مبدل خماسي الشبكة
بنتاغريد

كان تطوير الصمام الخماسي أو السباعي (سبعة قطب كهربائي) تطورًا جديدًا في قصة الخلاط. كانت الفكرة هي إنتاج صمام واحد لا يخلط فقط إشارة المذبذب والإشارة المستقبلة وينتج إشارة مذبذب خاصة به في نفس الوقت، ولكن الأهم من ذلك، القيام بالخلط والتذبذب في أجزاء مختلفة من نفس الصمام. لا يبدو اختراع الجهاز للوهلة الأولى غامضًا، لكن يبدو أنه تم تطويره في كل من أمريكا والمملكة المتحدة، بشكل أو بآخر في نفس الوقت. ومع ذلك، فإن الجهاز البريطاني يختلف عن نظيره الأمريكي.
من المعروف أن دونالد ج. هينز من آر سي إيه تقدم بطلب للحصول على براءة اختراع للبنتاغريد في 28 مارس 1933 (مُنح لاحقًا في 29 مارس 1939) بموجب براءة الاختراع الأمريكية رقم 2148266. ظهرت البنتاغريد أيضًا في براءة اختراع بريطانية (GB426802) مُنحت في 10 أبريل 1935. ومع ذلك، دخلت شركة فيرانتي في بريطانيا العظمى في مجال الصمامات مع أول خماسي معروف من إنتاج المملكة المتحدة، VHT4، في أواخر عام 1933 (على الرغم من أنه لا بد أنه كان قيد التطوير، وكان من المؤكد أنه كان موجودًا كنموذج أولي قبل ذلك الوقت بفترة طويلة).
أثبت الخماسي أنه خلاط أفضل بكثير. نظرًا لأن دائرة المذبذب كانت قائمة بذاتها إلى حد ما، كان من السهل الحصول على ردود فعل جيدة للتذبذب الموثوق عبر نطاق التردد. قامت بعض الشركات المصنعة التي تبنت الخلاط الآلي بتحويل بعض، إن لم يكن كل، تصميماتها إلى خلاطات خماسية.
ما هو الهدف من تطوير خلاط ذاتي التذبذب موثوق؟ كانت الأسباب تختلف من المملكة المتحدة إلى أمريكا. كان على مصنعي أجهزة الراديو في المملكة المتحدة دفع إتاوة قدرها 1 جنيه إسترليني لكل حامل صمام إلى جمعية الصمامات البريطانية لتغطية استخدام حقوق براءات الاختراع الخاصة بأعضائها. علاوة على ذلك، فقد فرضوا أنه لا يمكن احتواء أكثر من هيكل قطب كهربائي واحد في مظروف واحد (والذي كان من شأنه التهرب من الملكية - جزئيًا على الأقل). بدا أن الأمريكيين مدفوعون بالرغبة في إنتاج تصميم منخفض التكلفة «يتم توفير كل النفقات» والذي كان من المفترض أن يؤدي إلى تصميم آل أميركن فايف. من خلال جعل الخلاط يتأرجح ذاتيًا، يتم تجنب ضرورة توفير صمام مذبذب منفصل. كان على آل أميركن فايف استخدام محول خماسي منذ ظهوره لأول مرة في عام 1934، حتى أصبحت الصمامات قديمة عندما تولى الترانزستورات زمام الأمور.
في المملكة المتحدة، تعمل الشبكات الخمس على هذا النحو. عملت الشبكة 1 كشبكة مذبذب بالاقتران مع الشبكة 2 التي عملت كأنود لها. قبلت الشبكة 4 الإشارة الواردة مع الشبكتين المتبقيتين، 3 و 5 متصلتين معًا (عادةً داخليًا) والتي تعمل كشبكات شاشة لفحص الأنود والشبكة 4 والشبكة 2 من بعضها البعض. نظرًا لأن الشبكة 2 كانت عبارة عن أنود «متسرب» من حيث أنها سمحت بجزء من تيار الإلكترون المعدل بالمرور، فقد تم إقران المذبذب في قسم الخلط للصمام. في الواقع، في بعض التصميمات، تتكون الشبكة 2 من قضبان الدعم فقط، حيث تم حذف سلك الشبكة الفعلي نفسه.
في أمريكا، كان التكوين مختلفًا. عملت الشبكة 1 كشبكة مذبذب كما كان من قبل، ولكن في هذه الحالة، تم توصيل الشبكتين 2 و 4 معًا (عادةً داخليًا مرة أخرى). تعمل الشبكة 2 كشاشة وأنود مذبذب؛ في هذه الحالة، يجب أن يكون سلك الشبكة موجودًا لتوفير الفحص. قبلت الشبكة 3 الإشارة الواردة. قامت الشبكة 4 بفحص هذا من الأنود، وكانت الشبكة 5 عبارة عن شبكة مثبط لقمع الانبعاث الثانوي. حدد هذا التكوين تصميم المذبذب إلى واحد حيث تم تشغيل المذبذب «الأنود» من سكة HT + (B +). كان يتم تحقيق ذلك غالبًا باستخدام دائرة هارتلي أوسيلاتور وأخذ الكاثود إلى الصنبور على الملف.
كان من الممكن أن يكون لإصدار المملكة المتحدة انبعاث ثانوي كبير وكان سيحتوي أيضًا على شبك رباعي. تم استغلال هذا في توفير اللاخطية اللازمة لإنتاج إشارات الجمع والفرق جيدة. على الرغم من عدم وجود انبعاث ثانوي للأجهزة الأمريكية بسبب شبكة القامع، إلا أنها تمكنت مع ذلك من الحصول على اللاخطية المطلوبة عن طريق تحيز المذبذب بحيث تم تجاوز الصمام. كانت النسخة الأمريكية أيضًا أكثر حساسية قليلاً لأن الشبكة التي قبلت الإشارة كانت أقرب إلى الكاثود مما زاد عامل التضخيم.
يعمل المحول الخماسي بشكل جيد للغاية، لكنه عانى من محدودية قدرة الإشارة القوية على «سحب» تردد المذبذب بعيدًا عن الإشارة الأضعف. لم تكن هذه مشكلة كبيرة في مستقبلات البث حيث من المحتمل أن تكون الإشارات قوية، لكنها أصبحت مشكلة عند محاولة استقبال إشارات ضعيفة كانت قريبة من الإشارات القوية. تمكنت بعض أجهزة الراديو ذات الموجة القصيرة من التعامل بشكل مرضٍ تمامًا مع هذه الأجهزة. ظهرت إصدارات خاصة عالية التردد بعد الحرب العالمية الثانية لـ 100 نطاقات FM ميغاهيرتز. الأمثلة هي 6SB7Y (1946) و 6BA7 (1948). كان لتأثير السحب تأثير جانبي مفيد حيث أنه أعطى درجة من الضبط التلقائي.
عيب آخر هو أنه على الرغم من وجود شبكات الشاشة، فإن شعاع الإلكترون، الذي تم تعديله بواسطة أقطاب المذبذب، لا يزال يتعين عليه المرور عبر شبكة الإشارة، وكان اقتران المذبذب في دائرة الإشارة أمرًا لا مفر منه. بدأت هيئة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية (FCC) في مطالبة الشركات المصنعة للراديو بالتصديق على أن منتجاتها تجنبت هذا التداخل بموجب الجزء 15 من قواعدها. في المملكة المتحدة، وضع مدير مكتب البريد (الذي كان مسؤولاً عن ترخيص الراديو) مجموعة من القواعد الصارمة المتعلقة بالتداخل اللاسلكي.