпалов. Так, для изготовления лампы
МТХ-90 требуется лишь 0,6 г металла. Стоимость стекла, пи-
келя и пеона для изготовления одной лампы составляет 1
1,5 коп. Весьма ценным является то, что при выпуске ламп
с холодным катодом не требуется дефицитных материалов,
ассортимент необходимых матерпалов невелик. Это приво-
дит к уменьшению числа технологических операции
Практически такие лампы с холодным катодом как МТХ-90,
МН-6 и им подобные не сложнее, чем массовые герметизиро-
ванные конденсаторы КБГИ, и содержат даже меньше деталей.
Простота конструкции ламп позволяет легко автоматизировать
их производство.
В настоящее время стоимость одной электронной лампы
составляет в среднем 1—2 руб.; стоимость каждого реле
и других элементов может достигать 5—10 руб. В США,
например, падежный полупроводниковый триод стоит
13 долларов [176].!
Стоимость лампы с холодным катодом при массовом авто-
матизированном производстве нс превысит 10 коп. В частности,
лампа МН-6 сейчас стоит 8 коп., а затраты труда па изготов
ление лампы МТХ-90 даже при ручном се производстве состав-
ляют?^ коп. Подобные же цены имеют место в США (10 центов)
и в Англии.
Еще более важным фактором, определяющим экономичес-
кий эффект, является долговечность ламп. Одна лампа с холод-
ным катодом, имеющая срок службы более 100 000 час, как у
МТХ-90 в аппаратуре, во многих случаях заменяет по срок\
службы 100 электронных ламп, обычно имеющих гарантиро
140
ванную долговечность 500—1000 час при надежности лишь
90% против 99,4% у тренированных ламп МТХ-90.
Учитывая разницу в себестоимости, а также в долговечно-
сти ламп с холодным катодом и электронных ламп, нетрудно
оцепить экономический эффект в случае реализации в аппа-
ратуре 10 млн. падежных ламп с холодным катодом.
Применение малогабаритных ламп с холодным катодом
намного уменьшает трудоемкость изготовления аппаратуры бла-
годаря упрощению конструкции аппаратуры, крепления ламп,
монтажа, питания, наладки, вентиляции, контрольных при
способлеппп.
Как известно, в среднем стоимость каждого каскада сложной
радиоэлектронной аппаратуры, содержащего одну электрон-^
ную лампу пли полупроводниковый триод со всеми необхо-
димыми деталями, материалами и наладкой, ориентировочно
составляет при неавтоматизированном производстве от 30 до
100 руб.1
Полная стоимость каскада на лампах с холодным като-
дом МТХ-90 составляла в 1957—1959 гг. около 2—4 руб.1 2
Такая малая стоимость объясняется крайней простотой шасси
(см. рис. 38), монтажа, отсутствием трансформаторов и дрос-
селей, а также быстротой наладки.
Если вместо электронных использовать 10 млн. ламп с холод
ным катодом, то разница в стоимости только аппаратуры соста-
вит 0,3—1 млрд. руб. [1701.
Общеизвестно, что эксплуатация радиоэлектронного обо-
рудования много дороже стоимости его разработки. Во всем
мире идут поиски более надежных заменителей электронным
лампам. В США, например, в 1948 г. созданы полупроводни-
ковые триоды, а затем криотроны п другие элементы, в Англии —
декатроны, во Франции — текнетрон, в Японии — пара-
метрон пт д.
1 Например, средняя стоимость одного каскада в таком распростра-
ненном приборе, как осциллограф ИО-4 за вычетом стоимости электрон-
ных ламп п трубки, составляет 47 руб., а в электронном перссчетпом
приборе Б-2, выпускаемом крупиосерпйяо,— 20 руб. Средняя стоимость
одного электронного каскада вычислительных машин и ряда электрон
ных приборов достигает 100 руб. Большая часть электронной аппарату
ры выпускается в количестве до 1000 падений одного тина в год.
2 Мпллпескундомер МСК-2, содержащий 50 ламп с холодным като-
дом и 6 электронных ламп, стоит 250 руб.; реверсивный счетчик РСК 1
содержащий 38 ламп с холодным катодом и 60 диодов, стоит 147 руб.,
счетный прибор ПК-1000, имеющий 26 ламп МТХ-90, стоит 63 руб., что
составляет вместе с лампой 2 руб. 50 коп. на одни каскад. Монтаж
двадцати.твмиового блока на лампах МТХ-90 стоит 2—3 руб., при-
чем современный триггер содержит лишь одну лампу с колодным като-
дом
111
Для постоянного обслуживания средней вычислительной ма-
шины, содержащей 800—1000 электронных ламп или полупро-
водниковых триодов, требуется 5—10 высококвалифицирован
ных специалистов. Опыт эксплуатации ламп с холодным
катодом показал, что внедрение их в электронную аппарату-
ру позволит значительно сократить обслуживающий пер-
сонал.
Заметим, что в США три года назад эксплуатировалось 4000
вычислительных электронных машин,пе считая других устрой-
ств и военной техники, причем годовой выпуск электронных
ламп составляет 800 млн. штук. В СССР по ссмилетпему плапу
предполагается выпустить несколько тысяч программных цифре
вых машин,управляющих станками, и много другого сложного
радиоэлектронного оборудования.
При большом масштабе выпуска электронной техники деше-
визна ламп с холодных! катодом, удешевление аппаратуры,
построенной на них, и сокращение обслуживающего персонала
обещает дать значительный экономический эффект и разгрузить
радиопромышленность [170].
§ 4. Применение ламп с холодным катодом
и их распространение в Советском Союзе
Применение ламп с холодным катодом становится целой
областью науки и техники. Огромный вклад в создание этой
новой области внесли советские ученые и инженеры. Приоритет
Советского Союза в разработке основных методов и ряда новых
применений ламп с холодным катодом закреплен большим чи
слом авторских свидетельств [29 , 30 и др.] и публикаций, спи-
сок которых частично приведен в конце книги.
В 1948—1950 гг. в отечественной печати были опубликованы
работы [29, 33, 34] об основных методах применения ламп с хо-
лодным катодом и новых триггерных перосчетных схемах, схе-
мах совпадений, амплитудных анализаторах и другой аппа-
ратуре1.
1 В частности, в 1948 г. опубликована статья [29J, в которой укалы-
валось, что «экспериментальные исследования темного и тле-
ющего разряда низкою давления с холодным катодом показали
возможность использования его для решения широкою круга
задач импульсной радиотехники. Нами был осуществлен ряд схем (уси-
литель, нсресчетпая схема, годоскоп), в которых функции электронных
ламп выполняют газоразрядные Эти схемы при хороших электрических
данных и надежности обладают большой экономичностью и простотой.
Гак, например, первый годоскоп, работающий на пеоповых лампочках,
летом 1947 г. оказалось возможным собрать в экспедиционных усло-
виях».
142
Перссчетные схемы, использующие трпггсрпые ячейки на
одпой двухэлектродной неоповещ лампе, а также Tpi ггеры па
нескольких таких лампах, предложенные в 1948 г. [291, были
позднее осуществлены в США [621.
В 1950 — 1952 гг. в ФИЛИ были построены прак-
тически все элементы электронных схем импульсной техники
и основные типы выпускаемых приборов. В 1950 г. стала пол-
ностью ясна большая перспективность ламп с холодным като-
дом Отчеты ФИЛИ за 1950—1952 гг. позднее были
опубликованы в виде книги [30] и отдельных статей [77, /8,
82 и др.].
Рпс. 57. Прибор ПК-2 на лампах с холодным катодом (/)
и сетевой прибор (2), имеющий такой же ко:>ффмциецт
пересчета, во работающий па электронных лампах
На рис. 57 показан один из первых счетных приборов
на лампах с холодным катодом [29, 301 рядом с по-
добным же прибором на электронных лампах. Даже по их раз
мерам можно оценить преимущество ламп с холодным като
дом [172].
Серийная многоламповая аппаратура, изготовленная в
ФИАН, демонстрируется па международных выставках и кон-
ференциях. Аппаратура на лампах МТХ-90 работает во мно-
гих странах.
Сообщение об использовании диодов с холодным катодом
в ракстпом радиоэлектронном оборудовании появилось в печати
в США в 1959 г. [56], после опубликования результатов иссле-
дований на советских спутниках и космических ракетах
с использованием неоповых ламп.
143
Отечественные работы, открывшие широкие возможности
использования ламп, давно получили высокую оценку акаде
миков С. И Вавилова, Д. В Скобельцына, М. Л. Леонтовпча,
Б. А. Введенского и многих других специалистов и ученых [22,
23, 91,172,173].В частности, академик Д. В. Скобельцын в 1951 г.
писал, что в результате исследования газоразрядных ламп уда
лось создать, по существу, совершенно повое, весьма многообеща-
ющее направление в импульсной радиотехнике, которое может
бытье успехом использовало в различных областях науки и тех
ники. Академик М. А. Леонтович отметил, что в ФИЛИ создана
научпан база для зарождения новой отрасли импульсной техники,
осповаппая на новых методах использования газоразряд-
ных ламп.
Было опубликовано много статей и впервые издана книга
о применении ламп с холодным катодом в импульсной аппа-
ратуре [30], содержащая около 130 различных электрических
схем и обобщающая отечественный опыт многолетнего приме-
нения ламп с холодным катодом.
Большую роль в деле широкого распространения ламн
с холодным катодом играет Выставка достижений народного
хозяйства СССР По электронным приборам, демонстрирую
щимся па этой выставке, можно судить об увеличении масштаба
применения ламп с холодным катодом. Если в 1956 г. па выс-
тавке были представлены только приборы, разработанные в
ФИАП и освоенные заводом «Фпзприбор» (примерно 10 при
боров с общим числом ламп около 250), то в 1957 г. число ламп,
работающих в демонстрируемой Академией наук СССР аппа-
ратуре, достигло 1000. При оры па лампах с холодным катодом,
разработанные ФИАП, удостоены диплома I степени Всесоюз-
ной промышленной выставки и золотой медали. В 1958—1959 гг.
число демонстрируемых приборов увеличилось более чем
до 20, а общее число ламп в пих возросло до 2500 в 1959 г.
и примерно до 3500 в 1960 г., чго кстати, превышает число
полупроводниковых триодов, работающих па выставке. С1958 г.
во всех павильонах, где имеется радиоаппаратура, можпо
увидеть лампы с холодным катодом.
Приборы, разработанные в ФИАН, кроме павильона Акадо
мни наук СССР, демонстрируются и павильонах атомной
энергии и механизации.
Па Всемирной Брюссельской выставке 1958 г. в Между-
народном павильоне «Наука» пз 63 приборов, представленных
Советским Союзом, 7 приборов, содержащих около 3000 ламп
с холодным катодом типа M'JX-90, демонстрировались в
действии.
На второй Международной конференции по использованию
атомной энергии в Женеве Советский Союз демонстрировал
144
5 сложных приборов, и которых работало около 2000 ламп
с холодным катодом. В 1959у. аппаратура на лампах МТХ-90
демонстрировалась в Нью-Йорке и па других выставках за
рубежом. Существенно, что на всех международных выставках,
как правило, демонстрируются в действии приборы, серийно
выпускаемые пашей промышленностью.
Рис. 58. Переносный радиометрический верссчстпып прибор
(Венгрия), на 50 лампах АГ1Х-5К)
На Всемирной выставке в Брюсселе, кроме советских при-
боров, содержащих разработанные в ФИЛИ схемы на лампах
с холодным катодом, свой пересчстный прибор, содержащий
50 ламп, выставила Венгрия (рпс. 58). Он собран па советских
лампах М I Х-90 по схеме, опубликованной в книге [301. Венгер-
ский перссчетный прибор демонстрировался также на передвиж-
ной международной выставке аппаратуры, изготовляемой в
странах народной демократии — Польше, Чехословакии, Вен-
грии и в СССР.
Показ сложных приборов с большим числом ламп, работаю-
щих в течение длительного времени, даст возможность многим
специалистам лично убедиться в высокой надежности ламп
МТХ-90 и в том, что в ряде областей приборостроения, авто-
матики, импульсной и вычислительной техники лампы с холод-
пым_катодо.м способны заменить электронные лампы и no.ij
10 Л. и. Когаблсв
145
проводники. Выставки позволили продемонстрировать широким
массам специалистов высокую надежность ламп МТХ-90. Аппа-
ратура, содержащая нс одну тысячу ламп МТХ-90, демонстри-
ровалась Академией паук СССР н действии в течение нескольких
лет. Во время демонстрации, как и следовало ожидать, другая
аппаратура на полупроводниковых триодах пли электронных
лампах не выдерживала соревнования па надежность и обычно
вскоре выключалась, так как ремонт ее в условиях выставки
затруднен.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
it ч
В Советском Союзе впервые в мире начато широкое приме-
нение сверхминиатюрных ламп с холодным катодом в качестве
основных и самостоятельных элементов в приборостроении,
импульсной технике, автоматике и вычислительной технике
Приборостроительная промышленность выпустила много ти-
пов сложных приборов и установок, значительная часть которых
содержит сотни и тысячи ламп. Серийный выпуск подобной
аппаратуры за границей, судя по литературе, отсутствует.
Как видно по справочнику [76], около четверти типов массовой
отечественной радиометрической аппаратуры работает па лам-
пах с холодным катодом.
В Советском Союзе находятся в эксплуатация тысячи слож-
ных приборов на лампах с холодным катодом, изготовленных
раньше, чем начался выпуск аппаратуры с подобным числом
полупроводниковых триодов 166]. Число требуемых ламп
МТХ-90 сопоставимо с выпуском полупроводниковых триодов
и ферритов. Этот факт доказывает большое значение ламп
с холодным катодом для народного хозяйства, что стало
вится особенно ясным, если учесть их малую известность по
сравнению с полупроводниками (подробные данные об универ
сальных лампах МТХ-90 в большинстве справочников от
сутствуют).
В перспективе лампы с холодным катодом смогут заменить
в электроавтоматике до половины всех реле, электронных ламп
и полупроводниковых триодов [174]. Лампы с холодным като
дом к настоящему времени уже хорошо апробированы в много
ламповой физической аппаратуре и их «детские болезни» в
значительной мере выявлены и устранены.
Широкое внедрение ламп с холодным катодом в народно!
хозяйство обещает значительный экономический эффект вслед
ствие упрощения и удешевления аппаратуры, а также увели
ченпя ее долговечности. Свечение ламп с холодным катодом
значительно облегчает и удешевляет эксплуатацию аппаратуры.
которая благодаря этому становится более доступной для мас-
сового использования, чем аналогичная аппаратура на полу
проводниках [175).
Дальнейшее расширение внедрения сдерживается недоста-
точно отработанной технологией изготовления ламп, малым
числом контролируемых и гарантируемых параметров, а так-
же недостаточным количеством и малым ассортиментом ламп,
хотядлн серийного производства ламп с холодным катодом
требуется значительно меньше оборудования, матерпалов и
производственных площадей, чем для производства электрон-
ных ламп и полупроводниковых триодов.
Как указывалось в печати [1701, общая экономия при вне-
дрении в народное хозяйство ламп с холодным катодом в блп
жайшие годы может достигнуть миллиардов рублей, поскольку
потребность в лампах с холодпым катодом исчисляется миллпо
нами штук и возрастает с каждым годом.
Поисковые научно-исследовательские работы по дальней-
шему расширению областей применения ламп с холодным
катодом будут способствовать ускорению выполнения планов
технического перевооружения народного хозяйства, поставлен-
ных Центральным Комитетом КПСС и Советским правитель
ством, и, в первую очередь, решению задач комплек
спой автоматизации производственных процессов и созда-
нию для этого новых технических средств на основе широко-
го применения достижений физики, радиоэлектроники в вы-
числительной техники.
ЛИТЕРАТУРА
1. Н. А. К а и цо в. Электрические явления в газах и вакууме. М.—
Л., Гостехиздат, 1950.
2. Н Л. Капцов Электроника. М., Гостехиздат, 1956.
3. Радиофизическая электроника. Нод.ред. И. А Капцова М., Изд-во.
MI У, 1960.
4. Н А. Капцов. Газовая электроника—актуальная область фи-
зики. Вести. АН СССР, № 8, 1959, 12—17.
5. В. Л. Г р а и о в с к и й. Электрический ток в газе. М.—Л., ГИТТЛ,
1952.
6. А. Энгель, М. Ш т е и б е к. Физика и техника электрического
разряда. М.—Л., ОНТИ, I, 1935; II, 1936.
7. А. Эи гель. Ионизованные газы. М , ГИМФЛ, 1959.
8. Л. Леб. Основные процессы электрических разрядов в газах. М.—
Л., ГИТТЛ, 1950.
9. Дж. М. Мик, Дж. Д. Крэге. Электрический пробой в газах.
ИЛ, 1960.
10. И. С. С т с к о л ь п и к о в. Природа длинной искры. Изд-во АН
СССР, 1960.
11. Б. Р. Лазарей к о, И. И. Лазаренко. Электроискровая
обработка токопроводящих материалов Изд-во АН СССР, 1958;
Электрическая эрозия металлов М., ГЭИ, 1944; Физика искрового
способа обработки металлов. М , ЦБТИ МЭИ, 1946; Электроискровая
обработка металлов. М-, ГЭИ, 1950; Авт. свидетельство № 70010 от
3.1V 1943; Электроискровая обработка металлов Под ред. Б. Р.
Тазарепко, вып. 1. Изд-во АП СССР, 1957; выи 2, 1960; Проблемы
электрической обработки матерпалов. Изд-во АН СССР, 1960; Б. Н.
Золотых. Физические основы электроискрбвой обработки ме-
таллов. М., ГИТТЛ, 1953.
12. Возникновение жизни на земле. Труды международного симпози-
ума, 19—24 августа 1957 г., М. Иод род. А И. Опарина и др. Изд-во
АН СССР, 1959, 131, 161
13. Л. А Ю т к н п. Электрогидравлический эффект. М.—Л , Машгиз,
1955
14 М К а м а к. Плазменный двигатель для космических ракет Воп-
росы ракетной техники, № 6 (66) М , ИЛ, 1960, 38—47.
15. В. И. Г а п о н о в. Электроника, ч. 1. М., ГИФМЛ, 1960.
16. И. Л. Каганов. Электронные и ионные преобразователи, II
М-Л., ГЭИ, 1955.
Т. А. В о р о и ч е в. Импульсные тиратроны. М., Изд-во «Сов.
радио», 1958.
149
17а. С. Е. Т е м к и и. Импульсные модуляторные лампы. М., Оборой
гиз, I960.
18. 11. II. Федоров. Авт. свидетельство № 101672 21. V 1949. Лу
левая терапия сплавом.
19. Л. Ц. 11 в а и о в. Электрические источники света. М.—Л., ГЭИ,
1955.
20. В. И. Векслер, Л. В. Г р о ш с в, В. М Исае в. Ионпзациоп
пые методы исследования излучения. М.—Л., ГИТТЛ, 1949.
21 Г. К. Ь о р х в а р д т. Лампы с холодным катодом. М., ГЭИ, 1953
22. А. В. 111 ц л е й к о. Применение ламп с холодным катодом в быст
родействующих релейных схемах. '1руды МЭИ, вып. 13 (электро
пика). М., ГЭИ, 1953.
23. А. А. Г е и и с, Г. Л. Г о р и ш т е н п, А В. Пугач. Тиратро-
пи з холодили катодом та ix застосуванпя. Держтехвпдав УРСР.
Кшв, 1961.
24 И. 11. Глотов. Исследование условии, влияющих па потенции.i
зажигания в неоновых лампах. Ж. техн, физ., 17, 1947, 1083.
25. Д. А. Г о у х б е р г. Запаздывание разряда в разрядниках с акти-
вированными барием электродами. Ж. техн физ., 15, 1945, 105.
26. Т. Л Санина, А. Л. С а и и и, Н.П. Ф е Д о р с н к о в а. Зажп
гапие газоразрядных приборов.Приборы и техника эксперимента, АИ
1958, 116—119.
27. П. II. Чистяков, М. В. Спнельпнков, Ж. Г. Г ы
б и и с к а я. Влияние катодных явлений па возникновение пов-
торных импульсных пробоев газа. Радиотехника и электроника, 4,
Ks 5, 1959, 877-882.
28. И В Татаринова, П. И. Чистяков. Электронная эмис-
сия с бариевого холодного катода, возникающая после импульса тока
в газе. 11зв. АП СССР, серия физ., 24, As 6, 1960, 635—639.
29. Л. II. Кораблев. Применение газового разряда в импульсной
технике. Докл. АП СССР, 62, Jis 2, 1948, 215. Авт. свидетельства от
10.VII 1948: As 87417, 87418, 87399, 87398, 88730.
30. Л. II. К о р а б л е в. Новые применении ламп с холодным катодом
в импульсной аппаратуре. АН СССР Гостекиика СССР, ФВННПТИ
(М., ул. Чкалова, 47); Приборы и стенды, вып. As П 56-469, 1956
(200 стр., 130 илл., библио гр : 180 найм.).
И. А М С к э л л е т т, В. Г. Ф а й р с, Д В. М а й е р. Оксидно-
магнпевый холодный катод и его применение в электронных лампах.
Зарубежная электроника, As 5. М., Изд-во «Сов. радио», 1960, 115—
128.
12 Л. Н. К о р а б л е в Ионное фотореле. Автоматика и телемсхапика,
27, № И, 1956, 1040. Авт свидетельство А» 109930 (приоритет по
заявке As 418139 от 16.V 1950).
33. Л. II Корабле в. Пересчетпые схемы. Докл. АН СССР, 75,
As 3, 1950, 375. Авт. свидетельство As 97277 от 16.V 1950.
34 Л. II Корабле в. Пропорциональный годоскоп (анализатор)
Докл. АН СССР, 69, № 5, 1949, 643. Авт. свидетельство As 89991
от 13.VIII 1949.
S5. В А Фи на ги и. Высокочастотный стробоскоп с неоновой лам-
пой для исследования колебаний иьезопластппок. Изв. вузов МВО
СССР (приборостроение), 3, № 3. Л., 1960, 38—42.
36. М. Д. Р а п з е р, И. С. Шпигель. Исследование плазмы при помо-
щи микрорадиоволя.Усп. физ. наук, 64, вып. 4, М., 1958, 641—667.
37. Ф. Араме. Газовый разряд на сантиметровых волнах. Вопросы
радиолокационной техники, As 3 (27), 1955, 43—56.
38 В. Е. Г о л а нт. Газовый разряд па сверхвысоких частотах Усп
физ. наук, 65, вып. 2, 1958, 39—86.
150
39. Г. Б у р р о у з, А. Бронсвел. Чувствительный газовый раз-
рядник в качестве детектора'чиа сантиметровых волнах. Вопросы
радиолокационной техники, Aif 3 (27), 1953, 159—163.
40. Ь- А. 3 дир нова. О некоторых результатах эксперимсита.’В.иого
исследования газоразрядною детектора на сантиметровых волнах.
Изв. вузов МВО СССР, серия радпофнз, 2, Ji 2. Горький, 1959, 262—
206.
41. К. И. К о п о и с н к о. Детекторные свойства газоразрядной плаз-
мы па частоте 10 000 Мгц. Изв. вузов МВО СССР, серия радиофиз.,
1, As 5—б. Горький, 1938, 179—160.
42; И. Я. Б р е и д о. Маломощные тиратроны. Радио, № 1, I960,
9—14.
43. С. И. Лобов, В. А Цукерман, Л. С. Э й г. Управляемый
разрядник низкого давления. Приборы и техника эксперимента,
№ 1, I960, 89—92.
44 И. С. Маршак. Отечественные импульсные лампы. Приборы и
техника эксперимента, As 5, 1957.
45. И. С. Марша к, И. И И ванов. Новая пмпульспея лампа
11ФК 15-1 бескопдепсаториого питания. Приборы и техника экспе-
римента, Xs 1, I960, 92—94.
46. И. Ш. Л и б и н. Строботрон СТШ. Приборы п техника эксперн
мента, As 6, 1958, 105—11>э.
47. И. Я. Б р е й д о, Г. М. Я н к и п. Газоразрядные счетные лампы.
Радиотехника, 12, As 2, 1957, 65.
48. И. Я. Б р е й д о, Г. М. Янк и и. Промышленные газоразрядные
счетные лампы Радиотехника, 13, № 7, 1958, 80—86.
49. В. А. 11 и к и т и н. Газоразрядная декадная счетная лампа. При-
боры и техника эксперимента, As 2, 1956, 73—75.
50. А. Г. Еровченкова. Выпрямительные свойства МТХ-90.
Сб. статей студенческого научного общества МЭИ. М., 1955, 261—266.
51. 10. М. Козлов, Н. И. Ч и ч е р и н. Применение безнакальпых
тиратронов в качестве элементов следящих систем переменного тока
Труды НИИ МСП, вып 2 (21). Л-, 1956.
52. Б. 11. К о и о п о в, К. А. С а р к я п. Некоторые особенности
газового разряда с осциллирующими электронами. Радиотехника и
электроника, 5, № 10, 1960, 1717—1719.
53. Back Raymond Richard. Improvements in or relating
to coldcathode gas-discharge tubes. Апгл. патент, кл. 39(1), N 836402,
1.V1 1960.
54. В u t t Edward Percival. Improvements in or relating to
methods for caesium deposition. Англ, патент, кл. 39 (1), 82 (2),
N 828005, 10.11 1960.
55. H E. Seifert. Kaltkatoden-Tyratronsfurmehrerc Ampere Da-
nerstrom- Eleclronische Rundschau Bd. 15, N 1, 1961, 7—10.
56. Cold Cathode Trigger Diode. Electronics. 32, N 40, 1959, 72—73.
•57. A Turner. The Design and Manufacture or A Low-cost cold-
cathode Trigger Tube. Electronic Engineering, 1958, 166—169 .
58. A II. В e c k, T. M. J ackson. Trigger Tubs for Switching al
Megacycle Speeds. Terzo Congresso Internationale sui Fenomeni
DToniezazione nei Gas tenuto a Venezia dall’ll al 15 giugno 1957;
Milano, 96—100.
•>9. M В а л л e и в a ii д e p. Лампы с холодным катодом Экспресс-
информация. Серия радиоэлектроники, вып. РЭ-26, А° 103-104. М.,
, ВИНИТИ, ГНТК— АН СССР. 1959, 1—5.
А D. W h 11 е. Газоразрядный ключ. Экспресс-информация. Се-
рия вычислительной техпикп, вып ВТ-17, Ns 65—66. М., ВИНИТИ,
‘ НТК АН СССР. 1959.
151
61 Л. В а я ь г е р. Использование матрицы из ламп с холодным катодом
для сортировки писем. Экспресс-информация. Серия вычислительной
техники, вып. ВТ-186 (47), № 185—188. М., ВИНИТИ, ГНТК — ЛИ
СССР,1959
62. Дж. Маркус, В. Цел юф. Схемы промышленной электрони-
ки. М-, ил, 1959, 108—110, 128—129.
68. Hubner Roland Применение тиратронов с холодным като-
дом. Экспресс-информация. Электротехника, вып. ЭТ-8, Л’> 52. М.
ВИНИТИ, ГНТК — АН СССР, 1960, 5-8.
64. И. Я Б р е й д о. Газоразрядные лампы Новые книги за рубежом,
Б, № 5, 1960, 61—62 (рец. на книгу Caslubcs, Ed. by A. Schure. Кек-
York, Rider, 1958, 72.
65. Л. Л. С а п и н. IV научно-техническая конференция ио ядерноп
радиоэлектронике. Приборы и техника эксперимента, №> 4, 1959,
161—163.
66. Л Н. К о р а б л с в. Технические требования к лампам с холодным
катодом. Сб.: «Радиоактивные изотопы и ядерные излучения в народ-
ном хозяйстве СССР», 1. М-, 1961, 158—165.
67 М. И. Гельште й и. Динамические характеристики ламп тлею-
щего разряда типов МТХ-90 и ТХЗБ. Сб. материалов но вакуумном
технике, вын. XIX. М., ГЭИ, 1959, 25 56.
68. М И. Г с л ь ш т с й и. Расчет кольцевой перссчетной схемы па ти-
ратронах с холодным катодом типа ТХЗБ. Сб материалов по ва-
куумной технике, вын. XIX. М., ГЭИ, 1959, 36—69
69. Л. Л. Г е и и с. Расчет бинарной ячейки на безпакальных тиратро-
нах. Изв. вузов МВО СССР, серия раднотехп., 2, № 6. Горький,
1959, 704-714.
70. Ф. М. Я б л о п с к и и. Определение предельных скоростей счета
газоразрядных счетпых ламп по характеристикам анод—катод. Ра-
диотехника и электроника, 5, Л» 2, 1960, 338—341.
71. В. Я. У п а т о в. К вопросу о деионизации в тиратронах, работа
тощих в релаксационном режиме. Ж. техн, фпз , 10, 1940, 2011—2021
72. П. П. С ы п ч у к. Расчет релаксационных генераторов, работаю-
щих на газоразрядных приборах с холодным катодом. Сб : «Измери-
тельная техника» под ред Б. В. Анисимова М., Оборонена, 1955, 47
73. И. А Л р о п о в, Г. X II о в и к. Реле времени с безвакальпым
гпратропом Приборостроение, 1959, № 3, 28—29.
74. И. III. Л и б и в. О разрушении катода в импульсном разряде в
инертных газах. Радиотехника и электроника, 4, № 6, 1959. 1026—
1032.
75. Надежность паземиого радиоэлектронного оборудования Нод ред.
II М Шулейкина. Пзд-во «Сов. радио», 1957, 12, 40, 486.
76. Д. Д. У с п с н с к и и, П. С. С а в и ц к и й. В И- С и н п ц ы н.
А. С. III т а и ь. Справочник по дозиметрическим, радиометрическим
и электронно-физическим приборам, счетчикам, сцинтилляторам и
фотоумножителям М., Атомиздат, 1959, 15 . 44. 48, 50. 52, 91, 93,
95, 97, 109, ИЗ, 123.
77 .1 П. Кораблев Компактный радиометрический пересчетш.ш
прибор БК-3. Проборы п техника эксперимента. 1956, № 3, 54—58
Авт. свидетельство № 18472 от 4.VIII 1955.
78. Л. И. Кораблев. Счетчик-хронограф (электронный миллнее-
кундомер) МСК-2. Измерительная техника, .Х= 5. М., Стандартгпз,
1956, 45—49.
79. Р. П. О з е р о в, С. В. К и с е л е в И. Р. Карпов п ч, В. II
Г о м а н ь к о в, А. А Л о ш м а н о в. Нейтронный дпфрактомср
на базе ГУР-3 с дистанционным управлением. Кристаллография,
й, вып. 2, 1960, 317—319.
152
80. Я. Л. Б л о х, Л. II. Корабле в. Автоматическая регистрация
вспышек излучения. Приборы и техника эксперимента, А; 5, 1957,
58—59. Авт. свидетельство А7. 112084 от 5.IX 1956.
81. Л. Н. Кораблев. Авт. свидетельство А’. 120591 от 1. VIII 1955.
Электронный стабилизатор напряжения.
82. Л- 11. Кораблев. Годоскопы па лампах с холодным катодом.
Приборы и техника эксперимента, № 2, 1956, 54—61. Авт. свидетель-
ства А° 88730 от 10AI 1948; № 88740 от 9.III 1950.
83. А. Е. Воронков, Л. II. Кораблев, II. Д. М у р и и,
П.В.Штраппх. Быстродействующий многоканальный амплитуд-
ный анализатор. ФВПНИТ11, АП СССР — Гостехннка СССР. вып.
№ П-57-16/1. М., 1957.
84. Л. II. Кораблев. Авт. свидетельство 121858 от 13.VII 1956.
Амплитудный анализатор импульсов.
85. С. II. Вернов. Ю. II. Логачев, А. Е. Чудаков,
Ю. Г. Шафер. Исследование вариаций космического излучоппя.
Усп. физ. паук, 63, вып 16, 1957.
86. Ждано в, М а к а р о в. Быстродействующий автоматический
сигнализатор (извещатель) для обнаружения загорания. Сб.: «Радио-
активные изотопы п ядерные излучения в народном хозяйстве СССР».
1. М., 1961, 137—140.
87. Л. A. IU кловер, О. 11. Д о р ф. Фотоэлектрические приборы
Для измерения ультрафиолетового излучения. Светотехника, А7 3,
1956, 20—24.
88. Л. II. К о р а б л е в. Авт. свидетельство А': 119615 от 27.VII1 1958.
Способ регистрации и измерения малых токов.
89. Л. II. Кораблев. Авт. свидетельство А. 102154 от 23.V1 1951
Регистрирующее устройство для песамогасящпхся счетчиков поли
зпрующих частиц.
90. Л. II. Корабле в. Авт. свидетельство At 125945 от 20 IV 1959
Кольцевая счспшя схема иа лампах с холодным катодом с малым
разрешающим временем.
91. А. А. С а пи п. Радиотехнические методы исследования излучения
М—Л., ГИТТЛ, 1954, 290—294.
92. А. А. Сании, И. II. Суханова. Дифференциальный ампли-
тудный анализатор импульсов. Пестн. МГУ, 1953, г>ып 5, А" 8, 105—
108.
93. А. А. С а и и н. Амплитудные анализаторы импульсов напряженья
Усп. физ. наук, 54, вып. 4, 1954, 619—642.
94. А. М. Б о п ч- Б р у с в и ч. Применение электронных ламп в ;>ксп<
рнмепталыюй физике. М., ГИТТЛ, 1954, 500—504.
95. А. А. Абдуллаев, Г. Б. Жданов, Л. II. Кораблев.
А. В. Хайдаров. Исследование мезонной компоненты электрон
но-ядерных ливней методом запаздывающих совпадений Журнал
экспериментальной и теоретической физики, 21, А’ 9, 1951, 1079
96. П- Д. Рапопорт. Годоскоп с последовательной передачей сиг
налов. Приборы и техника эксперимента, А? 4, 1959, 86—90.
97. 10. II. В а в п л о в, И. А. Прагер. Исследование работы неко-
торых типов газоразрядных счетчиков в импульсном режиме пита-
ния. Приборы и техника эксперимента, А» 2, I960, 41—44.
98. II. М. Василевский, В. В. Вишняков Годоскопич»с-
кая система счетчиков с импульсным питанием. Приборы и техника
эксперимента, № 2, 1960, 58—63.
99. А Т. В а с и л о п к о, М. II. Ку л ю к и и. Р. N. С у л я е в.
А. И. Филиппов, Ю. А. Щербаков. Полуавтоматический
компаратор для обработки стереофотографий Р 361 Дубна, ОНЛИ—
ЛЯП. 1959. Приборы и техника эксперимента. А- 2, 1960, 83—85
153
ИЮ М. С, К о з о д л с в, М. М. К у л ю к и п, Р. М. С у л я е в,
Л. II Филиппов, Ю. А. Щербаков. Диффузионная ка-
мера высокого давления в импульсном магнитном поле. Приборы
и техника эксперимента, № б, 1958, 47—55.
И'1. А. И. Беляевский Многоканальный временный анализатор.
Приборы и техника эксперимента, № 1, 1957, 89.
102. И. А. К о п д у р о в, В Б Черняев. 128-канальный матрич-
ный амплитудный анализатор. М ,ФВИН11ТИ, АН СССР, вып. Л» II-
58-40/2, 1958.
103 В И Баранов. Радиометрия. Изд-во АН СССР, 1956, 227.
1"4 Г Р. Г о л б е к, Л И В я л ь ш и н. Карманные радиометры и до-
зиметры.С.6.: «Труды Всесоюзной конференции по применению изо-
топов и ядерных излучений, 1957 г.». Радиометрия и дозиметрия.
Изд во АН СССР, 1958, 238—245; I . Р. Г о л ь б е к, А II. В я л ь-
шин Карманные радиометры и дозиметры. Сб.: «Труды Всесоюз-
ной конференции по применению изотопов н ядерных излучений,
1957 г.». Радиометрия н дозиметрия. Изд-во АП СССР, 1958, 238—
245; 1 . Р Г о л ь б е к, В. В. Матвеев, Р С. Ш л я п п и к о в
Полевой радиометр-анализатор. Атомная энергия, 3, № 9, 1957,
247—250.
105 И А.Дапйлин. Применение ядерных излучений в гидрометео-
рологии. Л-, Гидрометеоиздат, 1957, 25—27; А И. Д а и и лип.
Опыт использования гамма-лучей для полевых определений влаж-
ности почвы и водпости снега. Сб.: «Радиоактивные изотопы и ядер-
пые излучения в народном хозяйстве СССР», 2 Ы., 1961
106. М. П С в и л а н с. Разработка приборов с использованием радио-
активных изотопов на заводе ВЭФ. Сб.: «Радиоактивные изотопы и
и ядерные излучения в народном хозяйстве СССР», 1 М , 1961,
131—133.
107 A IO Ратманский, П II Носенко Применение ламп
с холодным катодом в радиометрах. Труды IV научно-технической
конференции по ядерной радиоэлектронике. Под ред. А.А. Маркова.
М , Атомпздат 1961.
108. В. А. Е м е л ь я н о в. Нейтронные влагомеры и гамма-мутномеры.
Сб." «Радиоактивные изотопы и ядерные излучения в народном хозяй-
стве СССР», 2. М., 1961
ЮД М. II. В о л а р о в и ч, Ь. Я. Минков, II В. Чу рае в.
Опыт применения радиоактивных пндикатортв и ядерных излучений в
торфяной промышленности. Сб.: «Радиоактивные изотопы и ядерные
излучения в народном хозяйстве СССР», 2. М., 1961.
110. В. И. Ф е р р о н с к и и. Контроль плотности укладки групта при-
бором «радиоактивная вилка РВ-2». М-, ИТЭПН АН СССР, И-56-
153, 1956.
111 В. И. Ф е р р о н с к и й, II А. Ц ы т о в и ч. Приборы и методы
определения плотности и влажности грунтов с помощью радиоактив-
ных излучений. М., ВИНИТИ АН СССР и Гостехника СССР, 1956.
112 В А. Дуранте, Я. Л Коган, В. И. Ф е р р о и с к и й
С. И И о с а л ь Полевые исследования плотности и влажности
грунтов. Материалы к IV Международному конгрессу по механике
грунтов и фупдаментостроеншо. Изд-во АП СССР, 1957; V. A D п-
ranle, J.L. Kogan, V I. F с г г о n s k i у, S J. Nosov.
Field Investigation of Soil Densities and Moisture Contents. Proc of
the 4-th Int. Conf, on Soil Meeh, and Found. Eng.», v 1 London, 1957
N A. Cy to vic, V. I. F с г г о n s k i y. Pouziti radioakliuniho
zareni provvzkumu zemin pro slavebni u ccly. Inzenyrski stovby», Roc
V C.—5, Praha, 1957.
113 В. И Ф e p p о н с к и й. Применение радиоактивных изотопов и
154
излучений в строительстве. Сб.: «Техническая информация^ Глав
мосстроя», Л° 4, М., 1957.
114. 11. 1 Кузьм и и. Лекции по.механике грунтов. Изд. Ин-та Чипь-
Хуа. Пекин, 1959. }
115. А. Д. В е й с б р у т. Образцовый датчик малых промежутков вр -
меня. Измерительная техника, X» 6, 1957, 42—44.
116. В. II. В а н и и, Л. Ф Ч а и к о в с к и и, Ю. К. Ч ср е вы ч
и и к. Модернизация магнитного запоминающего устройства на
машине «Стрела». М-, ВЦ АН СССР, I960.
117. А. А. Курбанов Запоминающее устройство па магнитном
барабане с использованием ламп на холодном катоде. М., ВЦ
А11 СССР, 1961.
118. В. М. Якобсон. Принцип построения машин типа МАРС для
централизованного контроля Приборостроение, А» 1, 1960, 3—9.
119. Электронные машины типа МАРС для автоматизации контроля и
управления технологическими процессами. М-, 1960, 67—Ь9.
120. Б. Е. Марчук Автоматизация обработки экспериментальных
данных па вычислительных машинах. М , 11HT1IO X® 11-61-44 9,
ЦИТЭИП, 1961
121. Г. Г. Б е л о в и ц к и й, А И. Галактионов, Л. 11. Ко-
раблев, Л. В Сухов, И В- Ш т р а и и х. Установка для
автоматизации измерений многократного рассеяния. Сб : «Труды со-
вещания ио методике толстослойных фотоэмульсий», 1. Дубна,
ОНЯИ, 1957, 125—131
122. Г. Е. Б е л о в и ц к и й, Л. Н. К о р а б л е в, Л. В. С у х о в,
И. В. Ш т р а н и х. Photographic Corpusculaire II», International.
Colloques. Canada. Universitc de Montreal. Septembre 1958.
123. Г. E. Б e л о в и ц к и й, Л. Н Кораблев, Л. В Сухов,
И. В. Ш т р а н и х Установка для автоматизации измерений мно-
гократного рассеяния частиц. Приборы и техника эксперимента,
№ 2, 1959, 88—90.
124. О. А. Г о р я и п о в, Р А Р а й и с с. Телеуправление. М.—Л ,
ГЭИ, 1954, 52, 195.
125. О. А. Г о р и и но в. Принцип построения устройств телеуправления
на безиакальных тиратронах. Сб.: «Телемеханизация в народном
хозяйстве» М., Пзд во АН СССР, 1956, 172—188.
Г26. А. П. М а и о в ц е в, Г. 11. Равви п. Основы телеуправления
и тслеконтроля. М.—Л-, ГЭИ, 1959, 149, 205, 249, 284, 304, 345,
448, 628, 652, 736.
127 М. Л К л е й и, Г С Морга и, М. Г. Ароне он Цифровая
техника для вычислений и управления.М.,ИЛ, 1960,95—99, 112—114
128. Л Н. Ф и ц и е р, К. Б. Н о р к н и. Автоматический олт> мизатор
1АО1-1. М., ФВ11ПИТИ, АН СССР-ГПТК СССР,№ 11-59-15 1,1959
129. Р. В. Кор и и л о в. Электронный экстремальный регулятор.
Приборостроение, X". 4 М , 1960, 11—13.
130 Л Н Кораблев. Авт. свидетельство X» 123355 от 4 VIII 1958.
Дозатор.
131 Л. Н. Кораблев. Авт свидетельство № 116681 от 29.111 1958.
Измеритель перемещений.
132. А. Е. Ц оф и и. Сигнализатор предельного значения ППТПО,
№ П-59 125/ 16.М-, ФВИИПТП, 1959
133. И. II. К а р и б е к о в. Газоразрядный фазовый дискриминатор.
Приборы и техника эксперимента, Xi 2, 1960, 83—85.
134. II Кораблев. Авт. свидетельство № 97277 от 16 V 1950.
Релейное устройство.
135. Л. II. Кораблев. Авт свидетельство от 4.VI1I 1949. Стробос-
копическое устройство.
155
136. Л. 11. Кораблев. Авт. свидетельство А’ 115991 от 26.III 1966.
Схемы подачи сигналов па управляющий электрод ламп с холодным
катодом.
137. Л. II. Кораблев, Д. Я. С у р а ж с к и и. Авт. свидетельство
N 109186 от 25.V 1956. Устройство для дистанционного измерения
средней скорости ветра.
138. И. И. U1 л я н о б е р с к и й. Счетчик длительности импульсов.
Труды «ВКАС», № 1. Л., 1956.
139. В. Н. Родин. Бескоптактпыо счетные цепочки с совмещением
функций счета п совпадений. Co. HAT;«Промышленнаятелемеханика».
Пзд-во АН СССР, 1960, 92—108.
140. В. И. Смирно в, А. М. Хазе в. Магпптногазоразрядный
коммутатор малых токов. Приборостроение, J*» 1, 1961, 15—17.
141. А. Д. Г р о б е р. Применение иульс-пары на тиратронах с холод-
ным катодом. Приборостроение, Ais 2, 1961, 27—28.
142. С. В. Свечников. Управляемый релаксационный генератор
па лампе тлеющего разряда. Автоматика и телемеханика, 27, № 11,
1956, 1029—1034.
143. 11. А Архангельский. Диссертация. М., МИФИ, 1956;
Сб.: «Некоторые вопросы инженерной физики», вып. 3 М , МИФИ,
1958, 89—95.
144. П.В Штр авпх, А. Е. Воронков Устройство для дви-
жения по двум координатам прп использовании синхронных шаго-
вых двигателей М., ПНТПО, вып. № Э-61—31/9, ЦНТЭИП, 1961
145. И. А. Набиев. Диссертация. М., МЭИ, 1954.
146. В II Т у т е в и ч. Бесконтактная циклическая система телеме-
ханики. М., ФВИППТ11, АП СССР — Гостехппка СССР, № П-57
53/9, 1957.
147. В. Н. Т у т е в и ч. Система телемеханики. Электричество, X: И,
1958, 72—73.
148 Кибернетика и автоматизация транспортных процессов. Под ред.
А. П. Петрова и И. Я. Аксенова. М.,Трансжелдорнздат, 1960, 213—219.
149. Г. А. К р а с о в с к п й. Автоматизация процесса определения хо-
довых свойств отцепов в системе горочной автоматики. Диссср. М-,
1958.
150 Б. II. Терентьев. Электронный телеграфный аппарат. Элект-
росвязь. № 6, 1957
151 А. Б. II у г а ч, IO. II. С а в и ц к и й, Е. И. Т у м а н о в с к и п
Б вопросу читающих устройств электронных трансмиттеров Сб :
«Труды сскцпп проводной связи», Укр. НТОР и Э нм А. С. Попова,
вын. 3. Кпев, 1958.
152 А. Б Пугач Авт. свидетельство .V 110263.
153 А. Б. Пуга ч, Е Т. Даров, 3. С. 11 а щ е и к о- Авт. сви
детельство № 121142.
154 Ю. А. Лейбмап I оператор низкочастотных прямоугольных
калиброванных импульсов ГИК-1. Приборы п электронная аппара-
тура для измерения радиотехнических величин, ПНТПО, вып 5.
.N« 11-60-385. А., ЦИТЭПН, 1960. Авт. свидетельство Ай 122768
от 6.VI 1957.
155. В. М. 1* о д и о п о в, В. I1. С т р о к о в, Г. II. 1Ц с б с р о в а.
Аппаратура дистанционного управления п контроля для радио-
релейных линий Электросвязь, Л’ 2, 1959.
15(1 . А. В. Шереметьев, ИЛ. Г о р п ш т е и н. Разработка воп-
росов автоматизации и дистанционного управления для существую-
щих кабельных магистралей, уплотненных системами К-24. Сб.:
«Материалы научно-технической конференции по автоматизации и те-
156
^обслуживанию междугородних лелсфонпо-телеграфных магистра-
лей», Укр. НТОР и Э им Л. С .Попова. Киев, 1957.
157. А. В Шереметьев, И. Л'. Горнштей н. Авт. свидетель-
ство № 121819.
158. А. Б. Пугач, И. Л. II а т р и к о ж к а. Авт. свидетельство
№ 112252.
159. К. X. Р у м п ф. Электроника в телефонной технике М.—Я., ГЭИ.
1960.
160. Я. Г- К о б л е н ц. Бесконтактные способы телефонной коммутации.
М., Связьнздат, 1955.
161 О. Л. Соболев Принципы построения электронных АТС. (.6
трудов ЛЭНС. М-, Связьнздат, 1955.
162. Л. С. Фараонов (под ред ) Сб.: «Новые системы автоматиче-
ских телефонных станций» М-, Связьнздат, 1956, 51—96.
163. Информационный сб.: «Бесконтактная коммутация и электронные
АТС» М., Связьнздат, 1958, 101—164.
164. В. Н Рог и и с к и й. Применение электронных приборов в тех-
нике АТС. Сб.: «Труды секции проводной связи», Укр ИТОГ п
Э им. А. С. Попова, вып. 3, Киев, 1956.
165. И. Н. Евгенова. Экспериментальный тиратрон с холодным
катодом для целей коммутации. Сб.: «Техника проводных средств
связи». Л., 1957.
166. И. II. Е в г с п о в а. К вопросу о возможности применения ламп
тлеющего разряда для коммутации переменных токов. Сб.: «Техника
проводных средств связи», вып. 3 (23). Л., 1959
167. О. А. Соболев, А. С. Б ы к о в а, Е. М. Пономарева.
Экспериментальный телефонный регистр. Сб.: «Техника проводных
средств связи», вып. 2 (8). Л,, 1956, 54—72.
168. JI. М. Гольштейн, Е. М. Пономарева. Электронный
накопитель для переключателя направлений АТС. Сб.: «Техника
проводных средств связи», вып. 2 (8). Л., 1956, 73—83.
169. О. А. С о б о л е в, Е. М. Пономарева, И. М. Аром Ра
боты в области создания электронных АТС. Научно-технический
бюллетень НИ11ТС, № 3, 1959.
169 а. Electronic Design, 9 XI 1960, N 23, р. 61—97.
170. А. Г. II р е с и я к о в. «Экономическая газета», № 2, 2.VI 1960,
стр. 4; Г. Э. Блок, Пути науки. М., МГ., 1964, 119—138.
171. Ф. М. П е р е л ь м а п. Рубидий и цезий, перечень освоенных и воз-
можных применений. М., ВИНИТИ ГНТК АН СССР, 1959.
172 II. Т. И е т р о в и ч, А. В. Козыре в. Генерирование п пре-
образование электрических пмпуаьсов Гл. XI М., Изд-во «Сов.
радио», 1954, 365—373.
173. Д. В. Скобельцын, U- М Франк. Физический институт
имени И. Ц. Лебедева АН СССР. Усп. физ. наук, 63, вып 3, 1957,
514.
174. Лампы с холодным катодом и пх применение в ядерной физике,
электронике и автоматике. Проспект ВДПХ. Изд-во АН СССР, 1960,
175.
175. Л. Н Кораблев. Возможности и перспективы применения ламп
с холодным катодом в импульсной аппаратуре. Труды IV научно
технической конференции по ядерной радиоэлектронике (20—25 ап-
реля 1959 г.). Под ред. А. А. Маркова, М., Атомиздат, 1961.
176. Автоматизация производства полупроводниковых триодов. Радио.
№ 3, 1960. 61.
177. И. В. Лебедев. Газоразрядные приборы для сверхвысоких
частот. Сб.: «Успехи электровакуумной техники», ГЭП, М.— Л., 1956.
94-125.
157
178. П. Н. Чистяков. Стабилизаторы напряжения с электрическим
разрядом в газе (стабилитроны). Сб.: «Успехи электровакуумной тех-
ники», ГЭИ, М.— Л. 1956, 54—93.
179. 10. Д. Р а г о з и и. Дрейф напряжения стабиливольта. Сб.: «Труды
МЭИ», вып. 4, М„ 1959, 27—33.
180. II. В. Миро ш нико в. Катоды стабилитронов тлеющего разряди,
активированные редкими землями. Сб.: «Труды МЭИ», вып. 29, ГЭИ,
М,—Л., 1957, 247—262.
181. В. А. Л абу идея. Электронные схемы ссточпого управления
многофазных автономных инверторов и ионных преобразователен
частоты. Сб.: «Труды МЭИ», вып. 28, ГЭИ, М.— Л., 1956, 387—402.
182. А. А. Г е н и с. Тиратрон с холодным катодом как элемент электри-
ческой цепи. Диссертация, Киевский политехнический институт, 1961.
183. 1. П. Жеребцов. Основы электроники. ГЭИ, М.— Л., 1960,
452—455.
184. Е. М. Мартынов. Электронные устройства дискретного дей-
ствия. ГЭИ, М,—Л„ 1960, 58—64.
185. В. И Воровский, Р. Г. О ф ф е п г е п д е п. Печатающее
устройство с бесконтактным управлением. Автоматика и нрнборостр»
ение, А» 1, Киев, 1у61, 25—29.
186. М. 11- В о л а р о в н ч, И. II. Ч у р а с в. Исследование торфа
при помощи радиоактивных изотопов. М., Изд-во АН СССР, 1960,
131—133.
187. М В. II р е о б р а ж ейская. Результаты испытаний гамма-
скопического метода определения запасов влаги в почве при орошении
хлопчатника в совхозе Пахта — Арал. Тезисы конференции но приме-
нению радиоактивных н стабильных изотопов и излучений. М.,
В AC X НИ Л, 1958, 72.
188. Проспекты английской торгово-промышленной выставки в Москве
1961.
189. А. А. Ген ис. Тиратроны с холодным катодом и перспективы их
применения. Сб.: «Труды III Всесоюзной конференции по радиоэле-
ктронике Министерства Вышпсго образования», Киев, 1959.
190. Л. II. К о р а б л е в. Ант. свидетельство № 137310 от 19.VIII 1960. Спо-
соб стабилизации работы н повышения чувствительности ламп с хо-
лодным катодом (по постоянному напряжению).
191. Л II. Кораблев. Авт. свидетельство № 139147 от 15. VI 1950. Спо-
соб междукнекаднон связи переучетных схем.
192. Л. Н. Кораблев. Авт. свидетельство As 136419 от 11.IV I960.
Электронный стабилизатор с опорной и усилительной лампой с хо
лодпым катодом.
193. В. М Ордынцев. Прибор для автоматического измерения нак-
лона статической характеристики (оптимизатор). «Технические сред
стка автоматизации н телемеханизации», вып. 3, ПНТПО №А-61-16/о,
ЦП ГЭНН М 1961.
194. Ф. А. Аксельрод. Авт. свидетельство 133143 от 11.111 I960. Ре
гулятор времени протекания сварочного тока па счетных линейках.
195. В. М. Дегтев, Н III. Пинский, Б. В. Васильев. Прибор
дли измерения собственной резонансной частоты и декремента зат\
хаиия листовых электроизоляционных матерпалов и пластмасс «При-
боры для исследования физико-механических свойств и структуры
материалов», вып. 6, ПНТПО №П-61-56/6, ЦИТЭИН, М-, 1961.
196. В. II Ключарев. Импульсный радиограф НРК-К-1. «Сборник
работ по некоторым вопросам дозиметрии и радиометрии иоиизир)
Ю1цих излучений», под ред 10. В Сивинцева. М., Атомиздат, 196b,
53—58.
197. Р. Е. Пост. Высокотемпературная плазма и управляемые термо-
ядерные реакции, ПЛ, 1961.
198. Г. Д. Лобов Смешение двух сигналов СВЧ при помощи газораз-
рядного детектора. Радиотехника и электроника, 5, Asli, 1960,
1848—1856.
II р и м е ч а н и с. Дополнительная отечественная и иностранная би-
блиография имеется в книгах [23] и [30].
Приложения
Т а б л и и а I
Основные параметры и их ориентировочный разброс у cepuiiui.ix триодов к тетродов
с холодным катодом
Параметры ламп Пии лампы
ТХ1 триод ТХ2 триод ТХЗБ тетрод ТХШ тетрод ТХ5А триод МТХ-90 триод
Катод Оксидно- бариевып Барие- вый Молибде- новый Молибде- новый Молибде- новый Цезиевый
Наполнение Неон и 0,5% аргона Гелий Неочч чч 1% аргона Неон и 5% арчона П еон п аргон Неон
Давление газа, мм рт. ст. ... Предельный к.чч.д. (в релаксаторе) ^а-^г 40 43—67 20 40 39-58 40 50 16—20
о у П’0%, % К оэффищ ю нт, он р одел я roim 1 й относитель- ный наименьший диапазон допустимых 54—8) 46—61 41—33 58—85
изменений анодного напряжения <7а Напряжение зажигания между анодом и 1,76 2,18 1,66 1,87 1,68 2,38
Kai одом U , в ............. Напряжение зажигания между анодом н 150—.00 350—500 190—230 225—280 270—304.) 150—320
соткой, в Напряжение горения Ur между анодомн 150—200 300—500 130—180 175—200 145-200 150—285
катодом при разных токах, в Напряжение зажигания между сечкой и G5—85 80- 160 95-115 ИХ)—120 125—160 45—63
катодом, с Напряжение горения между еччткой чч на 65—95 150—300 90—125 87—150 130—165 65—83.
годом при разных токах, в. 60—70 80 100 85—95 85-95 110—150 35—50
f Напряжение нчч ссткч прчч горении разря- да между анодом и катодом, в . . Пусковой сигнал, в Крутизна выходного импульса, мксек . . Ток зажигания (переброса) в триодном режиме, мка ............. 45—55 0,2—5 60—80 2—100 70—95 40 1—4 0,2—5 70—95 10 1—4 10—20 100—140 3-6 1—4 12—75 20—35 2—20 0,1—2 3—60
Гмкостч, в цени сетка-катод, вызчлччаючцачч релаксацичг. п</> Наибольший средний анодный ток, ма . . 10—50 30 20—100 12 30—200 2,5 40—300 3,5 40—300 0.25 500—3000 20
Амплитуда анодного тока в течеччие 5— 10 сек, ма .......... П.ЧОЛЯЦЧЧЧЧ ССТ0Ч5, ом . . 30—100 100 5 7 !09— 0,5 >109 40—100 >10»
Статпстччческое запаздывание зажпганчччч при отсутствии иочччч.чацччп. сек . . Время деччопизщичч, мксек Внешняя температура, "С Диаметр баллона, мм Д.-ччша баллона, Веч*, г . 0,1 60 ~10 000 —40, +60 34 85 40 —60,+90 19 50 14 <60 60—150 —40, +60 10,2 38—42 3.5 <10 ' 20—100 —70, +90 10,2 34—40 3.5 <10 50—100 —60,+100 7,2 25 1—1.5 0 100—700 —60,+100 10—12 28—32 2—2.5
Примечания. 1. Лямин Г\ ,ioayi , Ч‘Г .повышение тч миературы пял юна до т-150 С п при обрачюм на J
аряжеччичч 2801)в имеет анодный ток но более о.б.чш. /
2. Свечение со стороны купола баллона при товарном виде купола имеет только универсальная лампа М1Х.-90.
3. Параметры ламп ИТХ-90 указаны для ламп, изготовиенных ло отмены тренировки и и рпдвп рито л то яро-
пгррппых на соответствие действующим техническим условиям
4 Прочерк пячгачпет отсутстшго ллпных
Т а 0 л и да II
Разброс стирающего напряжении второй емки ири колебаниях анод-
ного напряжения от 190 до 150 е, в.......................... 75—105 55—85 75—100
Таблппа III
более 5 мксек и анодном напряжении 175/ . Не менее 25
15 мксек
Ток зажигания и ценя сшпл.н.иой сетки, мка.................................... ~|»
Неоновые лампы
Тип лампы Напряже- ние зажи- гания. в Т»»к, .«<1 Диаметр баллона. JI.U Длине чампы. .мл Тип цоколя ] имечапие
сил 150 20 55±1 901') Р 27 Для перс-
Mciinoio тока
СП -2 63 : 82 30 55±1 9014 Р-27 То же
МП-3 (а—е) 48 :-65 I 15Д-О.5 зг>+2 1III 12
МН -4 80 1,5:2 1510,5 Зл12 ПН 12
МН 5 50-: 150 0.2 9±0,5 33+1,5 Р10; То я\<;
НИ-9
МП 6 (>о :Л)о о Л <6,8 <28 Нет
МН 6.1 Э.) 0.8 <6.8 <28 Нет
МН 7 87 0,14-2 <15 <4(1 2111 15
МН 8 85 1 9+0,5 3311,5 Р-10;
МН-11 85 .'1+1 <14,5 1111 9
МН 12 95 0.2 9,5 34,5 1111 13 1
МН 15 220+15 0,45 9,5 <38 Р-10
95СГ9 65 :-95 3 1111 3612 1111-12
НН 1 200 1 1610,5 45 1111 15 Панельная
НН 2 115 1 1610,5 5212 Р-14 То же
НН 3 65 <-90 0,5—1 <15.5 <45 2111-15 То же
ФИ 2 140 1 9,2 2412 СФШ-9 (разовая
Г. МН 1 160 2 10 4911,5 СФ-10 Полномерная
ИМИ 2 126 — 7 37 СФ-10 То же
УВН-1 550 9 7012 СФ-10
Bill — — 4,2510,25 40+4 — Вольтоскон
ВИ 2 — — 4,2510,25 4014 — То же
ТМИ 2 200 50 30 77 Л-8
* ( ИИ 1 200 2Г5-3 <30 <65 ЦП Цифровая индикаторная
11Д 2 220 485 38 2IIIK Дуговая
Примечание: 1. Лампы МН-3 делятся ио напряжению зажигания
на группы: а) до 48 в, б) 48-50 в, в) 51—53 в, г) 54—56 е, д) 57—59 в,
е) 60—65 в.
2. Спряжение горения лампы МН-7 при изменении тока от 0,5 до 2 .«я
меняется не более чем на 7,5 в (в пределах 48—67 в).
163
11
Стабилм
Тип лампы и катод Наполняющая смесь газов и давление, мм рг ст. Рабочий ток. А1/1 Напряжение за?ни гания, о п пап большее за паздыначпе (в начале н конце службы) Рачброс нп пряжения горения, в начале, я
СГ1П Аргон н юлий 5—30 175—190 145—155
СГ2П Аргон, криптон и неон 5—30 133—150 101—112
СГ311 Аргон. ГШ1НЙ 5—40 170 144—149
СГ2С, мишметалл Аргон 1 % iicqn 99%, 30 5—40 105—110 70—81
СГЗС, мишметалл Аргон 1 %, неон 10%, гелий 89%. 30 5—40 127—133 105—112
СГ4С, никель Аргон 1%, ге- лий 99%, 30 5—3') 180—185 145—169
СГ5Б Аргон н гелий 5—10 180—190 142—157
СГ201С(СГ10С). молибден Неон 99%,крип топ 1%, 50 4-15 150 86—92
СГ202Б. молибден Неон 99%, ар гон 1 %, 35 1.5—5 135—140, 5 сек 81—87
СГ13П, никель Неон 1,5%, ар- гон 0.6%, ге- лий 97,9%,55 5-30 175—180 143—158
СГ15П, молибден Неон 49,5%, аргон 1 %, ге- лий 49,5%,54 5—30 15( 104—112
СГ16Н. молибден Неон 99%, ар- гон 1%, 40 5—3" 130 80—86
СГ17С Неон, гелий 10-60 1350,300— 600 сск 850—950
СГ18С Неон, гелий 10—60 1500,300— 600 сек 950—1050
СГ19С Неон, юлнп 10—60 1650, ЗОО- ООО сек 1060—1150
СГЗО1С (СГ7С) никель Водород, 10—16,5 0,003—0,1 430—439, 30 сек 380-400
СГ302С(СГ8С) никель Водород, 80—82 0,003—0,1 970—990, 15 сек 880—920
СГ303С(СГ9С) никель Водород, 140—143 0,01-0,1 1321?—1350, 15 сек 1220—1280
СГ304С Водород 0,05—1 — 3800—4200
СГ226 Неон 8—40 95x4 4х71±3,9 (271—299)
СГ227 1 Icon 10—60 95x4 1 4x71±3,S (271-299)
164
Г а б л'Ъ ц a IV
Гарантируемая стабильность падения напряжении (не менее) Внутреннее сои ротпвленве, ом 1 Утечка, мка Диаметр бал- лона, мм Длина баллона без выводов, лен Наибольший вес, г Темпера- тура °C
при изме- нении то- ка, в (вна чале п копие службы} во времени, в при изые- пенни тем- пера гуры па 1°С
3,5—5 +5 за 500 час ±0,004% 160 . 22,5 65 20 —60, ±90
2,5—3 ±2,5 за 500 час (103—113) 100 — 22,5 65 22 —60, ±90
2 — — — — 22,5 65 22 —60, ±90
4,5-6,5 68—83 за 500 чо с —0,006% 180— —260 10 32 75 45 —60, ±70
- 1 103-115 за 500 час ±0,003% 80— —120 10 32 75 45 —60, ±70
4—4,5 142—163 за 500 час ±0,018% 160— —220 10 32 75 45 —60.±70
4—4,5 4-10 за 500 час 75 мв 800 10 10,2 " 36 5 —60, ±90
2,5 ±1 за 500 час ±0,2 за 50 час 6 -UC — — 32 40 40 —60, ±100
4,5 ±1,5 за 500 час ±0,1 за 20 час —6—10л1в — — 10 40 5 —60, ±150
3,5—5 ±3 за 50 час — — — 19 55±3 15 —60, ±90
2-2,5 ±2,5 за 500час, ±0,4 за 20 час ±10 .ив — — 19 55±3 15 —60, ±90
3—3,5 ±1,5 за 500 час, ±0,2 за 20 час ±10 мв — — 19 55±3 15 —60, ±90
63 ±4,5 за 20 час, ±36 за 500 час 0,9 в — — 38 189 90 —60, ±106
70 ±5,0 за 20 час, ±40 за 500 час 1 в — — 38 189 90 —60, ±100
77 ±5,5 за 20 час, ±44 за 500 час 1,1 в — — 38 189 90 —60, ±100
14—16 -372—-408 зр 1600 час ±0.043% 20 000 0,5 12 55 15 —40, ±50
30—32 862—938 за ЮО0 час +0,043% 40000 0,5 12 55 15 —40, ±50
30—32 1195—1305 за 1000 час ±0,043% 75000 2 12 55 15 —40, ±50
240 3800—4200 м 500 час 2в — — 25,5 129 100 —60, ±106
2- 6 — — 130— 250 — 50 130 — —
8 115 65. 135
165
Разряд
Тип пампы Катод Наполнение п давлшше, ч.ч рт. ст Напряжение зажигания, о Ток в им- пульсе. а ДЛИТеЛЬ- НоСТЬ им ny.ii.ca Частота сра- батываний. гц
РБ-1 БарН'-ицЛ 150—190
РБ-2 » — <220 50 1 > мксек 50
РБ-3 » — А 220—235 Б-236-250 В -251—265 30 100 мксек 7
РБ-5 » 340—460 10 <>м 1
(500)
РБ-5А » — 370—510 (600) 0,2 Оме 8
РБ-90 Неон 98.5%, 80—100 0,03 2 сек 0,005
(1378Д) » аргон 1,5%, 50 (75—105) 50
ГБ-280 ГБ-350 » Apron, 30 250-310 30 10 сек 50 гц 0,002
» Apron 310- 390 30 10 сек 50 гц 0,002
ГБ 430 » Аргон 390 - 470 30 10 сек 50 гц 0,002
Р-350 0 Аргон, 30 310—390 3 2 сек 50 ен 0,002
Р-4511 *> \ргон, 1Ю 140—480 3 2 сел?—* 50 гц 0,<Х)2
1’2 — — 1300 -2000 — — 600
РЗ Оксид- 61 И) 140 12 мигак 300
ио-барие- —-
вый
Pi » — 75 — —
1’5 »> — 170—220 (160—250) — — —
Р7 Оксндио- Водород 40%, 270—330 — — 2
Маристый криптон 60%
1’8 » » 450—550 — — 2
Р9 » » 900—1100 — — 2
1’10 » » 1375-1725 — — 2
166
15а о .1 и и и V
31 пкп
Крутиэва импульса, 10—100 в/мксек с с >400 >100 > too >200 >100 >40 >40 >40 5000 5000 >20 >100 >100 >20 >20 >20 >20 0,5 <100 <20 <20 ( <20 <10 <10 1,5 to 10 10 40 ic № N? O Qi CI cji и > > -j — ic i* — о o tc — - Л’с’ Линеалам- * S' = - О M H- H- 1+ 1+ H- 1+ ° - - H"1^ 1114, М.Ч “ = 3 г “ ' Диаметр баллона, 19J-4 19+4 Hi Hi 17,5 95 + 1,5 95+1,5 95+1,5 20 20 16,5 21,5 22 18 20 20 20 — — ~ . и j 1 i (Ji Наибольший oo oo oo oo | ! о ел ci ei й В S & * ° ' нес, г Темпера- тура. ” G 60,+70 —60,+70 60,+70 • —(>(), 50 —6о,+70 -'-60, -70 —60,>70 —60, , 7' —50,+50 50.+50 —50 +<80 —60, 70 -60,+100 -60,-100 -60,-1 их G0, 100 IIpikMf-’iaiiiB' Время деиони- зации 25 мксек, (до 3000 v.u) Выпускается 3 группы; А, Б, В. Трехэлсктрод- пый, 0гг=210в, энергия разряда ю дж 'Го же Ток разруше- ния 100 а, 50 гц Ток разруше- ния 100 а, 50 гц То же » » Емкостная на- грузка 2800 mJ) Время деиониза- ции 25 мксек (до 3000 о.н) Иускорыулятор Разрядная ем- кость 1 .«</> То же » »
167
Ilin
лампы
Катод
Наполнение
и давление»
мм рт. ст
Напряжение Toit d им-
зажигания. в пульсе, а 111,11Ь
пульса
Частота сра
батываний,
ги
141 Н ике- левый —
1’12 Калие- Аргон
1’54 вый ,
СК-127 Магний Неоп 99%, аргон 0 5%, гелий 0,5%,25
СК-220 Биме- Гений,' 85
талл
2250—2750 >0,0002 — —
145—175 . 20 1 мксек —
7200—9800 — — —
72 0,07—0,1 1—20 сек 0,1—1
140 0,1—0,13 1—20 сек 0,1—1
Трша
--------------1------1 i------—— -----------—-----
Тип лампы Наполнение Рабочее нап- ряжение, ко Пусковое пап- рнжеипс, ко Ток в им- пульсе, а Длитель- ное гь им- пульса, мксек Выход на я мощ- ное ib, кет
Т-409 Ртуть, ар- гон и водо- род 2,85—3,05 1—2,5 200 4—6
Т-410 Аргон и кислород 13—14,2 5,5—7,5 100 1,5 i 135
Т-111 Аргон и кислород 15—19 6—8 40 4 340
168
Таблица V (окончание)
Крутизна
импульс*
Диаметр
баллона.
JKU
Темпера-
тура . ° С
Примечание
0,5 мксек
250±50
в/мксек
>1000
Озонатор цо
коль Р27
(7Г=25 в, запазды-
вание 30 мксек
Стартер
тропы
Таблиц и VI
С ред- ин и ТОК, ЛШ Частота за ито- га пн ft, гц Температура. °C Длина лампы, Л»Л€ Наибольший диаметр бил- лона, Л1Л4 Наибольший* вес г
70 • 80—120 -10,4-70 % 121 ±5 45 150
1 14 800 —10,4-70 146±13 53 200
50 427 —10,4-80 . <151,5 53 200-
169
Т а б .’I н ц ;i VI 1
Импульсные лампы и двухэлсктродные строботроны
Тан лампы Режим Напрпшеппе Внутреннее сопро- тивление, о-и Разрядная емкость. .«(0 Средняя мощность, вт Амплитудная мощность, кет Энергия вспышки. Ос печи ванне веныш ни, се Средняя сила света, св Амплитудная сила спета, Мсв Амплитудная яр- кость. Мн in Срок службы Время непрерывной [.ЛО(УГЫ, MW* Форма п габариты светящейся части. ,w.u
наименьшее, в рабочее, в зажигании, в Длительность вспышки, мксек S Е 2
количество вспышек о е5
Частота bi
ИСК 10 а 180 300 1000 0,8 1 1. 200 10 ») 0,05 0,0075 1,5 0,0005 0,005 50 В-обрпзпая 5x23x3с
(б.ИСТ-10) б 180 300 1000 0.8 220 200 К) 50 10 8 — 0,04 0.1 — 50 —
ИС К 25 250 300 1000 0.4 450 .150 20 130 20 40 — 0,03 — 30 — » 5x21x20
ПСП 10 700 1000 3000 30 0,2 <18 100 Ю 6 0,1 0,05 5 о.ооз 0,05 — 500 — Прямая, 6 1 62
ПСИ 70 900 1200 3000 100 0,25 <18 400' 70 10 0,175 0,1 40 0,006 0,2 — 100 — » о 0,5> 70
ПСШ 15 а 250 450 1200 — 0,3 1,5 500 15 20 0,03 0,008 3 0,001 1,5 — 300 — >> <' 1'2,5
б 250 450 1200 — 0,25 1,5 50 1,25 20 0,025 0.005 0,25 0,004 — — 5000 —
в 250 1000 1200 — 20 15 — — 10 5 — 0,3 — I — —
ПСШ 100—1 а 2200 3000 3500 — 0,05 1,3 400 100 200 0.25 0,2 80 0,15 100 — 0,2 0,51 » 6 0.7x2,5
б 2200 3000 3500 — 0,025 (6,9 400 50 140 0,125 0,1 40 0,11 100 — 2 —
в 2200 3000 3500 — И 15 — 4000 50 50 — 3 • — I — —
МСП1 100-3 а 2500 4500 6000 — 0,5 2,5 20 100 2000 5 3 1 100 5 10 » 6 2x5
б 2500 3500 6000 — 0,5 9 — > 5 50 150 1ГЮО 3 2 юо 0,6 100 — — 1
ПС111 500 1 а б 1 500019000 15000 15000 — 0,12 6,5 6 25 100 0,07 500 1000 6000 5 160 5 100 500 1 4 100 100 1 1 — » 6 1,2x8
5000 7000
НФК 15-1 а 300 — 1,5 800 400 0,1 3,6 90 36 36 — 0,009 о,1 2000 — — Цилиндр, <4 29x60
(матироипи)
б 220 — 4 * 7000 0,1 5 7 50 50 —• 0,007 0,01 2000 — —-
в — 127 — 1,5 * 7000 0.1 о 3 20 20 — 0,003 0,001 2000 — —
ИФК 20 а 100 130 700 0,16 2500 200 0,1 2 100 20 20 — 0,1 2,5 10000 — — Прямая, <5 4х Ю
ПФ К 50 б 140 200 1000 0,3 2500 400 0,1 х 5 125 50 70 — 0,18 2 ? 10000 — — » 6 4 х 20
НФК 120 180 300 1000 0,8 2500 1000 0,1 12 120 120 250 — 0,25 0,7 10000 — — П-обр., 5x23x30
ИФК 500 400 500 3500 4 4000 8000 0,05 30 65 500 1000 — 0,13 0,09 юооо — Спираль. 6 30 45
НФК 2000 а 250 500 2000 0,45 16000 4000 0,06 133 600 2000 6000 — 1,5 1,3 5000 — — 1 '-обр., 9> 40x70
б 250 320 2000 0,45 8000 2000 0,7 300 200 400 1200 — 0,6 0,5 40000 — — —
ИФК 20 000 2000 6000 20000 3,5 550 1100 0,55 5500 10000 10000 34000 — 30 5.5 7000 — — Шар, 0 85
ИФК 80 000 3000 6000 20000 2,5 3900 5000 0,25 18000 13000 70000 240000 — 36 3 5000 — — » о 132
ИФП 200 450 500 2000 2 160S 1600 0,13 27 140 200 400 — 0.25 0,23 10000 — — Прямая, 6 5x200
ИФП 500 450 500 3000 3,5 40061 7000 0,13 65 70 500 юоо 0,14 0,08 10000 — — » 0 5x350
ИФП 1500 900 1000 4000 6 3000 9000 0,06 100 160 1500 4000 — (.),45 0,13 K.IOCK — — ,> fi 5;• 600
ИФП 4000 1300 1401 5000 8 4000 16000 0,06 270 250 4(100 12000 — 0,75 0,16 100ОС — — » ф 6X800
11(1'11 15 оос 1600 2406 5000 1,8 •>()()( 4501 0,08 1250 3300 15000 50000 .11 2 10000 — — » 6 9 60(Д
ИФП 300 240 300 1.500 2,5 6500 8000 Г),К 40 36 300 500 — 0,06 0,05 10000 — — Кольцо о 8x85
* Весконлоиеаторнос шляние от сети переменного юна.
Т и б л и ц a V 11J
Декатроны
• ОГ1 (ЕГ1) ОГ2 (ВГ2) ОГЗ (ЕГЗ) ОГ5
Катоды ... .... Пеактивиро- Неакгпвпро- Нсактивиро- Иеактивпро-
ванные ванные ванные ванные
Наполнение . . ... Инертный газ Инертный газ Инертный газ с деионизирую- щей примесью Инертный гаа
Рабочий анодный ток, ма 1,3±0,2 1 ,3±0,2 0,7±0,1 1.3±0,2
Напряжение питания, в 360-450 360—450 450+10 430+10
Наибоиынее напряжение зажигания, в 300 300 420 350
Напряжение горения, а «150 «150 190 ±20 175
Напряжение смещения па подкатодах, в Амплитуда отрицательных управляющих импуль- 4~504~2о ±50±25 ±40±5 +60±20
СОВ, в 140-180 140—180 175±25 100±15
Амплитуда положительных управляющих импуль- (Два импульса) (Два импульса) (Один импульс) (Два импульса
сов, в Длительность каждого отрицательного управляю- 0-70 0—70 0 60
щего импульса, мксек .......... . . Длительность положительных управляющих им 4О±|о 65±15 17,5±2.5 35 i «5
вульсив, мксек . . Время нарастания и спада управляющих импуль 80 ±20 130±30 0 70±10
сов, мксек ........... ....... Наибольшее внутреннее сопротивление управляю- 2 2±1 --
щего каскада, ком Анодное ограничительное сопротивление (подбпра б 6 —
ется) Л7о,ц т. 0,15—0,5 0,15—0,5 0,3—0,5 0,15—0,5
Максимальная скорость счета, имп/сек 8000 3000 20 000 10 000
Выходной сигнал на катодной нагрузке, в 15+5 15±5 -50±60 15±5 <20
Внешняя температура, “С —50 ±60 —50-1-60 -50+60
Тип цоколя . Ц1 1-8 А III 1 8А 11,1-1-8 А Ц1 1-8А
Длина лампы, мм ....... 74±3 74 ±3 83 73+1
Диаметр, аки 34 34 34 34
Вес, г 40 40 50 40
ОГ5 предвари
Примечание. Декатроны ОГ1 и ОГ2 не рекомендуются к применению. Данные декатропа
гелг.ные. По всех дека тропах не рекомендуется задерживать разряд на одном катоде.
Т а о лица Ik
Аргоновые (All), гелиепо-аргоновые (НА) и неоновые (Mi) лампы США
Tun лампы ITanpji:i:<iHte при и потоп ином токе Напряжение при перемен- in м токе G0 гч Внутреннее соп- ротивление, ом До ба во ч- ное сон ро- див шние при 12U е, ом Помина.!ь- пая1 мощ- ность лам мы. ст Гаранта русмыи срок служ- бы, час Дна метр, мм Пол- ная длина. мм
зап. и га- лин, в горе- JHH. в заяпг- ЧНН1Л, в Г Про- нин, в 4 при НОСТП- ihiio»i то-; не IJHI IIC- рсмеп- юч то- ке
AR-1 90 75 65 62 730 900 3500* 2 3000 44,45 88,9
АН-3 115—100 80 80—71 70 4200 5500 15000* 0,25 1000 14.3 41,3
АВ-4 115—100 80 80—71 70 4200 5500 15000 0.25 1000 14,3 38,1
АН-5 115—100 80 80—71 70 4200 5500 15000* 0,25 1000 14,3 31,5
АВ-6 115—100 80 80-71 70 4200 5500 15000 0,25 1000 14,3 31,5
НА-3 85 60 3500* 1 1000 31.75 57.2
NE-2.A 90—73 55 65—54 42 6000 7500 200000 0,04 25000 21,4
NE-16 77±10 64 59±6 56 2200 2600 30000 0,25 3000 14,3 38,1
NE 17 83—75 64 57—.55 56 2200 2600 ДОООО 0.25 5000 14,3 38,1
NE-21** 70 — 55 — — 30000, 0.25 5000 ' 14.3 38,1
NT 30 85—65 57 60—45 44 400 450 7500* 1 3000 31,75 52,4
NT.-32** 85 — 60 — — — 7500 1 5000 31,75 52,4
NE-34 85—74 60 60—52 1 49 380 420 3500* 9 8000 44,45 88.9
NE 40 85—78 58 50 220 310 2200* 3 8000 44,45 88,9
NE-42 85—78 58 50 220 310 2200 3 3000 44,45 100
N E 45 9+ 83 64 6.5 >~ .56 2200 2600 30000* 0,25 3000 14,3 41,3
NE-47** 90 65 — —. — 30000 0,25 7500 14,3 44,5
Mi-48 90—83 64 65—57 1 56 2200 2600 30000 0,25 3000 14,3 38,1
NT-51 90—73 55 65—54 1 42 6000 7500 200000 0,04 3000 10,3 30,1
NE-67 90-73 55 1)5- 5' 42 6000 7500 200000 0,04 8000 11,1 30,1
• Добавочное сопротивление внутр» цоиолл
’• Не применяются в полых разработках
Г 1
си
’/II
ОС*. Cl •— — О О — сг Z *— g - - £ z к xm^t- < £ xz x *х Д1 J j* > ^ "* "' “" 'Л 7^ 2 2 ij сл Ct -;. — ~ °- 5-S - 3-Б ~ Тин давши
— 1— — I c ic [ C 1 -Z l 4 Г— 1— — [ C — [ C Число апо- дяв
350 350 350 300 300—350 350 26.5—3G5 880 12lJl> 1200 Подаваемо» переменное I ai । и,не пне, в
W.'l 0(i8g 008" 0001 0003 OOio 088 088 0001 0OC 0001 ()()() 1 Оиратпое напряжение, Г
80 90 00 12 00 25 24 110 100 Напряжение горения, в
350 125 50 loo 50—75 15-35 30-75 30-90 30 85 (> 80 175 12 • ) 0,1 irpeaniifk нт, .на
1000 loo €00 200 270 330 50 350 480 100 30 10 Хмплптуда гйка, .им
33 30 33 19 10 Лпаметрбал .юна, Л4.и
67 85 67 52 57 57 46 Длина бал- лона, мм
1 pc ОС OO CI ос ос Д'* -* I- 1 > СЛ > "3 > > д* “C ’"C "C Цоколь, чис- ло штырьков
Ст(‘КЛЯ111Ю0 b » Металличе- ское Стеклянное » » Метал личи с кое Стеклянное » Миниатюр- ное Сверхмнпп а пор ное Oi|iopMJh*Hii«
С nycKvBi. троцом, U С ПУСКОВ!: 1 родом, {' '1 о же, 1 С пусковы тродом III имеч. uur
Кенотроны с холодным катодом
Т а б л и ц а X
Таблица XI
Данные сопротивлений, употреб шемых совместно с .ш.чпа.тш с холодным катодом
I ИИ ним К .11.11 ком f КОП-0,5 У ЛМ-0,12 М .ПТ-0,5 ВС-0.25 КЛМ-1 КЛМ-2
Номинальное величины от 1 пом от 0.51 А/о-м эт 4.7 .Vo.il от 10 ом от 27 ом от 100 о.м. от 27 ом от 10 Ifo.u от 100 Го.и
сопротивлении НО 100 .1/0.4 до 1 D(i У1ом до 17 .1/0 « Д|> IO.Vo.4 ДО 1 .1/0.4 до 5.1 .Мо,ч ДО 5.1 ,1/0.4 до 1Л0 Гом до 1000 Го.м
Допует иные откло- нении!, 9ц -|у<д, 10, 20 ±1'-, 20 ±20 ±5. 10, 20 ±5, 10, 20 ±5, 10, 20 ±5, 10, 20 ±5,10,20 ±5. 10, 20
Га рантнруемая ста- бильность (при старении н при пз мененпп натру> кн), по хуже, ° ‘ ±'-Н> ±S-4—10 ±1 ' G ±14-6 ±1,г-6 ±5 :-1л ±54-15
Гемисратурныс из- менения сопротив- ления, па 1 С, пс более, % ±0.2 ±0,05 0,04 :-0,12 ±0,08- ±0,07-1- —0,06-4- ~0,5 ~0,5
Стабильность при увлажнении до 95—98% при ±40 ( (пли 4-20) вс х\ же, % ±10 -:-20 4-0,2 ±10 -i-0,12 — 3.±9 4-0,2 ±6 : 20 ±10 : 20 ±20
Диаметр, .н.п 2,5 1 ,о 3.6 2±0,3 < 4,2 7,0±0,6 5,5±0,6
Длина, .«.в . . 8 •(5,.2 О Ю 6,5±0,5 < 1.0,8 « 18,5 28±1,5 25 ±1,5
Вос, у 9.2 — — 0,5 11,2 1 1.3 1.6
Рабочая юмнерату ра, ’С . . . —GU, -Ь LUU —би, ±100 —4'1, 61 —60, 10(1 i—60, ±120 —60, ±100 —55,±70 -55, ±70
Мощность, г/п . . . 0,12 — — 0,5 0,12 0,5 0,25 —
Наибольшее рабочее напряжение, в . . 200 150 100 350 100 350 350 300 300
И р и м ('ч а н и е. Сопротивления тиной КИМ, КММ КОМ и КОИ имеют хороши* пиолпцноиноо покрытие и
допускают плотный мош аж.
Предисловие ............ . 3
Глава первая Общие сведешь! 5
§ 1. Применение газового разряда в пауке к гехпик,- 5
§ 2. Краткое описаипе ламп с холодным катодом ... 7
§ 3. Методы применения ламп с холодным катодом в импуль-
сной технике............................................. 13
§ 4. Примеры электронных схем и работа газоразрядных ламп
на сверхвысоких частотах........................... . . 16
§ 5 Ассортимент ламп............................... . 31
Глава вторая. Режим работы и эксплуатация ламп . . 46
§ 1. Технические требования к лампам с холодным катодом . 46
§ 2. Методика расчета схем и выбор режима работы 58
§ 3. Проверка и эксплуатация лямп
§ 4. Срок службы п надежность ламп с холодным катодом ’.•!
Глава третья. Применения ламп с холодным катодом . 1U4
§ 1. Отечественная аппаратура........................... 104
§ 2. Преимущества ламп с хо годным катодом 3(
§ 3 Возможный экономический эффект ...... I3S
4 Применение ламп с холодным катодом и их распростри
пенис п Советском Союзе........................... 142
Заключение................................................ 147
Литература............... ... . ......... 149
Приложения Т»б. ты 1 \11 159
Лес /luKvjaeeu4 h'vpai.iec
Лампы с холодным катодом
3 тверэндено к печати Физическим институтом им. Il II. Лебебевп
^Редакторы издательства II II. Ъутомо, Л. В- Гессен
Художник А. А. ЛюлитарекиИ
Технически И редактор О Af. Гуськова
4Ч1С0 АН СССР 19—НВ. Сдано в набор 26.Л V/I9GI г Подписано к печати 2'1 X 1961 i
Формат книги биХ^-'/и- Ие{1- л. П-М вкл Уч.-изд-л. 11,1 Тираж 10.000 вкв
Т-09Ы. Изд. Аг 4993. Тип. зак. 1821
Цепа 70 к.
Иадательство Академии наук СССР. Москва, Б-62. Подсосенский пер., 2i
2-я типография Издательства ЛИ СССР. Москва. Г-99, Шубвиский пер 10