الخمسة الأمريكيون

يُعدّ مصطلح "أول أميركان فايف " (AA5 اختصارًا) اسمًا شائعًا لأجهزة استقبال الراديو فائقة التغاير التي تم إنتاجها بكميات كبيرة، والتي استخدمت خمسة صمامات مفرغة في تصميمها. صُممت هذه الأجهزة لاستقبال بثّات تعديل السعة (AM) في نطاق الموجات المتوسطة ، وصُنعت في الولايات المتحدة من منتصف ثلاثينيات القرن العشرين حتى أوائل ستينياته. ^{[ 1 ] [ 2 ]} وبفضل الاستغناء عن محوّل الطاقة ، انخفضت تكلفة هذه الأجهزة؛ وطُبّق المبدأ نفسه لاحقًا على أجهزة استقبال التلفزيون. وُجدت اختلافات في التصميم لخفض التكلفة، أو لاستقبال نطاقات الموجات القصيرة، أو لتحسين الأداء، أو لاستخدام مصادر طاقة خاصة، على الرغم من أن العديد من الأجهزة استخدمت مجموعة متطابقة من الصمامات المفرغة.

كان يُطلق على الراديو اسم "All American Five" لأن تصميمه كان يستخدم عادةً خمسة أنابيب مفرغة، وكان يشكل غالبية أجهزة الراديو المصنعة للاستخدام المنزلي في الولايات المتحدة الأمريكية وكندا في عصر الأنابيب.

صُنعت هذه الأجهزة بالملايين من قِبل مئات الشركات المصنعة منذ ثلاثينيات القرن العشرين، وصُنعت آخر نماذجها في اليابان. كانت سخانات الصمامات موصولة على التوالي، وتتطلب جميعها نفس التيار، ولكن بجهود مختلفة عبرها. صُممت المجموعة القياسية من الصمامات بحيث يكون إجمالي الجهد المقنن للصمامات الخمس 121  فولتًا، وهو أعلى بقليل من جهد التيار الكهربائي الذي يتراوح بين 110 و117 فولتًا. لذلك، لم تكن هناك حاجة إلى مقاومة خفض جهد إضافية. احتوت التصاميم التي لا تستخدم محولات على هيكل معدني موصول بأحد طرفي خط الطاقة، مما شكّل خطرًا كبيرًا للصعق الكهربائي، وتطلب خزانة معزولة جيدًا. يمكن تشغيل أجهزة الراديو التي لا تستخدم محولات إما بالتيار المتردد أو التيار المستمر (ومن ثم تُسمى أجهزة استقبال AC/DC ) - مع العلم أن مصادر التيار المستمر لم تكن نادرة آنذاك. عند تشغيلها بالتيار المستمر، لن تعمل إلا إذا تم إدخال القابس بالقطبية الصحيحة .

كانت فلسفة التصميم بسيطة: يجب أن يكون تصنيعه بأقل تكلفة ممكنة. وقد تم تحسين التصميم لتقديم أداء جيد مقابل السعر. فضّلت شركة Atwater Kent ، وهي إحدى شركات تصنيع أجهزة الراديو، الخروج من السوق بدلاً من محاولة منافسة تصاميم AA5 "القزمة" أو منخفضة التكلفة. ^{[ 4 ]}

استُخدمت العديد من الحيل التصميمية لخفض تكاليف إنتاج الراديو ذي الخمس صمامات. كان لا بد من أن تكون سخانات جميع الصمامات المفرغة مصممة لاستخدام نفس التيار، حتى يمكن تشغيلها بالتوالي من جهد التيار الكهربائي. احتاج صمام المقوم وصمام خرج الصوت إلى طاقة تسخين أكبر، لذا فقد خفضا الجهد بشكل أكبر من الصمامات الأخرى. في العديد من التصاميم، كان صمام المقوم مزودًا بمأخذ على السخان لتشغيل مصباح المؤشر. كان تيار اللوحة يمر عبر ذلك الجزء من سخان المقوم، لتعويض التيار المحول إلى مصباح المؤشر. في حال تعطل مصباح المؤشر، سيتعرض ذلك الجزء من سخان المقوم لتيار أكبر، مما قد يؤدي إلى احتراق الصمام في غضون بضعة أشهر. احتوت أجهزة الراديو القديمة على شبكة مقاومات لتقليل هذه المشكلة، ولكن سرعان ما تم الاستغناء عنها لأن تكلفة استبدال الصمام لم تكن من مسؤولية الشركة المصنعة. وكما هو الحال مع أضواء شجرة عيد الميلاد ، إذا تعطل سخان أحد الصمامات، فلن تعمل أي من سخانات الصمامات الأخرى.

صُمم خلاط التردد على شكل محول خماسي الشبكة لتوفير تكلفة أنبوب المذبذب المنفصل . وتم توفير الكاشف ومرحلة الصوت الأولى بواسطة أنبوب مزدوج ثنائي/ثلاثي. وعندما يحتوي أنبوب الكاشف/مرحلة الصوت الأولى على ثنائي ثانٍ، يمكن استخدامه لتوفير تحكم تلقائي في الكسب (AGC)، أو يمكن اشتقاق انحياز AGC من ثنائي كاشف الصوت. ^{[ 5 ]}

شكّلت العديد من النماذج الأولى من أجهزة الراديو الأمريكية الخمسة خطرًا كبيرًا على المستخدمين، إذ كانت هيكلية هذه الأجهزة موصولة مباشرةً بأحد طرفي التيار الكهربائي الرئيسي، وذلك لافتقارها إلى محوّل كهربائي. وقد تفاقم الخطر لأن مفتاح التشغيل/الإيقاف كان غالبًا موجودًا في سلك التيار الكهربائي الرئيسي المتصل بالهيكلية، مما يعني أن الهيكلية قد تكون موصلة للتيار سواءً كان الجهاز قيد التشغيل أو الإيقاف، وذلك بحسب اتجاه إدخال القابس في مأخذ الطاقة. كانت العديد من القوابس الكهربائية تحتوي على دبوسين متطابقين، ويمكن توصيلها بأي اتجاه. في بعض الأحيان، كانت براغي تثبيت الهيكلية المعدنية قابلة للوصول من خارج العلبة المصنوعة من الباكليت أو الخشب، وقد سُجّلت حالات عديدة لتعرض المستخدمين لصدمة كهربائية نتيجة ملامسة هذه البراغي أثناء التعامل مع الجهاز. كما كانت فتحات التهوية كبيرة بما يكفي للسماح للأطفال بإدخال أصابعهم أو أجسام معدنية من خلالها. وكان هذا النوع من الخطر موجودًا أيضًا في أجهزة الراديو الأوروبية التي تعمل بالتيار المتردد/المستمر، ولكن بجهد مضاعف.

تم التخلص من هذا الخطر في الأجهزة اللاحقة باستخدام ناقل أرضي داخلي متصل بالهيكل عبر شبكة عزل. اشترطت مختبرات Underwriters Laboratories اعتماد الهيكل العائم ، كعزل عن التيار الكهربائي الرئيسي (لم تُحدد قيم الدائرة والمكونات بدقة، ولكن تم تحديد تيار التسريب المسموح به) للحد من الصدمة الكهربائية إلى مستوى تيار "آمن". تم الحفاظ على الهيكل عند تأريض الترددات الراديوية (للحماية) بواسطة مكثف جانبي (عادةً من 0.05  إلى 0.2  ميكروفاراد) موصول به عادةً مقاوم (عادةً من 220  إلى 470 كيلو أوم، على الرغم من استخدام  قيم صغيرة تصل إلى 22 كيلو أوم أحيانًا أو الاستغناء عن المقاوم تمامًا). ^{[ 6 ] [ 7 ]} مع مرور الوقت، غالبًا ما تتسرب هذه المكثفات الورقية، مما قد يسمح بتدفق تيار كافٍ لإحداث صدمة كهربائية للمستخدم. 

على الرغم من إنتاج أجهزة راديو بأربعة وستة أنابيب، وحتى عدد قليل من ثمانية أنابيب نادرة، إلا أنها لم تكن شائعة. كان أداء النسخة ذات الأربعة أنابيب المزودة بمقوم أنبوبي مفرغ أقل، إذ لم تكن تحتوي عادةً على أنبوب مكبر التردد المتوسط ، مع أن بعض التصاميم ذات الأربعة أنابيب المزودة بمقوم سيلينيوم بدلاً من أنبوب المقوم تجنبت هذه المشكلة. أضافت النسخ ذات الستة أنابيب إما أنبوب مكبر ترددات لاسلكية ، أو أنبوب مكبر طاقة صوتية بتقنية الدفع والسحب ، أو أنبوب مذبذب تردد الخفقان (للاستماع إلى شفرة مورس أو إرسالات التعديل أحادي النطاق الجانبي ). مع ذلك، كانت هذه الأجهزة أغلى ثمناً بكثير، وبيعت بكميات أقل. أما النسخ ذات الثمانية أنابيب فكانت أغلى ثمناً، إذ أضافت ميزتين أو أكثر من ميزات النسخ ذات الستة أنابيب، وأحياناً أنبوب مكبر تردد متوسط ​​إضافي.

يعود التصميم الأساسي لـ "الخمسة الأمريكيين" إلى أجهزة منخفضة التكلفة تم إنتاجها في الأيام الأولى للراديو.

بحسب إصدارات مختلفة من دليل أنابيب الاستقبال من شركة RCA ، يجب ترتيب سلسلة التسخين في راديو التيار المتردد/المستمر بترتيب معين لتقليل التشويش. وبافتراض أن جميع الوظائف تُؤدى بواسطة أنابيب منفصلة، ​​يجب ترتيب سخانات السلسلة كما يلي:

1. مرحلة الإدخال
2. أنبوب أو مقاوم الصابورة
3. مقوم التيار
4. مضخم صوت ذو خرج طاقة
5. مضخمات الترددات الراديوية والترددات المتوسطة
6. محول
7. أول مضخم صوت تلقائي
8. كاشف
9. خط الأرض/الخط B-mins

لم يلتزم جميع المصنّعين بهذه التوصية.

صُممت العديد من أجهزة استقبال التلفزيون بالأبيض والأسود والملون باستخدام مبادئ "الخمسة الأمريكية"، بما في ذلك هيكل ساخن وسخانات موصولة على التوالي. وُجدت هذه التصاميم بشكل أساسي في أجهزة محمولة أو رخيصة الثمن، بدءًا من خمسينيات القرن الماضي وحتى سلسلة GE Portacolor التي توقف إنتاجها نهائيًا في ثمانينيات القرن نفسه. استخدمت الأجهزة الأولى مقومات السيلينيوم بدلًا من الصمامات الإلكترونية، بينما استخدمت الأجهزة اللاحقة ثنائيات السيليكون. بعض هذه الأجهزة كانت هجينة، حيث استخدمت الترانزستورات لتطبيقات الإشارات الصغيرة والصمامات الإلكترونية المفرغة بدلًا من ترانزستورات الطاقة باهظة الثمن آنذاك. تضمنت بعضها أيضًا ثنائيًا مقومًا موصولًا على التوالي مع خيوط الصمامات الإلكترونية؛ فعندما يكون الجهاز مطفأً، يُبقي المقوم الخيوط ساخنة جزئيًا، وهي تقنية عُرفت بأسماء مختلفة مثل "التشغيل الفوري".

بما أن هيكل الجهاز قد يكون متصلاً مباشرةً بالطرف الحيّ لخط الطاقة، تستخدم ورش الصيانة محول عزل لحماية الفنيين من خطر الصعق الكهربائي. يقوم بعض الفنيين بإعادة توصيل هيكل الجهاز الحيّ لجعله في وضع التعادل دائمًا. تتطلب بعض التصاميم فقط تحديد قطبية القابس، بينما تتطلب تصاميم أخرى إعادة توصيل مصدر الطاقة لفصل المفتاح عن تأريض الهيكل. يجب توصيل منافذ الطاقة بشكل صحيح لضمان فعالية هذا التعديل.

• راديو المرافق
• فولكسيمبفانجر

• الخمسة الأمريكيون المثاليون
• مقالة معلومات عامة عن راديو أركين AA5
• مراجعة للتطورات في أجهزة استقبال البث لعام 1933 ، هندسة الراديو (مجلة)، أغسطس 1933، الصفحات 6، 7، 20