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MessaggioInviato: Gio Gen 22, 2009 9:58 am    Oggetto: Rispondi citando

Years ago (in 2003, if I remember correctly) the magazine Underground Valve published the article ‘‘Rocket’ and other early planar tubes’ signed Bernard Mages (known to the audio enthusiasts for the book ’75 years of Western Electric’); in the article he mentioned the anecdote above concerning the difficulties that Ericsson had in manufacturing Morton’s triode.
Incredible but true, some time later the magazine was contacted by Svante Granler, the product manager from 1943 to 1977 of SER in Stockholm, the subsidiary Ericsson founded in 1938 to manufacture valves.
Grandler, which at the time was 89, said that he had met Morton and he explained the reasons for the initial difficulties. He also said that the difficulties were useful to understand certain problems deep down and to set up an advanced form of particularly efficient aging, to the point that later on exports in Canada started and they even had orders from Western Electric.

In order to talk about the constructing difficulties that we have mentioned, the best way is to compare the physical dimensions of the electrodes that make the triode 416A (Morton’s triode was initially put on the market with this identifier) and those of another valve. Not a valve with a simplified construction, such as the 6SN7, but rather a valve with advanced building features, such as the 2C40.


Alcuni anni fa (nel 2003 se ben ricordo), la rivista underground Valve pubblicò l’articolo “ ‘Rocket’ and other early planar tubes ”, a firma Bernard Mages (noto agli appassionati audio per il libro “75 years of Western Electric”), nell’articolo veniva ricordato l’aneddoto di cui sopra, riguardante le difficoltà che ebbe la Ericsson nel realizzare il triodo di Morton.
Incredibile ma vero, qualche tempo dopo la rivista fu contattata da Svante Granler, il product manager dal 1943 al 1977 della SER di Stoccolma, la sussidiaria Ericsson fondata nel 1938 per realizzare valvole.
Grandler, che all’epoca aveva 89 anni, raccontò di aver conosciuto Morton e spiegò le ragioni delle iniziali difficoltà realizzative. Disse anche che le difficoltà si rivelarono utili per comprendere a fondo determinati problemi e per mettere a punto un’evoluta forma di aging particolarmente efficace, al punto che in seguito iniziarono le esportazioni in Canada e vi furono commesse addirittura dalla Western Electric.

Per entrare nel merito delle difficoltà costruttive di cui si sta parlando, il modo migliore è fare un paragone delle dimensioni fisiche degli elettrodi componenti il triodo 416A (il triodo di Morton fu inizialmente commercializzato con questa sigla) con quelle di un’altra valvola. Ma non di una valvola dalla costruzione semplificata, come per esempio la 6SN7, bensì di una valvola avente caratteristiche costruttive avanzate, come la 2C40.




Measures in mm.




Since Ericsson production is not one of the best known, I enclose a couple of low circulation documents:
http://ansaht.altervista.org/uv638jed4/t14/LM_Ericsson_tube.jpg
http://ansaht.altervista.org/uv638jed4/t14/Ericsson416B.pdf

When later Morton’s triode was evolved into even ‘angrier’ versions, Eimac as well tried to undertake its production, but they gave up after a few months.


Siccome la produzione Ericsson non è fra le più note, allego un paio di documenti non di larga diffusione:
http://ansaht.altervista.org/uv638jed4/t14/LM_Ericsson_tube.jpg
http://ansaht.altervista.org/uv638jed4/t14/Ericsson416B.pdf

Quando in seguito il triodo di Morton fu evoluto a versioni ancor più ‘arrabbiate’, provò ad intraprendere la produzione anche la Eimac, ma desistette dopo alcuni mesi.



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L'ultima modifica di ANSA il Gio Gen 29, 2009 2:32 pm, modificato 1 volta
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MessaggioInviato: Gio Gen 22, 2009 10:29 pm    Oggetto: Rispondi citando





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MessaggioInviato: Lun Gen 26, 2009 10:36 am    Oggetto: Rispondi citando

The image in the previous message shows the whole series of 416 triodes produced from 1948 to 1984.

All 416models have a metallic body; the metal used has a high magnetic permeability (ideal to protect in the best possible way the low signal of the phono styluses) and it is gold plated in order to avoid oxidation.
This explains the nickname ‘golden triode’ used by some of the few enthusiasts who know this particular triode; indeed it is not known to most of the enthusiasts (especially in Italy).
On the other hand, the few that know it appreciate it a lot and when I will explain its features it will be easy to understand why.

During its functioning, the Western Electric triode emits, through the glass of the four feet, a light at least equal to the classic valves of audio signal (12AX7, 6SN7, ECC88, etc…) thanks to the lighting of a very powerful filament (superior to the final valve 2A3!!).

Of course a very powerful filament (in the 416A the filament absorbs over 11W) generates high heat, which affects the grid made of ultrathin threads placed at a tiny distance from the cathode.
To cope with this particular situation, the grid is made of wolfram and it is stretched on a support made of molybdenum. Whilst to obtains such a fine grid with the necessary precision, the innovative system used prescribes the setting up of the grid with a thread diameter bigger than necessary and following chemical reduction, at the same time monitoring the resistivity of the metal as a reference!!


L’immagine nel messaggio precedente illustra l’intera serie dei triodi 416, furono prodotti a partire dal 1948 fino al 1984.

Tutti i modelli di 416 hanno corpo metallico, il metallo utilizzato è ad alta permeabilità magnetica (l’ideale per schermare nel migliore dei modi i bassi segnali delle testine phono) e per evitare l’ossidazione è placcato d’oro.
Questo spiega il soprannome di “triodo d’oro”, adottato da alcuni dei pochi appassionati che conoscono questo particolare triodo, infatti non è noto alla maggioranza degli appassionati (soprattutto in Italia).
In compenso i pochi che lo conoscono lo apprezzano notevolmente e man mano che dettaglierò le caratteristiche diventerà facile capire il motivo.

Durante il funzionamento, il triodo Western Electric emette, attraverso i vetri dei 4 piedini, una luce di intensità almeno pari alle classiche valvole di segnale audio (12AX7, 6SN7, ECC88, ecc.), questo in virtù dell’accensione di filamento molto potente (superiore a quello della valvola finale 2A3 !!).

Ovviamente un filamento molto potente (nella 416A il filamento assorbe oltre 11W) genera notevole calore, che si ripercuote sulla griglia composta da fili ultrasottili, collocati a distanza ridottissima dal catodo.
Per far fronte alla particolare situazione la griglia è realizzata in wolframio ed è tesa su di un supporto in molybdeno. Mentre per ottenere una griglia tanto fine con la necessaria precisione, l’innovativo sistema adottato prevede l’allestimento della griglia con filo di diametro più ampio del voluto e successiva riduzione chimica, con monitoraggio della resistività del metallo come riferimento!!




416A, 416B, 6280



The first three versions are different from the following ones for the adoption of glass as isolating material between body, grid and plate.

Le prime tre versioni si distinguono dalle successive per l’adozione del vetro come isolante tra corpo, griglia e placca.



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L'ultima modifica di ANSA il Gio Gen 29, 2009 2:26 pm, modificato 1 volta
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MessaggioInviato: Mar Gen 27, 2009 7:57 am    Oggetto: Rispondi citando

The other two versions use the metallic oxide as isolation.


Le altre due versioni utilizzano l’ossido metallico come isolamento.




416C, 416D




The metallic oxide used is not alumina, as it would be natural to think, but the rather more precious and performing Beryllium.
The different kind of isolation doesn’t cause electrical differences that concern the audio usage, but it brings practical differences, favoring particular implementations that benefit the treatment of the signal.
Further on I will go into the details of this intriguing aspect.


L’ossido metallico utilizzato non è l’allumina, come verrebbe spontaneo pensare, ma il ben più pregiato e performante Beryllium.

Il diverso tipo di isolamento, non comporta differenze elettriche che interessino l’utilizzo audio, però comporta differenze di ordine pratico, favorendo particolari implementazioni, che influiscono in maniera benefica nel trattamento del segnale.
Più avanti entrerò nel dettaglio di questo intrigante aspetto.







A particular aspect of beryllium oxide is its poisonous nature particularly powerful, around 20 times more than arsenic.


Un aspetto particolare dell’ossido di berillio è la sua caratteristica venefica particolarmente potente, all’incirca 20 volte più dell’arsenico.




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L'ultima modifica di ANSA il Gio Gen 29, 2009 11:25 pm, modificato 2 volte
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MessaggioInviato: Mar Gen 27, 2009 8:32 pm    Oggetto: Rispondi citando

This is what we see once cut the metal body (iron-nickel-cobalt) and pulled out the poisonous beryllium parts:

Ecco ciò che appare una volta segato il corpo in metallo (iron-nickel-cobalt) e divelto le velenose parti in beryllium:






The wolfram grid is so fine that it is not distinguishable to the view; therefore the proper resonance is placed in the hyper-acute (37…40KHz) and this is an important advantage in the perspective of using this triode in a phono preamplifier.

In the attention for details we can see Western Electric’s touch, and the complex of grid reveals all the care used to build it.
In the center, where the high temperature (about 800°C) imposed by the powerful cathode tube exists, wolfram has been used, being the metal with the highest melting point.
Moving from the center the need becomes two-fold: to faultlessly cope with high temperature and at the same time to guarantee a good degree of thermal conductibility to drain peripherally the heat. Here molybdenum supplies the best compromise.
Finally on the outside the priority is thermal conductibility and oxygen-free copper is the most suitable for this need.

The plate is also made of solid oxygen-free copper and it is screwed to the anodic terminal to optimize the coupling.

The whole is not fixed, but it is kept in place by a spring.
This detail alone would be enough to give an idea of how smart this triode is!


La griglia in wolframio è talmente fine, da risultare non distinguibile alla vista, conseguentemente la risonanza propria si colloca nell’iperacuto (37… 40KHz) e questo costituisce un importante vantaggio nell’ottica di utilizzare questo triodo in un preamplificatore phono.

È nella cura dei particolari che emerge l’impronta Western Electric, ed il complesso di griglia rivela tutta la cura con cui è stato realizzato.
Al centro, dove insiste l’elevata temperatura (circa 800°C) imposta dal potente cannone catodico, è stato utilizzato il wolframio, in qualità di metallo a più alto punto di fusione in assoluto.
Discostandosi dal centro l’esigenza diviene duplice, reggere senza scomporsi ad una temperatura comunque alta e nel contempo garantire un buon grado di conducibilità termica, per smaltire perifericamente il calore; in questo è il molybdeno a fornire il miglior compromesso.
Infine nella parte esterna la priorità è la conducibilità termica e il rame oxygen-free è il più adatto per tale esigenza.

Di massiccio rame oxygen-free è costituita anche la placca, ed è avvitata al terminale anodico per ottimizzare l’accoppiamento.

L’insieme non è fissato, ma è tenuto in posizione da una molla.
Questo solo particolare basterebbe a render misura di quanto è furbo 'sto triodo!



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L'ultima modifica di ANSA il Gio Gen 29, 2009 7:04 pm, modificato 5 volte
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MessaggioInviato: Gio Gen 29, 2009 3:11 am    Oggetto: Rispondi citando

Western Electric datasheet for the 416A and 416B are available online:

http://www.westernelectric.com/spec_sheets/416A.pdf

http://www.westernelectric.com/spec_sheets/416B.pdf .

Unfortunately no characteristic curves are shown in the datasheet, which makes it more difficult to understand properly the audio potential of these triodes.
Furthermore, at present no documentation concerning 416C and 416D is available on the WEB.

I will make up for this deficiency by supplying for the first time the characteristic curves and later on other documentation with datasheet currently not available on the WEB.


Online sono disponibili i datasheet Western Electric riguardanti la 416A e la 416B :

http://www.westernelectric.com/spec_sheets/416A.pdf

http://www.westernelectric.com/spec_sheets/416B.pdf


Purtroppo nei datasheet non sono riportate le curve caratteristiche, rendendo più difficoltoso comprendere al meglio le potenzialità audio di questi triodi.
Inoltre al momento nel WEB manca documentazione riguardante la 416C e la 416D.

A questo pongo rimedio, fornendo in anteprima le curve caratteristiche e in seguito anche altra documentazione, con datasheet non reperibili nel WEB.







In the diagram of characteristic curves you can see the inconsistency of the initial line due to the Sofia curve-tracer, which is obviously not optimized for triodes with such strong values of gain and mutual conductance at the same time.

Sofia by Audiomatica is also used for the two following surveys, useful for the evaluation of a non official parameter, called ‘quality factor’, which links mutual conductance to the current that is necessary to obtain it.


Nel grafico delle curve caratteristiche si nota l’incongruenza nel tratto iniziale, dovuto al tracciacurve Sofia, evidentemente non ottimizzato per triodi con valori di guadagno e transconduttanza contemporanemanete tanto pronunciati.

Sofia di Audiomatica è utilizzato anche per le due rilevazioni a seguire, utili alla stima di un parametro non ufficiale, definito ‘fattore di qualità’, che relaziona la transconduttanza alla corrente necessaria per ottenerla.







The measurements in the control panel show the following situations:
With 165V and 12.37mA, the mutual conductance value is equal to 43.
Whilst with 200V and 24.75mA, the mutual conductance value is 62,6 !!

The quality factor is therefore quite important, allowing optimal values of mutual conductance even with moderate polarizations of current.
This is certainly an advantageous aspect in the circuiting of phono preamplifiers.


Le misure con il pannello di controllo illustrano le seguenti situazioni:
Con 165V e 12,37mA, il valore di transconduttanza è pari a 43.
Mentre con 200V e 24,75mA, il valore di transconduttanza è di 62,6 !!

Il fattore di qualità risulta quindi molto valido, consentendo valori ottimali di transconduttanza anche con moderate polarizzazioni in corrente.
Un aspetto sicuramente vantaggioso nelle circuitazioni dei preamplificatori phono.








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L'ultima modifica di ANSA il Lun Feb 02, 2009 6:55 pm, modificato 1 volta
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MessaggioInviato: Gio Gen 29, 2009 4:44 am    Oggetto: Rispondi citando

The documentation produced makes it possible to carry out graphic simulations.
The one I propose has been obtained by supposing the charging of the triode 416B with a 160H inductance (Tango TC-160).


Il materiale prodotto rende possibile effettuare delle simulazioni grafiche.

Ne propongo una ottenuta immaginando di caricare il triodo 416B con un’induttanza da 160H (Tango TC-160)







As you can see, the chosen working point corresponds to 175V with 15mA, the charge line is 20Kohm and the AC pilot signal is equal to 100mV.
The resulting signal excursion is equal to 20.7V, corresponding to a gain of 207; the total distortion is 0.068%.

This is a very reassuring result, which makes this triode suitable for phono pre-amplification more than any other.
Indeed, it has been used satisfactorily not only in pre phono, but also as a driver for direct heating output tubes.


Come visibile, il punto di lavoro scelto corrisponde a 175V con 15mA, la retta di carico è di 20Kohm e il segnale AC di pilotaggio è pari a 100mV.
L’escursione di segnale ottenuta è pari a 20,7V, corrispondente ad un guadagno di 207, e la distorsione totale è di 0,068%.

Si tratta di un risultato davvero molto confortante, che rende questo triodo adatto più di qualsiasi altro alla preamplificazione phono.
Infatti è già stato utilizzato con grande soddisfazione non solo nei pre phono, ma anche come driver per valvole finali a riscaldamento diretto.







On the subject of simulation, I implemented the model of the valve 416B suitable for the freeware LTspice simulator: http://ansaht.altervista.org/uv638jed4/t14/Aht3.txt

In tema simulazioni, ho realizzato il modello della valvola 416B, adatto al simulatore freeware LTspice: http://ansaht.altervista.org/uv638jed4/t14/Aht3.txt




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L'ultima modifica di ANSA il Lun Feb 02, 2009 8:12 pm, modificato 2 volte
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MessaggioInviato: Gio Gen 29, 2009 4:53 am    Oggetto: Rispondi citando





These are the prices at the beginning of 1980:
WE 6280… $200 ea.
WE 416C… $460 ea.


Questi i prezzi agli inizi del 1980:
WE 6280… $200 cad.
WE 416C… $460 cad.









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L'ultima modifica di ANSA il Lun Feb 02, 2009 7:02 pm, modificato 1 volta
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MessaggioInviato: Ven Gen 30, 2009 2:22 am    Oggetto: Rispondi citando

Great work! I am truly impressed. Must try to find some 416B.

Have sketched a RIAA with 416B, Slagle 1:1 bifilar, WF with two 6C45 and 600ohm LCR. No caps! Will give 120mV out with 5mV in. With a single stage line amp with 20dB gain you have got it!
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MessaggioInviato: Ven Gen 30, 2009 4:18 am    Oggetto: Rispondi citando

Hi Lars,
welcome to the forum Smile … and thanks for the appreciation.

416 tubes are easy to find (attention to the used, are almost always exhausted), but if the friends of the forum have problems, I can help with some used free sample (in good working condition) for evaluation and testing.




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L'ultima modifica di ANSA il Mer Apr 28, 2010 6:30 pm, modificato 2 volte
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