Tuburile electronice - din nou, numai de bine

Postat întâi pe Adevărul.ro

Într-o postare din acest an mă întrebam retoric unde au dispărut tuburile electronice. Erau elemente cheie ale aparaturii electronice de acum nu mulţi ani şi au lăsat locul în numai câţiva ani circuitelor semiconductoare.  Au existat reacții din partea unor entuziaşti care au subliniat că tuburile sunt încă de neînlocuit în anumită aparatură electronică mai ales cea audio de ultra performanţă. Am primit prin e-mail un mesaj interesant din partea domnului George Chiriţă, specialist reputat în electronică şi antreprenor de succes, stabilit în Franţa. Din mesaj aflu cu plăcere că „Plecând de la ideea articolului Dvs. despre Tuburi şi de la apariţia pe piaţă a primului Bluray Pure Audio (calitate de master  studio in 24bit/96KHz) cu sunet 3D  5.1, am constatat că pe piaţă nu exista niciun amplificator audio sa corespunda acestor calităţi. Cum tuburile au fost primele componente electronice  cu care am lucrat, am construit primul amplificator  pe 6 canale pentru muzica 3D Hi-Fi. Performantele sunt la înălţime 6X35W, distorsiuni 0,5%, banda pasantă 10Hz -  40KHz şi cu un VU-metru  grafic spaţial 5.1 pentru un reperaj rapid al canalelor. Odată ce aţi ascultat muzica in 3D nu mai puteţi reveni înapoi. ..Măria sa Regele Tub, la nivel performanţe nici o alta componentă electronică nu a reuşit să-l detroneze.” Imagini şi detalii sunt prezentate pe site-ul autorului. Cu multă bucurie îl felicit pe autor şi repar, dacă este nevoie, confuzia care s-a produs din formularea titlului postării mele. Tuburile nu au dispărut sau rărit numai foarte mult, există încă aplicaţii în care performanţele lor nu sunt egalate de semiconductori. Pe de altă parte, este greu de ignorat fenomenala evoluţie a circuitelor integrate cu dublarea densităţii lor de elemente la fiecare 2 ani aşa cum a observat Gordon Moore încă în 1965. Creşterea densităţii de elemente pe o pastilă de siliciu a condus şi la o exponenţială reducere de costuri şi astfel avem în prezent puteri de prelucrare uriaşe  în dispozitive pe care le putem ţine în mână şi conţin miliarde de tranzistori. Un astfel de dispozitiv construit cu tuburi ar ocupa, aşa cum am mai spus, un volum echivalent cu Casa Poporului sau de câteva ori Empire State Building şi nu ar funcţiona niciodată, un mare număr de tuburi fiind defecte în fiecare moment. Dividendul digital Şi atenţie nostalgici care aţi mai păstra vechiul televizor cu tuburi! Nu numai evoluţia circuitelor integrate le va face inutile prin concurenţa cu televizoarele LED extraplate. În curând, conform unor decizii europene, se va renunţa complet la emisia terestră analogică. Televiziunea analogică transmisă prin emiţătoare terestre ocupă un spectru larg de frecvenţe. Televiziunea digitală folosind compresia de date, permite emisia programelor într-o bandă mai mică decât cea prezentă, eliberând o parte considerabilă a spectrului. Banda de frecvenţe eliberată are avantaje verificate, în primul rând de propagare, şi este folosită pentru transmisii de date digitale şi telefonie mobilă cu beneficii mari. Operaţia a fost denumită dividend digital în relaţie cu aceste avantaje şi este benefică întregii populaţii, chiar dacă unii vor trebui să înlocuiască aparatele vechi. Din fericire, preţul acestora este încă în scădere …

Tuburile electronice – unde au dispărut?

Postare reprodusă după Adevarul.ro

Poate unii dintre noi se mai întreabă ce s-a întâmplat cu tuburile electronice. Ne amintim de ele ca elemente cheie ale radioreceptoarelor, televizoarelor și ale calculatoarelor electronice de acum nu mulți ani.

Era prin anii 1970 și încă și 1980 când alergam încă după câte o triodă sau pentodă care se arsese și ne făcea televizorul sau aparatul de radio indisponibil. Ne amintim poate  de magazinul ”de la coloane” de pe strada Academiei de lângă universitate. Acolo găseai tubul, cel mai des doar dacă veneai de mai multe ori. Apoi vizitele la magazine pentru tuburi electronice treptat s-au rărit…

Apariția

Tubul electronic cu vid a apărut la sfârșitul secolului XIX și a produs o revoluție în electronică. Introducerea unor electrozi într-un tub vidat (Thomas Edison a avut un rol important și aici) a creat posibilitatea construirii a ceea ce electroniștii au denumit diode, triode, tetrode, pentode, etc., după numărul de electrozi. Acestea au avut toate cu rol important în dezvoltarea radioului, televiziunii, comunicațiilor, nu în ultimul rând pentru că au permis crearea de amplificatoare  și astfel folosirea undelor electromagnetice de puteri foarte mici. Apoi au fost create relee electronice cu tuburi, un prim pas spre calculatoarele electronice.

Un tub electronic disipa însă căldură și chiar dacă puterea consumată era relativ mică de la 5 mW la 8 W, ea devenea semnificativă, de exemplu, pentru calculatoarele electronice care foloseau mii de tuburi și aveau nevoie de surse de alimentare de zeci de KW. Fiabilitatea tuburilor a fost remarcabilă față de releele electromecanice pe care le-au înlocuit în anumite echipamente. Dar, ieșirea lor din uz era frecventă și cei mai în vârstă își amintesc de goana după găsirea unui tub nou amintită mai sus.

Folosirea tuburilor electronice a însemnat și nașterea domeniului digital, o combinație de două tuburi numită circuit bistabil permițând realizarea de scheme pentru construcția calculatoarelor electronice. Primul calculator electronic ENIAC construit în 1946 pentru armata americană avea 19 mii de tuburi. În România MECIPT – 1 construit la Politehnica din Timișoara între 1957-1962 avea 2000 de tuburi.  Câte un tub ieșea din funcțiune la 2-3 zile, statistică nu departe de ENIAC unde s-a raportat o medie de 2 zile și 15 minute pentru găsirea lui. La Timișoara le găsea mult mai repede Herbert, un tehnician experimentat și valoros, care ajunsese să te întrebe ce eroare dă calculatorul și mergea direct la .. tubul vinovat.

Începutul declinului

Inventarea semiconductoarelor și mai ales a tranzistorului în 1947 de către John Bardeen a detronat urgent tuburile electronice din aproape toate aplicațiile. Pe o plăcuță de germaniu, dar mai apoi de siliciu, se puteau realiza circuite electronice cu consum nesemnificativ și mai ales cu fiabilitate mult sporită. Tranzistorul și diodele semiconductoare au pătruns rapid în radioreceptoare și televizoare.  Cei care rememorează anii 1960-1970 își amintesc de apariția insolită a primelor radioreceptoare portabile miniatură care se lăudau pe etichete cu numărul de tranzistoare pe care le aveau în schemă. Îmi amintesc chiar de un caz amuzant. Un coleg a cumpărat în străinătate un radioreceptor miniatură ieftin pe care scria ca emblemă  ”7 tranzistoare” ca pe originalul Sony din imagine. L-a deschis și le-a numărat, erau 7 cu adevărat, dar 3 nu erau legate nefiind în fapt nevoie de ele în schemă. Popularitatea tranzistorului era așa de mare că în România radioreceptoarele portabile au fost chiar denumite chiar .. ”tranzistoare” și oamenii se mândreau cu ele cam cum o fac azi cu un smartphone sofisticat. Calculatoarele electronice construite cu tranzistoare au fost categorisite ca fiind din generația a doua și ocupau mai puțin spațiu, consumau mai puțină energie și au fost mult mai fiabile.

Pasul următor a fost făcut în 1959 de Jack Kilby, care a avut ideea de a realiza scheme cu mai mulți tranzistori pe o placă de siliciu. Numele de circuit integrat a făcut carieră și tehnologii noi au condus la densități de tranzistori din ce în ce mai mari. Ba chiar prin dublare la fiecare 2 ani așa cum a observat Gordon Moore în 1965 și a definit o lege care îi poartă numele. Dublarea densității continuă și se spune că nu se va încetini până prin 2020. Creșterea densității de elemente pe o pastilă de siliciu a condus și la o exponențială reducere de costuri și astfel avem în prezent supercalculatoare din trecut înglobate în dispozitive pe care le putem ține în mână și conțin miliarde de tranzistori.

De la un moment dat numerele cu multe zerouri încep să ne scape evaluării și devin greu de apreciat. Am făcut de aceea un exercițiu de proiectare și am comparat un smartphone, iPhone mai exact, cu calculatorul amintit  MECIPT -1, la construirea căruia am participat în anii 1961-1962 și l-am cunoscut în detaliile lui. Considerând echivalent un tub electronic cu un tranzistor, dacă am construi un iPhone cu tuburi electronice volumul acestuia ar fi de circa 4 ori mai mare decât Empire State Building și pentru funcționarea lui ar fi necesară o centrală electrică de dimensiunea unui grup de la centrala nuclearo-electrică Cernavoda. Ar mai fi de adăugat  că un astfel de telefon inteligent cu tuburi nu ar funcționa niciodată deoarece timpul mediu între două defecțiuni ale tuburilor ar practic zero!

Tuburile – dinozaurii electronicii?

Iată deci cum au dispărut tuburile! Nu au rezistat din cauza avantajelor urmașelor lor dispozitivele semiconductoare și treptat au părăsit scena. Au dispărut așa cum multe alte produse revoluționare la vremea lor au ajuns obiecte de muzeu cum sunt telegraful, discul de vinil, memoria cu tambur, memoriile cu ferite, pachetul de discuri amovibile, banda și caseta magnetică, discheta, imprimanta cu tambur, tubul catodic, etc. și se pregătește … televizorul analogic. Dar nu numai în electronică întâlnim fenomenul, să ne gândim ca exemplu la locomotiva cu abur, cândva regina drumului de fier…

Se vorbește mult despre dispariția dinozaurilor și despre cauzele care au condus la aceasta. O comparație cu ce se întâmplă în lumea tehnicii ne poate ajuta, cine știe, să înțelegem mai bine fenomenul.  Au existat dezastre naturale sau evoluția a produs ființe mai adaptabile la mediu, mai rapide și care consumau resurse mai puține și care au luat locul dinozaurilor neadaptabili?

Comparația poate merge mai departe. Unii  dinozauri au dispărut lent supraviețuind altora. Și dintre tuburi unele au rezistat. Tubul catodic a fost înlocuit de panouri LCD sau plasmă numai recent. Mai există echipamente, puține la număr, care mai au câte un tip de tub cu vid, greu de înlocuit cu alte tehnologii. Se mai adaugă acei puțini pasionați care încearcă din răsputeri să mențină în viață vreun aparat de radio vechi despre care sunt convinși că are un sunet neegalat de aparatele moderne. Am și eu un Grundig fabricat în 1965 pe care l-am folosit mulți ani și ca amplificator audio. Îl folosesc rar de teamă să nu se ardă vreun tub și nu știu de unde să mai găsesc înlocuitor. 

Nostalgie sau îngrijorare?

Este evident că dispariția tuburilor electronice ne-a schimbat viața în multe și variate feluri. A dispărut  din casă combina cu pick-up, radio și uneori și cu televizor, care se adapta destul de bine cu restul mobilei din living. Lângă combină aveai adesea și boxe în cutie de lemn, la fel în nuanțe potrivite . Le-au luat locul cutii metalice pe care cu greu le asortezi cu ceva. Ochiul magic, un tub electronic și el, devenise o obișnuință a decorului familial. Televizorul LCD plat îl atârni azi pe perete ca un tablou, dar este în cea mai mare parte a timpului o pată neagră disonantă cu tablourile învecinate. Sistemele home-cinema au multe boxe, cel mai des și ele cu aspect metalic și de culoare neagră. Ramele foto digitale și routerele Internet aduc probleme în plus pentru cei care își doresc un ambient cald. Am întâlnit și designeri care încearcă să facă ceva. Unul dintre ei este un compatriot al nostru stabilit în Franța care încearcă să armonizeze un monitor de calculator cu mobilă Louis XV (www.chirita.com). Interesant, dar încă rama stil nu acoperă complet pata fără pastel a monitorului stins. Dulcile tonuri ale amplificatoarelor analogice cu tuburi au fost înlocuite cu perfecțiunea și ea cam metalică a echipamentelor hi-fi digitale.

Așa că se găsesc încă mulți amatori de aparate radio cu tehnologie modernă, dar cu aspectul de acum câteva zeci de ani. Un astfel de aparat a produs Electronica (vă amintiți de această uzină etalon a industriei electronice a României? Pe locul ei se construiește acum o clădire de birouri) și se numea chiar Nostalgic.

Precizez că personal nu sunt un nostalgic și mă adaptez ușor la nou. Nu pot evita să-mi pun însă întrebarea dacă progresul extrem de rapid caracteristic revoluției digitale ne satisface întotdeauna și dacă aspecte adiacente legate de calitatea vieții nu ar trebui să ne preocupe mai mult?!

Și pentru a termina cu un zâmbet îngăduitor redau un dialog  autentic găsit pe un forum Internet (păstrez chiar și ortografia participanților la dialog) care ilustrează dificultatea de a fi nostalgic  și rămâne la tehnologiile vechi:

Întrebare:  Am un tv mai vechi cu tub,merge bine dar are un sfarait la partea deasupra la tub unde intra un fir in tub,iese si un miros (gaz) parca ar fi strapunsa garnitura de pe langa fir, se mai poate face ceva sau tubu e pe duca? (are si o scanteiere acolo).

Răspuns: Nu stiu daca tubul este pe duca, dar nu mai prezinta sigurata in exploatare, poate lua foc sau exploda (doamne fereste). Are nevoie de un consult la reparator tv. Mai bine fa-i un upgrade cu un LCD.