AB1927
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AB1927 - Berechnung der Röhrenkennlinien
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Gerhard Eisenbarth
12.Oct.07 |
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AB1927 – Berechnung der Röhrenkennlinien aus den Systemabmessungen der Röhre Zunächst geht es darum den Heizer so zu betreiben, dass a) die notwendige Heizleistung erbracht wird und b) der Heizer nicht überheizt wird (Gefahr des Fadenbruchs). Ausgangspunkt ist eine ausreichend genaue Messung des Kaltwiderstands des Heizers. Mit einem digitalen Messgerät konnte der Kaltwiderstand mit 0,422 Ohm ermittelt werden. Wichtig bei der Messung ist ein geringer Meßstrom durch den Heizer (ca. 2mA), damit sich der Heizer nicht erwärmt und die Raumtemperatur als Bezugsgröße verwendet werden kann. Mit Messbrücken (z.B. passive Wheatstonesche Messbrücke) älterer Bauart ist dies nach meiner Kenntnis nicht zu erreichen. Auf eine Berücksichtigung der Widerstände der Heizerzuleitungen innerhalb der Röhre habe ich verzichtet. Da die AB1927 einen Getterspiegel hat und der Heizer nicht sichtbar beschichtet ist, vermute ich einen Thorium-Heizer. Die Betriebstemperatur eines Thorium-Heizers soll ca. 1500°C betragen. Damit kann der Warmwiderstand des Heizers über die Berechnung der Widerstandszunahme bei Erwärmung ungefähr berechnet werden, siehe Bild 1. Die zugehörigen Betriebsdaten des Heizers sind dann durch Berechnung und Messung ermittelbar. Die Ergebnisse der Berechnung der Heizertemperatur ist in Bild 2 dargestellt. Zur Erreichung der 1500°C ist noch etwas Luft, die von Spannungstoleranzen bei der Stromversorgung genutzt werden kann. Bei meinen Untersuchungen habe ich eine regelbare Gleichstromquelle verwendet. Die Berechnung des Emissionssättigungsstroms ergab den Wert von ca. 27 mA bei 1500°C Heizertemperatur. Zur Berechnung der Röhrenkonstanten und des Kennlinienfelds sind die Abmessungen des Systems erforderlich. Mit Hilfe meines Stereo-Mess-Mikroskops konnte ich die wichtigsten Abmessungen des Systems in der Röhre optisch vermessen, siehe Bild 3. Mit Hilfe dieser Abmessungen kann c) der Durchgriff und d) die Röhrenkonstante ermittelt werden und anschließend kann dann mit Hilfe der bekannten Formeln (Richardson, Langmuir) das Kennlinienfeld berechnet werden, siehe Bild 4a und Bild 4b. Diese Daten nenne ich in Anlehnung an den damaligen Sprachgebrauch „Propagandadaten“ zur AB1927. Solange kein offizielles Datenblatt auftaucht, kann mit Hilfe dieses Datenmaterials eine AB1927 betrieben werden. Eine Messung des Kennlinienfeldes bei meinem Exemplar (Ua - 200V, 400V) ergab, dass mein Exemplar bereits an Emission verloren hat aber noch brauchbar ist, speziell im Kleinsignalbetrieb bei negativen Gitterspannungen, siehe Bild 5. Beim Betrieb als Senderöhre mit positiven Gitterspannungswerten müsste ich schon Leistungseinbußen bei meinem Exemplar hinnehmen. Auf einen Regenerationsversuch möchte ich es aber nicht ankommen lassen, da ich nur dieses eine Exemplar besitze, obwohl ich bei meinem Exemplar ein positives Regenerationsergebnis erwarten würde. Aber bei Röhren dieses Alters weis man nie, wie der Heizer einen Regenerationsstreß übersteht. Hinsichtlich des Grenzwerts für die max. Anodenspannung ist aus meiner Sicht der Röhrensockel und die einendige Herausführung der Anode auf den Europasockel der Engpass. Nach meiner Einschätzung sollte die Röhre nicht mit einer Anodenspannung höher als 400V dauerhaft betrieben werden. Vielleicht bin ich bei diesem Rat etwas zu vorsichtig aber mit hohen Spannungen sollte man sich auf eine sichere Seite bewegen. Die wichtigsten Betriebsdaten und das Sockelschaltbild sind in Bild 6 als Ergebnis meiner Recherchen und Messungen sowie Berechnungen aufgeführt. Betriebswerte für die Gitterspannung können aus der Kennlinie abgeleitet werden. Attachments |
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Hermann Scharfetter
12.Oct.07 |
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Hallo Herr Eisenbarth, Herzlichen Dank für diesen so sorgfältig ausgearbeiteten Beitrag und die zeitauwändigen Experimente. Da ich (und soviel ich weiss auch etliche andere Röhrenfreunde) ebenfalls vergeblich nach den Daten der AB1927 gesucht haben, ist dies eine echte Bereicherung. Ich hatte vor längerer Zeit einmal eigene Messdaten im RM gepostet und wir hatten damals auch einen interessanten e-mail Austausch. Ich hänge meine Ia/Ug-Kennlinien von damals hier aus gegebenem Anlass nochmals an. Ich hatte allerdings bei Ua = 320V und (wesentlich unvorsichtiger als Sie) bei Ua = 560 V und nur bis Ug = 0V gemessen. Daher sind die Bilder nicht direkt vergleichbar, aber wenn man interpoliert, passen unsere Ergebnisse doch ganz gut zusammen. Auch der bei Ihnen in Bild 5 bei Ua=400 V sichtbare 'Sättigungsknick' ab ca Ug = 3 V war bei bei mir mit Ua = 560 V gut beobachtbar, allerdings bereits bei negativen Gitterspannungen. Damit kann ich Ihre Ergebnisse unterstützen und freue mich sehr über Ihr ausführliches Datenmaterial. Mit freundlichen Sammlergrüssen Hermann Scharfetter  Bild auf 560 Pixel Breite verkleinert. Wolfgang Bauer |
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No subject
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Joachim Zorn
13.Jan.06 |
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Hermann Scharfetter
01.Feb.06 |
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Hallo Herr Zorn, Hat etwas gedauert, bis ich antworten konnte, aber nun möchte ich einen kleinen Beitrag zu Ihrer Frage liefern. Ich besitze zwei AB1927 und eine AB1926. Leider konnte ich bis dato auch keine Oiginaldaten dazu finden, aber ich hatte diese Triode schon einmal in einem Radio aus den 20er-Jahren (unbekannte Type französischer Bauart) testweise in Betrieb und konnte damit empfangen. Bei einer ersten Testmessung konnte ich nur relativ geringe Emission feststellen (ca 1.3 mA bei 200 V Ua und Ug = 0V). Ihr Hinweis darauf, dass es sich um eine Senderöhre handelt, hat mich nun bewogen, die Kennlinien etwas genauer zu vermessen und dabei auch höhere Anodenspannungen bis knapp 600 V zu versuchen. Die auffällig grosszügige Dimensionierung der Elektrodengeometrie würde zu einem Betrieb bei solchen Spannungen passen. Leider weiss ich nicht, ob der Glühfaden thoriert ist und daher die Emission evt. durch Alterung und Gebrauch bereits abgenommen hat. Ich habe daher die Röhre ohne Anlegen einer Anodenspannung ca 24 Stunden mit 4V geheizt, ein Verfahren, bei dem sich viele Thoriumröhren merklich regenerieren lassen (zumindest hatte ich bei Typen wie UX201 guten Erfolg). Ich konnte keine besonderen Veränderungen feststellen, gehe also derzeit von einem Wolframfaden aus, ohne mir da allzu sicher zu sein. Alle meine drei Röhren zeigen etwa dieselbe Emission, also ein Indiz, dass evt. meine Messwerte doch repräsentativ sind. Ich füge ein Blatt mit meinen Kennlinien an. Dabei war die Anodenverlustleistung bei der höchsten von mir verwendeten Spannung (578 V) und Ug=0V nur ca. 2.3 W. Ich weiss also nicht, wie man auf Sendeleistungen von 5 W kommt, wenn man nicht noch höhere Anodenspannungen zulässt. Mehr als 580 V gibt leider mein Netzteil nicht her, sodass ich nicht weiter testen konnte (ist mir auch etwas zu gefährlich). Ich habe auch keine höheren Fadenspannungen als 4 V zugelassen. Bei dieser Spannung verhält sich die Röhre als Hellglüher. Auffällig ist die Steuerkennlinie bei Ug=0V im oberen Anodenspannungsbereich. Hier stelle ich eine merkliche Abweichung von der üblichen 3/2-Potenz fest, so als ob schon Sättigung einträte. Ich kann leider keine besser gesicherten Daten liefern, aber vielleicht helfen meine Messungen dennoch ein wenig weiter. Ich wäre sehr interessiert an unabhängigen Messungen anderer Mitglieder. Attachments
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Joachim Zorn
02.Feb.06 |
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Hallo Herr Scharfetter, eine Frage habe ich nicht wirklich gestellt.Ich bat Sie nur hier im Forum Stellung zu nehmen und nicht intern zu mailen.Ich habe Ihnen hier eine Info zur Röhre - die ich mir ebenfalls beschaffen konnte - geliefert.Auf meinem Funke W12 messe ich bei 200V Ua. und 4V Uf. 1,5mA Ia, daß ist sicher sehr mager und bei angelegter Ug. von -4,5V =1,0mA.Vakuum ok. Vergleichsweise messe ich hier ein RE144 mit 6,9mA als gut.Ergibt zwar keinen Sinn zur vorbezeichneten immer noch unbekannten Röhre, zeigt aber mal einen Vergleich zu dieser "Sendetriode".Auf dem Glaskolben meiner AB, steht auf der Anodenstiftseite P für Plate und G für Grid.Das deutet auf eine Exportröhre hin und daher die Schwierigkeit Daten zu beschaffen.Sicher war sie auch nicht so weit verbreitet.Vielleicht weiß ein Funkamateur unter uns etwas mehr. Kevin O`Neill wollte mir seinerzeit Daten mailen, leider ist noch nichts eingetroffen.Wenn die Daten eintreffen lade ich sie hoch. Sie haben eine sehr gute Arbeit erbracht, wenn ich Ihr erstelltes Datenblatt sehe und Ihre Abhandlung lese.Ihr Datenblatt würde ich mit einem entsprechenden Vermerk auf die Röhre laden.Haben Sie die Röhre mit Wechselstrom geheizt? Ich sehe dort 4V~. Nur muß ich aber doch an dieser Stelle im Allgemeinen vor Hochvoltexperimenten warnen. Auch eine galvanische Trennung vom Netz durch einen entsprechenden Regeltrafo ist bei weitem keine Lebensversicherung.Also keine Kritik an Sie, denn ich kenne Ihren Prüfaufbau nicht.Es sei denn, man arbeitet im Prüffeld eines Labors mit den dort vorhanden Sicherheitsmerkmalen.Davon gehe ich bei Ihnen aus. Auch diese 24Std. Probeläufe würde ich nicht weiterempfehlen.Die Röhre implodiert und schon haben wir ein kleines Feuerchen.Weiß man das bei diesen alten "Boliden"?Bei meinem kurzen Test eben wurde die AB ganz schön warm, mit nur 1,5mA Ia. Viele Grüße und einen schönen Abend Joachim Zorn |
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Joachim Zorn
04.Feb.06 |
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Hermann Scharfetter
06.Feb.06 |
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Hallo Herr Zorn, 200V*1.5mA ergibt 0.3 Watt, leider haben Sie offenbar in der Geschwindigkeit in Ihrer Rechnung eine Zehnerpotenz verloren. Ich bin davon ausgegangen, dass der Anodenwirkungsgrad kleiner als 100% ist, also die Sendeleistung unter der Anodenverlustleistung liegen sollte. Ein anderer Verdacht: Könnte es sein, dass die Röhre mit mehr als 4 V geheizt werden muss ? Dann stiege nicht nur die Emission bei 'normalen' Anodenspannungen, auch die Sättigung muss später eintreten. Mit freundlichen Grüssen Hermann Scharfetter |
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Joachim Zorn
06.Feb.06 |
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Hallo Herr Scharfetter, ein grober Flüchtigkeitsfehler, den Sie mir bitte verzeihen.Außerdem macht die Formel in Bezug auf diese Röhrenmessung nicht viel Sinn.Mehr als 4 V Uf halte ich für riskant, denn man kann ja so schon Zeitung lesen.Leider stehen wir nach wie vor auf der Stelle und von Hochvoltexperimenten habe ich ja weiter oben schon zwingend abgeraten, insbesondere um unsere jungen Mitglieder vor zuviel Wagemut zu warnen.Immer beim RPG bleiben, da ist man auf der sicheren Seite.Meine kleine Demo habe ich oben ja eingestellt. Allerdings könnten wir es hier mit einer Ua von mehr als 800V zu tun haben, wenn ich mir dieses Anodenblech so ansehe.Ich bin kein Sendetechniker und bat bereits weiter oben um die Meinung eines Funkamateurs.Leider Erfolglos. Vielleicht hätten wir mit einer QQE03/12 mehr Ansprache.Nur die Daten gibt es dafür ja. In unserem Dialog kommen wir so nicht weiter mit der Röhre.Ich stelle meine in die Vitrine. Vielen Dank für Ihre theoretische Arbeit. Mit freundlichen Grüßen Joachim Zorn |
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