De magic eye-buis, ook bekend als elektronenstraal-indicatiebuis of kattenoog, is een vacuümbuis die de amplitude van een elektronisch signaal visueel weergeeft. De buis werd tussen ongeveer 1936 en 1980 veelvuldig toegepast in radio-ontvangers om gebruikers te helpen bij het nauwkeurig afstemmen op een zender, wat effectiever was dan enkel vertrouwen op het gehoor.
Technische werking en historie Uitgevonden door Allen B. DuMont in 1932, werkt de buis als een miniatuur kathodestraalbuis. Door een groene gloed op een fluorescent scherm te projecteren, die van vorm verandert op basis van de ingangspanning (zoals de AGC-lijn), kan de signaalsterkte worden afgelezen. In de loop der jaren ontstonden diverse typen, variërend van de vroege Amerikaanse RCA 6E5 tot compactere Europese versies zoals de EM84.
Toepassingen en vervanging Naast radio's werden deze buizen gebruikt in bandrecorders voor het monitoren van opnameniveaus en als eenvoudige spanningsindicatoren. Vanwege de hoge benodigde spanningen en de opkomst van goedkopere naaldmeters en moderne halfgeleiders is de magic eye-buis tegenwoordig technisch verouderd.
Magic Eye-buis
De magic eye-buis was de eerste in een reeks ontwikkelingen van afstemindicatoren op basis van kathodestralen, ontwikkeld als een goedkoper alternatief voor naaldmeters. Pas in de jaren 60 werden naaldmeters in Japan goedkoop genoeg geproduceerd om de indicatorbuizen te verdringen. Afstemindicatorbuizen werden gebruikt in vacuümbuisontvangers van ongeveer 1936 tot 1980, voordat vacuümbuizen in radio's werden vervangen door transistoren. Een eerdere afstemhulp die door de magic eye werd vervangen, was de "tuneon" neonlamp.
Geschiedenis
De magic eye-buis voor het afstemmen van radio-ontvangers werd in 1932 uitgevonden door Allen B. DuMont, die het grootste deel van de jaren 30 besteedde aan het verbeteren van de levensduur van kathodestraalbuizen en uiteindelijk het DuMont Television Network oprichtte.
De RCA 6E5 uit 1935 was de eerste commerciële buis.
De vroege typen werden van achteren bekeken (EM34), meestal met een octaal-voet of zijcontact-voet. Latere ontwikkelingen resulteerden in een kleiner, van opzij bekeken type op basis van de noval B9A, volledig van glas, met een display in de vorm van een waaier of een band (EM84). De versie die van achteren werd bekeken, had een rond, kegelvormig fluorescent scherm samen met een zwarte kap die het rode licht van de kathode/verwarmingsassemblage afschermde. Dit ontwerp inspireerde tijdgenoten om de term "magic eye" te bedenken, een term die nog steeds wordt gebruikt.
Er bestond ook een subminiatuurversie met draaduiteinden (Mullard DM70/DM71, Mazda 1M1/1M3, GEC/Marconi Y25) bedoeld voor batterijvoeding. Deze werd gebruikt in één Ever Ready AM/FM batterijontvanger met push-pull uitgang, evenals in een klein aantal AM/FM netontvangers; hierbij werd de buis gevoed vanuit de 6,3 V verwarmingsvoeding via een weerstand van 220 ohm of vanuit de kathodebias van de audio-uitgangsbuis. Sommige spoel-naar-spoelbandrecorders gebruikten de DM70/DM71 ook om het opnameniveau aan te geven, waaronder een getransistoriseerd model waarbij de buis werd gevoed door de bias-oscillator-spanning.
De functie van een magic eye kan tegenwoordig worden gerealiseerd met moderne halfgeleidercircuits en opto-elektronische displays. De hoge spanningen (100 volt of meer) die vereist zijn voor deze buizen komen in moderne apparaten niet meer voor, waardoor de magic eye-buis inmiddels verouderd is.
Werkingsprincipe
Een magic eye-buis is een miniatuur kathodestraalbuis, meestal met een ingebouwde triode-signaalversterker. De buis geeft gewoonlijk een heldergroen licht (in sommige zeer oude typen, zoals de EM4, incidenteel geel). De lichtgevende uiteinden groeien naar elkaar toe en ontmoeten elkaar in het midden naarmate de spanning op een regelrooster toeneemt. De buis wordt gebruikt in een circuit waarbij het rooster wordt aangestuurd door een spanning die verandert naargelang de signaalsterkte; terwijl aan de afstemknop wordt gedraaid, wordt de opening in het "oog" het smalst wanneer een zender correct is afgestemd.
Intern bestaat het apparaat uit een vacuümbuis met twee plaatelektrode-assemblages: één die een triodeversterker vormt en de andere een displaysectie bestaande uit een kegelvormige target-anode, gecoat met zinksilicaat of een soortgelijk materiaal. De anode van de displaysectie is gewoonlijk rechtstreeks verbonden met de volledige positieve hoogspanning (HT) van de ontvanger. De triode-anode is meestal (intern) verbonden met een regelelektrode die tussen de kathode en de target-anode is geplaatst, en extern verbonden met de positieve HT via een weerstand met een hoge waarde, typisch 1 megaohm.
Wanneer de ontvanger is ingeschakeld maar niet is afgestemd op een zender, geeft de target-anode een groene gloed door elektronen die hem raken, met uitzondering van het gebied bij de interne regelelektrode. Deze elektrode is gewoonlijk 150–200 V negatief ten opzichte van de target-anode, waardoor elektronen in deze regio worden afgestoten en er een donker sector op het display verschijnt.
Het regelrooster van de triode-versterkersectie is verbonden met een punt waar een negatieve regelspanning beschikbaar is die afhangt van de signaalsterkte, bijvoorbeeld de automatische versterkingsregeling (AGC) lijn in een AM superheterodyne-ontvanger, of de limiter-trap of FM-detector in een FM-ontvanger. Naarmate een zender wordt afgestemd, wordt het triode-rooster negatiever ten opzichte van de gemeenschappelijke kathode.
Gebruik in radio's
Het doel van magic eye-buizen in radio's is om te helpen bij het nauwkeurig afstemmen op een zender; de buis maakt pieken in signaalsterkte duidelijker door een visuele indicatie te geven, wat effectiever is dan alleen op het gehoor te vertrouwen. De indicator is bijzonder nuttig omdat de AGC-werking de audio-volumekracht van een foutief afgestemde zender heeft de neiging te verhogen, waardoor het volume relatief weinig varieert terwijl aan de afstemknop wordt gedraaid. De afstemindicator werd aangestuurd door de AGC-spanning in plaats van door het audiosignaal.
Toen in het begin van de jaren 50 FM-radio's beschikbaar kwamen op de Britse markt, waren er veel verschillende typen magic eye-buizen met verschillende displays, maar ze werkten allemaal op dezelfde manier. Sommige hadden een apart klein display dat oplichtte om een stereosignaal op FM aan te geven.
Het Britse bedrijf Leak gebruikte een EM84-indicator als zeer precieze afstemindicator in hun Troughline FM-tuner serie, door de AGC-spanningen van de twee limiter-buisroosters te mengen bij het detectierooster van de indicator. Hierdoor werd nauwkeurig afstemmen aangegeven door een volledig open, scherpe schaduw, terwijl bij een verkeerde afstemming de indicator een gedeeltelijk gesloten schaduw produceerde.
Veelvoorkomende typen
In in de VS geproduceerde radio's was het eerste type de 6E5 met een enkel taartvormig beeld, geïntroduceerd door RCA en gebruikt in hun radio-lijn van 1936. Andere fabrikanten gebruikten de 6E5 tot kort daarna het minder gevoelige type 6G5 werd geïntroduceerd. Ook werd type 6AB5 (ook bekend als 6N5) geïntroduceerd voor radio's met serie-filamenten, vanwege de lagere plaatspanning. Type 6U5 was vergelijkbaar met de 6G5, maar had een rechte glazen envelop. Zenith Radio gebruikte in hun radio's van het modeljaar 1938 een type 6T5 met een "Target tuning"-indicator (lijkend op een camera-iris), maar dit werd na een jaar verlaten, waarna Ken-Rad een vervangend type produceerde. Al deze typen gebruiken een 6-pinnige voet met twee grotere pinnen voor de filamentverbinding.
Er werden diverse andere "eye tubes" geïntroduceerd in Amerikaanse radio's, die ook werden gebruikt in testapparatuur en audioapparatuur, waaronder de typen met octaal-voet: 6AF6GT, 6AD6GT en 1629. De laatste was een industrieel type met een 12 volt filament en zag er identiek uit aan type 6E5. Latere Amerikaanse audioapparatuur maakte gebruik van Europese buizen zoals EM80 (equivalent aan 6BR5), EM81 (6DA5), EM84 (6FG6), EM85 (6DG7) of EM87 (6HU6).
Andere toepassingen
Magic eye-buizen werden gebruikt als indicator voor het opnameniveau bij bandrecorders (bijvoorbeeld bij Echolette). Daarnaast is het mogelijk om ze (in een speciaal aangepast circuit) te gebruiken als middel voor ruwe frequentievergelijking, als een eenvoudiger alternatief voor Lissajous-figuren.
Een magic eye-buis fungeert als een goedkope, niet-gekalibreerde (en niet noodzakelijkerwijs lineaire) spanningsindicator en kan overal worden gebruikt waar een indicatie van spanning nodig is, wat de kosten van een nauwkeurigere gekalibreerde meter bespaart.
Ten minste één ontwerp van een capaciteitsbrug maakt gebruik van dit type buis om aan te geven dat de brug in balans is.
De magic eye-buis verschijnt op de hoes van het album Circuital uit 2011 van My Morning Jacket. De buis wordt daar getoond als bijna volledig verlicht.
Zie ook
- S-meter
- VU-meter
- Lijst van vacuümbuizen
Referenties
- Spangenberg, Karl R. (1948). Vacuum Tubes. New York: McGraw-Hill Book Co. pp. 723–724.
- "Precise dB Monitoring With Eye Tubes".
- Erb, Ernest (2009-07-27). "History of tuning indicators; meters, graphs, Magic Eye, LED". Radio History forum. RadioMuseum.com.
- Radio Museum: Tuneon.
- US 2098231, DuMont, Allen B., "Cathode ray device", gepubliceerd 1932-05-28, uitgegeven 1937-11-09.
- US 2163256, DuMont, Allen B., "Cathode ray tube", gepubliceerd 1934-09-18, uitgegeven 1939-06-20.
- David Weinstein, The Forgotten Network: DuMont and the Birth of American Television. Temple University Press, 2006, p.11.
- Herbert M. Wagner of R.C.A. invented the familiar form of the "magic eye" tuning vacuum tube: US 2051189, Wagner, H. M., "Tuning indicator tube", gepubliceerd 1935-06-27, uitgegeven 1936-08-18.
- Radio Museum: 6E5.
Magic Eye-buis
De magic eye-buis was de eerste in een reeks ontwikkelingen van afstemindicatoren op basis van kathodestralen, ontwikkeld als een goedkoper alternatief voor naaldmeters. Pas in de jaren 60 werden naaldmeters in Japan goedkoop genoeg geproduceerd om de indicatorbuizen te verdringen. Afstemindicatorbuizen werden gebruikt in vacuümbuisontvangers van ongeveer 1936 tot 1980, voordat vacuümbuizen in radio's werden vervangen door transistoren. Een eerdere afstemhulp die door de magic eye werd vervangen, was de "tuneon" neonlamp.
Geschiedenis
De magic eye-buis voor het afstemmen van radio-ontvangers werd in 1932 uitgevonden door Allen B. DuMont, die het grootste deel van de jaren 30 besteedde aan het verbeteren van de levensduur van kathodestraalbuizen en uiteindelijk het DuMont Television Network oprichtte.
De RCA 6E5 uit 1935 was de eerste commerciële buis.
De vroege typen werden van achteren bekeken (EM34), meestal met een octaal-voet of zijcontact-voet. Latere ontwikkelingen resulteerden in een kleiner, van opzij bekeken type op basis van de noval B9A, volledig van glas, met een display in de vorm van een waaier of een band (EM84). De versie die van achteren werd bekeken, had een rond, kegelvormig fluorescent scherm samen met een zwarte kap die het rode licht van de kathode/verwarmingsassemblage afschermde. Dit ontwerp inspireerde tijdgenoten om de term "magic eye" te bedenken, een term die nog steeds wordt gebruikt.
Er bestond ook een subminiatuurversie met draaduiteinden (Mullard DM70/DM71, Mazda 1M1/1M3, GEC/Marconi Y25) bedoeld voor batterijvoeding. Deze werd gebruikt in één Ever Ready AM/FM batterijontvanger met push-pull uitgang, evenals in een klein aantal AM/FM netontvangers; hierbij werd de buis gevoed vanuit de 6,3 V verwarmingsvoeding via een weerstand van 220 ohm of vanuit de kathodebias van de audio-uitgangsbuis. Sommige spoel-naar-spoelbandrecorders gebruikten de DM70/DM71 ook om het opnameniveau aan te geven, waaronder een getransistoriseerd model waarbij de buis werd gevoed door de bias-oscillator-spanning.
De functie van een magic eye kan tegenwoordig worden gerealiseerd met moderne halfgeleidercircuits en opto-elektronische displays. De hoge spanningen (100 volt of meer) die vereist zijn voor deze buizen komen in moderne apparaten niet meer voor, waardoor de magic eye-buis inmiddels verouderd is.
Werkingsprincipe
Een magic eye-buis is een miniatuur kathodestraalbuis, meestal met een ingebouwde triode-signaalversterker. De buis geeft gewoonlijk een heldergroen licht (in sommige zeer oude typen, zoals de EM4, incidenteel geel). De lichtgevende uiteinden groeien naar elkaar toe en ontmoeten elkaar in het midden naarmate de spanning op een regelrooster toeneemt. De buis wordt gebruikt in een circuit waarbij het rooster wordt aangestuurd door een spanning die verandert naargelang de signaalsterkte; terwijl aan de afstemknop wordt gedraaid, wordt de opening in het "oog" het smalst wanneer een zender correct is afgestemd.
Intern bestaat het apparaat uit een vacuümbuis met twee plaatelektrode-assemblages: één die een triodeversterker vormt en de andere een displaysectie bestaande uit een kegelvormige target-anode, gecoat met zinksilicaat of een soortgelijk materiaal. De anode van de displaysectie is gewoonlijk rechtstreeks verbonden met de volledige positieve hoogspanning (HT) van de ontvanger. De triode-anode is meestal (intern) verbonden met een regelelektrode die tussen de kathode en de target-anode is geplaatst, en extern verbonden met de positieve HT via een weerstand met een hoge waarde, typisch 1 megaohm.
Wanneer de ontvanger is ingeschakeld maar niet is afgestemd op een zender, geeft de target-anode een groene gloed door elektronen die hem raken, met uitzondering van het gebied bij de interne regelelektrode. Deze elektrode is gewoonlijk 150–200 V negatief ten opzichte van de target-anode, waardoor elektronen in deze regio worden afgestoten en er een donker sector op het display verschijnt.
Het regelrooster van de triode-versterkersectie is verbonden met een punt waar een negatieve regelspanning beschikbaar is die afhangt van de signaalsterkte, bijvoorbeeld de automatische versterkingsregeling (AGC) lijn in een AM superheterodyne-ontvanger, of de limiter-trap of FM-detector in een FM-ontvanger. Naarmate een zender wordt afgestemd, wordt het triode-rooster negatiever ten opzichte van de gemeenschappelijke kathode.
Gebruik in radio's
Het doel van magic eye-buizen in radio's is om te helpen bij het nauwkeurig afstemmen op een zender; de buis maakt pieken in signaalsterkte duidelijker door een visuele indicatie te geven, wat effectiever is dan alleen op het gehoor te vertrouwen. De indicator is bijzonder nuttig omdat de AGC-werking de audio-volumekracht van een foutief afgestemde zender heeft de neiging te verhogen, waardoor het volume relatief weinig varieert terwijl aan de afstemknop wordt gedraaid. De afstemindicator werd aangestuurd door de AGC-spanning in plaats van door het audiosignaal.
Toen in het begin van de jaren 50 FM-radio's beschikbaar kwamen op de Britse markt, waren er veel verschillende typen magic eye-buizen met verschillende displays, maar ze werkten allemaal op dezelfde manier. Sommige hadden een apart klein display dat oplichtte om een stereosignaal op FM aan te geven.
Het Britse bedrijf Leak gebruikte een EM84-indicator als zeer precieze afstemindicator in hun Troughline FM-tuner serie, door de AGC-spanningen van de twee limiter-buisroosters te mengen bij het detectierooster van de indicator. Hierdoor werd nauwkeurig afstemmen aangegeven door een volledig open, scherpe schaduw, terwijl bij een verkeerde afstemming de indicator een gedeeltelijk gesloten schaduw produceerde.
Veelvoorkomende typen
In in de VS geproduceerde radio's was het eerste type de 6E5 met een enkel taartvormig beeld, geïntroduceerd door RCA en gebruikt in hun radio-lijn van 1936. Andere fabrikanten gebruikten de 6E5 tot kort daarna het minder gevoelige type 6G5 werd geïntroduceerd. Ook werd type 6AB5 (ook bekend als 6N5) geïntroduceerd voor radio's met serie-filamenten, vanwege de lagere plaatspanning. Type 6U5 was vergelijkbaar met de 6G5, maar had een rechte glazen envelop. Zenith Radio gebruikte in hun radio's van het modeljaar 1938 een type 6T5 met een "Target tuning"-indicator (lijkend op een camera-iris), maar dit werd na een jaar verlaten, waarna Ken-Rad een vervangend type produceerde. Al deze typen gebruiken een 6-pinnige voet met twee grotere pinnen voor de filamentverbinding.
Er werden diverse andere "eye tubes" geïntroduceerd in Amerikaanse radio's, die ook werden gebruikt in testapparatuur en audioapparatuur, waaronder de typen met octaal-voet: 6AF6GT, 6AD6GT en 1629. De laatste was een industrieel type met een 12 volt filament en zag er identiek uit aan type 6E5. Latere Amerikaanse audioapparatuur maakte gebruik van Europese buizen zoals EM80 (equivalent aan 6BR5), EM81 (6DA5), EM84 (6FG6), EM85 (6DG7) of EM87 (6HU6).
Andere toepassingen
Magic eye-buizen werden gebruikt als indicator voor het opnameniveau bij bandrecorders (bijvoorbeeld bij Echolette). Daarnaast is het mogelijk om ze (in een speciaal aangepast circuit) te gebruiken als middel voor ruwe frequentievergelijking, als een eenvoudiger alternatief voor Lissajous-figuren.
Een magic eye-buis fungeert als een goedkope, niet-gekalibreerde (en niet noodzakelijkerwijs lineaire) spanningsindicator en kan overal worden gebruikt waar een indicatie van spanning nodig is, wat de kosten van een nauwkeurigere gekalibreerde meter bespaart.
Ten minste één ontwerp van een capaciteitsbrug maakt gebruik van dit type buis om aan te geven dat de brug in balans is.
De magic eye-buis verschijnt op de hoes van het album Circuital uit 2011 van My Morning Jacket. De buis wordt daar getoond als bijna volledig verlicht.
Zie ook
- S-meter
- VU-meter
- Lijst van vacuümbuizen
Referenties
- Spangenberg, Karl R. (1948). Vacuum Tubes. New York: McGraw-Hill Book Co. pp. 723–724.
- "Precise dB Monitoring With Eye Tubes".
- Erb, Ernest (2009-07-27). "History of tuning indicators; meters, graphs, Magic Eye, LED". Radio History forum. RadioMuseum.com.
- Radio Museum: Tuneon.
- US 2098231, DuMont, Allen B., "Cathode ray device", gepubliceerd 1932-05-28, uitgegeven 1937-11-09.
- US 2163256, DuMont, Allen B., "Cathode ray tube", gepubliceerd 1934-09-18, uitgegeven 1939-06-20.
- David Weinstein, The Forgotten Network: DuMont and the Birth of American Television. Temple University Press, 2006, p.11.
- Herbert M. Wagner of R.C.A. invented the familiar form of the "magic eye" tuning vacuum tube: US 2051189, Wagner, H. M., "Tuning indicator tube", gepubliceerd 1935-06-27, uitgegeven 1936-08-18.
- Radio Museum: 6E5.
Groetjes,