CN105810533B - 真空管 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种真空管，其为与廉价且容易取得的荧光显示管相近的结构，并且作为模拟放大器工作。本发明对象的真空管包括：释放热电子的拉伸成直线状的灯丝；与灯丝平行配置的阳极；在灯丝与阳极之间与阳极对置配置的栅极。并且，在本发明中，灯丝与栅极的间隔为0.2mm以上且0.6mm以下。

Description

真空管
技术领域
本发明涉及作为模拟放大器工作的真空管。
背景技术
作为与真空管相关的技术，公知的是荧光显示管，并且公知有例如专利文献1(日本实公昭49-5240号公报)、专利文献2(日本特开2007-42480号公报)所示的结构。在专利文献1中，将在规定以上的温度释放热电子的、拉伸成直线状的灯丝称为“灯丝H”。并且，具有与灯丝平行配置的阳极(专利文献1的“阳极4”)、在灯丝与阳极之间与阳极对置配置的栅极(参照专利文献1的第一图、第二图)。专利文献2的基本结构与专利文献1相同。另外，作为专利文献1、2所示的荧光显示管的控制方法，公知的是参考文献1(则武伊势电子株式会社，“荧光显示管(VFD)全面应用手册驱动方法-驱动方式”，[2014年12月19日检索]，网址<https://www.noritake-itron.jp/cs/appnote/apf100_vfd/apf201_houshiki.html>.)所示的驱动方式。
在以音乐界为中心，有着来自青睐真空管的特性的用户的期望，因此会有对作为模拟放大器使用的真空管的需求，存在能够作为模拟放大器使用的真空管。但是，通常的模拟放大器几乎都使用晶体管、运算放大器等半导体，因此作为模拟放大器使用的真空管的产量低，并且存在价格高、难以获得的课题。另一方面，对于作为真空管的一种，廉价且普及的荧光显示管而言，根据参考文献1所示的驱动方式可知，为数字控制，并非作为模拟放大器使用，因此难以用于模拟放大。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种真空管，其为与廉价且容易获得的荧光显示管相近的结构，并且容易作为模拟放大器工作。
作为本发明的对象的真空管具有：释放热电子的拉伸成直线状的灯丝、与灯丝平行配置的阳极、在灯丝与阳极之间与阳极对置配置的栅极。并且，本发明的灯丝与栅极的间隔为0.2mm以上且0.6mm以下。
利用本发明的真空管，能够使从灯丝流向阳极的电子流根据栅极的电位而模拟变化，因此作为模拟放大器容易使用。
附图说明
图1是实施例1的真空管的俯视图。
图2是实施例1的真空管的主视图。
图3是实施例1的真空管的侧视图。
图4是图1的IV-IV线的剖视图。
图5是表示在玻璃基板上形成有阳极和绝缘层的样子的图。
图6是表示在玻璃基板上形成有阳极的样子的图。
图7是表示绝缘层的形状的图。
图8是固定件的三视图(俯视图、主视图、侧视图)。
图9是表示栅极的形状的示例的图。
图10是表示吸气剂的图。
图11是表示利用真空管的放大电路的示例的图。
图12是表示在荧光显示管中、在栅极的各电压下的阳极电压Va与电流Ip的关系的图。
图13是表示在阳极与栅极的间隔为0.3mm左右、灯丝与栅极的间隔为0.4mm左右的情况下，在栅极的各电压下的阳极电压Va与电流Ip之间的关系的图。
图14是变形例的真空管的俯视图。
图15是图14的XV-XV线的剖视图。
具体实施方式
以下，具体说明本发明的实施方式。需要说明的是，对具有相同功能的结构部标注相同的附图标记并省略重复说明。
[实施例1]
图1是实施例1的真空管的俯视图，图2表示主视图，图3表示侧视图，图4表示图1的IV-IV线的剖视图。需要说明的是，在图4中，为了便于理解结构，将图在上下方向上伸长。在图2和图4中，上下方向与左右方向的比不同，但实际上是相同的。真空管100具有：在规定以上的温度下释放热电子并拉伸成直线状的灯丝110、与灯丝110平行配置的阳极120-1、120-2、在灯丝110与阳极120-1之间与阳极对置配置的栅极130-1、在灯丝110与阳极120-2之间与阳极对置配置的栅极130-2。并且，(第一)特征在于，灯丝110与栅极130-1、130-2的间隔为0.2mm以上且0.6mm以下。并且，(第二)特征在于，阳极120-1、120-2与栅极130-1、130-2的间隔为0.15mm以上且0.35mm以下。(第三)特征在于，灯丝110的固有振动的基本频率为3kHz以上。另外，阳极120-1、120-2形成在与平面基板即玻璃基板125相同的面上，阳极120-1和栅极130-1的间隔与阳极120-2和栅极130-2的间隔相同。需要说明的是，在图1中，为了理解阳极120-1、120-2的位置，未记载栅极130-1、130-2的一部分。在实际真空管100中，在阳极120-1、120-2上存在网状的栅极130-1、130-2(参照图9)，因此阳极120-1、120-2是难以看到的状态。
接下来，说明用于实现上述特征的结构的具体例。在图5中表示在玻璃基板上形成有阳极120-1、120-2和绝缘层的样子。图6是表示在玻璃基板上形成有阳极120-1、120-2的样子的图，图7是表示绝缘层的形状的图。玻璃基板125具有排气孔151。阳极120-1、120-2形成在玻璃基板125的一个面上。阳极端子121-1、121-2与阳极120-1、120-2连接。阳极120-1、120-2利用例如铝薄膜形成即可。绝缘层126使用例如低熔点玻璃即可，具有阳极用开口部127-1、127-2和端子用开口部128-1、128-2。真空管100将罩体180和玻璃基板125密封，通过从排气孔151抽出空气来使内部真空。并且，在排气孔151中嵌有排气孔栓150。虽然在图5中未图示，但是也可以在玻璃基板125的与罩体180接触的部分进一步配置密封用的低熔点玻璃。另外，利用端子190进行与外部的电接触。
灯丝110为直接式的负极。例如，为了在通过流通直流电流而加热到650度左右时，释放出热电子，灯丝110施以氧化钡的涂层即可。在该例中，上述“规定以上的温度”为650度，但不限于650度。在图8中表示用于对灯丝110施加张力的固定件115的三视图(俯视图、主视图、侧视图)。在固定件主体116的一部分配置有板簧117的一端，板簧117的另一端为灯丝固定部118。固定件115使用SUS(不锈钢材料)等即可。固定件115安装在灯丝支承部件111上，灯丝110通过焊接等固定在固定件115的灯丝固定部118上。图4中的附图标记112表示焊点。灯丝110与阳极120-1、120-2的间隔由灯丝支承部件111的长度决定，灯丝110的张力能够利用固定件115的板簧117调节。
图9是表示栅极的形状的示例。栅极130为网状，由SUS等形成即可。如上所述，在图1中，为了将阳极120-1、120-2表示得容易理解，省略了栅极130的一部分记载。实际的栅极130-1、130-2为如图9所示的栅极130。另外，栅极130-1、130-2固定在栅极支承部件132-1、132-2上。由栅极支承部件132-1、132-2的板厚，决定阳极120-1、120-2与栅极130-1、130-2的间隔、灯丝110与栅极130-1、130-2的间隔。
即，在真空管100中，阳极120-1、120-2与栅极130-1、130-2的间隔为0.15mm以上且0.35mm以下是通过栅极支承部件132-1、132-2实现的。并且，灯丝110与栅极130-1、130-2的间隔为0.2mm以上且0.6mm以下是通过灯丝支承部件111和栅极支承部件132-1、132-2实现的。另外，灯丝110的固有振动的基本频率为3kHz以上通过调节灯丝110的材质、粗细、焊点112间的长度、由固定件115施加的张力来实现即可。需要说明的是，希望使基本频率较高，如果调整为10kHz以上，人就听不到由于灯丝振动导致的噪声。
图10表示吸气剂140。吸气剂140因高频感应加热而快速蒸发，使金属钡膜蒸镀到罩体180内的一部分，由此实现提高真空度或者保持真空度的作用。吸气剂护罩142是用于相对于灯丝110、栅极130-1、130-2、阳极120-1、120-2遮蔽吸气剂140的部件。在荧光显示管的情况下，无论吸气剂配置在罩体内的何处，都能够忽略对显示器的特性的影响，因此不需要从特性方面考虑吸气剂的位置。但是，在将两组阳极120-1、120-2和栅极130-1、130-2作为立体信号用的放大器使用的情况下，为了使两组放大器的特性一致，就不能够忽略吸气剂140的影响。因此，为了使两组放大器的特性一致，优选吸气剂140配置在距各个栅极130-1、130-2等距离的位置。
图11表示使用真空管100的放大电路的示例。灯丝110与直流电压源310(例如0.7V)连接，并加热到释放热电子的规定温度(例如650度)。阳极电压源320经由电阻330-1、330-2施加到阳极120-1、120-2。并且，例如，施加了规定偏压的立体声的左通路的信号vL输入到栅极130-1，施加了同样偏压的立体声的右通路的信号vR输入到栅极130-2。在这种情况下，阳极端子121-1的电压VL为左通路的输出，阳极端子121-2的电压VR为右通路的输出。
接下来，说明本发明的特征的必要性。通常的荧光显示管也具有：在规定以上的温度下释放热电子的拉伸成直线状的灯丝、与灯丝平行配置的阳极、在灯丝与阳极之间与阳极对置配置的栅极。但是，在通常的荧光显示管中，阳极与栅极的间隔为0.5mm左右以上，灯丝与栅极的间隔为1.0mm左右以上。另外，并没有考虑灯丝的固有振动的基本频率。在荧光显示管的情况下，由于进行开关控制，因此在栅极的电压发生变化时，无法避免电流流动不完整。在此，成为如上所述的尺寸。在图12中表示在荧光显示管中、在栅极的各电压下的阳极电压Va与电流Ip的关系。图12的线的横轴表示的数值为栅极的电压(伏特)。在该实验所使用的荧光显示管中，阳极与栅极的间隔为0.5mm左右，灯丝与栅极的间隔为1.0mm左右。在阳极电压Va为10V的情况下，在栅极的电压为4V附近时，不完整的电流流通，在栅极的电压为3V以下时关闭，在5V以上时开启。另外，即便使栅极的电压在4V附近变化，考虑到获得线性的范围小，难以用于模拟放大。需要说明的是，在阳极电压Va比30V高的区域，可能存在能够获得线性的区域。但是，在作为模拟放大器使用时，需要一直施加阳极电压，因此考虑到热膨胀的影响，难以提高阳极电压Va。补充说明的是，在作为荧光显示管使用的情况下，由于还利用人的后像，因此不需要一直施加阳极电压。即，与作为荧光显示管使用相比，难以提高阳极电压也是难以作为模拟放大器使用的原因。
在图13中表示在阳极与栅极的间隔为0.3mm左右、灯丝与栅极的间隔为0.4mm左右的情况下，在栅极的各电压下的阳极电压Va与电流Ip的关系。根据该图可知，在偏压电压为3V、输入信号的振幅的最大值为1V时，在阳极电压Va为4V左右以上的范围内，能够获得大致线性的放大特性。因此，作为模拟放大用的真空管容易使用。本申请所示的实验例仅为图13，与利用图12说明的通常荧光显示管相比，只要灯丝110与栅极130-1、130-2的间隔为0.2mm以上且0.6mm以下，就能够容易地将真空管用于模拟放大。即，根据本发明的真空管的(第一)特征，从灯丝流向阳极的电子流根据栅极的电位而模拟变化，因此作为模拟放大器容易使用。
另外，在阳极120-1、120-2与栅极130-1、130-2的间隔超过0.35mm的情况下，需要将栅极支承部件132-1、132-2弯折成形。另一方面，在阳极与栅极的间隔为0.15mm以上且0.35mm以下时，仅通过对平板进行冲压加工就能够构成栅极支承部件132-1、132-2。在该情况下，由于阳极与栅极的间隔仅由栅极支承部件的板厚决定，因此能够精度良好地形成间隔。另外，在将栅极支承部件132-1、132-2弯折成形的情况下，栅极也容易振动，成为噪声的原因。在对栅极支承部件132-1、132-2进行平板冲孔加工的情况下，能够抑制栅极的振动，能够制造作为模拟放大用容易使用的真空管。
如上所述，根据本发明的真空管的第三特征，由于灯丝的振动的影响比人容易听到的频率高，因此作为使声音信号放大的模拟放大器容易使用。需要说明的是，在将除去灯丝110的振动的影响的功能设于真空管的外部时，仅利用第一特征就能够构成可用于声音信号的模拟放大器。
[变形例]
图14表示变形例的真空管的俯视图，在图15中表示图14的XV-XV线的剖视图。需要说明的是，为了便于理解结构，使图15在上下方向上伸长。真空管200与真空管100的不同之处在于，阳极120和栅极130的组为一组、吸气剂140的位置、灯丝110的固定方法彼此不同。在图14中，为了便于理解阳极120的位置，未记载栅极130的一部分，但栅极130与图9相同。在真空管200中，由于阳极120与栅极130的组仅为一组，因此不需要为了调节特性而限制吸气剂140的位置。在此，吸气剂140以在真空管200的端部保持于吸气剂支承部件242上的状态设置。
在真空管200中，固定件115仅安装在一方的灯丝支承部件111上。在未安装固定件115的灯丝支承部件111的情况下，通过焊接等将灯丝110固定在灯丝支承部件111的灯丝固定部114上即可。需要说明的是，在真空管100中，也可以如上所述地将固定件115安装在单侧，在真空管200中，也可以在两侧安装固定件115。
与真空管100相同，真空管200也包括：在规定以上的温度下释放热电子的拉伸成直线状的灯丝110；与灯丝110平行配置的阳极120；在灯丝110与阳极120之间与阳极对置配置的栅极130。并且，第一特征在于，灯丝110与栅极130的间隔为0.2mm以上且0.6mm以下。并且，第二特征在于，阳极120与栅极130的间隔为0.15mm以上且0.35mm以下。并且，第三特征在于，灯丝110的固有振动的基本频率为3kHz以上。获得的效果与实施例1相同。

Claims (6)

1.一种真空管，其特征在于，包括：
释放热电子的拉伸成直线状的灯丝；
与所述灯丝平行配置的阳极；
在所述灯丝与所述阳极之间，与所述阳极对置配置的栅极；
所述灯丝与栅极的间隔为0.2mm以上且0.4mm以下。
2.如权利要求1所述的真空管，其特征在于，
所述阳极与所述栅极的组设有两组，
双方的所述阳极形成在平面基板上的同一面上，
所述真空管还包括：
用于保持该真空管内的真空度的吸气剂；
用于相对于所述灯丝、所述栅极、所述阳极遮蔽所述吸气剂的吸气剂护罩；
两组中的所述阳极与所述栅极的间隔相同,
所述吸气剂配置在距各个所述栅极等距离的位置。
3.一种真空管，其特征在于，包括：
释放热电子的拉伸成直线状的灯丝；
与所述灯丝平行配置的阳极；
在所述灯丝与所述阳极之间，与所述阳极对置配置的栅极；
所述灯丝与栅极的间隔为0.2mm以上且0.6mm以下，
所述阳极与栅极的间隔为0.15mm以上且0.35mm以下。
4.如权利要求3所述的真空管，其特征在于，
所述阳极与所述栅极的组设有两组，
双方的所述阳极形成在平面基板上的同一面上，
所述真空管还包括：
用于保持该真空管内的真空度的吸气剂；
用于相对于所述灯丝、所述栅极、所述阳极遮蔽所述吸气剂的吸气剂护罩；
两组中的所述阳极与所述栅极的间隔相同，
所述吸气剂配置在距各个所述栅极等距离的位置。
5.如权利要求1至4中任一项所述的真空管，其特征在于，
所述灯丝的固有振动的基本频率为3kHz以上。
6.如权利要求1至4中任一项所述的真空管，其特征在于，
所述真空管用于模拟放大器。
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