(* = HB3 Stoff, die Kennzeichnung der für HB3 wichtigen Teile mit einem Stern (*) ist eine wertvolle Hilfe beim praktischen Studium).

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1 Inhalt (* = HB3 Sto, die Kennzeichnung der ür HB3 wichtigen Teile mit einem Stern (*) ist eine wertvolle Hile beim praktischen Studium). 7 RÖHREN Schwingkreis-Details* Verlustparameter Serie-Resonanzwiderstand* Schwingkreis-Berechnungsbeispiele, Güte Parallel-Resonanzwiderstand* Weitere Schwingkreisormeln Bandbreite* Bandilter Kopplungsarten Shape-Faktor Hoch- und Tiepässe* Elektronenröhren* Grundunktion* Ventilwirkung Diodenunktion* Kaum mehr Röhrendetails an der Lizenzprüung* Die Verstärkerröhren* Röhren, immer noch aktuell* kw- Power Tetrode RCA 6166A Schon geübt mit dem ILT-App?* Hausaugaben* Musterlösungen* Stichwortverzeichnis 41 ILT-Schule Amateurunk (Vers ) - 7/6 -

2 7.1.2 Serie-Resonanzwiderstand* In Bild 7-2 ist die Resonanzkurve eines Serieschwingkreises gezeigt. Machen wir einmal ein paar Überlegungen. Z R S Res Bild 7-2: Resonanzkurve eines Serie-Schwingkreises. Wir legen an einen Serieschwingkreis (Bild 7-1, links) einen HF-Generator an, dessen Frequenz wir verändern können. Bei = 0 (Null) sperrt der Kondensator C und die Spule L ist wirkungslos. XC überwiegt gegenüber XL, die Impedanz Z ist also kapazitiv. Mit dem Ansteigen der Frequenz wird XC kleiner (Kondensator leitet den Wechselstrom) und Z sinkt ebenalls ab. Beim Erreichen der Resonanzrequenz heben sich die Blindwiderstände XC und XL gegenseitig au. Z will eigentlich Null werden, aber im Kreis liegt ja der Verlustwiderstand RS. Deshalb kann Z nicht mehr tieer absinken als au den Wert RS. ILT-Schule Amateurunk (Vers ) - 7/9 -

3 7.2 Bandbreite* Die Form der Resonanzkurve eines Schwingkreises hängt von der Dämpung des Schwingkreises ab, bzw. von der Hochwertigkeit der verwendeten Bauteile. Oder anders gesagt, je höher die Güte eines Schwingkreises ist, desto höher (besser) wird die Schwingkreisqualität. Oder nochmals anders gesagt, je höher die Güte eines Resonanzkreises gemacht wird (oder gemacht werden kann), desto spitzer oder schmaler wird die Resonanzkurve. Ein Mass ür die Breite eines Resonanzkreises ist die Bandbreite B. Sie ist die Dierenz der Frequenzen, bei denen die Resonanzspannung (beim Seriekreis) oder der Resonanzstrom (beim Parallelkreis) oder die Impedanz Z au den Wert 1 2 das heisst das 0,707-ache abgesunken ist. Dieser Punkt entspricht einem Wert von -3 db des Höchstwertes, weshalb dieser Punkt auch als 3dB-Punkt bezeichnet wird. 100% Z -3dB/70,7% 0,707 Q = klein Q = gross B U B Res O Bild 7-7: Verschieden breite Resonanzkurven eines Parallelschwingkreises. Betrachten wir einmal Bild 7-7. Da sind zwei verschiedene Resonanzkurven zu sehen. Bei der einen Kurve mit der grossen Bandbreite ist das Q klein, dagegen hat die Kurve mit der kleinen Bandbreite ein grosses Q (hohe Güte). Die beiden Frequenzen u und o sind diejenigen Punkte, bei denen die Phasenverschiebung jeweils genau 45 beträgt. So ergeben sich zwei weitere Formeln. ILT-Schule Amateurunk (Vers ) - 7/22 -

4 0,707 Res 1 Res 2 1 B 2 Bild 7-9: Zwei versetzte res ergeben beim Bandilter eine grössere Bandbreite Kopplungsarten Bild 7-10 zeigt, dass die Übertragungsorm zudem noch abhängig ist vom Koppelgrad der einzelnen Kreise. überkritisch kritisch lose Bild 7-10: Verschiedene Kopplungsarten beim Schwingkreis. Sind sie lose gekoppelt, so spricht man von unterkritischer Kopplung. Die Bandilterkurve entspricht dann in etwa der eines Einzelkreises mit grösserer Flankensteilheit. Wünschenswert ist im Allgemeinen eine sogenannte kritische Kopplung (gestrichelt gezeichnet), bei der ein laches Kurvendach entsteht, wobei die zu übertragende Bandbreite mit gleicher ILT-Schule Amateurunk (Vers ) - 7/25 -

5 7.4 Elektronenröhren* Im heutigen Halbleiter- und Mikroprozessor-Zeitalter wird die Elektronenröhre meist leise belächelt oder gar ganz vergessen. Zu Unrecht, gibt es doch auch heute noch einige Röhrenanwendungen. So ist der Unterhaltungselektronik liebstes Kind, das Fernsehgerät ohne Röhrentechnik vorerst noch undenkbar, denn die Bildröhre ist eine klassische Röhrenanwendung. Obwohl hier immer mehr Halbleiter-Flachbildschirme die gute Bildröhre nach und nach verdrängt. Das gleiche gilt ür ein viel gebrauchtes Messgerät, das Katodenstrahloszilloskop. Und schliesslich sind in vielen Senderendstuen, besonders bei hohen Leistungen bis 1 kw noch vielach Röhren anzutreen. Grund genug also, sich damit zu beschätigen. Zunächst einen Hinweis: Für das Studium der Amateurunk-Technik, wie sie an der Bakom-Prüung verlangt wird, sind wenig Röhrendetails geragt, siehe au Seite 34. Grundlage der Röhrentechnik ist der Transport von Elektronen im lutleeren Raum. Dazu muss man sie jedoch aus dem esten Leitermaterial herausdampen, in dem man das Leitermaterial, die Glühkatode, durch eine Heizspannung au eine hohe Temperatur bringt. Die herausgedampten Elektronen umgeben zuerst die Katode als Raumladungswolke. Um sie zur Gegenseite zu transportieren muss ein Spannungsgeälle dorthin geschaen werden. Dazu benötigt man die Anodenspannung. Der liessende Elektronenstrom lässt sich durch eine weitere Elektrode, das Gitter, und durch die daran liegende Gitterspannung steuern. Darau beruht die Verstärkerwirkung der Röhre. Die Röhrentechnik hat eine rund 80jährige Entwicklung hinter sich! Die Elektronenemission im lutleeren Raum wurde bereits 1884 durch den grossen Erinder Thomas Alva Edison entdeckt. Bei der Erindung der Glühbirne machte er diese Entdeckung. Daher wird die Glühemission auch die thermische Elektronenemission oder der Edison-Eekt genannt Grundunktion* Die ersten Elektronenröhren hatten noch ast die Form einer Glühbirne. Erst mit der Zeit wurde aus der Birne ein Glaskolben, der lutleer gepumpt ist (Hochvakuum). In diesem Röhrenkolben sind au ILT-Schule Amateurunk (Vers ) - 7/30 -

6 7.5 Die Verstärkerröhren* Bei Verstärkerröhren beinden sich zwischen Katode und Anode noch ein oder mehrere voneinander isolierte schraubenörmig angeordnete Elektroden (Bild 7-17). Katode Gitter Anode (augeschnitten) Bereich mit grösserer Steigung Gitter einer Regelröhre Bild 7-17: Anordnung der Elektroden bei einer Triode. Diese Elektroden werden Gitter genannt, weil sie in den allerersten Konstruktionen wirklich kleine Drahtgitter (ähnlich einem Teesieb) waren. Je nach der Form der heutigen wendelörmigen Gitter lässt sich die Charakteristik der Röhre beeinlussen. Der eigentliche Schritt zum aktiven, zum verstärkenden Element ist die Erindung der Triode. Sie hat drei (tri = drei) Elektroden, das heisst eine Katode, eine Anode und ein Gitter. Dieses Gitter wird hier Steuergitter genannt. Mit ihm kann der Elektronenstrom beeinlusst (gesteuert) werden. Die Erindung der Elektronenröhre geht im Grunde au die Glühlampenerindung von Edison zurück und au den von ihm 1884 beschriebenen Edisoneekt, bei dem ein glühender Körper Elektronen ausstrahlt. Jedoch erst der Amerikaner Lee de Forest erkannte, dass sich mit einem Steuergitter der Anodenstrom beeinlussen liess. Der Trick dabei ist, dass sich mit kleinen Ug-Änderungen (Gitterspannungsänderungen) grosse Ia- Änderungen (Anodenstromänderungen) ergeben. Betrachten wir einmal Bild 7-18: ILT-Schule Amateurunk (Vers ) - 7/35 -