Los zócalos para válvulas son conectores eléctricos en los que se pueden enchufar válvulas de vacío (válvulas electrónicas), manteniéndolas en su lugar y proporcionando terminales, que se pueden soldar al circuito, para cada uno de los pines. Los zócalos están diseñados para permitir que las válvulas se inserten en una sola orientación. Se usaban en la mayoría de los equipos electrónicos de válvulas para permitir una fácil extracción y reemplazo. Cuando los equipos de válvulas eran comunes, los minoristas como las farmacias tenían probadores de válvulas de vacío y vendían válvulas de reemplazo. Algunas válvulas Nixie también fueron diseñadas para usar zócalos.
A lo largo de la era de los tubos, a medida que la tecnología se desarrollaba, a veces de manera diferente en diferentes partes del mundo, se empezaron a utilizar muchas bases y zócalos para tubos. [1] [2] Los zócalos no son universales; diferentes tubos pueden encajar mecánicamente en el mismo zócalo, aunque pueden no funcionar correctamente y posiblemente dañarse.
Los zócalos de válvulas se montaban normalmente en agujeros en un chasis de chapa metálica y los cables u otros componentes se soldaban a mano a las lengüetas en la parte inferior del zócalo. En la década de 1950, se introdujeron las placas de circuito impreso y se desarrollaron zócalos de válvulas cuyos contactos se podían soldar directamente a las pistas de cableado impresas. Si se observa la parte inferior de un zócalo o, equivalentemente, un tubo desde su parte inferior, los pines estaban numerados en el sentido de las agujas del reloj, comenzando en una muesca o espacio de índice, una convención que ha persistido en la era de los circuitos integrados .
En la década de 1930, los tubos a menudo tenían la conexión a la rejilla de control realizada a través de una tapa superior de metal en la parte superior del tubo. Esto se conectaba mediante un clip con un cable conductor adjunto. Un ejemplo sería el convertidor pentagrid 6A7 . Más tarde, algunos tubos, particularmente los utilizados como amplificadores de potencia de radiofrecuencia (RF) o amplificadores de deflexión horizontal en televisores, como el 6DQ6, tenían la placa o el cable del ánodo sobresaliendo a través de la envoltura. En ambos casos, esto permitió que el circuito de salida del tubo se aislara del circuito de entrada (rejilla) de manera más efectiva. En el caso de los tubos con la placa llevada a una tapa, esto también permitió que la placa funcionara a voltajes más altos (más de 26.000 voltios en el caso de rectificadores para televisión en color, como el 3A3, así como tubos reguladores de alto voltaje). Algunos tubos inusuales tenían tapas tanto para la rejilla como para la placa; las tapas estaban colocadas simétricamente, con ejes divergentes.
Los primeros tubos, como el Deforest Spherical Audion [3] de c. 1911 , usaban el típico casquillo Edison de bombilla para el calentador y cables flotantes para los demás elementos. Otros tubos usaban directamente cables flotantes para todos sus contactos, como el Cunningham AudioTron de 1915, [4] o el Deforest Oscillion . [5] Los tiratrones de xenón tipo C6A , usados en servos para el Stable Element Mark 6 de la Marina de los EE. UU ., tenían una base de tornillo mogul y cables rígidos en forma de L en la parte superior para conexiones de rejilla y ánodo. [6] Los conectores de acoplamiento eran pares mecanizados de bloques de latón con tornillos de sujeción, unidos a cables flotantes (colgantes).
Cuando los tubos se generalizaron y se añadieron nuevos electrodos, se requirieron más conexiones. Se crearon bases especialmente diseñadas para dar cuenta de esta necesidad. Sin embargo, como el mundo sufría las consecuencias de la Primera Guerra Mundial y la nueva tecnología electrónica estaba recién surgiendo, los diseños estaban lejos de estar estandarizados. Por lo general, cada empresa tenía sus propios tubos y zócalos, que no eran intercambiables con los tubos de otras empresas. A principios de la década de 1920, esta situación finalmente estaba cambiando y se crearon varias bases estándar. Consistían en una base (cerámica, metal, baquelita , etc.) con un número de puntas que oscilaban entre tres y siete, con una distribución no regular o con una o dos de las puntas de mayor diámetro que la otra, de modo que el tubo solo podía insertarse en una posición determinada. A veces se basaban en una bayoneta en el lateral de la base. Ejemplos de estos son las bases estadounidenses muy comunes UX4, UV4, UY5 y UX6, y las europeas B5, B6, B7, B8, C7, G8A, etc. Los tubos en los EE. UU. normalmente tenían de cuatro a siete pines en una disposición circular, con pares adyacentes de pines más grandes para las conexiones del calentador.
Antes de que se desarrollaran las radios alimentadas por corriente alterna (CA), algunos tubos de cuatro clavijas (en particular, el muy común UX-201A ('01A)) tenían un pasador de bayoneta en el costado de una base cilíndrica. El zócalo utilizaba ese pasador para retener el tubo; la inserción finalizaba con un ligero giro en el sentido de las agujas del reloj. Los resortes de láminas, esencialmente todos en el mismo plano, presionaban hacia arriba las partes inferiores de las clavijas, manteniendo también enganchado el pasador de bayoneta.
El primer CRT de cátodo caliente, el Western Electric 224-B, tenía una base de bayoneta estándar de cuatro pines, y el pin de bayoneta era una conexión activa. (Cinco pines efectivos: era un tipo de deflexión electrostática enfocada por gas, con un cañón de diodos y deflexión de un solo extremo. El ánodo y las otras dos placas eran comunes).
Una excepción temprana a este tipo de bases es la Peanut 215, que en lugar de utilizar puntas tenía una pequeña base de bayoneta con cuatro contactos en forma de gota. Otra excepción es la serie europea de contacto lateral, comúnmente conocida como P, que en lugar de utilizar una punta, dependía de contactos laterales a 90 grados del eje del tubo con cuatro a doce contactos.
En abril de 1935, la General Electric Company introdujo una nueva base de tubo de ocho pines con sus nuevos tubos de envoltura metálica. [7] [8] La nueva base se conoció como la base octal . [9] La base octal proporcionó un conductor más con un tamaño total de base más pequeño que la línea anterior de bases de tubo estadounidenses que habían proporcionado un máximo de siete conductores. Las bases octales, como se define en IEC 60067, [10] diagrama IEC 67-I-5a, tienen un ángulo de 45 grados entre los pines, que forman un círculo de 17,45 mm ( 11 ⁄ 16 in) de diámetro alrededor de un poste con llave de 7,82 mm ( 5 ⁄ 16 in) de diámetro (a veces llamado espiga ) en el centro. Los zócalos octales fueron diseñados para aceptar tubos octales, la nervadura del poste con llave encajaba en una ranura de indexación en el zócalo para que el tubo solo pudiera insertarse en una orientación.
Cuando se utilizaban en tubos metálicos, el pin 1 siempre se reservaba para una conexión a la carcasa metálica, que normalmente se conectaba a tierra con fines de protección. Esta reserva impedía que los tubos como los triodos duales 6SL7/6SN7 se fabricaran con envolturas metálicas, ya que dichas válvulas necesitan tres conexiones (cátodo, rejilla, ánodo) para cada triodo (lo que hace un total de seis) más dos conexiones para los calentadores en paralelo. La base octal pronto se popularizó en los tubos de vidrio, donde el gran poste central también podía alojar y proteger la " punta de evacuación " del tubo de vidrio. Los ocho pines disponibles permitían construir tubos más complejos que antes, como los triodos duales. La envoltura de vidrio de un tubo de base octal se cementaba en una base de baquelita o plástico con un poste hueco en el centro, rodeado de ocho pines metálicos. Los cables conductores del tubo se soldaban a los pines y la punta de evacuación se protegía dentro del poste.
También se fabricaron conectores que permitían utilizar los casquillos de los tubos como conectores eléctricos de ocho pines ; para ello, se podían recuperar las bases de los tubos desechados. Los casquillos octales se utilizaban para montar otros componentes, en particular conjuntos de condensadores electrolíticos [11] y relés eléctricos ; los relés de montaje octal siguen siendo habituales. [12]
La mayoría de los tubos octales que siguen el sistema de designación europeo generalizado tienen como penúltimo dígito "3", como en ECC34 (más detalles en el artículo sobre la designación de tubos Mullard-Philips ). Existe un tipo octal alemán diferente, totalmente obsoleto, anterior a la Segunda Guerra Mundial. [ cita requerida ]
Los tubos octales y en miniatura todavía se utilizan en amplificadores de guitarra y equipos de audio de alta fidelidad a válvulas . Los relés se fabricaban históricamente en forma de tubo de vacío, [13] y los relés de grado industrial siguen utilizando la base octal para su distribución de pines. [14] [15]
Sylvania desarrolló una variante de la base octal, la base loctal B8G o base de bloqueo (a veces escrita "loktal" - marca registrada de Sylvania), para aplicaciones reforzadas como las radios de automóviles. Junto con B8B (una designación británica obsoleta en 1958), estas bases de bloqueo de ocho pines son casi idénticas y los nombres generalmente se toman como intercambiables (aunque hay algunas diferencias menores en las especificaciones, como el material de la espiga y la conicidad de la espiga, etc.). [16] La geometría de los pines era la misma que para el octal, pero los pines eran más delgados (aunque encajan en un zócalo octal estándar, se tambalean y no hacen un buen contacto), la carcasa de la base estaba hecha de aluminio y el orificio central tenía un contacto eléctrico que también bloqueaba mecánicamente (de ahí "loctal") el tubo en su lugar. Los tubos loctales solo fueron utilizados ampliamente por unos pocos fabricantes de equipos, en particular Philco , que utilizó los tubos en muchas radios de mesa. Los tubos Loctal tienen una pequeña marca de indexación en el costado de la base; no se desprenden fácilmente de sus casquillos a menos que se los empuje desde ese lado. Debido a que los pasadores son en realidad los cables de salida Fernico o Cunife del tubo, son propensos a conexiones intermitentes causadas por la acumulación de productos de corrosión electrolítica debido a que el pasador es de una composición metálica diferente a la del contacto del casquillo.
La estructura del tubo octal se apoyaba directamente sobre los pasadores de conexión que atravesaban la base de vidrio en forma de "botón". Las estructuras de los tubos octales se apoyaban sobre un "botón" de vidrio, formado calentando la parte inferior de la envoltura hasta la temperatura de fusión y luego apretando el botón para cerrarlo. Al sellar el botón, los cables de conexión se incrustaban en el vidrio del botón y se obtenía un sello hermético al vacío. Luego, los cables de conexión pasaban por los pasadores huecos de la base, donde se soldaban para hacer conexiones permanentes.
Los tubos loctales tenían longitudes de conexión más cortas entre los pines del zócalo y los elementos internos que sus contrapartes octales. Esto les permitía operar a frecuencias más altas que los tubos octales. La llegada de los tubos en miniatura "totalmente de vidrio" de siete y nueve pines superó tanto a los octales como a los localtales, por lo que el potencial de frecuencias más altas del localtal nunca se explotó por completo.
Los números de tipo de tubo local en los EE. UU. suelen comenzar con "7" (para los tipos de 6,3 voltios) o "14" para los tipos de 12,6 voltios. Esto se evitó especificando que el voltaje del calentador era nominalmente de 7 o 14 voltios para que la nomenclatura del tubo encajara. [17] Los tipos de batería (en su mayoría de 1,4 voltios) se codifican como "1Lxn", donde x es una letra y "n" un número, como "1LA4". Los localtales rusos terminan en L, p. ej. 6J1L. Las designaciones europeas son ambiguas; todos los localtales B8G tienen números en el rango:
Los intentos de introducir tubos pequeños en el mercado datan de la década de 1920, cuando los experimentadores y aficionados fabricaron radios con los llamados tubos de cacahuete [19], como el Peanut 215 mencionado anteriormente. Debido a las primitivas técnicas de fabricación de la época, estos tubos eran demasiado poco fiables para su uso comercial.
RCA anunció nuevos tubos en miniatura en la revista Electronics , que demostraron ser confiables. Los primeros, como el triodo dual VHF 6J6 ECC91, se introdujeron en 1939. Las bases comúnmente denominadas "miniatura" son el tipo B7G de siete pines y el B9A de nueve pines (Noval), que apareció un poco más tarde. Los pines están dispuestos de manera uniforme en un círculo de ocho o diez posiciones espaciadas de manera uniforme, y se omite un pin; esto permite que el tubo se inserte en una sola orientación. La manipulación mediante la omisión de un pin también se utiliza en tubos de 8 (subminiatura), 10 y 12 pines ( Compactron ) (una variante de 10 pines, "Noval+1", es básicamente un zócalo de nueve pines con un contacto central agregado).
Al igual que con los tubos loctales, las clavijas de los tubos en miniatura son cables rígidos que sobresalen a través de la parte inferior de la envoltura de vidrio y que se enchufan directamente en el zócalo. Sin embargo, a diferencia de todos sus predecesores, los tubos en miniatura no están equipados con bases separadas; la base es una parte integral de la envoltura de vidrio. La protuberancia de evacuación de aire pellizcada está en la parte superior del tubo, lo que le da su apariencia distintiva. Se puede incluir más de una sección funcional en una sola envoltura; una configuración de triodo dual es particularmente común. Los tubos de siete y nueve pines eran comunes, aunque más tarde se introdujeron tubos en miniatura con más pines, como la serie Compactron, que podían albergar hasta tres elementos amplificadores. Algunos zócalos de tubos en miniatura tenían una falda que se acoplaba con un escudo electrostático de metal cilíndrico que rodeaba el tubo, equipado con un resorte para mantener el tubo en su lugar si el equipo estaba sujeto a vibraciones. A veces, el escudo también estaba equipado con contactos térmicos para transferir calor de la envoltura de vidrio al escudo y actuar como un disipador de calor , lo que se consideraba que mejoraba la vida útil del tubo en aplicaciones de mayor potencia.
Los efectos electrolíticos de las diferentes aleaciones metálicas utilizadas para las clavijas de los tubos en miniatura (normalmente Cunife o Fernico ) y la base del tubo podrían provocar un contacto intermitente debido a la corrosión local, especialmente en tubos de corriente relativamente baja, como los que se utilizaban en los aparatos de radio que funcionaban con pilas. A veces, los equipos que funcionan mal con tubos en miniatura pueden volver a funcionar si se quitan y se vuelven a insertar, lo que altera la capa aislante de corrosión.
Los tubos en miniatura se fabricaron ampliamente para uso militar durante la Segunda Guerra Mundial, [20] y también se usaron en equipos de consumo. La Sonora Radio and Television Corporation produjo la primera radio que usaba estos tubos en miniatura, el "Candid", en abril de 1940. [21] En junio de 1940, RCA lanzó su modelo BP-10 a batería , el primer receptor superheterodino lo suficientemente pequeño como para caber en un bolso o en el bolsillo de un abrigo. [22] [23] Este modelo tenía la siguiente línea de tubos: 1R5 — convertidor pentagrid ; 1T4 — amplificador IF ; 1S5 — detector /AVC/amplificador AF; 1S4 — salida de audio. El BP-10 resultó tan popular que Zenith, Motorola, Emerson y otros fabricantes de radio produjeron radios de bolsillo similares basadas en los tubos en miniatura de RCA. [21] Varias de estas radios de bolsillo se introdujeron en 1941 y se vendieron hasta la suspensión de la producción de radios en abril de 1942 durante la Segunda Guerra Mundial. [24]
Después de la guerra, se siguieron fabricando tubos en miniatura para uso civil, independientemente de cualquier ventaja técnica, ya que eran más baratos que los octales y los localtales. [20]
Los tubos miniatura de siete pines B7G (o " de botón pequeño " o " heptal ") son más pequeños que los Noval, con siete pines dispuestos a un espaciado de 45 grados en un arco de 9,53 mm (3/8 de pulgada) de diámetro, y la posición del pin "faltante" se usa para colocar el tubo en su zócalo (a diferencia de los zócalos octales, loctales y de rimlock). Algunos ejemplos incluyen el 6AQ5/EL90 y el 6BE6/EK90. Los tubos europeos de este tipo tienen los números 90-99, 100-109, 190-199, 900-999. Algunos de la serie 100-109 tienen bases inusuales que no son B7G, por ejemplo , la base Wehrmacht.
La base Noval B9A en miniatura de nueve pines , a veces llamada botón de 9 pines, B9-1, ofrecía una reducción útil en el tamaño físico en comparación con los tipos comunes anteriores, como el octal (especialmente importante en los receptores de TV donde el espacio era limitado), al tiempo que proporcionaba una cantidad suficiente de conexiones (a diferencia del B7G) para permitir un acceso efectivamente sin restricciones a todos los electrodos, incluso de tubos relativamente complejos como triodos dobles y triodo-hexodos. También podía proporcionar múltiples conexiones a un electrodo de un dispositivo más simple cuando fuera útil, como en las cuatro conexiones a la rejilla de un triodo UHF convencional con rejilla de conexión a tierra, por ejemplo , 6AM4, para minimizar los efectos nocivos de la inductancia del cable en el rendimiento de alta frecuencia.
Este tipo de base fue utilizado por muchos de los tubos de Estados Unidos y la mayoría de los europeos, por ejemplo , 12AX7 -ECC83, EF86 y EL84 , producidos comercialmente hacia el final de la era, antes de que los transistores desplazaran en gran medida su uso.
La especificación IEC 67-I-12a exige un ángulo de 36 grados entre los nueve pines de 1,016 mm de espesor, en un arco de diámetro 11,89 mm.
Los tubos europeos de este tipo tienen los números 80-89, 180-189, 280-289, 800-899, 8000-8999.
La base Duodecar B12C (IEC 67-I-17a) tiene 12 pines en un círculo de 19,1 mm de diámetro y data de 1961. También se la llamó construcción Compactron T-9/base E12-70 [25]. En general, su forma es similar a la de un zócalo Noval, pero más grande. En el centro hay un orificio de paso para una tubería de evacuación del tubo, que normalmente se encuentra en la parte inferior de un tubo Compactron. (No debe confundirse con la base Duodecal B12A, que suena similar pero tiene un tamaño diferente).
La base Rimlock (B8A) es un diseño de ocho pines con un diámetro de círculo de pines cercano al de Noval, y utiliza una protuberancia en el costado de la envoltura para acoplarse con una guía y un resorte de retención en la pared del zócalo. Esto proporciona registro de pines (ya que los pines están espaciados de manera uniforme) y también un buen grado de retención. Los primeros tubos con este tipo de base generalmente tenían una falda de metal alrededor de los ~15 mm inferiores de la envoltura para que coincida con la pared del zócalo, y esto ofrecía un grado de protección incorporado, pero estos fueron reemplazados bastante pronto por versiones "sin faldón", que tenían un ensanchamiento característico en el vidrio para compensar físicamente la ausencia del faldón. En el esquema de nombres europeo, los tubos Rimlock se numeran en los rangos 40-49, 110-119 (con excepciones) y 400-499, por ejemplo , EF40. Aunque prácticamente desconocido en otros lugares, este era un tipo de base muy común en las radios europeas de finales de la década de 1940 hasta la de 1950, pero finalmente fue reemplazado por los omnipresentes tipos de base B7G y Noval (B9A).
En 1935, se necesitaban nuevas tecnologías de tubos para el desarrollo del radar y las telecomunicaciones. Los requisitos de UHF limitaban severamente los tubos existentes, por lo que se implementaron ideas radicales que afectaron la forma en que estos tubos se conectaban al sistema anfitrión. Aparecieron dos nuevas bases, el tubo de bellota y el tubo de faro, que resolvían los mismos problemas pero con diferentes enfoques. Thompson, GM Rose, Saltzberg y Burnside de RCA crearon el tubo de bellota utilizando electrodos mucho más pequeños, con conexiones cortas radiales. [26] Los diseñadores del tubo de faro adoptaron un enfoque diferente, como el 2C43 de base octal, [27] que se basaba en el uso de contactos metálicos cilíndricos concéntricos en conexiones que minimizaban la inductancia, lo que permitía una frecuencia mucho más alta.
Los nuvistores eran muy pequeños, lo que reducía las capacitancias parásitas y las inductancias de los conductores. La base y el zócalo eran tan compactos que se utilizaban ampliamente en sintonizadores de TV UHF. También se podían utilizar en aplicaciones de señales pequeñas a frecuencias más bajas, como en el Ampex MR-70, un costoso grabador de cintas de estudio cuya sección electrónica completa se basaba en nuvistores.
Existen muchos otros tipos de sockets, algunos de los cuales son:
En un sitio comercial, Pacific TV, se enumeran y describen una variedad notablemente amplia de conectores para tubos y similares, con algunas notas de aplicación informales, [28] incluidos los nuvistor, subminiatura de ocho pines, vidicón, klistrón réflex, tipo octal de nueve pines, miniatura de 10 pines (dos tipos), submagnético de 11 pines, diheptal de 14 pines y muchos tubos de visualización como los Nixies y los tipos fluorescentes de vacío (y aún más). Además, cada conector tiene un enlace a una imagen clara y de alta calidad.
Algunos tubos subminiatura con cables conductores flexibles que salían todos en el mismo plano estaban conectados mediante conectores en línea subminiatura.
Algunos klistrones réflex de baja potencia, como el 2K25 y el 2K45, tenían salidas coaxiales rígidas de diámetro pequeño paralelas a pines de base octal. Para acomodar el cable coaxial, se reemplazó un contacto por un orificio de paso.
Los tubos de vacío para aplicaciones de alta potencia a menudo requerían diseños de zócalos personalizados. Se utilizó un zócalo gigante de cuatro clavijas para varios tubos industriales. Un zócalo especializado de siete pines (Septar o B7A), con todos los pines en un círculo con un pin más ancho que los demás, se utilizó para los tubos de transmisión. Los tubos subminiatura con cables largos, introducidos en la década de 1950, a menudo se soldaban directamente a las placas de circuito impreso. Los zócalos se hicieron para los primeros transistores , pero rápidamente cayeron en desgracia a medida que se estableció la confiabilidad de los transistores. Esto también sucedió con los primeros circuitos integrados; los zócalos de CI luego se usaron solo para dispositivos que podrían necesitar una actualización.
[29] [30]
Saga of the Vacuumtube, Tyne página 176
{{cite web}}: Mantenimiento de CS1: ubicación ( enlace )
