Bij toeval ben ik in bezit gekomen van twee ATP4 elektronenbuizen. Dit zijn er twee uit een heel grote voorraad van NOS (New Old Stock; voorraad op leeftijd, maar nieuw) elektronenbuizen. Het een mooie buis met een voet dat lijkt op een Octal voet, maar past net niet... Verder is er weinig informatie over te vinden. Omdat er zo'n grote voorraad is, nodigt dit uit om er een mooie toepassing voor te vinden. En zo is de zoektocht gestart.
|
Uit een kleine speurtocht is gebleken dat de ATP4 elektronenbuis een pentode zendbuis is uit de Britse militaire WS18 zendontvanger. Vermoedelijk is de buis ook in de volgende sets toegepast: WS38AFV, WS46 en WS68. Het lijkt erop dat de elektronenbuis toegepast is van 1940 tot en met 1945. Mogelijk is de buis zelfs toegepast tot in 1954. Het leger had grote voorraden van deze elektronenbuizen, maar door vernieuwde technieken zijn deze voorraden overbodig geraakt en op de markt gekomen. De elektronenbuizen zijn per stuk verpakt in een kartonnen doosje met zacht kartonnen vulling.
|
De elektronenbuis heeft opdruk E? ATP4 ZA5502. De ATP4 buis is ook vindbaar onder de volgende coderingen: ATP4, ZA5502, V248A en CV1366. Door het pijltje lijkt het een Mullard buis te zijn, maar het pijltje is net iets anders waardoor dit niet zeker is. Temeer omdat er in documentatie gesproken wordt over Mazda is de fabrikant niet met zekerheid vast te stellen.
|
De ATP4 is een mooie elektronenbuis door de vorm. De lucht gekoelde glazen omhulling heeft een lichte "knik" in de contour zodat in het midden de buis een grotere diameter heeft in vergelijking met de boven en onderkant. De voet lijkt op een Octal en de buis is uitgerust met een topcap ofwel boven aansluiting. Wat duidelijk zichtbaar is, is dat er twee anodes zijn toegepast. Hieruit blijkt dat er in één buis twee binnenwerken zijn toegepast. In de werking is er niets van merkbaar, maar toch het vermelden waard.
|
De meest logische toepassingen voor deze buis (anno 2013) is als toepassing in een audio versterker of een radiozender. De elektronenbuis kan 5 Watt van vermogen opnemen. Zonder nog maar iets te berekenen is gedacht aan twee toepassingen, namelijk:
- Voor een audio versterker is dit een mooi vermogen. Om de vervorming te reduceren en het vermogen op te peppen kunnen er ook twee buizen in push-pull opstelling worden toegepast. Dan heb je bij benadering 10 Watt per kanaal dus 20 Watt in stereo!
- Ook is de buis geschikt als zenderbuis. Hier is deze oorspronkelijk voor bedoeld. Maar 5 Watt houd niet over qua vermogen. Omdat de ene kant van de gloeidraad aan rooster g3 zit, kunnen er niet meerdere buizen in serie worden gezet qua gloeispanning. Dus wanneer er bijvoorbeeld vier buizen parallel gezet worden kan 20 Watt worden gegenereerd. Dit is een leuk vermogen, maar het is en blijft beperkt. Een PL519 geeft al snel 100 Watt zendvermogen per buis, dus de keuze voor de ATP4 (met 5W) is eerder op basis van esthetiek dan uit praktische overweging.
|
voet
De voet is een "(British) Mazda Octal" voet. Dit lijkt op de "International Octal", maar past net niet. De binnenpen is dikker en pen 1 en 8 zijn verder uit elkaar geplaatst. Om precies te zijn, is de hoekverdraaiing tussen pen 1 en 8 gelijk aan 55,5 graden. De overige pennen hebben een hoekverdraaiing van 43,5 graden. Fabrikanten wilde vaak exclusiviteit van buizen met bijbehorende voeten, maar de markt wilde graag één standaard. De "sterkste" bleek de International Octal en deze voet is later gezien als "de standaard".
pennen
1 = gloeidraad (-)
2 = niet aangesloten
3 = niet aangesloten
4 = rooster g2 (schermrooster)
5 = rooster g1 (stuurrooster; -8VDC)
6 = niet aangesloten
7 = niet aangesloten
8 = gloeidraad (+) / rooster g3 (keerrooster) / kathode
tc = anode
anodestroom, -spanning en -vermogen
Volgens de documentatie kan de anode 5W opnemen bij 150VDC. Uit de berekening blijkt dat er dan 33,3mA loopt. In de documentatie blijkt dat er 38mA opgegeven is. Dat betekent dat er 5,7W opgenomen kan worden of 131,5VDC anodespanning toegepast kan worden. Persoonlijk kies ik liever de veilige weg en hanteer ik:
- Anodevermogen [Pa] = <5W;
- Anodespanning [Ua] = <150VDC;
- Anodestroom [Ia] = <33,3mA.
- Interne weerstand = 4K5. (150VDC / 33,3mA = 4.500 Ohm)
gloeispanning
Over de gloeispanning bestaat nogal wat misverstand. In het ene document wordt er gesproken over een maximale gloeispanning van 2,6VDC. Zou er echter een stroom van 300mA toegepast worden, is de gloeispanning 2,0VDC. Op basis van onderzoeken van "echte" schakelingen wordt 2,3VDC als de optimale gloeispanning gezien. Bij 2,3VDC loopt er een stroom van 340mA. Dus de weerstand van de warme gloeidraad is 6,77 Ohm. Aannemelijk is het om een schakeling toe te passen met een LM317T spanningsregelaar met een weerstand als stroomregeling. Door toepassen van een 3,7 Ohm weerstand bij 1,25V over de weerstand loopt er een stroom van 338mA. Dat komt neer op 2,29VDC op de gloeidraad. De instelweerstand moet wel 0,5W aan kunnen omdat er 423mW aan warmte wordt afgegeven. 338mA bij 2,29VDC uit de praktijk komt redelijk goed overeen met 340mA bij 2,30VDC in theorie, dus wordt als goed werkbaar beschouwd.
|
|
karakteristieken (triode)
|
De karakteristieken van de elektronenbuis (evenals een datasheet) zijn niet vindbaar. Rond 1940 zal er enige documentatie geweest zijn, maar omdat deze elektronenbuis geen gemeengoed is geworden, is er weinig informatie van bewaard. Dus de kans dat het op het internet verschijnt is nihil. Maar dit is een mooie kans om te pionieren, nietwaar?
Ik zag er een grote uitdaging in om de karakteristieken te bepalen. Ik had er al het één en ander van gelezen, maar nog nooit had ik de test zelf uitgevoerd. Tenslotte is het lezen van een datasheet eenvoudiger en goedkoper. Op 9 oktober 2013 heb ik een testopstelling in elkaar gezet om de karakteristieken te kunnen bepalen. Helaas heb ik maar één variac (voor de anode hoogspanning), dus de spanning op rooster g2 heb ik niet constant kunnen houden op bijvoorbeeld 150VDC. Vandaar dat ik de buis als tiode heb aangesloten en rooster g2 aan de anode heb verbonden. (Rooster g1 is de sturing en rooster g3 is permanent aan de massa verbonden.)
De anodespanning is per 10VDC opgevoerd en met de lab voeding is de (negatieve) roosterspanning ingesteld. Zo zijn 408 metingen uitgevoerd om de karakteristiek te bepalen. En de bijbehorende anode stroom is af te lezen in milli Ampères. Naast een foto van de testopstelling zijn bevindingen zijn in onderstaande diagram weergegeven.
De buis mag volgens de (beperkte) documentatie maxiamaal 150VDC anodespanning hebben bij 33mA met een maximum van 5 Watt anode dissipatie. Deze grenzen zijn ook weergegeven. Er is een belastingslijn getekend van 150VDC naar 33mA. Volgens de documentatie is een roosterspanning van -8VDC optimaal als instelpunt. En dat blijkt. Ik heb de rode lijn als voorgestelde "werklijn" getekend. Tot maximaal -2VDC om de kans op extra vervorming te reduceren. Het blijkt dat met een spanningsverschil op stuurrooster g1 van 12VDC (van 2- naar -8 en van -8 naar -14) een
spanningsversterking van 5,5x wordt bereikt. Namelijk van 57 tot 123VDC. En 123-57 = 66VDC. 66VDC / 8VDC = 5,5X. Het instelpunt is 90VDC bij 13mA. Een uitgangsvermogen van 1,17W is niet veel, maar tenslotte is de elektronenbuis nu als triode aangesloten. En triodes staan niet bekend om het rendement. Wél om de audio kwaliteit. En dat blijkt omdat, volgens het diagram er géén vervorming is, dus een lineaire versterking, in theorie...
Dit geeft een voldaan resultaat en op naar de meting voor de pentode schakeling!
|
|
karakteristieken (pentode)
|
|
Om de karakteristieken van de pentode te kunnen bepalen, is er een spanning nodig op rooster g2. Om deze onafhankelijk van de anodespanning te kunnen bepalen, is een twee spanningsbron nodig. Deze wordt gemaakt met behulp van een variac. Momenteel wordt een meetapparaat gebouwd met twee variacs en (scheidings) transformatoren. Totdat dit meetinstrument klaar is, is de meting even uitgesteld...
|
|
