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Röhrenmeßtechnik

Messung der Sprechleistung

Die mit Sinuston vorgenommene Leistungsmessung der Endröhren (Sprechleistung N) erfolgt entweder im allgemeinen mit Kathodenwiderstand oder mit fester Gittervorspannung . Durch letzteres soll erreicht werden, daß die Meßergebnisse den im praktischen Betrieb mit Sprach-und Musikdarbietungen erzielbaren Leistungen besser entsprechen. Bei einer Messung, die mit Sinuston und voller Aussteuerung ausgeführt wird, tritt nämlich durch einen Kathodenwiderstand eine wesentliche Verschiebung des Arbeitspunktes ein, und dadurch wird die erzielbare Leistung herabgesetzt. Diese Verschiebung des Arbeitspunktes tritt aber im praktischen Betrieb infolge der Zeitkonstante des Kathodengliedes auch bei voller Aussteuerung nur in geringem Maße auf, weil infolge der Dynamik der Wiedergabe nur in sehr kurzzeitigen Spitzen voll ausgesteuert wird. Durch die Messung mit fester Gittervorspannung wird also der Fehler bei der Leistungsangabe wesentlich kleiner sein als der Fehler bei einer Messung mit Kathodenwiderstand. Die gleichen Überlegungen gelten auch für einen etwa vorgesehenen Schirmgittervorwiderstand.

Grenzwert des Gitterableitwiderstandes

Die Begrenzung des Gitterableitwiderstandes soll eine unzulässige Verlagerung des Arbeitspunktes durch Fehlströme (Isolationsstrom, negativer Gitterstrom, thermische Gitteremission) verhindern. Die zulässigen Widerstandswerte gelten für die Summe der zwischen Gitter und Kathode liegenden Gleichstromwiderstände und beziehen sich auf die Nennwerte der Widerstandselemente.

Gittervorspannungserzeugung

Feste Gittervorspannung ist eine bestimmte zwischen Gitter und Kathode der Röhre angelegte Gleichspannung zur Festlegung des Arbeitspunktes auf der Röhrencharakteristik. Diese Gleichspannung kann einem besonderen Netzgleichrichter entnommen werden.

Gleichstrom-Gegenkopplung reduziert die Schwankungen im Anodenstrom, die z. B. bei Röhrenwechsel oder durch Betriebsspannungs-Schwankungen hervorgerufen sein können.

Gittervorspannung durch Spannungsabfall am Gitterableitwiderstand

Die Gittervorspannung wird durch den Spannungsabfall am vom Gitterstrom durchflossenen Gitterableitwiderstand erzeugt.

Zulässige Streuung der Heizwerte

Es müssen den Transformatoren und Vorwiderständen gewisse Streuungen zugebilligt werden. Im Interesse einer guten Lebensdauer der Röhre sollten jedoch diese Streuungen so klein wie möglich gehalten werden. Diese Begrenzung der Heizwertstreuungen ist bedingt durch die Schädlichkeit sowohl einer Oberheizung als auch einer Unterheizung für die Emissionsfähigkeit der wirksamen Kathodenschicht. Bei Oberheizung tritt eine Zerstörung der Schicht durch Verdampfen ein, bei Unterheizung dagegen eine Verarmung an wirksamem Barium, hervorgerufen durch mangelnde Nachlieferung aus der Oxydschicht infolge unzureichender Erwärmung. Außerdem kann die Oberheizung zum Durchbrennen des Fadens führen. Im allgemeinen sollte die Kolbentemperatur niedrig gehalten werden, da sich mit steigender Kolbentemperatur eine Verringerung der Lebensdauer ergibt.

Mikrophonie

Bei Verstärkerröhren können Mikrophoniestörungen dadurch auftreten, daß mechanische Schwingungen auf das Röhrensystem einwirken, Systemteile der Röhre in Schwingungen versetzen und eine elektrische Störspannung gleicher Frequenz hervorrufen. Solche mechanischen Stöße und Erschütterungen können insbesondere durch Schalter, Motoren und ähnliches im Gerät selbst oder durch Vibrationen am Aufstellungsort oder durch mechanisch über das Chassis übertragene Schwingungen des Lautsprechers hervorgerufen werden. Eigenresonanzen des Chassis können bei ungünstiger Röhrenplatzierung die Störungen erheblich verstärken. Kleine Änderungen am Chassis oder am Aufstellungsort der Röhre bringen hier bereits Verbesserungen. In kritischen Fällen muß die Röhren-Fassung federnd eingebaut werden. Weiterhin kann akustische Rückkopplung vom Lautsprecher auf die Röhre zu Störungen führen, wobei Lautsprecher-Wirkungsgrad, Abstand des Lautsprechers von der Röhre, Strahlungsrichtung des Lautsprechers und Frequenzgang des Übertragungsweges von Bedeutung sind. Abhilfe ist möglich durch akustische Abschirmung der betreffenden Röhre.

Brumm

Bei Wechselstromheizung können durch die Kapazität zwischen Heizfaden und den übrigen Elektroden, durch den Fehlstrom zwischen Heizfaden und Kathode (und dessen Veränderungen) und durch den Einfluß des Magnetfeldes des Heizfadens Störungen auftreten, die sich in NF-Schaltungen als hörbare Brummstörungen auswirken. Den größten Einfluß haben hier Steuergitter und Kathode. Von Bedeutung sind die Höhe der Wechselspannung zwischen Heizfaden und Kathode bzw. Steuergitter (z. B. in Heizketten, wenn der Heizfaden „hoch" liegt) und die Impedanz zwischen Heizfaden und Kathode bzw. Steuergitter. Erhebliche Störungen können auftreten, wenn die Heizfaden-Kathoden-Strecke in NF-Kreisen liegt, hinter denen noch eine hohe Verstärkung stattfindet. Weitere Störungsmöglichkeiten sind gegeben durch die Magnetfelder von Netztransformatoren und Siebdrosseln. Die Störungen können dadurch weitgehend vermieden werden, wenn man die Netzwechselspannung zwischen Heizfaden und Kathode bzw. Steuergitter klein hält, daß man die Impedanzen zwischen Heizfaden und Kathode bzw. Steuergitter niedrig wählt.

Rauschfaktor oder Rauschzahl

Rauschfaktor oder Rauschzahl ist das Verhältnis des Rauschabstandes an der Eingangsseite zu dem Rauschabstand an der Ausgangsseite einer Röhrenstufe. Der eingangsseitige Rauschabstand bezieht sich dabei auf eine Rauschtemperatur des Abschlußleitwertes von To = 293 °K. Der Rauschfaktor wird als dimensionslose Zahl oder in dB angegeben. Gleichbedeutend ist die Definition: Der Rauschfaktor ist das Verhältnis der pro Hertz Bandbreite am Ausgang insgesamt gelieferten (bzw. angebotenen) Rauschleistung zu der Rauschleistung, die der eingangsseitige Abschlußleitwert allein am Ausgang liefern (bzw. anbieten) würde.

Zwischenschichtfreie Spezialkathode

Die Spezialkathode dieser Röhre schließt das Entstehen einer störenden Zwischenschicht selbst dann aus, wenn sie längere Zeit bei eingeschalteter Heizung ohne Stromentnahme betrieben wird.

Ein einwandfreier Betrieb der Röhren ist nur dann gewährleistet, wenn die Grenzwerte und die Heizspannungstoleranzen eingehalten werden.