Todos los cinco estadounidenses - All American Five
El término All American Five (abreviado AA5) es un nombre coloquial para los receptores de radio superheterodinos producidos en masa que usaban cinco tubos de vacío en su diseño. Estos aparatos de radio fueron diseñados para recibir transmisiones de modulación de amplitud (AM) en la banda de onda media y se fabricaron en los Estados Unidos desde mediados de la década de 1930 hasta principios de la de 1960. Al eliminar un transformador de potencia , el costo de las unidades se mantuvo bajo; el mismo principio se aplicó posteriormente a los receptores de televisión. Existían variaciones en el diseño de menor costo, bandas de onda corta, mejor rendimiento o fuentes de alimentación especiales, aunque muchos juegos usaban un juego idéntico de tubos de vacío.
Filosofía
La radio se llamó "All American Five" porque el diseño usualmente usaba cinco tubos de vacío y comprendía la mayoría de radios fabricadas para uso doméstico en los Estados Unidos y Canadá en la era de los tubos.
Fueron fabricados por millones por cientos de fabricantes desde la década de 1930 en adelante, y los últimos ejemplos se fabricaron en Japón. Los calentadores de los tubos estaban conectados en serie, por lo que todos consumían la misma corriente, pero con diferentes voltajes a través de ellos. La línea estándar de tubos se diseñó de modo que el voltaje nominal total de los cinco tubos fuera de 121 voltios, un poco más que el voltaje de suministro eléctrico de 110-117 V. Por lo tanto, no se requirió una resistencia adicional de cuentagotas. Los diseños sin transformador tenían un chasis de metal conectado a un lado de la línea eléctrica, lo que representaba un peligro de descarga eléctrica peligrosa y requería un gabinete completamente aislado. Los radios sin transformador podían ser alimentados por CA o CC (en consecuencia, llamados receptores de CA / CC ); los suministros de CC todavía no eran infrecuentes. Cuando funcionan con CC, solo funcionarán si el enchufe se inserta con la polaridad correcta . Además, si funciona con una fuente de CC, la radio tiene un rendimiento reducido porque el voltaje B + solo sería de 120 voltios en comparación con 160-170 voltios cuando se opera desde CA.
La filosofía del diseño era simple: tenía que ser lo más barato posible. El diseño se optimizó para ofrecer un buen rendimiento por el precio. Al menos un fabricante de radios, Arthur Atwater Kent , prefirió cerrar su negocio en lugar de intentar competir con diseños AA5 'enanos' o de bajo costo.
Se utilizaron muchos trucos de diseño para reducir los costos de producción de la radio de cinco tubos. Los calentadores de todos los tubos de vacío tenían que estar clasificados para usar la misma corriente, de modo que pudieran funcionar en serie desde el voltaje de línea. El rectificador y el tubo de salida de audio requerían más potencia del calentador, por lo que se redujo un voltaje mayor que los otros tubos. En muchos diseños, el tubo rectificador tenía un grifo en el calentador para encender una luz de dial. La corriente de la placa se enrutaba a través de esa parte del calentador rectificador, para compensar la corriente desviada a la lámpara del dial. Si la lámpara de cuadrante fallaba, esa parte del calentador rectificador tendría una corriente mayor que podría quemar el tubo en unos pocos meses. Los primeros radios tenían una red de resistencias para minimizar el problema, pero esto pronto se eliminó ya que el costo de reemplazar el tubo no era problema del fabricante. Al igual que con las luces del árbol de Navidad , si fallara un calentador de tubo, ninguno de los calentadores de tubo funcionaría.
La radio usaba un rectificador de media onda para producir un voltaje de placa de 160 a 170 voltios directamente desde la línea de alimentación de CA; el rectificador, aunque no es necesario con un suministro estrictamente de CC, no causó ningún problema.
El mezclador de frecuencia tenía un diseño de convertidor pentagrid para ahorrar el costo de un tubo oscilador separado . El detector y la primera etapa de audio fueron proporcionados por un tubo de combinación de doble diodo / triodo. Cuando el detector / primer tubo de audio contuviera un segundo diodo, podría usarse para proporcionar control automático de ganancia (AGC), o la polarización de AGC podría derivarse del diodo detector de audio.
Posibles peligros del diseño
Muchos de los primeros ejemplos de los 'Cinco All-American' suponían un peligro de descarga para los usuarios. Al carecer de un transformador de red, el chasis de la radio AA5 estaba conectado directamente a un lado de la red eléctrica. El peligro se agravó porque el interruptor de encendido / apagado a menudo estaba en el cable de la fuente de alimentación que estaba conectado al chasis, lo que significa que el chasis podría estar "caliente" cuando el equipo estaba "encendido" o "apagado", según de qué manera se insertó el enchufe en la toma de corriente. Muchos enchufes de alimentación tenían dos clavijas idénticas y se podían conectar de cualquier forma. Los tornillos de fijación del chasis de metal a veces eran accesibles desde el exterior de la caja de baquelita o madera, y hubo muchos ejemplos de propietarios que recibieron un impacto al hacer contacto con estos tornillos mientras manipulaban un juego. Los orificios de ventilación pueden ser lo suficientemente grandes como para permitir que los niños introduzcan sus dedos u objetos metálicos. El mismo tipo de peligro estaba presente en los equipos europeos de CA / CC, al doble de voltaje.
El peligro se eliminó de los conjuntos posteriores mediante el uso de un bus de tierra interno conectado al chasis mediante una red de aislamiento. Underwriters Laboratories requirió la adopción del chasis flotante , ya que el aislamiento de la red (no se especificaron los valores exactos del circuito y de los componentes, aunque se especificó la corriente de fuga permitida) para limitar la descarga a un nivel de corriente "seguro". El chasis se mantuvo a tierra de RF (para blindaje) mediante un capacitor de derivación (típicamente 0.05 μF a 0.2 μF) generalmente con una resistencia conectada a través de él (típicamente 220 kΩ a 470 kΩ, aunque a veces se usaban valores tan pequeños como 22 kΩ o el resistor simplemente se omitió). Con el paso de los años, estos condensadores de papel a menudo presentan fugas y podrían permitir un flujo de corriente suficiente para provocar una descarga al usuario.
Variaciones sobre el tema
Aunque se produjeron radios de cuatro, seis e incluso algunas raras radios de ocho tubos, no eran comunes. La versión de cuatro tubos con rectificador de tubo de vacío tenía un rendimiento inferior, ya que normalmente no tenían un tubo amplificador de FI , aunque algunos diseños de cuatro tubos con un rectificador de selenio en lugar del tubo rectificador evitaron este problema. Las versiones de seis tubos agregaron un tubo amplificador de RF , un tubo amplificador de potencia de audio push-pull o un tubo oscilador de frecuencia de batido (para escuchar el código Morse o las transmisiones de modulación de banda lateral única ). Sin embargo, estas radios cuestan significativamente más y se venden en cantidades más pequeñas. Las versiones de ocho tubos cuestan aún más, agregando dos o más de las características de las versiones de seis tubos y, a veces, un tubo amplificador IF adicional.
| # Tubos | Amplificador de RF | BFO | Convertidor | IF Amp | Det / preamplificador | Amplificador de audio | Rectificador |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 | X | X | X | X | |||
| 4 | X | X | X | X | (selenio) | ||
| 5 (estándar) | X | X | X | X | X | ||
| 6 | X | X | X | X | X | X | |
| 6 | X | X | X | XX (empujar-tirar) | X | ||
| 6 | X | X | X | X | X | X | |
| 8 | X | X | X | XX (empujar-tirar) | XX (empujar-tirar) | X | |
| 8 | X | X | XX | X | XX (empujar-tirar) | X | |
| 8 | X | X | X | XX (empujar-tirar) | XX (empujar-tirar) | X | |
| 8 | X | X | X | X | X | XX (empujar-tirar) | X |
Implementaciones específicas
El diseño básico de los 'All-American Five' tuvo su origen en aparatos de bajo costo producidos en los primeros días de la radio.
Intentos tempranos
Los fabricantes de radios se apartaron de los voltajes tradicionales de los calentadores de 2,5, 5 y 6,3 voltios para obtener una combinación de cinco tubos que funcionaría lo más cerca posible del voltaje de línea de 110-120 VCA. Para el año modelo 1935, los diseñadores pudieron obtener una cadena de calentadores de 5 tubos para un total de hasta 78 voltios. Esto significaba que se necesitaba una resistencia de caída o un tubo de lastre de línea para dejar caer los 35-42 voltios restantes. Si se usara un tubo de lastre, la radio se comercializaría como una radio de "6 tubos" aunque una de ellas fuera solo un lastre con caída de voltaje. Otros fabricantes utilizaron una "resistencia de cable de línea", un cable de CA especial hecho con alambre de resistencia que reemplazó una resistencia de potencia en el chasis del radio. Estos cables de línea tienden a calentarse al tacto después de que la radio estuvo en uso por un tiempo.
Durante los años modelo 1935-36, los ejemplos de cadenas de la serie de 5 tubos (base preoctal o tubos con puntas) que utilizan calentadores de 300 mA fueron:
- Detector-Oscilador: 78
- Frecuencia intermedia (IF): 78
- Segundo detector y primer amplificador de audio: 77
- Amplificador de potencia: 43
- Rectificador: 25Z5
Más tarde, cuando salieron tubos más nuevos, otra variante fue:
- Convertidor Pentagrid: 6A7
- Frecuencia intermedia (IF): 78 o 6D6
- Segundo detector y primer amplificador de audio: 75
- Amplificador de potencia: 43
- Rectificador: 25Z5
Verdadera versión sin transformador de 5 tubos
El primer juego de tubos de metal producido incluía tubos calefactores de 6 voltios que podrían usarse para hacer una radio de 6 tubos alimentada por transformador. RCA lanzó su primer conjunto de estos tubos octales metálicos para este diseño en 1939, utilizando en su lugar calentadores de 12,6 voltios y 150 mA. El diseño original utilizó los siguientes tubos:
- Convertidor : 12A8
- Amplificador IF : 12K7
- Detector y primer amplificador de audio: 12Q7
- Salida de potencia de audio : 50L6
- Rectificador : 35Z4
Esta serie tenía las rejillas destacadas como tapas superiores en los tubos de señal, y el 35Z4 no tenía una provisión para una luz de dial.
Variante de tubo de un solo extremo
Los diseños de CA / CC para 110-117 V generalmente utilizan una corriente de calentador de 150 mA.
La matriz de tubos en los primeros días de los tubos octales de un solo extremo era:
- Convertidor: 12SA7
- IF amplificador: 12SK7
- Detector y primer amplificador de audio: 12SQ7
- Salida de potencia de audio: 50L6
- Rectificador: 35Z5
Estos equipos se comercializaron por primera vez a finales de 1939. Los equipos canadienses a veces usaban un 35L6 en lugar del 50L6, ya que algunas partes de Canadá usaban 110 voltios como estándar de diseño. Debido a que las áreas cercanas a las Cataratas del Niágara tenían una potencia de 25 Hz , algunos equipos canadienses tenían condensadores de filtro un poco más grandes.
La variante "Loctal"
La alineación de tubos de los tubos Loctal fue:
- Convertidor: 14Q7
- Amplificador IF: 14A7
- Detector y primer amplificador de audio: 14B6
- Salida de potencia de audio: 50A5
- Rectificador: 35Y4 o 35Z3
Tubos en miniatura
Después de la Segunda Guerra Mundial, el set fue rediseñado para usar tubos de 7 pines en miniatura y la alineación se convirtió en:
- Convertidor: 12BE6
- Amplificador IF: 12BA6
- Detector y primer amplificador de audio: 12AV6 o 12AT6
- Salida de potencia de audio: 50C5 o la menos común 50B5
- Rectificador: 35W4
El 50C5, introducido en 1948, es eléctricamente idéntico al 50B5, pero tiene un pinout revisado para abordar las preocupaciones de que un alto voltaje pico entre 4 (calentador) y 5 (ánodo) promovería la ruptura del enchufe.
En el período de posguerra, algunos fabricantes construyeron decorados con una mezcla de tipos miniatura, octal y loctal.
Versión "Power-Saver"
Otra variación de baja potencia cambió los calentadores de tubo para que funcionaran con 100 miliamperios en lugar de 150 miliamperios. Estos tubos tardaron un poco más en calentarse:
- Convertidor: 18FX6
- Amplificador IF: 18FW6
- Detector y primer amplificador de audio: 18FY6
- Salida de potencia de audio: 32ET5 o 34GD5
- Rectificador: 36AM3
La distribución de voltaje ha cambiado alrededor de los calentadores de tubo, pero el total sigue siendo un poco más que el suministro de red de 120 voltios. Esta alineación es para una radio Admiral .
Radio de la granja
Una modificación de la "radio de la granja" (generalmente realizada en el punto de venta) permitió que un AA5 funcionara con 32 voltios de CC, generalmente generados por los molinos de viento de las granjas . Con un recableado relativamente simple, los calentadores de tubo se podrían poner en serie-paralelo para funcionar con 32 voltios, con los tres calentadores de doce voltios en serie y un 25L6, 35L6 o 43 en paralelo; los tubos seguirían funcionando con el voltaje del calentador algo fuera de especificación. Si funciona con un suministro de 32 voltios, el radio tiene un rendimiento sustancialmente reducido porque el voltaje B + solo sería de 32 voltios en comparación con 160-170 voltios cuando se opera desde CA. Con 32 voltios en la placa, la radio tendía a ser insensible. A veces, solo la energía del calentador de tubos se derivaba de un molino de viento, y se conservaban baterías secas para el suministro de voltaje de la placa. La ventaja era que los calentadores tenían una carga alta y continua en la batería, mientras que el voltaje de la placa de descarga de la batería era más pequeño e intermitente. A menudo, se usaba una batería recargable de celda húmeda para calentadores de tubo, que se recargaba en un garaje local o se cambiaba por una batería de vehículo.
Muchas radios agrícolas de 32 voltios fueron construidas en fábrica para este propósito. Por lo general, tenían dos tetrodos de potencia de tipo 48 que podían operar con voltajes B + tan bajos como 28 voltios. Los pares del tipo 48 estaban conectados en paralelo o conectados en contrafase . Algunas radios de fábrica de 32 voltios usaban una fuente de alimentación de vibrador electromecánico para proporcionar un mayor voltaje. Las fuentes de alimentación del vibrador también se pueden hacer funcionar con un suministro de 6 voltios de un cargador de viento dedicado o de una batería de automóvil prestada de un vehículo agrícola.
Variantes con pilas
Aparecieron varias otras versiones del conjunto, incluidas algunas que tenían un transformador, una versión que funcionaba en un vehículo de motor con un suministro de 6 voltios, utilizando un vibrador para convertir el suministro de 6 V CC en CA que podría alimentar un transformador con salida de voltaje más alto y una versión que funciona con baterías secas o con la red eléctrica. La versión de batería solía utilizar tubos en los que el filamento se calentaba con una sola pila seca de 1,5 voltios y el voltaje de la placa se suministraba con una batería (nominalmente) de 90 voltios.
Una versión, llamada portátil de tres vías porque se puede operar de tres maneras: baterías, la línea de CA o la línea de CC; normalmente tenía la siguiente matriz de tubos:
- Convertidor: 1R5 (o 1L6 si el conjunto era de onda corta , como el Zenith Trans-Oceanic )
- Amplificador IF: 1U4
- Detector y primer amplificador de audio: 1U5
- Salida de potencia de audio: 3V4
- Rectificador: 35W4, 117Z3 o un rectificador de selenio
Esta versión usa un V 7.5 Una batería y un 90 V de la batería B . Tenga en cuenta que la batería A no necesitaba calentar el tubo rectificador porque, cuando se operaba con las baterías, no se necesitaba el rectificador.
Al operar con baterías, esta versión tuvo un calentamiento casi instantáneo debido a que los tubos usaban sus filamentos como cátodos. Esta configuración era común en las radios portátiles de Motorola que comúnmente se asemejan a las "loncheras" metálicas.
Variaciones
Dado que el AA5 era un diseño minimalista, había mucho espacio para versiones mejoradas, lo que resultó en un "AA6":
- Algunos conjuntos agregaron un 12SK7 adicional como amplificador de RF o IF. Esto requeriría usar un 35L6 para mantener el voltaje del calentador.
- O bien, se podría agregar otro tubo amplificador de audio para aumentar la salida de audio. Para mantener el voltaje total del calentador en alrededor de 120 V, los dos tubos de salida tendrían que ser del tipo de 25 a 35 voltios, como el 35L6 o el 25L6.
Hubo incluso algunos diseños "AA4", generalmente equipos enanos, solo utilizables en áreas metropolitanas de señal fuerte, porque la mayoría no tenía amplificador de FI (aunque algunos reemplazaron el tubo rectificador con un rectificador de selenio).
Orden de cadena de series
De acuerdo con varias ediciones del Manual del tubo receptor RCA , la cadena del calentador de una radio de CA / CC debe disponerse en un orden particular para minimizar el zumbido. Suponiendo que todas las funciones se realizan mediante tubos separados, los calentadores de la cadena deben disponerse de la siguiente manera:
- Etapa de entrada
- Tubo de lastre o resistencia
- Rectificador
- Amplificador de salida de potencia de audio
- Amplificadores de RF y FI
- Convertidor
- Primer amplificador AF
- Detector
- Línea de tierra / B-menos
No todos los fabricantes siguieron esta recomendación.
Efecto en el diseño de televisión
Muchos receptores de televisión en color y en blanco y negro se construyeron siguiendo los principios de All American Five, incluido un chasis caliente y calentadores con cableado en serie. Los diseños se encontraron principalmente en conjuntos portátiles o económicos que van desde la década de 1950 hasta incluso la serie GE Portacolor, que finalmente se suspendió en la década de 1980. Los primeros conjuntos tendían a utilizar rectificadores de selenio en lugar de un tubo; conjuntos posteriores utilizaron diodos de silicio. Algunos de estos conjuntos eran híbridos, utilizando transistores para aplicaciones de señales pequeñas y tubos de vacío en lugar de los costosos transistores de potencia. Algunos también incluyeron un diodo rectificador en serie con los filamentos del tubo; cuando el aparato estaba apagado, el rectificador mantenía los filamentos parcialmente calientes, una técnica que recibió una variedad de nombres como "Instant On".
Precauciones de mantenimiento
Dado que el chasis del equipo se puede conectar directamente al lado vivo de la línea eléctrica, los talleres de servicio utilizaron un transformador de aislamiento para proteger a los técnicos de un riesgo de descarga eléctrica. Algunos restauradores volverán a cablear el conjunto de chasis en caliente para poner el chasis en neutral en todo momento. Algunos diseños solo requieren polarizar el enchufe, mientras que otros requieren volver a cablear la fuente de alimentación para quitar el interruptor de la tierra del chasis. Las tomas de corriente deben estar cableadas correctamente para que esta modificación sea protectora.
Ver también
Referencias
enlaces externos
- Los Cinco Americanos
- Artículo de Arcane Radio Triva AA5
- A Review of Developments in Broadcast Receivers of 1933 , Radio Engineering (revista), agosto de 1933, páginas 6, 7, 20