CN112202412B - 模拟放大用真空管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供模拟放大用真空管，其为与廉价且容易取得的荧光显示管相近的结构，并且容易作为音响信号用的模拟放大器使用。本发明对象的真空管具有具有释放热电子的拉伸成直线状的灯丝、两组栅极和阳极，双方的阳极形成在平面基板上的同一面上，灯丝配置在与平面基板平行且与双方的阳极对置的位置，栅极以栅极与同组的阳极具有第一规定间隔并对置，并且栅极与灯丝具有第二规定间隔的方式，配置在阳极与灯丝之间，模拟放大用真空管具有：将灯丝固定在与两组阳极之间的中间点对应的位置的灯丝中间固定部，栅极的各自中心与距灯丝的一端1/4距离的位置对置，灯丝中间固定部位于灯丝的1/2的位置。
Description
本申请是申请日为2016年1月19日、申请号为201610034604.7、发明名称为“真空管”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及作为模拟放大器工作的模拟放大用真空管。
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，廉价并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的结构相近，作为模拟放大器容易使用。
一种模拟放大用真空管，具有释放热电子的拉伸成直线状的灯丝、两组栅极和阳极，其特征在于，
双方的所述阳极形成在平面基板上的同一面上，
所述灯丝配置在与所述平面基板平行且与双方的所述阳极对置的位置，
所述栅极以所述栅极与同组的所述阳极具有第一规定间隔并对置，并且所述栅极与所述灯丝具有第二规定间隔的方式，配置在所述阳极与所述灯丝之间，
所述模拟放大用真空管具有：将所述灯丝固定在与两组所述阳极之间的中间点对应的位置的灯丝中间固定部，
所述栅极的各自中心与距所述灯丝的一端1/4距离的位置对置，所述灯丝中间固定部位于所述灯丝的1/2的位置。
另外，所述第二规定间隔为0.2mm以上且0.6mm以下。
另外，所述第一规定间隔为0.15mm以上且0.35mm以下。
另外，所述灯丝的固有振动的基本频率为3kHz以上。
本发明的真空管具有释放热电子的拉伸成直线状的灯丝、两组栅极和阳极。双方的阳极形成在平面基板上的同一面上。灯丝配置在与平面基板平行且与双方的阳极对置的位置。栅极以栅极与同组的阳极具有第一规定间隔并对置，并且栅极与灯丝具有第二规定间隔的方式，配置在阳极与灯丝之间。本发明的真空管具有将灯丝固定在与两组阳极之间的中间点对应的位置的灯丝中间固定部。
利用本发明的真空管，在中间固定灯丝，因此容易提高灯丝的振动的基本频率。即，容易使灯丝振动产生的噪声成为人难以感知的频率，因此容易作为声音信号用的模拟放大器使用。
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。
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表示本发明的真空管的俯视图，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的拉伸成直线状的灯丝110；两组栅极130-1、130-2和阳极120-1、120-2。阳极120-1、120-2形成在平面基板即玻璃基板125的同一个面上。灯丝110配置为与作为平面基板的玻璃基板125平行且与两个阳极120-1、120-2对置的位置。栅极130-1、130-2以栅极130-1、130-2与同组的阳极120-1、120-2具有第一规定间隔并对置，并且栅极130-1、130-2与灯丝110具有第二规定间隔的方式，配置在阳极120-1、120-2与灯丝110之间。真空管100还包括将灯丝110固定在与两组阳极120-1、120-2之间的中间点对应的位置的灯丝中间固定部113。需要说明的是，在第一规定间隔为0.15mm以上且0.35mm以下，第二规定间隔为0.2mm以上且0.6mm以下时，能够容易用于模拟放大。在图1中，为了便于理解阳极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的上方存在网状的栅极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。在与两组阳极之间的中间点对应的位置安装有灯丝中间支承部件119。通过利用焊接等将灯丝110固定在灯丝中间支承部件119上，来形成灯丝中间固定部113。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。
灯丝110通过流通直流电流来加热，并且加热到能够释放热电子的规定的温度以上。但是，在焊点112和灯丝中间固定部113中，存在向灯丝支承部件111、灯丝中间支承部件119的导热，因此在各自的附近，灯丝110不能够加热到能够释放热电子的规定以上的温度。在此，栅极130-1、130-2的各自的中心与距灯丝110的一端(焊点112的一方)1/4距离的位置对置，灯丝中间固定部113位于灯丝110的1/2的位置(两个焊点112的中点)即可。根据如上所述的配置，由于能够将与阳极120-1、120-2对置的位置的灯丝110配置在距灯丝支承部件111、灯丝中间支承部件119最远的位置，因此能够有效利用从灯丝110释放的热电子。
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，为了便于理解阳极120-1、120-2地表示，省略了栅极130的一部分的记载。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(第一规定间隔)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(第二规定间隔)为0.2mm以上且0.6mm以下是通过灯丝支承部件111、灯丝中间支承部件119、栅极支承部件132-1、132-2实现的。
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，都能够忽略对于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，说明本发明的第一规定间隔和第二规定间隔的必要性。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，就能够容易将真空管用于模拟放大。即，通过使本发明的真空管的第二规定间隔为0.2mm以上且0.6mm以下，能够使从灯丝向阳极流动的电子流根据栅极的电位而模拟变化，因此容易作为模拟放大器使用。
另外，在阳极120-1、120-2与栅极130-1、130-2的间隔(第一规定间隔)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(第一规定间隔)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。
另外，如上所述，通过在中间固定灯丝，在灯丝振动时，能够减小波长，因此容易提高基本频率。即，由于容易成为人难以感知的频率，因此作为声音信号用的模拟放大器容易使用。并且，在灯丝110的固有振动的基本频率为3kHz以上时，能够使因灯丝110振动产生的影响成为人难以听到的频率。这样的频率的调节也可以通过调节灯丝110的材质、粗细、从焊点112到灯丝中间固定部113的长度、由固定件115施加的张力来实现。需要说明的是，优选基本频率高，在调节为10kHz以上时，人就听不到灯丝振动导致的噪声。
Claims (4)
1.一种模拟放大器，其使用了模拟放大用真空管，该模拟放大用真空管具有释放热电子的拉伸成直线状的灯丝、两组栅极和阳极，其特征在于，
在模拟放大用真空管中，
双方的所述阳极形成在平面基板上的同一面上，
所述灯丝配置在与所述平面基板平行且与双方的所述阳极对置的位置，
所述栅极以所述栅极与同组的所述阳极具有第一规定间隔并对置，并且所述栅极与所述灯丝具有第二规定间隔的方式，配置在所述阳极与所述灯丝之间，
所述模拟放大用真空管具有：将所述灯丝固定在与两组所述阳极之间的中间点对应的位置的灯丝中间固定部，
所述栅极的各自中心与距所述灯丝的一端1/4距离的位置对置，所述灯丝中间固定部位于所述灯丝的1/2的位置，
阳极电压源经由电阻施加到所述阳极，
在所述栅极分别输入立体的左右音响信号，
从所述阳极分别输出放大后的立体的左右音响信号。
2.如权利要求1所述的模拟放大器，其特征在于，
所述第二规定间隔为0.2mm以上且0.6mm以下。
3.如权利要求2所述的模拟放大器，其特征在于，
所述第一规定间隔为0.15mm以上且0.35mm以下。
4.如权利要求1至3中任一项所述的模拟放大器，其特征在于，
所述灯丝的固有振动的基本频率为3kHz以上。
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