elektroncso.hu - Az E1T elektroncső
  

 

Az E1T számlálócső.
Bozó Balázs

    Képek a csöről:


  • Külön köszönet Pap Zoltánnak az E1T-ért.

Aki digitális technikával foglalkozott már az tudhatja, hogy az apró logikai kapukból elsőre flip-flop-ot állíthatunk össze, majd ezekből a flip-flop-okból azután elkészülhet az eggyel bonyolultabb egység a számláló. Na jó - mondhatnánk, de ezek az építő kockák a digitális TTL technikával lettek ennyire egyszerűek, hiszen mindenki jól ismeri az SN7490-t és társait. Na, de mi volt ezek előtt, - kérdezhetnénk. A számlálókat, mint TTL alkatrészeket a számláló csövek előzték meg.
Ezek a csövek két részre oszthatóak egy egyszerűbb alkatrészek a gázkisülést alkalmazó csövek, míg a másik kategória az elektron sugár csövek közé sorolható. Az első kategória képviselői a Dekatronok, míg a második kategóriába a Trochotron tartozik. Ez utóbbi kategóriának két képviselője ismeretes, az egyik az E1T, míg a másik az E80T. Ez útóbbiról azonban én csak leírásokat láttam, de a leírásokon kívül még képet sem. Egyébként a leírások szerint egy olyan cső volt amely egycsöves feszültség komparátort valósított meg szintén elektron sugárral. Mindkét kategória a TTL számlálókkal szemben nem csak a számlálást magát végzik el, hanem a számolt értéket meg is jelenítik. A dekatronok kissé nehézkesebben leolvashatóak, míg a trochotron könnyebben. Én ezt a csövet egy olyan ravasz mérnöki furmánynak tartom, amelyet már csak a technológiájáért is érdemes megcsodálni, de mindezek mellett még szép is. Amit számláló csőben tudni lehet, azt ez a cső tudja, hiszen nem csak megszámlálta az impulzusokat, hanem azok összegét meg is jelenítette, valamint a következő egység számára az átvitelt is képezte. Mind ezen tudásával 3,5 bitnyi információt tároló egységgel azonos. A sebességét 30kHz-ben adja meg a gyári adatlapja. Laboratóriumi körülmények között bizonyítottan működik 1MHz-ig is. Eredetileg olyan területre szánták ahol a frekvencia pontos leolvasása volt a cél, távközlési és a katonai alkalmazások területén, de az akkor lendületesen fejlődő számítógépekbe is szánták, illetve készült belőle sugárdózis mérő műszer is. A cső a nevét az Európában szokásos jelölésből levezethetően kapta. E mint 6,3V-os fűtésű. 1-es számú, mert a sorozatában az első. Valamint T mint Telbuis (számláló-cső).
A cső ismertetője az 1953 májusi „Philips Technical Review”-ban jelent meg a „A decade counter tube for high counting rates” címmel. Az első bejegyzést a csőről von Overbeek jegyzetei között találunk 1946 február 20.-ai dátummal. Overbeek - aki Dr. Henricus Jonker asszisztense volt ebben az időben. A Philips fejlesztő laboratóriumát Jonker vezette. Egy időben egyszerre több fejlesztésen is dolgoztak, Jonkernek több asszisztense is volt. Overbeek és a labor csak a prototípus elkészüléséig dolgozott egy – egy munkán ezért Overbeek, jegyzeteit és fejlesztéseit azután a gyártáshoz kellett igazítani, amely legalább ugyan annyi munkát követelt ha nem többet a fejlesztéssel megbízottaktól, nevezetesen: Kees van der Velden és Rodenhuis-tól. Első lépésben meg kellet szerkeszteniük egy olyan elektron ágyút, amely egy feszültségről üzemeltethető. Azután meg kellett tervezniük a rés ernyőt, aminek nagyon pontosan illeszkednie kellett az eltérítéshez, hiszen az eltérítés volt a kulcs a működésben. És a legfontosabb, meg kellett oldani a gyárthatóságot, ami szintén nagy probléma volt, ha figyelembe vesszük, hogy bizonyos alkatrészeknél a +-20µm tűrés volt megadva. Nagyban nehezítette, hogy az elektródák tartására csillámot használtak, ami viszonylag nehezen kezelhető ilyen téren. Az alsó és a felső csillám helyzete egymáshoz képest nagyon kis tűrést engedett meg. A katód konstrukciót is meg kellet oldaniuk, mert bár a Pierce elektron ágyú jól fókuszálható volt, de a tévelygő elektródokat nem tudta megfelelő képen összegyűjteni. Az összehajló katód nem csak ennek a csőnek volt problémája. Ezt végül is az egyik technikus (Wolters) oldotta meg. Ennyi probléma után már csak az ernyő bevonatát kellett megtalálni, hiszen a 300V-os anód feszültség kevés volt, hogy szekunder elektronok képződjenek. Az ernyőbevonatnak mind emellett biztosítania kellett a megfelelő fényerőt és azt is, hogy az esetenként órákig vagy napokig ott álló elektronsugár ne „égesse be” az ernyő bevonatát. Ezt Rodenhuis oldotta meg egy átlátszó és vezetőképes Indium-Ón-Oxid bevonattal. Ezt az elektroncsövet a Philips nem gyártotta más telephelyén csak a főhadiszálláson Eindhoven-ben. Bár a csövek léteznek Valvo illetve Mullard felirattal is azonban ezek soha nem készültek Hamburgban. Érdekes módon a csőnek számos másod gyártója is akadt. A képek tanúbizonysága szerint, a keleti blokkban az RFT, illetve japánban BTC1 jelzéssel a Kobe Kogyo gyártotta.

Az E1T cső működése.
A különleges négyszög alakú katód által szolgáltatott elektronsugár átjut a g1 elektródán majd a kettős fókuszáló elektróda és a gyorsító rácson átjutva az elektróda sugár téglalap alakú. A fókuszáló elektróda, a g3 és a g5 elektródák, valamint az s ernyő a katódhoz vannak kötve, a csövön belül. Az elektronsugár áthalad a D és a D’ eltérítő lemezpár között majd a g4 rés elektródához érkezik. Ha az elektron sugár például a 0-hoz tartozó réshez kerül, a teljes sugár áram az a2 anódra jut.
Amennyiben a D eltérítő lemez feszültsége nő, a sugár mind jobban közelít a 0 és az 1-es közötti részhez ami által, az anódáram csökken. Mivel az anód össze van kötve a D’-vel, így növekszik ennek az eltérítő lemeznek is a potenciálja, amivel ellene hat a D potenciál növekedésének. Ebben az állapotban tehát stabilizálja a sugár állapotát az igyekszik megtartani korábbi helyzetét a 0 résben. Ebből a stabil állapotból a sugarat egy elegendően meredek impulzus (10·106 V/µs) tudja kimozdítani, ami a D’ lemezre érkezik, legalább 15V amplitudóval. Ekkor a sugár átugrik a következő résre (1-es), ahol a fentebbiek miatt ismét stabil állapotba kerül. Az elektródák és a kapcsolási kapacitásokból eredő C kondenzátor az Ra ellenálláson feltöltődik és azt a D’ feszültség növekedése nem követheti eléggé gyorsan. Ha tehát az impulzus elegendően nagy, a sugár a következő hely közelébe kerül és a lapos felfutó impulzus már nem állíthatja vissza.
A 9. számjegy elérésekor az elektronsugár az a1 vissza állító elektródára jut, ahonnan impulzust kapunk a nullázáshoz, és a következő számláló léptetéséhez (átvitel). Az így keletkező impulzust azután formálni és erősíteni kell, amit egy monostabil multivibrátorral oldanak meg. Ha az impulzus formálóról negatív impulzus kerül a g1 rácsra, az anódáram teljesen megszűnik. A D’ eltérítő lemez potenciálja ennek hatására annyira megnő, hogy az impulzus befejezésekor a sugár teljesen jobbra a 0 számjegyhez kerül.
Az elektroncsőhöz a megfelelő áramkört az akkoriban nagyon nagy számban – a Philipsnél, gyártott E90CC kettős triódával der Velden készítette. Az E90CC egy a számítástechnika igényeire kifejlesztett kettős trióda volt, ami meglehetősen magas frekvencián is üzemképes volt. A Philips 700 ezer darabot szállított az IBM-nek belőle, abban az időben, tehát kézenfekvő volt ezt a típust használni. Ez az áramkör tulajdonképen egy monostabil billenőkör volt, ami a megfelelő formázást és erősítést tudta biztosítani az E1T cső meghajtásához. Az [1] szerinti a cső annyira jól konstruált, hogy a kísérleti darab így 40 év távlatából is képes volt 104V-os anódfeszültségen 6V-os (majdnem TTL jelszint!) impulzus amplitúdóval működni és megfelelően számolni és kijelezni azt.

 

Felhasznált irodalom:
[1] Ronald Dekker:A E1T Decade Scaler Tube raised from the dead
[2] Ronald Dekker:The making of the E1T
[3] Mészáros Sándor – Garai László: Különleges elektroncsövek (1982 Bp. Műszaki könyvkiadó)