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B
Geschichte der Röhrenentwicklung und Grundlagen

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B.4
Erläuterungen zu den technischen Daten von Röhren

B.5.3
Senderöhren

Übersicht

1.   Allgemeines
2.   Grenzwerte
3.   Betriebshinweise
4.   Heizung
5.   Betriebsarten
6.   Betriebseinstellungen
7.   Kühlung
8.   Lagerung
 
1.   Allgemeines
1.1 Daten
1.2 Bezugspunkte der Elektrodenspannungen
1.3 Gleichstromverbindungen
1.4 Kapazitäten
1.5 Streuwerte und Kenndaten
1.6 Einbau und Ausbau
1.7 Zubehör
1.8 Zuführungen
 
2.   Grenzwerte
2.1 Absolute Grenzwerte
2.2 Schutzschaltung
2.3 Herabsetzung der Grenzwerte
2.4 Spannungen
2.5 Anodenverlustleistung
2.6 Schirmgitter-Verlustleistung
2.7 Steuergitter-Verlustleistung bei Röhren ohne Laufzeiteffekt
2.8 Gitterableitwiderstand, Dämpfungswiderstand
 
3.   Betriebshinweise
3.1 Betriebsdaten und Streuungen
3.2 Eingangsleistung, Steuerleistungsbedarf
3.3 Ausgangsleistung
3.4 Negativer Schirmgitterstrom
 
4.   Heizung
4.1 Stromart für die Heizung
4.2 Einstellung der Heizung
4.3 Einschalten der Heizspannung
4.4 Überbrückung des Heizfadens
4.5 Thorierte Wolfram-Katoden
4.6 Schnellheizkatoden
4.7 Indirekt geheizte Oxid-Katoden
4.8 Vorheizung vor dem Anlegen der Anodenspannung
4.9 Betriebspausen
 
5.   Betriebsarten
5.1 Ortsfeste Sendeanlagen
5.2 Mobile Sendeanlagen
5.3 Industrielle Anwendung
5.4 Amateur-Sender und besondere Betriebsarten
5.5 Stand-by-Betrieb
 
6.   Betriebseinstellungen
6.1 HF-Verstärker
6.2 HF-Anodenmodulation
6.3 HF-Linearverstärker
6.4 HF-Einseitenbandverstärker
6.5 NF-Verstärker
6.6 Intermittierender Betrieb
6.7 Impulsbetrieb
6.8 Betrieb mit Wechselspannung oder pulsierender Spannung
6.9 Besondere Einstellungen
 
7.   Kühlung
7.1 Kühlung durch Strahlung und Konvektion
7.2 Kontaktkühlung bei Aussenanodenröhren
7.3 Druckluftkühlung
7.4 Wasserkühlung


1.
Allgemeines

1.1
Daten

Die für eine Röhre angegebenen Kenndaten, Betriebsdaten, Kapazitäten und Kennlinien gelten, soweit keine Streugrenzen angegeben sind, für eine durchschnittliche Röhre, die für den jeweiligen Röhrentyp kennzeichnend ist.

1.2
Bezugspunkte der Elektrodenspannungen

Wenn nichts anderes angegeben ist, beziehen sich die Elektrodenspannungen auf die Katode (bei direkt mit Gleichstrom geheizten Röhren auf das negative Heizfadenende und bei direkt mit Wechselstrom geheizten Röhren auf die Mittelanzapfung des Heiztransformators bzw. auf die elektrische Mitte eines parallel zum Heizfaden liegenden Widerstandes, gegebenenfalls auch auf die Heizfadenmitte). Bei direkt geheizten Röhren beziehen sich die angegebenen Gitterspannungen auf Wechselstrom-Heizung. Bei Gleichstrom-Heizung ist eine Korrektur um die halbe Heizspannung notwendig.

1.3
Gleichstrom-Verbindungen

Unter allen Umständen muss eine Gleichstrom-Verbindung zwischen jeder Elektrode und der Katode vorhanden sein. Soweit erforderlich, sind für die Widerstände in diesen Verbindungsleitungen Maximalwerte angegeben.

1.4
Kapazitäten

Kapazitätswerte sind, soweit nicht anders angegeben, ohne Betriebsspannungen an der kalten Röhre in einer definierten Kapazitätsmessfassung gemessen.

1.5
Streuwerte und Kenndaten

Für die Ermittlung von Streuwerten und Kenndaten sind die Messschaltungen und -geräte des Herstellers verbindlich. Gegebenenfalls ist beim Hersteller rückzufragen.

1.6
Einbau und Ausbau

Der Einbau von grossen Senderöhren muss senkrecht erfolgen. Bei grossen Senderöhren (besonders bei Röhren mit Aussenanode) liegen die Katodenanschlüsse meistens oben. Kleine Senderöhren können meist beliebig eingebaut werden. Für jede Röhre sind entsprechende Vorschriften in den Datenblättern enthalten.
Sind Elektroden mehrfach herausgeführt, so sind sämtliche Elektrodenanschlüsse zu benutzen.
Der Einbau und Ausbau ist mit besonderer Sorgfalt durchzuführen; Erschütterungen durch Stoss und Schlag sind zu vermeiden. Dies gilt auch für ausgefallene Röhren, sofern ein Garantieanspruch geltend gemacht werden soll.
Wegen erhöhter Bruchgefahr sollten Röhren nach Möglichkeit während der Lebensdauer nicht ausgebaut werden.

1.7
Zubehör

Einwandfreies Arbeiten der Röhren kann nur dann garantiert werden, wenn das vom Röhrenhersteller für die Röhren bestimmte Zubehör benutzt wird.

1.8
Zuführungen

Die Zuführungen zu den Anschlüssen und Klemmen müssen so flexibel ausgeführt sein, dass keine mechanischen Spannungen durch Temperatur-Unterschiede oder andere Ursachen, z.B. Exzentrizität der Röhren, auftreten können.


2.
Grenzwerte

2.1
Absolute Grenzwerte

Die angegebenen Grenzwerte sind in jedem Fall absolute Maximal- bzw. Minimalwerte. Sie sind für alle Betriebseinstellungen gültig; lediglich einschränkende Grenzdaten für Anodenmodulation und gegebenenfalls Grenzdaten für Impulsbetrieb sind gesondert aufgeführt. Die Grenzwerte (und Betriebseinstellungen) für alle Modulationsarten beziehen sich auf den Träger (sofern nicht anders angegeben, z.B. HF-Verstärker für Fernsehsender).
Die angegebenen Werte dürfen auf keinen Fall überschritten werden, weder durch Netzspannungsschwankungen und Belastungsänderungen, noch durch Steuungen der Bauelemente und Röhren oder infolge von Messunsicherheit beim Nachmessen der Spannungen und Ströme.
Jeder Grenzwert ist unabhängig von anderen Werten als absolut zulässiges Maximum zu betrachten. Es ist unzulässig, einen Grenzwert zu überschreiten, weil ein anderer nicht voll ausgenutzt wird. Es ist also z.B. nicht zulässig, den Grenzwert des Anodenstromes zu überschreiten, weil die Anodenspannung auf einen Wert unterhalb des zulässigen Grenzwertes herabgesetzt wird.
Falls es in besonderen Fällen erforderlich werden sollte, einen einzelnen Grenzwert zu überschreiten, so ist es ratsam, beim Hersteller rückzufragen, andernfalls erlischt der Garantieanspruch.

2.2
Schutzschaltung

Um ein überschreiten der Grenzwerte von Spannungen, Strömen und Leistungen zu vermeiden, sollen schnell ansprechende Schutzschaltungen vorgesehen werden.

2.3
Herabsetzung der Grenzwerte

Für einige Betriebsarten müssen die Grenzwerte, die im allgemeinen für HF-Verstärker (A0) gelten, nach der folgenden Tabelle reduziert werden. Die Werte, die für HF-Verstärker (A0) bei Gleichstromspeisung gültig sind, werden in dieser Tabelle gleich 1 gesetzt. Die für andere Betriebsbedingungen geltenden Grenzwerte sind als Verhältniszahlen zu dieser Einheit gegeben.
Die in der Tabelle angegebenen Reduktionsfaktoren ergeben sich durch den jeweiligen Verlauf der Betriebsspannungen und -ströme unter Berücksichtigung der absoluten Grenzwerte für die Röhre. Sie enthalten keine weiteren Sicherheiten. Wenn z.B. mit Netzspannungsschwankungen gerechnet werden muss, so müssen die Grenzwerte noch weiter herabgesetzt werden, und zwar so weit, dass die errechneten Tabellenwerte bei maximaler Netzspannung nicht überschritten werden. Auch die Art des Betriebes, wie z.B. die industrielle Verwendung eines HF-Generators, kann aus Sicherheitsgründen noch ein weiteres Herabsetzen der Reduktionsfaktoren erforderlich machen (siehe auch Absatz 5.5).

Reduktionstabelle

Einstellung UA IA IG PB A PA PG2
HF-Verstärker (A0) 1,01,01,01,01,01,0
HF-Anodenmodulation (A3) 0,80,8331,00,670,670,67
HF-Linearverstärker (A3) 1,00,8331,00,833 2)1,00,67
NF-B-Verstärker 1,01,01,01,01,01,0
NF-AB-Verstärker 1,01,01,01,01,01,0
NF-A-Verstärker1,01,0 PA1,01,0
Selbstgleichrichtender Oszillator 1,130,530,530,6651,0 
Spannungsversorgung aus Gleichrichter
in Mittelpunktschaltung ohne Siebung 1)
0,90,890,891,01,0 

Diese Tabelle gilt nicht für reine Wolfram-Katoden.
1) Die Spannungsversorgung aus Gleichrichter in Stern- oder Drehstrom-Brückenschaltung ohne Siebung ist äquivalent mit Gleichstrom-Versorgung.
2) oder 1,5 · PA

2.4
Spannungen

Die Grenzwerte für die Spannungen (UA, UG, UG2 usw.) dürfen auch bei kalter Katode nicht überschritten werden, sofern nicht anders angegeben (z.B. UA0). Hierauf ist besonders bei Schirmgitter-Spannungsversorgung über einen Reihenwiderstand zu achten.
Die Grenzwerte der Spannungen sind Gleichspannungswerte. Wenn Wechselstrom-Versorgung verwendet wird oder Versorgung mit ungeglätteter Spannung, dann müssen die Grenzwerte in Übereinstimmung mit den Reduktionsfaktoren, wie sie in der Tabelle in Absatz 2.3 gezeigt sind, herabgesetzt werden. Die Datenblätter einiger Röhrentypen enthalten eine besondere Aufstellung der Grenzwerte für diese (meist industriellen) Anwendungszwecke.

2.5
Anodenverlustleistung

Der Grenzwert der Anodenverlustleistung darf auch dann nicht überschritten werden, wenn z.B. Netzspannungsschwankungen oder plötzliche Belastungsänderungen auftreten, oder wenn die Ansteuereung aussetzt. Falls nur ein Aussetzen der Ansteuerung in Betracht gezogen werden braucht, kann eine angemessene feste Vorspannung als Schutz genügen.

2.6
Schirmgitter-Verlustleistung

Der in den Daten angegebene Wert der Schirmgitter-Verlustleistung ist durch die maximal zulässige Temperatur des Schirmgitters bestimmt.
Bei Röhren, deren Gitter nicht in Schattenstellung stehen, ergibt sich die Schirmgitter-Verlustleistung aus dem Produkt aus Schirmgitterspannung und Schirmgitterstrom, da hier die Sekundäremission vernachlässigt werden kann. Liegen Steuergitter und Schirmgitter in Schattenstellung, so überwiegen Primär- und Sekundäremission. In diesen Fällen ist eine Berechnung der Schirmgitter-Verlustleistung aus Schirmgitterspannung und Schirmgitterstrom nicht möglich. Statt dessen ist in den Daten die Schirmgitter-Speiseleistung PB G2 angegeben.

2.7
Steuergitter-Verlustleistung bei Röhren ohne Laufzeiteffekt

Die Steuergitter-Verlustleistung PG kann bei niedrigen Frequenzen so errechnet werden, dass man die Leistung |-UG · IG|, die an die Gittervorspannungsquelle abgegeben wird, von der Leistung 0,9 · UG(MAX) · IG abzieht:

PG = 0,9 · UG(MAX) · IG - |-UG · IG|

Zur Vorausberechnung der Gitterverlustleistung aus dem Stromflusswinkel Theta.G am Gitter kann man die folgende Näherungsformel benutzen:

PG = 0,9 · UG(MAX) · IG · [1 - cos(Theta.G)]

Wenn Wechselstrom-Versorgung oder Versorgung mit ungeglätteter Spannung verwendet wird, soll der Formfaktor berücksichtigt werden. Sekundäremission des Steuergitters kann hierbei vernachlässigt werden.

2.8
Gitterableitwiderstand, Dämpfungswiderstand

Mit dem höchstzulässigen Gitterableitwiderstand RG ist der Gleichstromwiderstand im Gitterkreis gemeint. Ein höherer Wert kann Instabilität verursachen. Darüber hinaus werden in einigen Fällen Dämpfungswiderstände zur Bedämpfung von HF-Kreisen angegeben. Diese sind durch ein HF im Index gekennzeichnet.


3.
Betriebshinweise

3.1
Betriebsdaten und Streuungen

In den Datenblättern werden die Betriebsbedingungen für die verschiedenen Anwendungsarten angegeben. Sie entsprechen keinen starren Einstellvorschriften, stellen vielmehr Empfehlungen zur günstigsten Ausnutzung der Röhre dar. Im allgemeinen ist eine Einstellung mit weitestmöglicher Ausnutzung der Grenzwerte angegeben. Es können auch andere Einstellungen gewählt werden, wobei für die Ermittlung der Betriebswerte die Kennlinienblätter herangezogen werden können, bzw. wobei zwischen den angegebenen Einstellungen interpoliert werden darf. Bei den jeweiligen Betriebseinstellungen ist die Messfrequenz mit angegeben. Bei anderen Frequenzen können sich Änderungen der Ströme, insbesondere der Schirm- und Steuergitterströme ergeben. Bei Abweichung von den in den Datenblättern empfohlenen Einstellungen muss die Einhaltung der zugelassenen Grenzwerte genau kontrolliert werden.
Durch die Röhrentoleranzen können Abweichungen von den angegebenen Einstellungen vorkommen und müssen bei der Geräteentwicklung berücksichtigt werden. Für die Einstellung einer Röhre ist deswegen im allgemeinen der Anodenstrom massgebend. Die übrigen Daten, besonders die Gittervorspannung, müssen dann so eingestellt werden, dass der angegebene Anodenstrom fliesst.
Die in den Betriebsdaten durch "="-Zeichen gekennzeichneten Werte werden eingestellt. Die sich aus der Einstellung ergebenden Werte sind durch "Ungefähr"-Zeichen (Doppelschlange) gekennzeichnet.
Bei Röhren für nachrichtentechnische Geräte werden die Leistungen und Qualitätsmerkmale im allgemeinen als obere bzw. untere Streuwerte angegeben. Sind Nominalwerte angegeben, insbesondere für industrielle Anwendungen, so müssen beim Entwurf von Seriengeräten gewisse Reserven belassen werden.
Bei Röhren für nachrichtentechnische Geräte gelten im allgemeinen die angegebenen Werte für die Leistungen und Qualitätsmerkmale über die gesamte Lebensdauer. Einige Röhrengruppen sind hiervon ausgenommen, z.B. Scheibentrioden. Gegebenenfalls empfiehlt es sich, beim Hersteller rückzufragen.

3.2
Eingangsleistung, Steuerleistungsbedarf

Als Eingangsleistung wird in den Datenblättern entweder die Eingangsleistung P1, die von der Röhre aufgenommen wird, oder der Steuerleistungsbedarf PN vor angegeben.
Der Steuerleistungsbedarf ist die Leistung, die der gesamten Röhrenstufe zugeführt werden muss; sie beinhaltet die Eingangsleistung P1 und die Verluste in der Eingangsschaltung.

3.3
Ausgangsleistung

Die Ausgangsleistung P2 ist die Röhrenleistung bei richtiger Anpassung, Abstimmung und gegebenenfalls Neutralisation. Sie ergibt sich aus der Differenz der aufgenommenen Anodenleistung PB A und der Verlustleistung PA in der Röhre. Die tatsächlich verfügbare Nutzleistung ist um die Verluste im Ausgangskreis geringer und wird als PN angegeben.

3.4
Negativer Schirmgitterstrom

Bei einigen Röhrentypen, besonders bei Röhren mit Schattenstellung von Schirm- und Steuergitter kann der mittlere Schirmgitterstrom in bestimmten Aussteuerbereichen negativ werden. Die Stromversorgung des Schirmgitters bei solchen Röhren muss mindestens mit den in den Betriebsdaten angegebenen Werten für den negativen Schirmgitterstrom vorbelastet werden. Zu geringe Vorbelastung führt zu Spannungserhöhung und damit zu Instabilität der Röhre. Der Widerstand für die Vorbelastung muss direkt am Schirmgitter angeschlossen werden, um auch bei Sicherungsausfällen wirksam zu sein.


4.
Heizung

4.1
Stromart für die Heizung

Die Senderöhren können mit technischem Wechselstrom oder mit Gleichstrom geheizt werden. Bei anderen Frequenzen ist beim Hersteller rückzufragen.

4.2
Einstellung der Heizung

Die Heizspannung sollte so genau wie möglich eingehalten werden. Für die verschiedenen Katodenarten sind in den Absätzen 4.5 und 4.7 genauere Angaben über die zulässigen Heiztoleranzen gemacht.
Zum Messen der Heizspannung ist ein Effektivwertmesser vorgeschrieben. Er soll direkt an die Heizfadenkontakte der Röhre angeschlossen werden und eine Messunsicherheit von maximal 1,5 % im betreffenden Spannungsbereich haben. Der angezeigte Messwert soll im oberen Drittel der Skala liegen.
Bei höheren Betriebsfrequenzen ist wegen der auftretenden Rückheizung eine Reduktion der Heizspannung empfehlenswert. Soweit nicht ausdrücklich Werte angegeben sind, ist die Heizspannung soweit zu reduzieren, bis ein Absinken der Ausgangsleistung eintritt; von diesem Wert ausgehend ist die Heizspannung dann um 10 % zu erhöhen, wobei selbstverständlich der Grenzwert der Heizspannung nicht überschritten werden darf. Ausserdem müssen die Toleranzen der Nennheizspannung auch bei Heizspannungsreduktion eingehalten werden.

4.3
Einschalten der Heizspannung

Wenn im Datenblatt keine besonderen Angaben über den Heizstrom während des Einschaltens gemacht wird, kann die Röhre mit voller Heizspannung eingeschaltet werden.
Werte, die für den höchstzulässigen Heizstrom während des Einschaltens angegeben sind, bezeichnen das absolute Maximum des Augenblickswertes unter ungünstigsten Bedingungen. Im Falle von Wechselstrom-Versorgung wird sich dieser Wert dann einstellen, wenn das Einschalten bei der Maximal-Amplitude der höchsten Netzspannung erfolgt. Die Berechnung des maximalen Stromes beim Einschalten ist möglich, wenn der Kaltwiderstand und die Abhängigkeit zwischen Heizstrom und Heizspannung gegeben sind. Zur Begrenzung des Einschaltstromes wird in der Praxis meist ein Heiztransformator mit grosser Streuung verwendet, oder es wird in Reihe mit der Primärwicklung des Heiztransformators eine Drosselspule bzw. ein Widerstand eingeschaltet. Diese Drosselspule oder dieser Widerstand können durch ein Relais mit einer zeitlichen Verzögerung von etwa 15 Sekunden kurzgeschlossen werden. Im allgemeinen wird eine einzige Schaltstufe genügen.
Ob der Einschaltstrom sich innerhalb der zulässigen Grenzen hält, kann mit Hilfe eines Oszillografen geprüft werden; die Zuleitung kann gegebenenfalls als Messwiderstand benutzt werden.

4.4
Überbrückung des Heizfadens

Bei Röhren mit direkt geheizten Katoden müssen Vorkehrungen getroffen werden, dass die Heizfadenklemmen gleiches HF-Potential haben; deshalb ist eine Überbrückung mit Kondensatoren notwendig, eine Resonanz mit der Heizfadeninduktivität muss vermieden werden.

4.5
Thorierte Wolfram-Katoden (B-Katoden, z.B. QB 5/2000)

Um eine höchstmögliche Lebensdauer dieser Katoden zu erzielen, soll die Heizspannung dem Nennwert so nahe wie möglich liegen. Sowohl Über- als auch Unterheizung kann schädlich sein. Die höchstzulässige Abweichung ist, sofern nicht anders angegeben, 5 %. Im Laufe der Lebensdauer kann der Heizstrom bis zu 10 % ansteigen.

4.6
Schnellheizkatoden (z.B. YL 1080)

Röhren mit Schnellheizkatode sollen im allgemeinen nur in Parallelspeisung aus Wandlern oder Netztransformatoren betrieben werden. Die angegebenen Heizungsdaten gelten für technischen Wechselstrom. Bei Heizung mit nicht-sinusförmiger Spannung (Wandler) ist der Effektivwert einzuhalten.
Es ist zulässig, die in den Daten angegebenen Anheizzeiten durch kurzzeitige Überheizung weiter zu verkürzen.
Gleichstromheizung ist im allgemeinen nicht zulässig.

4.7
Indirekt geheizte Oxid-Katoden (E-Katoden, z.B. QE 08/200)

Die höchstzulässige vorübergehende Abweichung der Heizspannung vom Nennwert beträgt 10 %.
Das Auftreten von HF-Spannungen zwischen Heizfaden und Katode sollte durch kapazitive Überbrückung der Heizfaden-Katoden-Isolation und durch Entkoppeln des Heizfadens vermieden werden. Die Gleichspannung zwischen Heizfaden und Katode sollte so niedrig wie möglich sein und muss auf alle Fälle unter ihrem zulässigen Grenzwert liegen.

4.8
Vorheizung vor dem Anlegen der Anodenspannung

Bei kleineren Röhren ist im allgemeinen das gleichzeitige Einschalten der Heizung sowie der Elektroden-Spannungen gestattet. In Ausnahmefällen sind entsprechende Vorschriften in die Datenblätter aufgenommen.
Bei Röhren grösserer Leistung dürfen die positiven Spannungen erst dann angelegt werden, wenn die Katode ihre Betriebstemperatur erreicht hat. Bei direkt geheizten Röhren kann dies mit Hilfe des Heizstroms geprüft werden.

4.9
Betriebspausen

Bei kurzen Betriebspausen unter 2 Stunden wird empfohlen, die Heizung eingeschaltet zu lassen (ausgenommen Röhren mit Schnellheizkatode).
Sollte nach längerem Stand-by-Betrieb die Emission nachlassen, dann empfiehlt sich ein etwa halbstündiger Betrieb mit Katodenstromentnahme.


5.
Betriebsdaten

5.1
Ortsfeste Sendeanlagen

Bei ortsfesten Sendeanlagen dürfen im Rahmen der hier angegebenen Richtlinien im allgemeinen die Grenzwerte der Röhren voll ausgenutzt werden. Die Hauptgründe dafür, die in den meisten Fällen zutreffen, können wie folgt zusammengefasst werden:

5.2
Mobile Sendeanlagen

Mobile Sendeanlagen, hierzu gehören Geräte für Schiffe, Flugzeuge, Kraftwagen usw., müssen mit Einstellungen betrieben werden, die unter Berücksichtigung der Ortsveränderlichkeit festgelegt sind. Diese Sender müssen sehr oft unter verschiedenen Spannungen und mit einer Belastung, die weder konstant noch optimal ist, arbeiten. Sicherheitsvorrichtungen werden besonders in kleinen Anlagen nur in beschränktem Umfang vorgesehen sein, und es ist nicht empfehlenswert, die Röhren in derartigen Geräten mit den maximalen Betriebsdaten zu betreiben.
Die tatsächlichen Betriebsdaten, die gewählt werden, hängen von der Leistung des Senders und den jeweiligen Umständen ab, wie z.B. von dem Vorhandensein von Sicherheitsvorrichtungen, von der Spannungskonstanz, der Arbeitsperiode usw.
Die kleineren Senderöhren mit Oxid-Katoden und speziell die modernen Röhren mit Schnellheizkatode sind besonders für mobile Anlagen entworfen worden. Die Oxid-Katode ist ziemlich unempfindlich gegenüber Heizspannungsschwankungen, und die hohe spezifische Emission lässt eine ziemlich niedrige Anodenspannung zu. Die Katode und die übrigen Elektroden sind so konstruiert, dass das System den Erschütterungen, die normalerweise in Fahrzeugen auftreten, gewachsen ist.
Zu beachten ist, dass die für Röhren mit Schnellheizkatode angegebenen Betriebs- und Grenzdaten nur für intermittierenden Betrieb (ICAS) gelten.
In Flugzeugen und Fahrzeugen, die stärkeren Erschütterungen unterworfen sind, wird es in der Regel notwendig sein, die Röhren federnd zu montieren.
Im allgemeinen ist für Röhren mit thorierter Wolfram-Katode in Fahrzeugen ein federnder Einbau erforderlich. Gelegentlich wird ein solcher Einbau auch in Schiffen notwendig sein. In fahrbaren Geräten, wie z.B. HF-Generatoren auf Rollen, wird ebenfalls eine Federung notwendig. Wenn eine metallische Klammervorrichtung benutzt wird, um die Röhre in der Fassung festzuhalten, muss darauf geachtet werden, dass keine Metallteile am Glas anliegen und dass keine zusätzliche Absorption von HF-Energie eintritt.

5.3
Industrielle Anwendung (HF-Generatoren, Diathermie, Ultraschall)

Industrielle HF-Geräte unterscheiden sich von Nachrichten-Sendeanlagen durch die Bedienung der Geräte durch Nicht-Fachleute, durch veränderliche und meist einstellbare Belastung, durch häufig grosse und meist nicht geregelte Netzspannungsschwankungen, durch Spannungsversorgung ohne Siebung, durch intermittierende Betriebsweise und vielfach fahrbare bzw. transportable Ausführung der Geräte.
Die Bauart von industriellen HF-Geräten ist aus diesen Gründen wesentlich anders als die von Nachrichten-Sendeanlagen. Es werden in den meisten Fällen selbsterregte Trioden verwendet. Die Einstellung muss so gewählt werden, dass die Grenzwerte bei der maximal auftretenden Netzspannung nicht überschritten werden. Für die Spannungsversorgung von Generatoren wird vielfach Wechselspannung oder gleichgerichtete Spannung ohne Siebung herangezogen. Das letztere gilt besonders für Dreiphasenbetrieb. Näheres über den Betrieb mit pulsierender Spannung oder mit Wechselspannung siehe Abschnitt 6.8. Die erforderliche Herabsetzung der durchschnittlichen Spannungen und Ströme ist aus der angegebenen Tabelle (siehe 2.3) zu entnehmen.
Besondere Aufmerksamkeit muss der Gitterverlustleistung und dem Gitterstrom gewidmet werden. Für HF-Generatoren wird eine Bestückung mit nur einer Röhre bevorzugt. Wenn eine Röhre nicht genügend Leistung abgibt, können zwei Röhren parallel oder in Gegentakt verwendet werden. Es ist dabei die Benutzung von getrenneten Gitterwiderständen und einer gemeinsamen Gittersicherung empfehlenswert.
Der angegebene Wert der Ausgangsleistung ist die Röhrenleistung. Bei einer selbsterregten Schaltung sind die Verluste im Ausgangskreis, die angegebene Steuerleistung und (wenn vorhanden) die Verluste im Eingangskreis abzuziehen, um die tatsächliche Leistung in der Belastung zu errechnen.
Eine günstige Anpassungskennlinie kann durch eine automatische Regelung der Gitterspannung und des Gitterstromes in Abhängigkeit von der Anpassung erreicht werden. Da der Gitterstrom in einer solchen Schaltung begrenzt ist, wird gleichzeitig eine Überlastung des Gitters verhütet. Ein nicht-lineares Element im Gitterkreis, wie z.B. eine Wolframfaden-Lampe oder ein Widerstand mit negativem Temperatur-Koeffizienten, kann dazu beitragen, eine Überlastung des Gitters zu verhindern.
In selbsterregten Schaltungen müssen eventuell Massnahmen vorgesehen werden, die die Frequenz innerhalb eines bestimmten Frequenzbandes halten. Dies kann erreicht werden durch eine grosse Kreiskapazität, eine kleine, stabile Induktivität, unterkritische Ankopplung des Ausgangskreises usw.
Bei einigen modernen Sendetrioden für industrielle HF-Generatoren ist es möglich, über einen weiten Lastwiderstandsbereich eine annähernd konstante Ausgangsleistung zu erzielen. Wesentlich hierbei ist eine geeignete Schaltungsauslegung, wobei besonders der Rückkopplungsfaktor und der Gitterableitwiderstand eingehen. (siehe auch E.G. Dorgelo: über die Verwendung von Oszillatortrioden in HF-Generatoren mit wechselnder Belastung, in "Elektronische Rundschau" Nr. 7/1958.)

5.4
Amateur-Sender und besondere Betriebsarten

Die höchstzulässige Belastung einer Röhre wird durch die in den Datenblättern angegebenen Grenzwerte bestimmt. Bei Überschreitung der Grenzwerte kann eine Röhrengarantie nicht gewährt werden. Das besagt nicht, dass jede Überschreitung der Grenzwerte die sofortige Zerstörung der Röhre zur Folge hat. Für intermittierenden Betrieb sind für einige Röhren höhere Betriebsbedingungen und Grenzwerte angegeben (siehe Absatz 6.6). Über besondere Betriebsdaten wird gern Auskunft gegeben.

5.5
Stand-by-Betrieb

Bei Stand-by-Betrieb (Betrieb der Röhre mit eingeschalteter Heizung, aber ohne Anodenspannung, z.B. in Reservesendern) wird empfohlen, die Röhre in gewissen Zeitabständen dynamisch oder statisch in Betrieb zu nehmen (siehe Absatz 4.9).


6.
Betriebseinstellungen

6.1
HF-Verstärker (A0)

Bei einem C-Verstärker oder -Oszillator ist die Gittervorspannung erheblich grösser als die Sperrspannung der entsprechenden IA/UG-Kennlinie, so dass Anodenstrom für weniger als die Hälfte jeder Periode der Gitterwechselspannung fliesst. In der Praxis wird eine Gittervorspannung von 2 bis 2,5-mal der Sperrspannung gute Resultate ergeben. Die angegebenen Daten sind so gewählt, dass ein günstiges Resultat im Hinblick auf Ausgangsleistung und Wirkungsgrad erzielt wird. Für den Fall, dass ein Gitterwiderstand zur Erzielung einer automatischen Gittervorspannung verwendet wird, muss darauf geachtet werden, dass der Anodenstrom nicht zu hoch wird, wenn die HF-Steuerspannung wegfällt. Zu diesem Zweck ist eine Sicherheitsvorrichtung in der Anoden- oder Schirmgitter-Leitung erwünscht.

6.2
HF-Anodenmodulation (A3)

Bei HF-Anodenmodulation wird die Anodenspannung eines HF-Verstärkers mit NF moduliert. Im Falle einer 100%-igen Modulation variiert der Augenblickswert der (hochfrequenten) Anodenspannung von Null bis zum vierfachen Wert der Gleichspannung. Bei Schirmgitterröhren soll die Schirmgitterspannung auch moduliert werden, um eine Überlastung zu verhindern. Die Mittelwerte der Gittervorspannung und der HF-Erregung bleiben während der Modulation konstant. Bei 100 % Modulation ist die mittlere Anodenverlustleistung 1,5-mal so gross wie ohne Modulation. Der angegebene Wert der Anodenverlustleistung bezieht sich auf den Wert ohne Modulation, die höhere Verlustleistung bei Modulation ist aber berücksichtigt. Bei dieser Betriebsart kann eine automatische Gittervorspannung mit Hilfe eines Gitterwiderstandes erzeugt werden. Um Röhrenbeschädigungen zu vermeiden, wenn die Steuerspannung aussetzt, ist eine Grundgittervorspannung empfehlenswert. Die Modulationsleistung Pmod, die in den Datenblättern angegeben ist, ist die Leistung, die von der Modulatorstufe abgegeben werden muss.

6.3
HF-Linearverstärker (A3)

Bei einem B-Verstärker ist die Gittervorspannung ungefähr gleich der Sperrspannung der zugehörigen IA/UG-Kennlinie, so dass der Anodenstrom ungefähr während einer halben Periode der Gitterwechselspannung fliesst. Im Telefonie-Verstärker muss ein moduliertes HF-Signal verstärkt werden. Die Daten als HF-Linearverstärker sind durch Versuche festgesetzt worden, wobei eine gerade Übertragungskennlinie angestrebt wurde.

6.4
HF-Einseitenbandverstärker (SSB)

Die angegebenen Daten stellen einen günstigen Kompromiss zwischen Ausgangsleistung und Linearität dar. Die Messungen werden in einer neutralisierten Schaltung ohne Mit- oder Gegenkopplung und mit konstanter Schirmgitterspannung vorgenommen.
Die Linearität wird nach dem Doppelton-Verfahren mit Signalen gleicher Amplitude, mit einer Frequenzdifferenz von 400 Hz, im Bereich bis 30 MHz gemessen. Die Amplituden für die Differenztöne d3 und d5 sind auf die Amplitude eines der beiden Einzeltöne bezogen und werden in dB angegeben.
Die angebenen Werte für d3 und d5 sind für die Aussteuerung angegeben, die die ungünstigsten Werte ergibt. Dieser Punkt liegt meistens etwas unterhalb der Vollaussteuerung. Die Differenztöne höherer Ordnung sind im allgemeinen vernachlässigbar klein. Wird auf die Leistung beim Scheitelwert der Hüllkurve bei Einzelton, P2 M, bezogen, so vergrössert sich der Abstand um 6 dB.
Bei Doppelton ergibt sich der gleiche P2 M-Wert wie bei Einzelton; die mittlere Ausgangsleistung ist aber nur halb so gross. Eine genaue Leistungsmessung bei Doppelton ist nur mit thermischen Messverfahren möglich.

6.5
NF-Verstärker

Bei diesem Verstärker ist die Anodenverlustleistung von der Eingangssignalspannung abhängig. Die maximale Anodenverlustleistung wird bei einem Signal von ungefähr 60 % des Wertes für volle Aussteuerung erreicht. Wenn dieses  60%-Signal  nicht dauernd auftritt, wie dies z.B. im Rundfunk- und Telefoniewesen der Fall ist, ist es zulässig, den Grenzwert der Anodenverlustleistung dabei um 10 % zu überschreiten.
Um bei Gegentakt-Schaltungen das Auftreten geradzahliger Harmonischer zu unterdrücken, ist es wünschenswert, getrennt einstellbare Gittervorspannung für beide Röhren oder eine andere Symmetriermöglichkeit vorzusehen.
Weiterhin ist es zur Erzielung eines geringen Klirrfaktors erforderlich, die Gitterimpedanz der Schaltung gegenüber der Eingangsimpedanz der Röhre klein zu halten. Das bedeutet, dass die Treiberstufe ein vielfaches der eigentlich für die Aussteuerung der Endröhre erforderliche Leistung abgeben muss.

6.6
Intermittierender Betrieb (ICAS)

Ausser den Daten für Dauerbetrieb (CCS = continuous commercial service) werden vielfach Daten für den intermittierenden Betrieb (ICAS = intermittent commercial or amateur service) veröffentlicht. Die für Röhren mit Schnellheizkatode angegebenen Betriebs- und Grenzdaten gelten für intermittierenden Betrieb. Mit "intermittierendem Betrieb" ist gemeint, dass auf jede Einschaltzeit eine Pause folgt, die mindestens gleich der Einschaltzeit von maximal 5 Minuten ist. Die Katode soll jedoch bei dieser Betriebsart (ausser bei Röhren mit Schnellheizkatode) dauernd geheizt werden.
Grundsätzlich bedeutet ein Betrieb mit ICAS-Daten einen Verlust an Lebensdauer gegenüber dem Betrieb mit CCS-Daten. Jedoch kann man bei genauer Einhaltung der ICAS-Bedingungen auch eine sehr beträchtliche Lebensdauer der Röhre erzielen. Die Einbusse an Lebensdauer wird bei weitem durch den Vorteil aufgehoben, dass man bei ICAS Gelegenheit hat, mit einer kleinen Röhre das gleiche zu leisten, was eine entsprechend grössere Röhre bei CCS leistet.

6.7
Impulsbetrieb

Wenn eine Röhre im Impulsbetrieb verwendet wird, muss die Impulsdauer so kurz sein, dass kein Teil der Röhre eine unzulässige Temperatur erreicht und dass eine sich anbahnende Stossentladung keine Gelegenheit hat, sich zu einem wirklichen Überschlag zu entwickeln. Im allgemeinen wird die mittlere zulässige Belastung bedeutend niedriger sein als die Höchstbelastung entsprechend den Grenzwerten. Einige allgemeine Hinweise für diese Betriebsart sind unserer "Technischen Information 50 S" zu entnehmen.
Betriebsdaten bei Impulsbetrieb, die die zulässigen Grenzdaten überschreiten, müssen vom Röhrenhersteller genehmigt werden.

6.8
Betrieb mit Wechselspannung oder pulsierender Spannung

Bei Spannungsversorgung ohne Gleichrichter (selbstgleichrichtender Oszillator) oder mit Gleichrichter in Mittelpunktschaltung ohne Siebung haben die positiven Spannungen pulsierenden Charakter, die durchschnittlichen Spannungen und Ströme müssen deshalb niedriger gewählt werden als bei Gleichstrom-Versorgung. Betrieb mit Gleichrichter in Stern- oder Drehstrombrückenschaltung stimmt praktisch mit Gleichstrom-Versorgung überein.
Wechselstrom-Versorgung ohne Gleichrichter wird ungefähr das 0,6-fache der Leistung ergeben, die bei Gleichstrom-Versorgung erreicht wird. Zu berücksichtigen ist dabei, dass bei Betrieb ohne Gleichrichter in der Sperrphase die volle Spitzenspannung an der Röhre liegt. Dies ist besonders dann von Wichtigkeit, wenn die Gitterspannung in Gegenphase mit der Anodenspannung ist.
Im Falle einer Gleichrichtung der Netzspannung in Mittelpunktschaltung ist die Nutzleistung ungefähr dieselbe wie bei Gleichstrom-Versorgung. Um eine günstige Belastung des Netzes bei Verwendung eines selbstgleichrichtenden Oszillators zu erreichen, kann eine niederfrequente Gegentaktschaltung benutzt werden, indem zwei Röhren abwechselnd auf jeder Halbwelle arbeiten.
Im Falle einer Dreiphasen-Selbstgleichrichtung wird eine gleichmässige Belastung des Netzes bei Verwendung von sechs Gleichrichtern in einer dreifachen niederfrequenten Gegentaktschaltung erreicht.

6.9
Besondere Einstellungen

Über besondere Schaltungen und Einstellungen wird gern Auskunft gegeben.


7.
Kühlung

7.1
Kühlung durch Strahlung und Konvektion

Kühlung durch Strahlung und Konvektion wird bei kleinen und mittleren Leistungen angewendet. Die Röhren müssen so eingebaut werden, dass ungestörte Luftzirkulation erfolgen kann. Unter Umständen kann ein zusätzlicher, schwacher Luftstrom erforderlich werden; gelegentlich genügt ein schwacher Luftstrom auf die Einschmelzungen.

7.2
Kontaktkühlung bei Aussenanodenröhren

Um eine ausreichende Wärmeableitung sicherzustellen, ist ein einwandfreier Wärmekontakt, z.B. durch Fiederung oder Bleizwischenlage, erforderlich.

7.3
Druckluftkühlung

Röhren für Druckluftkühlung haben eine metallische Aussenanode mit Kühlrippen. Die Kühlluft wird von einem Gebläse über eine isolierende Zuführung zugeleitet. Wesentlich ist, dass die gesamte Anodenfläche möglichst gleichmässig gekühlt wird, damit grössere Temperaturunterschiede, die zu mechanischen Spannungen führen können, vermieden werden. Vielfach (besonders bei grossen Röhren) ist ein zusätzlicher Luftstrom auf die Einschmelzungen erforderlich. Die Kühlluft soll durch Filter von Verunreinigungen und Feuchtigkeit gereinigt werden, zusätzlich muss in gewissen Zeitabständen der Radiator gesäubert werden.
Die Kühldaten sind in den Datenblättern angegeben. Die Kühlung muss gleichzeitig mit der Heizung eingeschaltet werden. Nach dem Abschalten muss die Kühlung noch einige Zeit in Betrieb bleiben; die Nachkühlzeit richtet sich nach der Grösse und nach der Belastung. Bei unterbrochener oder zu geringer Kühlluftzufuhr müssen die Versorgungsspannungen und auch die Heizung automatisch abgeschaltet werden.

7.4
Wasserkühlung

Der spezifische Widerstand des Kühlwassers soll mindestens 20 kOhm·cm betragen, die Karbonathärte soll maximal 6 Deutschgrad sein. Grundsätzlich soll destilliertes Wasser im Umlaufkühler verwendet werden; um die Aggressivität destillierten Wassers zu vermeiden, soll pro Liter ca. 700 mg 24%-iges Hydrazinhydrat sowie 700 mg Natriumsilikat zugesetzt werden. Der pH-Wert soll etwa 7...9 sein.
Bei Frostgefahr sollte ein geeignetes Frostschutzmittel zugesetzt werden.

7.4.1
Wasserkühlung mit Kühltopf

Wassergekühlte Röhren müssen mit ihrem zugehörigen Kühltopf betrieben werden. Bei Röhren mit grösserer Leistung wird die Verteilung des Kühlwassers durch spiralförmige Zuführungswindungen and der Innenseite des Kühlgehäuses erhöht. Der Kühltopf muss isoliert montiert werden, wenn die Anode unter Spannung steht. Die Wasserzuführung erfolgt dann durch isolierende Rohre.
Die Kühlung muss gleichzeitig mit der Heizung eingeschaltet werden. Die Kühlwasser-Führung muss so ausgelegt sein, dass, unabhängig von der Röhrenlage, das Kühlwasser stets von unten eintritt und dass der Kühltopf bei Stillstand der Pumpen mit Wasser gefüllt bleibt; ist das der Fall, so kann im allgemeinen auf eine Nachkühlung verzichtet werden.
Vielfach müssen die Einschmelzungen zusätzlich durch einen schwachen Luftstrom gekühlt werden. Bei Störungen in der Kühlwasserzufuhr müssen Anodenspannung und Heizung automatisch ausgeschaltet werden. Angaben über die weiteren Kühldaten sind in den Datenblättern enthalten.

7.4.2
Wasserkühlung mit Kühlwendel (Helix)

Bei einigen Röhren sind Kühlschlangen direkt auf die Aussenanoden aufgelötet. Durch den dadurch erreichten guten Wärmekontakt kann eine wesentliche Kühlwasserersparnis erzielt werden. Weitere Angaben gelten entsprechend 7.4.1.


8.
Lagerung

Senderöhren dürfen nur in der Originalverpackung und in der zulässigen Einbaulage (Markierungen beachten) gelagert werden, um Bruchschäden zu vemeiden. Beim Einbau sollten die Röhren aus der Verpackung direkt in ihren Brennplatz eingesetzt werden. Bei längeren Lagerzeiten sollte darauf geachtet werden, dass grössere Senderöhren in Abständen von ca. 6 Monaten kurzzeitig in Betrieb genommen werden.

Quelle: Val69

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