Массовые электровакуумные приборы (ЭВП) — газонаполненные (ионные) и приёмно-усилительные лампы, сравнительно недолговечны и требуют регулярной замены, даже если говорить о вариантах современных, с паспортным ресурсом в сотни часов. Радиолампы же двадцатых или тридцатых годов, с их несовершенными технологиями и «яркими»* катодами имели срок жизни и вовсе смехотворный — десятки часов. Для их простой, оперативной замены ЭВП снабжают быстроразъёмным соединением — цоколем, с ответной приборной частью. Цоколей и гнёзд для них, в ламповые времена изобретено множество — от неказистых колпачков с несколькими штырьками-выводами до весьма сложных объёмных вандалостойких конструкций для армейской или специальной аппаратуры. Взглянем же на (ранние) простые варианты ламповых цоколей, имея в виду их повторение в домашней мастерской для самодельных ЭВП, между делом полюбуемся интересными музейными экземплярами ламп.
* «яркими» называли радиолампы с нитью-катодом из чистого вольфрама, такой катод из-за небольшой эмиссии приходилось разогревать до высокой температуры; «яркие» лампы светились почти так же сильно, как и осветительные накаливания. Эволюцией вольфрамовых катодов были нити из вольфрама с добавкой тория (торированный вольфрам), они обладали существенно большей эмиссией, их можно было нагревать меньше. Такие лампы часто именовали «микро» (микропотребление), «экономичными», «тусклыми».
1. Безцокольные и условно безцокольные лампы
В связи с организацией подключения ламп в схему, на ум сразу же приходит современный безцокольный вариант, например, широко известные миниатюрные стеклянные тиратроны, те же ТХ-4Б, кроме прочего, применявшиеся в задающем генераторе кадровой развёртки ламповых телевизоров.
Фото 1.1. Стеклянный тиратрон ТХ4Б и он же на плате телевизора УЛПТ-61-II-12/11. Как видно, прибор имеет гибкие проволочные выводы для пайки, на плату укладывается плашмя и прижимается скобочкой или зажимом. Не менее известный тиратрон МТХ-90 с индикацией зажигания через линзу на торце колбы, имел другую колбу — с подобием гребешковой ножки
Проволочные выводы в простейшей сплющенной ножке широко применялись и в других миниатюрных приборах: индикаторные неоновые лампы, крохотные лампочки накаливания. Никто нам не запретит использовать и более крупную колбу с проволочными выводами, однако, даже лабораторно-настольная эксплуатация такой лампы, дело рискованное: одно неловкое движение, и тонкий жёсткий вывод обламывается около стекла. Дело можно несколько улучшить, применяя составные выводы: где наружная часть из нетолстой мягкой меди или нескольких тонких свитых проволочек, например, никелевых.
Фото 1.2. Ранние «мягкие» усилительные триоды. Во многих таких лампах пытались приспособить уже хорошо знакомые двухполюсные винтовые цоколи от ламп накаливания, тем более что первые детекторные и усилительные лампы от осветительных отличались не слишком сильно. На фото: А — «клапан Флеминга», где анод был выведен на стенку колбы впаем из тонкой платиновой проволоки. Снаружи к нему припаян мягкий изолированный провод, закреплённый на стекле ремешком (отмечено); Б — трубчатый вариант раннего триода вовсе без цоколей, тонкие выводы закреплены в клеммах «станочка». Иногда гибкие выводы подобных ламп заливали смолой во впадине гребешковой ножки
Фото 1.3. Стеклянная металлизированная колба раннего газонаполненного триода в сложном деревянном станочке (А); ранний британский вариант французского триода ТМ [1] в оригинальной колбе с винтовым цоколем (Б). Двухвыводный цоколь от осветительной лампы вклеен наверху колбы, провода нити накала к нему проложены по поверхности стекла, а лампа работает вниз головой (В). Все четыре проволочных вывода из обычной гребешковой ножки закреплены на горловине нитками. Подобное устройство выводов встречается и на некоторых мощных генераторных лампах 40-х годов
Фото 1.4. Выводы от нежных впаев в стекле спустя время, стали оформлять культурнее — припаивая их к приклеенным на стекло высокотемпературным цементом колпачкам или винтовым клеммам. Выводы некоторых ранних ламп могли состоять из одних только колпачков, как, например, серия ранних британских «жёстких» триодов (А); зажим для таких ламп представлял собой набор плоских пружинных контактов, куда лампа защёлкивалась на манер некоторых современных плавких вставок предохранителей. Лампы Б, В, Г — более поздние, радиочастотные, их верхние выводы управляющей сетки — для уменьшения межэлектродной ёмкости
В начале электровакуумной эпохи, в качестве электрических вакуумплотных выводов применялась проволока платины, и проволока тонкая — из соображения стоимости и допустимых внутренних напряжений. Со временем платину заменил специальный биметалл — платинит. Он, как и платина хорошо и просто впаивается в легкоплавкие стёкла, однако коэффициент теплового расширения (КТР) платинита заметно не совпадает с его стеклом — такие спаи не разрушаются только с тонкой (диаметром до 0,4…0,5 мм) проволокой. Позже разработали сорта стёкол с КТР довольно точно соответствующими молибдену и вольфраму [2], другие специальные сплавы, например, ковар. Это позволило делать надёжные мощные впаи в стекло приборов — толстая проволока или даже прутки, кольца, пластины.
Фото 1.5. Жёсткие выводы на стекле баллонов обычно встречались в ВЧ и высоковольтных лампах (А, Б, В); Г — лампа со штампованным пуговичным дном
Пуговичное дно по сравнению с гребешковой ножкой, позволило заметно уменьшить габариты ламп, отказаться от специальной детали — цоколя, но технология изготовления такой лампы существенно сложнее.
Фото 1.6. Групповые жёсткие выводы некоторых ламп, где: А — пуговичное дно многоэлектродной лампы в сравнении с традиционной гребешковой ножкой (Б); В — радиолокационный УКВ триод «дверная ручка» (тип 316А); Г — тетрод для телефонии; Д — развитие идеи штампованного дна для УКВ частот — «желудёвые лампы»
2. Цоколи октальные
Сравнительно современный и ходовой вариант — простые, недорогие, удобные; параметров, надёжности и выводов хватает для большей части бытовых низкочастотных применений; вкупе с колпачком на баллоне может применяться для радиочастот и повышенного анодного напряжения. Имеется ряд исполнений ответных частей — розеток (гнёзд, панелек), в том числе и приличный новодел из Китая.
Рис. 2.1. Фото, размеры и цоколёвка легендарной 6П3С, в том числе и чертёж её стандартного октального цоколя. Как видим, конструкция симметричная, но для правильной коммутации есть специальный ключ на центральной детали-штыре
Фото 2.2. Исполнения октального цоколя — помесь со штампованным пуговичным дном у 6П3С-Е и составной цоколь с металлическим стаканом, характерным для некоторых типов ламп МЭЛЗ
3. Ранние ламповые цоколи
Простые цоколи первых «жёстких» ламп, времён всё того же французского ТМ, напоминают октальные, но устроены проще — однозначное подключение в панельку обеспечивается асимметричным расположением всего четырёх штырьков. В те времена, а речь о 1920-х годах, ещё не существовало единых стандартных форм цоколей, и чуть не каждый изготовитель предлагал собственную. К этому, стремительно эволюционировавшим радиолампам становилось тесно в старой малоконтактной оболочке, которую приходилось как-то приспосабливать к новым приборам.
Рис. 3.1. Эскиз цоколя триода ТМ; цоколи для самодельных ламп Клода Пайяра [3], сделаны самостоятельно — отлиты в пресс-форме из термопластичного, армированного стекловолокном, пластика. Штырьки диаметром 4 мм (?), резьба имеет шаг 0,6 мм
Фото 3.2. Один из самых первых французских вариантов ТМ (1) с металлическим цоколем, в нижнее расширение которого завальцована керамическая изолирующая вставка с контактами (2). Хорошо виден способ подключения проволочных выводов к контактам — пайкой снаружи в верхней части. Немецкий вариант (3, 4) однотипной лампы того же времени — цоколь стальной крашеный, изолятор текстолитовый и закреплён иначе, штырьки симметричные, а в качестве ключа, один из них представляет гнездо
Фото 3.3. В целом, цоколи с металлическим стаканом были весьма распространены, отличаясь исполнением — род металла и изолятора, способ скрепления, конструкция штырьков. Пластичные медь и латунь, они же никелированные, керамика, текстолит, бакелит, карболит и как будто бы даже электрокартон (прессшпан)
Фото 3.4. Наряду с металлическими, и после них, ходили и цоколи штампованные целиком из тогдашних пластиков и даже из технической керамики. Приметим «рогатый» ТМ — его верхние выводы предназначались только для снижения внутренней ёмкости и расширения частотных свойств вверх
Фото 3.5. На простых цоколях тех лет можно встретить и дополнительную клемму — изобретённому тетроду некуда было девать вторую сетку. Естественно выглядит клемма на карболитовом основании, тревожно — на металлическом
Фото 3.6. К винтикам на цоколе — оригинальная британская серия ламп с переключаемым напряжением накала. В канавке на цоколе намотан проволочный резистор 8 Ом, завинчивая металлический винтик в одно из двух отверстий, можно было подать напряжение прямо на нить или через резистор. Лампы имели экономный оксидный катод прямого накала и предназначались для перехода на низковольтное питание накала 2 вольта. В радиоприёмнике со старыми «яркими» лампами требовалось напряжение накала 4…6 вольт. Постепенно, одна за одной, заменив старые лампы на переходные, переключали им винтик, и накал радио можно было питать двумя вольтами
Фото 3.7. Ещё один интересный переходной комплект — лампа с подогревным катодом (переменным током от сетевого трансформатора) для включения в четырёхконтактное гнездо батарейного приёмника. На месте второго штырька вывода прямого накала установлено два но коротеньких (от подогревателя), а для их включения, к лампе придаётся плоская пластинка — переходник, укладываемая на штатное гнездо приёмника. Удлинённые штырьки новой лампы проходят сквозь переходник и соединяются со своими контактами (анод, сетка, катод), а для коротких штырьков подогревателя в переходнике устроены отдельные выводы
Фото 3.8. Ещё несколько малоштырьковых ламп с дополнительными выводами на колбе. Все они имеют целью расширение частотных свойств вверх, однако, никто не помешает задействовать такие выводы и иначе, как добавочные
4. Итого
Принимая возможности сегодняшнего среднего энтузиаста (3D печать пластиком, литьевые пластики, эпоксидные смолы, наполнители, силиконовые формы), можно ориентироваться на изготовление ЭВП в колбах с гребешковой ножкой и пластиковым цоколем. Штампованное пуговичное дно цельностеклянных ламп выглядит привлекательно и обманчиво просто, но имеет довольно сложную технологию изготовления (со специальной оснасткой) и впаивания (с подачей защитного газа).
Металлический стаканчик цоколей даст возможность применять более легкоплавкие пластики (изолятор удалён от горячей колбы), но потребуются дополнительные инструменты для вальцовки нетолстого мягкого металла.
Октальный цоколь хорош доступностью розеток и большим количеством контактов, но имеет форму сложнее.
Четырёхштырьковый цоколь ТМ изготовить легче, а при острой необходимости, вкупе с описанными дополнениями (1...2 колпачка на колбе, клемма на цоколе) позволит сделать все основные типы приёмно-усилительных ламп: триод, тетрод, пентод, с прямонакальным или подогревным катодом.
![Фото 1.3. Стеклянная металлизированная колба раннего газонаполненного триода в сложном деревянном станочке (А); ранний британский вариант французского триода ТМ [1] в оригинальной колбе с винтовым цоколем (Б). Двухвыводный цоколь от осветительной лампы вклеен наверху колбы, провода нити накала к нему проложены по поверхности стекла, а лампа работает вниз головой (В). Все четыре проволочных вывода из обычной гребешковой ножки закреплены на горловине нитками. Подобное устройство выводов встречается и на некоторых мощных генераторных лампах 40-х годов](https://habrastorage.org/r/w780/getpro/habr/upload_files/6ee/8a0/6e5/6ee8a06e5a549ef2c964d17e36a51d70.jpg "Фото 1.3. Стеклянная металлизированная колба раннего газонаполненного триода в сложном деревянном станочке (А); ранний британский вариант французского триода ТМ [1] в оригинальной колбе с винтовым цоколем (Б). Двухвыводный цоколь от осветительной лампы вклеен наверху колбы, провода нити накала к нему проложены по поверхности стекла, а лампа работает вниз головой (В). Все четыре проволочных вывода из обычной гребешковой ножки закреплены на горловине нитками. Подобное устройство выводов встречается и на некоторых мощных генераторных лампах 40-х годов")
![Рис. 3.1. Эскиз цоколя триода ТМ; цоколи для самодельных ламп Клода Пайяра [3], сделаны самостоятельно — отлиты в пресс-форме из термопластичного, армированного стекловолокном, пластика. Штырьки диаметром 4 мм (?), резьба имеет шаг 0,6 мм](https://habrastorage.org/r/w780/getpro/habr/upload_files/e9d/1fd/133/e9d1fd1336bf6f9d8a76a4093c22d10b.jpg "Рис. 3.1. Эскиз цоколя триода ТМ; цоколи для самодельных ламп Клода Пайяра [3], сделаны самостоятельно — отлиты в пресс-форме из термопластичного, армированного стекловолокном, пластика. Штырьки диаметром 4 мм (?), резьба имеет шаг 0,6 мм")
