Статьи

История производства радиолампы 12AX7 / ECC83  10.04.2023 00:00

История производства оригинальной 12AX7.

В марте 1948 года в каталогах американских компаний RCA и Sylvania появилась новая миниатюрная лампа — двойной триод для устройств промышленной автоматики, получивший обозначение 12AX7. 12AX7 была разработана RCA, а выпускалась по контракту на заводах Sylvania — подобное рода разделение функций было в то время нормой. Компании не возлагали на новую лампу особых надежд: это была ничем не выдающаяся, проходная разработка, не удостоившаяся даже заметки в корпоративном журнале RCA. Конструкторы лишь объединили в одном баллоне два триода, идентичных триодной секции выпущенного ранее диод-триода 6AV6.

Заложенное в конструкцию 6AV6 сочетание высокого коэффициента усиления, низкого уровня шума и низкого уровня сетевого фона оказалось востребованным конструкторами высококачественной звуковой аппаратуры и аналоговых компьютеров. Именно на паре 12AX7 был построен классический операционный усилитель Джорджа Филбрика K2-W. Но главным фактором неожиданного успеха 12AX7 стал выход на рынок США долгоиграющих грампластинок и проигрывателей с низкочувствительными магнитными звукоснимателями. Производителям массовой аппаратуры срочно потребовалась недорогая лампа с высоким коэффициентом усиления, пригодная для использования в фонокорректорах. Спрос рос столь бурно, что в 1952 году 12AX7 выпускали уже пять корпораций: CBS, GE, National Union, Sylvania и Tung-Sol.

К этому времени стали ясны и врождённые проблемы новой лампы: дешёвая внутриламповая арматура обусловила высокий микрофонный эффект, а неизбежная в массовом производстве неоднородность намотки сеток — высокие нелинейные искажения. 12AX7 первых лет выпуска заметно уступала в качестве звучания своей октальной предшественнице 6SL7. Несмотря на это, 12AX7 вытеснила с производственных линий и «устаревшую» 6SL7, и новейшие лампы со средним коэффициентом усиления, и к 1956 году стала де-факто отраслевым стандартом американской звукотехники. Нелинейность 12AX7 этому не помешала: конструкторы 1950-х годов умели исправлять недостатки ламп с помощью отрицательной обратной связи. Поэтому 12AX7 нашлось место и в профессиональной (магнитофоны Ampex), и в бытовой аппаратуре, и в гитарных усилителях.

В XXI веке 12AX7 и её европейский аналог ECC83 это самые распространённые лампы в схемотехнике гитарных усилителей. Выбор производителей обусловлен экономикой (12AX7 по-прежнему выпускается и потому доступ на по приемлемым ценам) и консерватизмом: большинство современных усилителей строятся по проверенным схемам 1950-х годов. Лео Фендер и другие конструкторы ламповой эпохи выбрали 12AX7 не случайно: характеристики именно этой лампы идеально подошли для систематической работы в режиме перегрузки по входу и амплитудных ограничений. Избыточное усиление 12AX7, с одной стороны, позволило доукомплектовать гитарный усилитель тембро блоком. С другой — оно увеличило субъективно воспринимаемую неискажённую громкость: порог, за которым звук гитары «разваливался» (англ. breakup) на гармоники, у 12AX7 наступал на намного больших уровнях, чем у ламп-предшественниц.

Радиолампы ECC83

ECC83 производства Telefunken (вариант с ребристым анодом) — усовершенствованный европейский аналог 12AX7, завоевавший североамериканский рынок. Подлинные лампы Telefunken отличаются от множества подделок характерным штампом на стеклянном донце.

В начале 1950-х годов на 12AX7 обратили внимание инженеры Philips. Функционально лампа точно соответствовала потребностям компании, в то время нацеленной на завоевание рынка бытового Hi-Fi, но качество массовых американских ламп европейцев не удовлетворяло. Европейская версия 12AX7, получившая обозначение ECC83, и технологическая цепь её производства были спроектированы Philips заново. Лампа получила жёсткую несущую арматуру, малошумящий спиральный подогреватель катода, но главное — европейцы сумели обеспечить в массовом автоматизированном производстве «военную» точность намотки сеток. Европейские лампы имели стабильно лучшие показатели нелинейных искажений, а срок службы лучших вариантов ECC83, выпускавшихся Telefunken, превышал недостижимые для американцев 100 тысяч часов. К 1956 году лампы Telefunken завоевали не только европейский, но и американский рынок бытовой звукотехники: именно ими комплектовались усилители Eico, Dynaco, Fisher и McIntosh. В конце 1950-х годов появились высококачественные ECC83 и E83CC производства Amperex (Нидерланды), Mullard (Великобритания), Mazda (Франция), Fivre (Италия); в 1960-е годы производством ECC83 и 12AX7 занялись японские (Hitachi, Panasonic, Toshiba) и восточноевропейские (Tesla, Tungsram и другие предприятия.

Американские компании не смогли предложить импортным ECC83 достойную замену. Улучшенная 12AX7, выпущенная RCA в 1958 году под обозначением 7025, отличалась от базовой 12AX7 лишь меньшим уровнем сетевого фона при тех же нелинейных искажениях. Лампа нашла ограниченный спрос лишь на рынке гитарных усилителей.

В СССР точного аналога ECC83 или 12AX7 не было: их функциональный аналог 6Н2П, скопированный с европейской лампы 6CC41, имел иную цоколёвку и иные характеристики нити накала. 6Н2П отличается от ECC83 меньшей входной ёмкостью и наличием межсекционного экрана между двумя триодами. Заземление экрана снижает перекрёстную помеху из одной секции 6Н2П в другую примерно на 6 дБ по сравнению с ECC83.

Военные и промышленные серии

Уже в 1950 году GE анонсировала первый усовершенствованный аналог 12AX7 — лампу повышенной надёжности 5751, отличавшуюся от 12AX7 меньшим коэффициентом усиления (μ=70) (впоследствии эта лампа выпускалась малыми сериями в Великобритании и Японии). Из-за высокой себестоимости 5751 применялась лишь в военных и промышленных устройствах; лишь в конце 1970-х годов с подачи Conrad-Johnson 5751 вошла в арсенал конструкторов звукотехники. Аналогичные высококачественные лампы собственной разработки с характерными военными обозначениями (CV4004, M8137 и так далее) выпускали британские компании, объединённые в картель British Valve Association. Выпуск этих серий прекратился в 1970-е годы и более не возобновлялся; выпуск 5751 завершился в 1980-е годы. Последней и, возможно, наиболее совершенной лампой этого ряда была чрезвычайно редкая американская серия 7729 (GE и CBS, 1960-е годы), предназначенная для работы в дифференциальных усилителях измерительных приборов.

В 1955 году Sylvania и CBS анонсировали начало выпуска 12AD7 — нового малошумящего варианта 12AX7 для особо ответственных задач. Лампа не пользовалась спросом на рынке США и Западной Европы, но имела чрезвычайный успех в Японии. 12AD7 японского производства, занявшие на внутреннем рынке место 12AX7 и ECC83, были непременным компонентом ламповой техники Akai и Sony 1960-х годов. За пределами Японии эти лампы имели дурную репутацию, во многом обусловленную низким качеством японской массовой аппаратуры того времени.

Все перечисленные варианты 12AX7 и ECC83 страдали от высокого микрофонного эффекта. Конструкторы Telefunken сумели решить и эту проблему, изменив конструкцию управляющей сетки. В обычных лампах сетка наматывалась на две вертикальные траверсы круглого сечения; в выпущенной в 1958 году лампе ECC803S сетка наматывалась на жёсткую штампованную рамку (несущий каркас) из молибдена. Эта технически совершенная и дорогая лампа, выпускавшаяся только на заводах Telefunken, уже в 1990-е годы стала большой редкостью.

В 1960-е годы началось медленное угасание электровакуумной промышленности. Первыми, ещё в 1960-е годы, вышли из игры американские Tung-Sol и CBS. Качество ламп Telefunken снизилось; компания стала продавать под своим именем продукцию других заводов, отличавшуюся от оригинала большими шумами и высоким микрофонным эффектом. Другие европейские компании также переключились на перепродажу посредственных японских ламп; лишь Amperex и Mullard, как могли, поддерживали качество ECC83 до 1980-х годов. Последними, в конце 1980-х годов, свернули производство GE, RCA и принадлежавшая Philips Sylvania. Сложное автоматизированное оборудование — целые заводы, рассчитанные на выпуск миллионов ламп ежегодно, — было навсегда утрачено. Достоверно известно лишь то, что производственная линия Mullard, на которой выпускали военные CV4004, оказалась в Китае, а оборудование Amperex — в Сербии,  но несмотря на лучшее оборудование, качество выпускаемых радиоламп стало уже совсем не то, что было.

В последнюю четверть XX века спрос на 12AX7 и ECC83 поддерживали миллионы гитаристов, по-прежнему использовавших ламповые усилители. Точный размер рынка неизвестен; в 2000 году он оценивался в не менее одного миллиона ламп в год. До середины 1990-х годов спрос удовлетворялся из старых запасов; американский рынок захлестнула волна заведомо некондиционных ламп и откровенных фальсификатов. Недобросовестные дилеры маркировали фальшивыми клеймами Amperex, Mullard и Telefunken все 12AX7, которые могли достать; по мере исчерпания американских и западноевропейских запасов «в дело» пошли низкокачественные японские, восточноевропейские и даже индийские лампы.

Электрические характеристики. Номинальные режимы. Параметры триода

Параметры триода 12AX7 при напряжении на аноде 250 В. Номинальные значения и допустимые отклонения.

12AX7 — маломощный триод, предназначенный исключительно для усиления напряжения низких частот. Справочная документация подробно рассматривает два варианта использования: каскад усиления напряжения с автоматическим смещением и фазоинвертор на двух триодах с катодной связью. В обоих вариантах аноды 12AX7 нагружены на сопротивления величиной от 47 до 220 кОм и связаны с нагрузкой через разделительные конденсаторы. Для схемы катодного повторителя 12AX7 подходит плохо из-за низких значений тока анода.

Электрические характеристики 12AX7, ECC83, 7025 и их полных аналогов, приводимые производителями для двух номинальных режимов, полностью идентичны. Значения предельно допустимых напряжений, токов и мощностей могут различаться в зависимости от избранной производителем системы их декларирования (абсолютные максимальные значения,  либо средние расчётные предельные значения.

Реализовать заложенный в 12AX7 потенциал непросто: лампа требует тщательного выбора режима, минимизирующего шум, нелинейные и частотные искажения. Возможно, мнения о её неблагозвучности объясняются именно неправильным выбором режима. В действительности западноевропейская ECC83 — одна из лучших с точки нелинейных искажений, пусть и уступающая в качестве звучания довоенной 6SN7.