Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Opowieść o cyklofonie i cyklodosie

AlekZ 29 Kwi 2020 21:08 3186 40
  • Opowieść o cyklofonie i cyklodosie
    Brzmi znajomo? Kojarzy się ze Stanisławem Lemem? Jeśli tak, to zupełnie nie trafiliście.
    Cyklodos i cyklofon były specjalnymi lampami, stosowanymi dawno temu w telefonii wielokrotnej, ale też i w telewizji kolorowej. Obie te lampy to przełączniki elektroniczne. O tych lampach w internecie jest bardzo niewiele informacji.

    Były to lampy z wiązką elektronową, wykorzystywane do bardzo szybkiego przełączania. Ich budowa przypomina nieco lampę oscyloskopową.

    Najpierw jednak parę słów o telefonii wielokrotnej. W miarę rozwoju sieci telefonicznej i wzrostu liczby abonentów wzrastała liczba potrzebnych do tego kabli (ewentualnie łącz radiowych). Przykładowo, jeśli między dwoma miastami było prowadzone 5 rozmów jednocześnie, potrzebne było poprowadzenie linii wyposażonej przynajmniej w 5 par przewodów. Zaczęto więc zastanawiać się nad tym, czy nie dałoby się większej liczby rozmów prowadzić w tym samym przewodzie. Co, gdyby szybko i cyklicznie przełączać sygnały kilku abonentów po stronie nadawczej i wprowadzać je na jeden kabel, zaś po stronie odbiorczej sygnały te odprowadzać do odpowiednich odbiorców? Wystarczyłoby tego dokonywać z odpowiednią prędkością i zapewnić właściwą synchronizację. W zasadzie mogłyby to być dwa przełączniki obrotowe, kręcące się po stronie nadawczej i odbiorczej z tą samą szybkością i w tej samej fazie.
    W obecnej nomenklaturze mówilibyśmy o próbkowaniu wartości chwilowych sygnału analogowego w równych odstępach czasu.
    Łatwiej jednak było powiedzieć niż zrobić. Oto bowiem żadne mechaniczne urządzenie nie mogło zapewnić wystarczającego tempa przełączania.
    Dla wiernego odtworzenia rozmowy telefonicznej szybkość przełączania w każdym kanale powinna wynosić 8000-10000 impulsów na sekundę (w myśl twierdzenia Shanona- Nyquista), tj. być przynajmniej dwa razy większa od najwyższej częstotliwości telefonicznej (3400 Hz). Takie przełączanie było możliwe dopiero do realizacji za pomocą przełącznika elektronicznego.

    Jednymi z pierwszych historycznie przełączników tego typu były elektronowe przełączniki promieniowe. Były to lampy o budowie wyrzutni elektronów i układu odchylania bardzo podobnej do lamp oscyloskopowych.

    Opowieść o cyklofonie i cyklodosie

    Różnica dotyczyła jednak ekranu. Zamiast ekranu w lampie przełączającej znajdowała się tarcza metalowa, połączona elektrycznie z drugą anodą. Na obwodzie tarczy były wykonane szczeliny. Przy zasilaniu jednej pary płytek odchylających przebiegiem sinusoidalnym, drugiej pary płytek zaś przebiegiem kosinusoidalnym wiązka elektronowa kreśliła na tarczy okrąg. Jeśli amplituda przebiegów była odpowiednia, wiązka elektronów przesuwała się więc kolejno przez wycięte szczeliny. Za szczelinami były odpowiednie elektrody- kolektory. Wiązka elektronów zamykała więc obwody tych kolektorów, przemykając kolejno po ich powierzchni.

    W urządzeniach telefonii wielokrotnej stosowano w nadajniku przełącznik (komutator) zwany cyklodosem, zaś po stronie odbiorczej komutator zwany cyklofonem.

    Cyklodos.
    Opowieść o cyklofonie i cyklodosie
    W cyklodosie stosowano magnetyczne skupianie i odchylanie promienia elektronowego. Budowa tarczy i szczelin jest nieco inna niż w uprzednio opisanym przełączniku z odchylaniem elektrostatycznym. Tarcza ma otwory wykonane pod pewnym kątem względem jej promieni. Za tarczą znajduje się wspólna elektroda pierścieniowa (kolektor). W obwodzie tego kolektora znajduje się opornik roboczy. Tarcza ponadto podzielona jest na sektory osobne dla każdego wycięcia. W każdym sektorze jest płytka odchylająca (modulacyjna) umieszczona równolegle do powierzchni opisywanej przez wiązkę elektronową podczas jej ruchu. Poszczególne płytki sektorów są ekranowane między sobą za pomocą specjalnych ekranów przegradzających, elektrycznie połączonych z tarczą. Między płytkę odchylającą danego sektora a tarczę wprowadza się modulujące napięcie o częstotliwości akustycznej, a więc np. do płytki pierwszego sektora i tarczy przykłada się wzmocniony sygnał z mikrofonu pierwszego abonenta, do płytki drugiego sektora i tarczy przykłada się wzmocniony sygnał z mikrofonu drugiego abonenta itd. Jedno wycięcie w tarczy jest szersze i służy do wytworzenia impulsu synchronizacji. W odpowiadającym temu wycięciu sektorze nie ma płytki odchylającej. Gdy napięcie modulujące na płytce jest równe zeru, wiązka przechodzi przez środek wycięcia. Gdy napięcie modulujące ma inną wartość, wiązka przechodzi dalej lub bliżej środka wycięcia. Zmienia się więc przesunięcie fazy impulsów na kolektorze lampy.
    W nieco podobny sposób można skonstruować lampę, w której będzie się zmieniać szerokość impulsów.

    Cyklofon.
    Opowieść o cyklofonie i cyklodosie
    Cyklofon ma odchylanie i skupianie magnetyczne, tak jak w cyklodosie. Natomiast tarcza i kolektory są zbudowane tak, jak w opisanym na wstępie przetworniku z odchylaniem elektrostatycznym. Wycięcia w tarczy cyklofonu są zbliżone do prostokątnego o długości w kierunku obwodu trzy razy większej od wysokości (w kierunku ruchu promienia). Za wycięciami są elektrody odbiorcze (kolektory) ze swoimi opornikami roboczymi. Przy przecinaniu przez wiązkę elektronów szczeliny na odpowiadającym jej kolektorze pojawia się prąd, wywołujący spadek napięcia na odpowiednim oporniku roboczym.
    Podczas pracy toru wielokanałowego wiązka elektronów w cyklofonie i cyklodosie obracała się synfazowo (częstotliwości i fazy zgodne). W cyklofonie normalnie wiązka elektronów była odcięta. Impulsy (odtykały wyrzutnię) były podawane na cylinder Wehnelta.


    Przekształcenie modulacji fazy w modulację amplitudy w cyklofonie uzyskiwano w ten sposób, że średnica wiązki w miejscu padania jej na tarczę była równa długości wycięcia w tarczy. Natężenie prądu kolektora zależy więc od położenia wiązki względem wycięcia. To z kolei zależy od modulacji fazy w cyklodosie.

    Opisane wyżej lampy nie były zbyt popularne. Wynikało to ze specyficznych zastosowań i szybkiego rozwoju innego typu przetworników. Poszukiwania współczesnych zdjęć tych lamp w internecie nie dały rezultatów.

    Przeszukiwanie internetu skończyło się znalezieniem dwóch odnośników:

    http://www.mathnet.ru/links/19f748b20ab3b9cb0c3089685bf97e96/at13809.pdf
    http://www.rfcafe.com/references/radio-news/m...ve-pulse-modulation-april-1946-radio-news.htm

    Pierwszy zawiera opis lampy przełączającej z 1949 r., drugi zawiera opis działania cyklodosu i cyklofonu wraz z grafikami.


    Powyższy opis działania lamp typu cyklodos i cyklofon oparłem na opisie z książki F.W. Własowa „Lampy elektronowe”. Korzystałem z polskiego wydania z 1954 r.

    Podobne przełączniki elektronowe były stosowane także na wczesnym etapie rozwoju telewizji kolorowej.

    *******************************************************************************

    Kilka lat temu dostałem lampę, która bardzo przypomina pierwszy z opisanych wyżej przetworników. Zasadnicza różnica polega na tym, że szczeliny nie są rozmieszczone symetrycznie. Odchylanie i skupianie w tej lampie jest elektrostatyczne, zaś tarcza jest pokryta luminoforem. Może pozwalało to łatwo wyregulować napięcia na elektrodach lampy (skupianie, odchylanie)?
    Jej przeznaczenie pozostaje zagadką. Wyprowadzenie elektryczne każdego z kolektorów sugeruje, że był to jakiś przełącznik elektroniczny, ale chyba nie dla potrzeb telefonii.

    Sama konstrukcja wygląda na doświadczalną lub prototypową.

    Opowieść o cyklofonie i cyklodosie

    Opowieść o cyklofonie i cyklodosie


    AlekZ

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
    Offline 
    Specjalizuje się w: technika próżniowa
    AlekZ napisał 1585 postów o ocenie 1425, pomógł 67 razy. Mieszka w mieście Marki. Jest z nami od 2003 roku.
  • #2
    bambus94
    Poziom 22  
    Ile kanałów maksymalnie mogła mieć taką lampa?
    Rozwój techniki lampowej na początku XXw jest zaskakujący.
  • #3
    Mark II
    Poziom 21  
    Ciekawe jak brzmiały zniekształcenia, gdy lampy straciły synchronizację. Układy generujące sygnały sterujące odchylaniem, też musiały cechować się niezłą stabilnością i precyzją.
  • #4
    stan.
    Poziom 14  
    Możliwe że takie lampy przełączające pracowały również w radarach.
    Gdy byłem w wojsku podczas przeglądów technicznych przyjeżdżała specjalne ekipa i regulowała coś przy lampach z luminoforem które wyświetlały właśnie okręgi, była to szafa w bloku odbiorczym radaru.
  • #5
    PREDAT
    Poziom 22  
    Zawsze fascynowały mnie starsze rozwiązania. Czasy gdy trzeba było liczyć się z każdym elementem motywowały inżynierów do genialnych w swej prostocie projektów. A dzisiaj ( i tak dwie dekady wstecz ) APE potrafiło zrobić do poloneza przerywacz kierunkowskazów na procku :D Teraz nawiązując do tematu : Ostatnio dowiedziałem się że Mitsubishi robiło kineskopy kolorowe nazywane przez nich Diamondtron. Ponoć taki kineskop miał jedno działo. Więcej nie udało mi się znaleźć. Czyżby jego działanie opierało się na podobnej zasadzie ?
  • #6
    123104
    Poziom 11  
    stan. napisał:
    Możliwe że takie lampy przełączające pracowały również w radarach.
    Gdy byłem w wojsku podczas przeglądów technicznych przyjeżdżała specjalne ekipa i regulowała coś przy lampach z luminoforem które wyświetlały właśnie okręgi, była to szafa w bloku odbiorczym radaru.

    Te lampy to potencjałoskopy, lampy pamięciowe. Pracowały w układach tłumienia ech stałych.
    Poza tym widziałem jeszcze inne ciekawe lampy, wykonywały (analogowo) działanie (a-b)/(a+b). Strumień elektronów był odchylany jak w lampie oscyloskopowej i przechodził przez siatkę o zmiennej gęstości.
  • #7
    stan.
    Poziom 14  
    Z takich mniej spotykanych lamp to jeszcze lampa o fali bieżącej (LFB).
  • #8
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 43  
    stan. napisał:
    Z takich mniej spotykanych lamp to jeszcze lampa o fali bieżącej (LFB).
    Ta akurat popularna do dziś, jak na przykład klistron i inne lampy mikrofalowe.

    @PREDAT A płaski kineskop z wyrzutnią elektronów na jednym z boków do małych monitorków do np. domofonów ? Mam taki do dziś i działa.
    Opowieść o cyklofonie i cyklodosie
  • #9
    ZEP_Fantastron
    Poziom 13  
    Ten doświadczalny cyklofon ma niesymetrycznie ułożone kolektory, bo cokół ma tylko 10 wyprowadzeń. Pewnie w docelowym przyrządzie wyprowadzenia musiałyby być wykonane po obwodzie bańki, tak jak płytki odchylające w lampach oscyloskopowych.

    Czy mógłby Pan rozwinąć temat zastosowania takich lamp w telewizji kolorowej?
  • #10
    TechEkspert
    Redaktor
    Nie przestają mnie zaskakiwać konstrukcje lampowe :)

    Mark II napisał:
    Ciekawe jak brzmiały zniekształcenia, gdy lampy straciły synchronizację. Układy generujące sygnały sterujące odchylaniem, też musiały cechować się niezłą stabilnością i precyzją.


    Być może tak jak w późniejszych rozwiązaniach gdzie rozmowy przenikały do pozostałych kanałów?

    Kojarzę PCMki zwielokrotniające jedną parę na 4 abonentów analogowych, nie sądziłem że coś było wcześniej.
  • #11
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
    ZEP_Fantastron napisał:
    Ten doświadczalny cyklofon ma niesymetrycznie ułożone kolektory, bo cokół ma tylko 10 wyprowadzeń. Pewnie w docelowym przyrządzie wyprowadzenia musiałyby być wykonane po obwodzie bańki, tak jak płytki odchylające w lampach oscyloskopowych.

    Czy mógłby Pan rozwinąć temat zastosowania takich lamp w telewizji kolorowej?


    Nie ma takiego wymogu symetryczności. Można po prostu traktować, że tam, gdzie nie ma tych wycięć, są jakby niewykorzystane kanały. Ważne, by tak samo było po stronie nadawczej i odbiorczej. Kiedyś może zrobię taki tor na cyklofonie i cyklodosie, ale najpierw musiałbym zrobić sobie te lampy.
    W telewizji kolorowej podobne lampy służyły jako przełączniki sygnałów kolorów. Jeśli znajdę więcej materiałów, opiszę to dokładniej.

    W tym wątku niektórzy poruszyli sprawę lamp pamięciowych ( potencjałoskopy) oraz nietypowych kineskopów. O lampach pamięciowych będzie na pewno materiał filmowy (kolega montuje i myślę, że niebawem skończy). Jeśli będzie takie życzenie, o lampach pamięciowych napiszę też jakiś artykuł (nie wiem, czy jest zainteresowanie :?: ). Nietypowe kineskopy to temat na osobną historię, o której może też będzie warto coś napisać :?: .
  • #12
    pgoral
    Poziom 26  
    AlekZ napisał:
    o lampach pamięciowych napiszę też jakiś artykuł (nie wiem, czy jest zainteresowanie )

    Będzie zainteresowanie. :)
  • #13
    PREDAT
    Poziom 22  
    A oczekując na kineskopy niektórzy nie będą mogli spać :D
  • #14
    michal_rybka
    Poziom 17  
    rewelacyjny artykuł! czekamy na więcej, bardzo ciekawe!

    Krzysztof Kamienski: te kineskopy wynalazł Sony, do swoich przenośnych telewizorków Watchman - bardzo fajna sprawa, mam zresztą ze 2 takie telewizorki, potem zaadaptowali to rozwiązanie do wideodomofonów i pewnie późniejsze kineskopy są chińskiej produkcji. takich wideodomofonów też mam kilka :) też lubię takie fajne starocia :)

    fajne są też miniaturowe kineskopiki z wizjerów kamer wideo
  • #16
    vodiczka
    Poziom 43  
    AlekZ napisał:
    W obecnej nomenklaturze mówilibyśmy o próbkowaniu wartości chwilowych sygnału analogowego w równych odstępach czasu.
    Ile rozmów jednocześnie można było prowadzić w ten sposób po jednej parze przewodów?
    O ile zasada telefonii wielokrotnej opartej o multipleksację częstotliwościową jest dla mnie zrozumiała to multipleksacja czasowa nie bardzo.
    Jak zmniejszenie czasu potrzebnego na przeslanie informacji odbijało się na jakości odbioru? Czy występował efekt podobny do bezwładności oka ludzkiego - migotanie diody LED z odpowiednio dużą częstotliwością odbieramy jako światło ciągłe ale przy niskim współczynniku wypełnienia widzimy, że dioda świeci słabiej.
  • #17
    pgoral
    Poziom 26  
    vodiczka napisał:
    Czy występował efekt podobny do bezwładności oka ludzkiego - migotanie diody LED

    Zapewne na każdym wyjściu z demultipleksera był filtr dolnoprzepustowy.

    vodiczka napisał:
    Jak zmniejszenie czasu potrzebnego na przeslanie informacji odbijało się na jakości odbioru?

    Teoretycznie gdy częstotliwość próbkowania była taka jak podana to nie powinno to być zauważalne. Tak w teorii.
  • #18
    vodiczka
    Poziom 43  
    pgoral napisał:
    Teoretycznie gdy częstotliwość próbkowania była taka jak podana to nie powinno to być zauważalne. Tak w teorii.
    Chodziło mi o coś innego. Rozumiem, że częstotliwość próbkowania nie musi być duża. Na tej zasadzie działają przetworniki A/C i C/A przy zamianie sygnału analogowego w cyfrowy i odwrotnie. Jednak przy odtwarzaniu np. płyt CD mamy do czynienia z jednym sygnałem.
    Tu chodzi o przesłanie jedną parą przewodów kliku (ilu maksymalnie?) niezależnych sygnałów w czasie rzeczywistym. Załóżmy, że 1 sygnał potrzebuje 10s na jego przesłanie. Przesyłając jednocześnie 5 sygnałów musimy je przesłać w czasie 2s każdy.
    Nieważne czy sygnał będzie przesłany w całości w ciągu 2s czy w 1000 elementach o czasie trwania każdego elementu 0,002s
    Co powoduje, że pięciokrotne skrócenie czasu transmisji sygnału nie pogarsza znacząco jego jakości.
  • #19
    pgoral
    Poziom 26  
    Tak obrazowo: Gdy taka próbka trwa dla uproszczenia 10 ms, to przy 5 sygnałach (nie wnikając w synchronizacje, etc) gdy będziemy je zmieniać co 2 ms to nie zmienimy jakości sygnału.

    Jedna próbka co 10 ms, przez 2 ms nadawana (w kolejnych 2 ms drugi kanał... piąty kanał, i od początku). Na wyjściu otrzymamy z powrotem 5 kanałów, tylko trzeba w każdym z nich 2 ms impulsy rozciągnąć do 10 ms.

    Czyli zamieniamy 5 kanałów o okresie 10 ms (100 Hz) na jeden o okresie 2 ms (500 Hz) i z powrotem.
  • #20
    satanistik
    Poziom 27  
    Z tym nawiązaniem do Lema to nie taki strzał kulą w płot, większość mózgów elektronowych była na lampach.
  • #21
    vodiczka
    Poziom 43  
    Czy pamiętasz tytuł opowiadania Lema o władcy, który zamknął swój umysł w lampowym komputerze, rozbudowywanym najpierw do granic pałacu a potem do granic miasta :?: Władca wszędzie węszył spisek i od tego negatywnego myślenia przegrzały mu się obwody a władca-komputer spłonął.
  • #22
    satanistik
    Poziom 27  
    Bajka o królu Murdasie z Bajek Robotów.
  • #23
    And!
    Admin grupy Projektowanie
    Nabrałem się na tytuł :) pomyślałem że na stronę główną trafił temat z działu HydePark opowiadania, powieści.

    Przeczytałem dalszą treść i trzeba przyznać że inżynierowie mieli kreatywne pomysły gdy ograniczała ich technologia.

    Jaka mogła być żywotność takich lamp?

    Czy poza przenoszeniem sygnału użytecznego mogły służyć do przełączania stopni mocy np. pentod, które przenosiły sygnał użyteczny?
  • #24
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
    Żywotność tych lamp była ograniczona stopniem zużycia katody. To się przekładało na poziom sygnału użytecznego w obwodzie kolektora. Przypuszczalnie było to od kilkuset do kilku tysięcy godzin pracy.

    Z zasady działania wynika, jak zauważył użytkownik pgoral, że każdy z otrzymanych na wyjściu sygnałów powinien być przepuszczony przez filtr dolnoprzepustowy. To dość podobnie, jak miało to miejsce w detektorach iloczynowych FM np. z lampą EQ80 czy EH81. Częstotliwości telefoniczne kończą się przy 3400 Hz, więc niezbyt wysoko.

    Jeden obieg promienia elektronowego po okręgu tarczy oznacza otrzymanie jednej próbki w danym kanale. Chcąc mieć lepszą jakość, należałoby zwiększać częstotliwość obiegu promienia. Można jeszcze postąpić inaczej, ale trzeba to okupić kosztem liczby kanałów. Jeśli np. otworów (i kolektorów jest 6) połączyć parami naprzeciwległe. Wtenczas, przy takiej samej częstotliwości obiegu promienia po tarczy próbek byłoby dwa razy więcej.

    Prąd strumienia w lampach oscyloskopowych czy kineskopach czarno- białych zazwyczaj dochodzi do 100-200 mikroamperów. Na oporniku roboczym 10 kiloomów odłożyć by się mogło 1-2 V. To spory sygnał napięciowy, ale na pewno trzeba było ten sygnał poddać wzmocnieniu mocy.
  • #25
    clubber84
    Poziom 22  
    Ja z miłą chęcią poczytam artykuły o lampach wszelakiego typu i zastosowań.
    @AlekZ - nie krępuj się, pisz na ile masz czasu i chęci. Może jeszcze ktoś się dołączy do współautorstwa artykułów o technice lampowej.
  • #26
    vodiczka
    Poziom 43  
    clubber84 napisał:
    @AlekZ - nie krępuj się, pisz na ile masz czasu i chęci.
    Dołączam z pytaniem: Czy lampy działające na podobnej zasadzie jak cyklodos lub kineskop były stosowane w elektronicznych centralach telefonicznych do zestawiania połączeń :?:
  • #27
    AlekZ
    Specjalista - lampy próżniowe
    Nic na ten temat nie wiem. Wiem natomiast, że do zestawiania połączeń próbowano stosować lampy spustowe. Był to rodzaj tyratronów z zimną katodą.
  • #28
    prosiak_wej
    Poziom 33  
    PREDAT napisał:
    Ostatnio dowiedziałem się że Mitsubishi robiło kineskopy kolorowe nazywane przez nich Diamondtron. Ponoć taki kineskop miał jedno działo.


    Diamondtron to nazwa kineskopów produkowanych przez Mitsubishi po wygasnięciu patentu na kineskop Trinitron. Zasada działania i budowa były takie same, jednak Mitsubishi musiało swoj produkt inaczej nazwać, bo nazwa Trinitron była już zarejestrowana przez Sony.

    Kolorowy kineskop z jednym działem to Chromatron Jednodziałowy, czytałem kiedyś o nim w takiej książce:

    Opowieść o cyklofonie i cyklodosie
  • #29
    TechEkspert
    Redaktor
    Trinitron to były dobre kineskopy, jedyny problem to odkształcanie się maski przy dużych jasnych polach i ustawionej dużej jasności obrazu, wtedy wychodził kolor niebieski i żółty na lewo i prawo od środka ekranu.
  • #30
    prosiak_wej
    Poziom 33  
    Podobno były niewielkie (do kilkunastu cali) Trinitrony panoramiczne potrafiące wyświetlić obraz 1080p - jedynie do monitorów podglądowych w produkcjach filmowych.