Korg Nutube 6P1 — это новое, компактное и маломощное устройство на базе двойного триода с прямым накалом. Оно было разработано в Японии компаниями Korg (известной как производитель музыкальных инструментов) и Noritake Itron, выпускающей вакуумные флуоресцентные дисплеи. Несмотря на то, что это настоящий триод с прямым накалом, его конструкция отличается от традиционных вакуумных ламп.
Характеристики Nutube 6P1 (каждый триод):
Напряжение накала: 0,7 В (максимум 0,8 В)
Ток накала: 17 мА
Напряжение пластины: 12 В (максимум 80 В)
Напряжение сетки: +2 В
Ток сетки: 6 мкА
Ток пластины: 32 мкА
Коэффициент усиления: 14,5
Транскондуктивность: 54 мкА/В
Сопротивление пластины: 330 кОм
Рассеивание пластин: 1,7 мВт
Описание Nutube 6P1
С электротехнической точки зрения Nutube 6P1 в некоторой степени сопоставим с лампами, использовавшимися в слуховых аппаратах и работавшими от батареек. Он функционирует при очень низких напряжениях: напряжение накала составляет всего 700 мВ, а анод может работать при питании всего 5 В.
Nutube — это крайне маломощное устройство: нить накала потребляет всего 12 мВт на один триод, а рассеиваемая мощность на аноде составляет лишь 1,7 мВт! Одним из следствий такой низкой мощности является сравнительно небольшая крутизна по сравнению с большинством традиционных электронных ламп.
Хотя значения немного отличаются от распространённой лампы, такой как 12AX7, на первый взгляд анодные (пластинные) характеристики выглядят очень знакомо – рисунок 1:
Кривые анодных характеристик типичны для триода и достаточно линейны. Однако при выборе рабочей точки и линии нагрузки необходимо учитывать максимальное допустимое анодное напряжение и мощность рассеивания, что серьёзно ограничивает режимы работы. Также важно отметить, что для получения значительной амплитуды выходного сигнала при низком анодном напряжении сетка должна работать в положительной области — это режим класса A2.
Поскольку основное преимущество Nutube заключается в возможности работы от низковольтных источников питания, большинство схем будут использовать положительное смещение сетки. Это означает, что через сетку будет протекать некоторый ток, и для её управления потребуется источник с низким выходным импедансом (например, эмиттерный повторитель или повторитель на источнике тока).
На рисунке 2 показан ток сетки. Как видно, несмотря на то что он составляет всего десятки микроампер, это довольно заметная величина по сравнению с низким током анода.
Рисунок 2 – Ток сетки Nutube 6P1 (ток всего десятки микроампер, это довольно заметная величина по сравнению с низким током анода):
Nutube выпускается японской компанией Noritake-Itron с применением технологии, схожей с производством вакуумных флуоресцентных дисплеев (VFD). По сути, это однопиксельное VFD-устройство. Анод (пластина) покрыт люминофором, как и в обычных VFD, и при прохождении тока светится голубовато-белым цветом.
При внимательном рассмотрении триода 6P1 можно заметить очень тонкую проволоку с покрытием, проходящую через всё устройство — это нить накала. Несмотря на то что она достаточно разогрета для эмиссии электронов, температура не столь высока, чтобы свечение было заметно невооружённым глазом. Под нитью располагается тонкая открытая сетка — это управляющая сетка. Ниже находится металлический анод, покрытый светящимся люминофором — это и есть пластина.
Оба триода размещены в одном стеклянном корпусе, конструкция которого также заимствована из технологии производства VFD. Внешне он немного напоминает старый 40-контактный DIP-корпус микросхем, но выводы расположены только вдоль одного края.
Две нити накала имеют общую центральную клемму, которая в большинстве случаев подключается к потенциалу земли. Из-за этого схемы, такие как катодные повторители или дифференциальные усилители, требуют более сложной реализации, поскольку для них необходимо плавающее питание нити накала. Одним из заметных побочных эффектов такой конструкции является то, что натянутая проволока накала ведёт себя как струна пианино — при механическом воздействии она вибрирует в слышимом диапазоне частот (около 5 кГц). Такое микрофонное явление схоже с поведением сверхминиатюрных аккумуляторных ламп и может создавать помехи при использовании Nutube в приложениях с низким уровнем сигнала. В некоторых случаях для предотвращения этих эффектов рекомендуется механически изолировать или надёжно закреплять трубку, чтобы минимизировать вибрации.
Корпус представляет собой стеклянную структуру размером 45×16 мм, выполненную в виде сэндвича и предназначенную для монтажа на печатную плату. Контакты расположены с шагом 2 мм от центра. Небольшой металлический диск на задней стороне корпуса служит для герметизации порта, через который выходит воздух.
Схема
Базовая схема применения, приведённая компанией Korg, использует простые JFET-источниковые повторители для буферизации сигнала на входе и выходе Nutube. Входной буфер обеспечивает относительно низкий импеданс на сетке и источник смещения, что стабилизирует работу. Выходной буфер необходим для управления нагрузками с любым импедансом, кроме очень высокого, поскольку из-за низкой крутизны и, соответственно, высокого сопротивления пластины трубки напрямую нагрузку контролировать сложно.
Данная схема рассчитана на работу от одного источника питания с напряжением от 5 В до 30 В, а также от регулируемого источника питания 3,3 В (обычно стабилизированного с помощью LDO-регулятора). Смещение задаётся в диапазоне от 0 до +3,3 В. Для обеспечения тока сетки используется резистор с относительно низким сопротивлением — 33 кОм, который создаёт необходимое постоянное смещение на сетке. Из-за этого требуется большой конденсатор связи ёмкостью 10 мкФ для передачи аудиосигнала. Хотя в схеме присутствует некоторый сдвиг смещения в зависимости от уровня сигнала, при указанных значениях он не оказывает заметного влияния. Нить накала питается от источника 3,3 В через гасящий резистор.
