Gittervorspannungs- und Regelspannungserzeugung in Röhren-Rundfunkgeräten.

Online seit 11.05.2007. Letzte Bearbeitung 15.05.2007

Röhrenradios benötigen für eingebaute Röhren, die mit Steuergittern ausgestattet sind, in fast allen Fällen eine Gittervorspannungserzeugung. Diese Gittervorspannungen stellen den jeweils gewünschten Arbeitpunkt auf der Röhrenkennlinie ein. In Radios ist das in den meisten Fällen der möglichst lineare Bereich um den sogenannten Arbeitspunkt A. Es gibt hier Ausnahmen, wie z.B. die Audioschaltung, Oszillatorschaltung, Gegentakt-Endstufen, Verstärkerstufen mit Regeleigenschaften. Regelröhren können dabei über die Veränderung ihrer Gittervorspannung die Verstärkung beeinflussen.

Diese Arbeitspunkte sind von Röhre zu Röhre und zum Anwendungsfall verschieden.

Folgende Prinzipien haben sich durchgesetzt:

• 1. Die Gittervorspannungserzeugung mittels Kathodenwiderstand (automatische Gittervorspannungserzeugung) arbeitet meist unabhängig von anderen Stufen oder Röhren im Gerät (Man kann z.B. die Kathoden einer NF-Gegentaktendstufe diesbezüglich zusammenschalten). Nur der Strom durch die Röhre selbst legt die Gittervorspannung fest. Ein Überbrückungs-Elko zum Kathodenwiderstand verhindert Wechselstromgegenkopplung. Siebmassnahmen nicht erforderlich. In Grenzen kompensiert diese Gittervorspannung Röhrenalterung. Einsatzbereich oft in NF-Endstufen.
  
  
• 2. Die Gittervorspannungserzeugung im Netzteil über einen Zwischenwiderstand (halbautomatische Gittervorspannungserzeugung) zur Masse des Gerätes nutzt den gesamten Strom des Anodenspannungszweiges des Gerätes. Weicht nur eine Röhre z.B. durch Alterung von ihren Normdaten ab, hat das auf die Gittervorspannung der anderen Röhren eine nur geringe Wirkung. Auch unterschiedliche Gittervorspannungen sind so erzeugbar durch Abgriffe am Erzeugungswiderstand oder durch Widerstandsketten. Diese Gittervorspannung muss allerdings gut gesiebt werden, Wechsel- und NF- und HF- Spannungsverkopplungen müssen vermieden werden. Nachteilig ist, wenn eine der Röhren altert, verschieben sich u. U. etwas deren Betriebsparameter, da anders als bei der automatischen Gittervorspannung der nachlassende Anodenstrom speziell für diese Röhre nicht kompensiert wird. Einsatzbereich universell.
  
  
• 3. Die Gittervorspannungserzeugung über hochohmigen Gitterableitwiderstand spart Bauteile ein, ist aber nicht für jede Stufe und Röhre geeignet. So können in der Regel hohe Steuerwechselspannungen nicht verzerrungsfrei verarbeitet werden. Der erforderliche Gitterableitwiderstand liegt in der Regel im 2-stelligen M Ohm - Bereich. Einsatzbereich oft in NF-Vorstufen.
  
  
• 4. Regelspannung und verzögerte Regelspannung. Auch Regelspannungen aus dem Gleichrichter-Teil des Radios können an der Bildung der Gesamtgittervorspannung beteiligt sein. Manche Radios verzögern dabei die Regelspannung für die erste Verstärkerröhre (Einsatzpunkt ab einem bestimmten Schwellwert). Die Regelspannung soll Feldstärkeschwankungen (Fading) des Empfangssignales ausgleichen. Es sind hiefür spezielle Röhren mit Verstärkungsregeleigenschaften geschaffen worden. Deren Kennlinie hat keinen möglichst linearen Teil bei Arbeitspunkt A, sondern eine auch in diesem Bereich gekrümmte Kennline. Regelbare Röhren sind an der ungeraden Zahl im Röhrennamen zu erkennen. Beipiele: ECH81, EF85, UCH11, usw. Nichtregelbare Röhren sind dagegen beispielsweise die EF80, EF40, EF4, usw. Einsatzbereich in HF-Vorstufen, Mischstufen, ZF-Stufen, aber auch bei einigen Einkreisern.
  
  
• 5. Gittervorspannungserzeugung durch eine unabhängige Richtspannung aus dem Netzteil, die unabhängig vom Stromfluss durch das Netzteil ist. Einsatzbereich bei Gegentakt AB und B Verstärkern.
  
  
• 6. Gittervorspannungserzeugung aus einer Extra-Batterie oder Anzapfung einer Batterie. Einsatzbereich: Diese Varianten wirkt ähnlich wie (5), wurde bei Portable-Radios angewandt.
  
  
• 7. Audion. Eine Sonderform der Gittervorspannungserzeugung liegt beim Audion vor. Steht kein HF-Signal zur Gleichrichtung bereit, befindet sich der Arbeitspunkt beim Sättigungspunkt der Röhrenkennlinie ohne Ausbildung einer Vorspannung. In manchen Publikationen wird der rechte obere Punkt der Röhrenkennlinie mit D bezeichnet, andere Quellen weisen D einem Punkt weit im gesperrten Teil der Kennlinie links von C zu. Erst bei Vorhandensein eines HF-Signals wird die Gitter-Kathodenstrecke der Röhre in Verbindung mit dem Koppelkondensator und dem mittelohmigen Gitterableitwiderstand zum Gleichrichter. Die dann entstehende Richtspannung verschiebt den Arbeitspunkt in Richtung A. Für die Röhre stellt das eine Gittervorspannung dar. Einsatzbereich in diversen Geradeausempfängern, aber auch bei Superhetempfängern mit Audiondemodulator.
  
  
• 8. Oszillator. Ähnlich wie bei der Audionschaltung erzeugt die Oszillatorschaltung ihre Gittervorspannung durch Gittergleichrichtung selbst. Die Hochfrequenz des schwingenden Systems wird an dieser Strecke gleichgerichtet. Typische Gitterableitwiderstände liegen um 50 kOhm. Einsatzbereich in Superhet-Empfängern.

Arbeitspunkte:

Beispiel 1. Kombinierte Gittervorspannungserzeugung in der Praxis:

Beispiel 2. Kombinierte Gittervorspannungserzeugung in der Praxis:

Beispiel 3. Gittervorspannungserzeugung mit Hochohmwiderstand in der Praxis:

Beispiel 4. Kombinierte Gittervorspannungserzeugung in der Praxis:

Beispiel 5. Kombinierte Gittervorspannungserzeugung in der Praxis:

Beispiel 6. Kombinierte Gittervorspannungserzeugung in der Praxis:

Beispiel 7. Kombinierte Gittervorspannungserzeugung in der Praxis: