Ersatz für die "Modulateur Bigrille" Röhren

An der Anode wird über eine Spule induktiv auf den Oszillatorkreis an g1 zurückgekoppelt. In Reihe mit dieser Spule liegt der 1. ZF-Kreis. Zu Anfang war die ZF niedrig, nur etwa 50 bis 60 kHz. Ein Doppelempfang -wegen der nahe beieinander liegenden Spiegelfrequenzen- war bei der geringen Senderdichte noch zu tolerieren.

Die damals in Frankreich verwendten Röhren waren die A441N, R43, R83, DZ1, BG4, MX40, MX80, RO4141, TA31, TA41 und noch weitere Typen.

Man hatte eigens dafür einen besonderen 5-Stift Sockel entworfen. Alle Stifte haben einen Abstand von 11,5 mm untereinander!

Wer solch ein altes Radio sein eigen nennen darf, wird sicherlich über kurz oder lang vor dem Problem stehen, womit kann ich eine defekte Doppelgitter-Mischröhre ersetzen? Diese Frage ist in Frankreich natürlich noch aktueller. Daher ist es nicht verwunderlich, dass dort nach Lösungen gesucht und auch gefunden wurden.

Im Internet "Forum-Radiofil"  http://retro-forum.com/  >> unter Réalisations personnelles, hat sich Pierre Genet auf den Ersatz alter, schwer zu beschaffener, Röhrentypen spezialisiert. Es kommen noch verfügbare Typen, aber manchmal auch Halbleiter zur Verwendung. Hier habe seinen Vorschlag zum Ersatz der Doppelgitterröhre A441 herausgegriffen und getestet.

Eine DK91 (= 1R5)
dient als Ersatz. Im originalen Vorschlag (Version C) sind beide Schirmgitter (g2 + g4) mit der Anode verbunden. Meine Messungen ergaben jedoch einen viel zu hohen (> 10 mA) Katodenstrom. Der Grenzwert ist aber mit 5,5 mA angegeben. Das konnte, wegen der dann nur kurzen Lebensdauer der Röhre, nicht so bleiben. Aus diesem Grunde habe ich mit einem 10 kOhm Widerstand die Schirmgitterspannung reduziert. Dieser wird mit mit einem Kondensator von 0,1 µF (100V) überbrückt. Weiterhin wurde vor g1 ein Kondensator sowie ein Rg eingefügt, was den Gesamtstrom noch mehr verringert bei gleichzeitiger Empfangsverbesserung!

Außergewöhnlich sieht die Reduzierung der Fadenspannung aus. Durch die Gleichrichterbrücke ist eine gleichbleibende Polarität gewährleistet. Man kann ja nicht wissen, wie die einzelnen Radiofabrikanten in der Vergangenheit die Heizleitungen verdrahtet haben. Der Spannungsabfall an den Dioden, zusammen mit den beiden 10 Ohm Widerständen, sorgt die richtige Uf. =1,4V für die DK91.

Da ich selber kein Radio mit der "Modulateur-Bigrille" Schaltung besitze, habe ich mit Hilfe einer Brettschaltung (siehe oben) die notwendigen Elemente zusammengestellt. Damit konnte ich die Funktion der Ersatzschaltung im Vergleich zu einer guten A441N testen.

Wichtig ist die Tatsache, vom LW- bis zum oberen MW-Bereich schwingt der Oszillator stabil, d.h. ohne Schwinglöcher! Eine Variation der +Ub von 40...80V ist zulässig. Das Mischverhalten, und damit die Lautstärke, ist etwas schlechter als mit der A441N. Bei +Ub =80V muss ich bei der DK91 2mV HF einspeisen, um eine bestimmte ZF-Spannung am Ausgang zu erhalten. Mit der A441N sind dafür nur 0,7mV erforderlich.   

Das Auge will auch was!
Ich habe mich nur mit den elektrischen Aspekten der Schaltung beschäftigt. Die handwerklich begabten unter uns werden sich anhand der gegebenen Maße einen schönen Bigrille-Sockel selber anfertigen. Gleichzeitig sollte man für eine gute Camouflage der -äußerlich unpassenden- DK91 sorgen. 

Ich möchte zum Schluss noch erwähnen, die Ersatzschaltung mit der DK91 ist nicht mit einer richtigen Doppelgitterröhre -wie der A441N- zu vergleichen. Daher zeigen beide Röhren auf dem Kennlinienschreiber große Unterschiede!
Das ist jedoch für den Gebrauch eigentlich unwichtig. Hauptsache, man kann sich wieder für viele Jahre an der guten Funktion des Radios erfreuen!

P.S.
Es ist durchaus denkbar, dass auch andere DK... Typen für diesen Zweck brauchbar sind. Ob eine Anpassung der Widerstandswerte erforderlich ist, muss von Fall zu Fall erprobt werden. Sobald ich diese in Besitz habe, will ich gerne weitere Versuche unternehmen.

Wolfgang Holtmann

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This article was edited 04.Jan.06 12:50 by Felix Schaffhauser .

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Zunächst meinen herzlichen Dank für die anerkennenden Worte.

Herr Schaffhauser stellte die Frage:
"...sind die Bigrilles DZ1, A441N etc. gleich konstruiert (abgesehen vom speziellen Sockel) wie die als Raumladeröhren bezeichneten Doppelgitterröhren und demzufolge in beide Richtungen +/- austauschbar?"

Ob ich eine "kompetente" Antwort geben kann, wage ich zu bezweifeln. Es ist wohl so, dass schon seit Jahren mein besonderes Interesse auf diese Röhrensorte gerichtet ist. Daher haben sich bei mir einige unterschiedliche Typen gesammelt.

Da der Testaufbau der Modulateur-Bigrille Schaltung noch auf meiner Werkbank steht, war es leicht möglich, mal die anderen Doppelgitterröhren auf ihre Tauglichkeit zu überprüfen. Dabei wurde ermittelt, bei welcher HF-Spannung die Referenz- ZF-Ausgangsspannung erreicht wird.
Es geht hier mehr um die Relationen untereinander. Außerdem haben Emissionsverluste der einzelnen Röhren, Einfluss auf die Ergebnisse. Um diese Ungenauigkeiten zu minimalisieren, habe ich mehrere Röhren gleichen Typs gemessen und den Mittelwert aufgeschrieben.

-- DM300 (neu)                 0,5 mV (!)
-- A441N                            0,7 mV
-- DK91 (Ersatz)                2,0 mV
-- U409D                            2,0 mV
-- RE074d                          5,0 mV (!)

Man sieht, dass die DM300 (neu) die besten und die RE074d die schlechtesten Ergebnisse zeigen. Wie ist das zu erklären? Hier meine vorläufigen Untersuchungsergebnisse:

Die RE074d ist -meiner Meinung nach- für einen optimalen Betrieb in der Raumladegitterschaltung entwickelt worden. Das heizfadennahe Raumladegitter (=g1 auf +Ub) soll möglichst viele Elektronen aus der Raumladewolke anziehen ohne dabei selber allzuviele aufzunehmen. Denn nur die durch die Maschen weiterfliegenden Elektronen sind noch nutzbar!
Konstruktiv hat TELEFUNKEN das so gelöst, dass man das Raumladegitter mit einem besonders dünnen Draht ausgeführt hat. Nach meiner Einschätzung, und nach unten stehendem Foto, hat dieser nur 1/3 der Stärke des darüberliegenden Steuergitters (g2). Dieses ist wiederum relativ weit vom Heizfaden entfernt.

Anmerkung: Das Foto wurde durch eine Öffnung in der Magnesiumverspiegelung mit einer Makrolinse gemacht. Der blau-violette Schimmer an der Anodeninnenseite rührt von der Lichtquelle (LED-Taschenlampe) her.

Bei der DM300 (neu) liegen die röhreninternen Verhältnisse anders. Ich habe davon keine Fotos zu Hand, jedoch mit einer Lupe und viel Licht kann man erkennen, dass beide Gitter mit derselben Drahtstärke ausgeführt sind. G1 ist mit einer etwas gröberen Steigung gewickelt. Die Elektrodenabstände sind viel geringer als bei der RE074d.
Frühere Vergleichsmessungen ergaben eine ca. 5x höheren Ig1 (= Irg) gegenüber der RE074d, würde man dieses Gitter in der Raumladeschaltung auf +Ub legen. Damit gehen dem Anodennutzstrom eine Menge Elektronen verloren. Das war m.E. auch der Grund, diese nachgefertigten DM300(N) von Radio-Record nicht mehr in der Raumladegitterschaltung, sondern in der Schirm- (besser gesagt Schutzgitter-) Schaltung im Kosmos RADIOMANN zu betreiben.  

Vom Innenleben einer typischen Französischen Bigrille-Röhre, der TA31 (DARIO) habe ich wohl Fotos von einem sowieso defekten Exemplar gemacht. Hier ist noch deutlicher zu erkennen, g1 ist mit der gleichen Drahtstärke und selbst noch enger als g2 gewickelt. Mit dieser Maßnahme erzielt man eine rel. hohe Steilheit. Das ist für das gute Schwingungsverhalten -auch bei kleiner Anodenspannung- von Wichtigkeit!  

Zusammenfassend:
Wenn man die angeführten Unterschiede auf die Modulateur-Bigrille Schaltung überträgt, erscheinen die Ergebnisse recht plausibel. Die Steuerwirkung der beiden (!) Gitter ist bei einer Bigrille-Röhre optimalisiert. Man brauchte auf eine eventuelle Anwendung als Raumladegitterröhre (Irg möglichst niedrig halten) keine Rücksicht zu nehmen.

Umgekehrt bedeutet das allerdings auch: eine typische Bigrille-Röhre eingesetzt in einer Raumladegitterschaltung, ist nicht besonders batterieschonend zu betreiben. Der Raumladegitterstrom ist dann verhältnismäßig hoch. Das wird wohl der Grund sein, warum die meisten Hersteller (mit Ausnahme von TELEFUNKEN) auf eine Angabe des Irg verzichtet haben!  

This article was edited 04.Jan.06 23:52 by Wolfgang Holtmann .

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Sehr geehrter Herr Schaffhauser

Wie Sie wissen, wird die Russische Röhre 2SH27L (lat.) schon seit einiger Zeit zu Schleuderpreisen (weit unter 1,-- €) angeboten. Diese direkt geheizte Pentode hat das Bremsgitter getrennt herausgeführt, was die Anwendung als Ersatz für die RE074d als auch die DM300(N) im RADIOMANN möglich macht. Siehe hierzu:
http://www.radiomuseum.org/forum/ersatz_fuer_die_alten_doppelgitterroehren.html

Da lag es nahe, damit auch die "Bigrilles" zu ersetzen. Ich habe mehrere Anordnungen im Testaufbau (siehe Link unten) durchprobiert. Nur eine konnte befriedigen, die anderen zeigten keine ausreichende Schwingsicherheit über einen großen Frequenzbereich.

Schaltungserklärung
Das 1.Gitter ist mit dem Oszillator verbunden. Die Oszillator-Anode stellt das Schirmgitter dar. Dieses ist über eine RC Kombination mit der Anode verbunden. Das reduziert die Ug2 und bringt den Ia auf den richtigen Wert. Eine doppelte Steuerung des Anodenstroms bewirkt das Antennensignal an g3.
Die zwei 15 Ohm Widerstände stellen die erforderliche Heizspannung von 2,2 Volt ein. Auf die Polarität brauch keine Rücksicht genommen werden!

Das Schönste ist:
mit "sehr empfehlenswert" steht die 2SH27L im Testergebnis an erster Stelle! Um den schon in den obigen Postings erwähnten Norm-Ausgangspegel (ZF = 55 kHz) zu erreichen, ist eine HF-Eingangsspannung von nur 0,3 mV erforderlich!

Praktische Tipps
Die Röhre ist mit einer Aluminiumhülle umgeben. Diese muss vorsichtig entfernt werden. Man markiert -mit einem Filzstift z.B.- auf der nackten Röhre die Stifte 1 + 8 (Heizung). Über die Stifte kann man kleine Klemmfedern stülpen, wie sie auch bei gedruckten Schaltungen (für externe Drahtverbindungen) zu finden sind. Somit entfällt eine Zwischenfassung!

Viel Erfolg beim Nachbau

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• Testaufbau 2SH27L (71 KB)

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Die Betrachtungen von W. Holtmann haben mich angeregt, die Angelegenheit noch messtechnisch am Objekt zu erfassen.

Zur Verfügung standen mir zwei verschiedene "Bigrilles": die DZ1 von Mazda und eine TA41 von Dario. Der Vergleich geschieht mit der bekannten RE 074d gemäss Werksangaben von Telefunken für die gleichen Messbedingungen.

Gemessen wurden der Anodenstron ia und der Gitterstrom irg für das "Raumladegitter" (G1) in Funktion der Steuergitterspannung (bezogen auf das negative Heizfadenende).

Man erkennt grundsätzlich bei allen Röhren die erwartete "Gegenläufigkeit" von ia und irg. (d.h. bei zunehmendem Anodenstrom wird der Raumladegitterstrom kleiner).

Der auffallende Unterschied zwischen den Kennlinien einer Raumladegitter-Röhre und sog. "Bigrilles" liegt nun aber deutlich im Verhältnis dieser Ströme untereinander, besonders bei Steuergitterspannungen um den Nullpunkt (typ. Arbeitspunkt bei Audions!). Offenbar bewirkte die Optimierung der G1-Funktion als Steuergitter bei den Bigrilles ein entsprechend schlechteres Verhalten für einen Raumlade-Betrieb, wie das von W. Holtmann aufgrund von Untersuchungen des Röhrenaufbaus richtig erkannt wurde. Diese Röhren wurden also bevorzugt für Oszillator und Misch-zwecke konzipiert und weniger für Raumladeschaltungen.

Das umgekehrte gilt nun natürlich für die eigentlichen Raumladegitter-Röhren, die vermutliche nicht optimale Oszillator- und Mischröhren sein dürften. (unbewiesen!).

In frühen Zeiten scheint man da eher Kompromisse eingegangen zu sein, um die Röhren für universelle Anwendungen anzupreisen, wie das Datenblatt einer der ersten "Bigrilles", der R.18. von Radiotechnique zeigt.

(à siehe Anlagen unter Röhren Typ R18)

This article was edited 14.Feb.06 15:34 by Felix Schaffhauser .

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Bisher wurde immer die Urform des "Modulateur-Bigrille" besprochen, wo ja bekanntlich direkt geheizte Batterieröhren zur Anwendung kamen.
Mit der Einführung der Gleich-oder Wechselstromnetzversorgung wurde das gleiche
Mischprinzip mit indirekt geheizten Doppelgitterröhren fortgesetzt.

An Wechselstromnetzen
In Deutschland waren dafür die Typen REN704d, U4100D, DG4101 vorgesehen. In Frankreich gab es u.a. die E441, TE41, MBG4, TM4, RS4141, DW1B.
Die genannten Röhren sind mit einem 4 Volt Heizfaden versehen.
Stellvertretend habe ich den TELEFUNKEN 650WL ausgewählt und dort einen Ersatzvorschlag für die REN704d gemacht. Siehe hier:
http://www.radiomuseum.org/forum/telefunken_650wl_ersatz_fuer_die_ren704d.html


An Gleichstromnetzen
Zusätzlich gab es für Gleichstromnetze gleichartige Ausführungen, jedoch mit einem abweichenden Heizfaden wie die REN1817d, U1718D, DG2018, B2041. 
Die Heizspannung jener Typen beträgt ca. 20V bei einem Strom von 0,18 Ampère.
Stellvertretend habe ich den TELEFUNKEN 650GL ausgewählt und dort einen Ersatzvorschlag für die REN1817d gemacht. Siehe hier:
http://www.radiomuseum.org/forum/telefunken_650gl_ersatz_fuer_die_ren1817d.html

This article was edited 01.Mar.06 18:23 by Wolfgang Holtmann .

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Sehr geehrter Herr Holtmann,

beim "Entfernen" der Hülle ist das markieren der Anschlüsse nicht unbedingt erforderlich.
Im Glasboden dieser russischen Röhren mit Loktalsockel ist ein PIN eckig ausgeprägt und paßt damit immer an gleicher Stelle in die Abschirmung. Es ist PIN 6.
Siehe Bild in Anlage (Beispiel eine 12SH1L = 12j1l)

Mit freundlichen Grüßen
Uwe Rößler

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• Röhrensockel (russische Loktal) (23 KB)

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