Röhre schlechter als Transistor?

Hallo Community!

Ich bin auf einer kleinen Privatseite über einen interessanten Artikel gestoßen, in der der Betreiber (Ein Elektro - Ingeneur) mit einem Artikel meint, Röhrenverstärker seien schlechter als Transistorgeräte.
Was meint ihr dazu? Hat er recht? Oder doch nur quatsch?

Ich bitte möglichst objektiv zu bleiben

"Bei eingefleischten HiFi-Gurus wieder auf dem Vormarsch sind Röhrenverstärker. Mein persönlicher Eindruck: Nachdem Verstärker aufgrund sehr preiswerter und extrem guter Halbleiterbauelemente kaum mehr verbesserungsfähige Eigenschaften bei sehr niedrigen Preisen besitzen, muß man sich als Guru natürlich von der "breiten, unwissenden Masse" absetzten. Aber ausgerechnet an Röhrenverstärkern kann man sehen, wie grottenschlecht ein Verstärker wirklich sein darf und wie wenig Ausgangsleistung erforderlich ist, ohne daß es klanglich wirklich negativ auffällt.

Röhrenverstärker können, ganz einfach weil sie Technik von vor einem halben bis ganzen Jahrhundert sind, einfach alles schlechter als Transistorverstärker: Sie haben einen geringeren Dynamikumfang, einen deutlich höheren Klirrfaktor und damit auch deutlich höhere Intermodulationsverzerrungen, eine niedrigere Slew-Rate (Thema TIM-Verzerrungen), ein sehr deutlich geringeres Stromliefervermögen, einen bei weitem nicht so glatten Frequenzgang und einen ganz erheblich höheren Ausgangswiderstand. Gerade wegen des hohen Ausgangswiderstands mit dem damit einhergehenden extrem niedrigen Dämpfungsfaktor, der oft kaum den Wert 2 überschreitet (guter Transistorverstärker: 200-1000!), klingen Röhrenverstärker in Kombination mit einigen Lautsprechern sehr bescheiden. Hier stimmt ausnahmsweise, daß ein bestimmter Verstärker mit einem bestimmten Lautsprecher nicht harmoniert. Dies ist auch nicht verwunderlich, denn die Schaltungstechnik ist bis auf ganz wenige Ausnahmen auf einem Uraltstand stehengeblieben, bei dem zudem im Signalpfad ein Ausgangstransformator angeordnet ist. Wer sich schon einmal näher mit Transformatoren beschäftigt hat, der weiß, wie nichtlinear sich Transformatoren trotz etlicher verschachtelter Wicklungen verhalten, und würde einen solchen deshalb nie und nimmer im Signalpfad plazieren, wenn es irgendwie vermeidbar ist, auch wenn dieser unzutreffenderweise als Ultralinearübertrager bezeichnet wird.

Der dominierende Unterschied zwischen Transistor- und Röhrenverstärkern im Linearbereich liegt jedoch weniger darin,daß manche Lautsprecher durch die mangelhafte Dämpfung ein Eigenleben führen würden, sondern hauptsächlich im Frequenzgang, der indirekt durch den hohen Ausgangswiderstand von Röhrenverstärkern verursacht wird: Der Ausgangswiderstand bildet nämlich mit der Impedanz des Lautsprechers einen Spannungsteiler. Das ist bei ohmschen Lasten kein großes Problem, sondern vermindert nur die Spannung am Lautsprecher und damit die abgegebene Leistung. Wenn beispielsweise der Ausgangswiderstand des Verstärkers 4 Ω (ein realistischer Wert!) und die Nennimpedanz des Lautsprechers 8 Ω beträgt, so beträgt die am Lautsprecher ankommende Spannung nur 67% der eigentlich möglichen Spannung, was -3,5 dB entspricht. Dummerweise ist die Impedanz eines Lautsprechers aber weder rein ohmsch noch ist sie konstant für alle Audiofrequenzen. Vielmehr besitzt ein einzelnes Lautsprecherchassis immer eine Resonanzstelle im Bereich seiner unteren Betriebsfrequenz, bei der seine elektrische Impedanz drastisch zunimmt. Bei hohen Frequenzen dominiert hingegen die Induktivität der Schwingspule das Verhalten, wodurch die Impedanz zu hohen Frequenzen hin ebenfalls ansteigt. Bei der üblichen Zusammenschaltung mehrerer Lautsprecherchassis (z.B. Baß-, Mittel- und Hochtöner) zu einem Lautsprechersystem ergibt sich dadurch eine Impedanzkurve, die alles andere als einen konstanten Wert besitzt. Steigt die Impedanz an, so wird der Spannungsteiler immer unwirksamer, so daß die Ausgangsspannung und damit die abgegebene Leistung zunimmt. Bei Frequenzen, bei denen der Lautsprecher eine sehr hohe Impedanz besitzt, kann im obigen Beispiel die Ausgangsspannung von 67% bis auf nahezu 100% der möglichen Spannung ansteigen, was einer maximalen Pegelanhebung von 3,5 dB entspricht. Eine hohe Impedanz haben Lautsprecher üblicherweise im tiefen Baßbereich und bei hohen Frequenzen, weshalb übliche Röhrenverstärker bei realen Lautsprechern genau dort eine Pegelüberhöhung zeigen. Da das menschliche Gehör empfindlich auf Unterschiede im Frequenzgang reagiert, sind Unterschiede in dieser Größenordnung im direkten A/B-Vergleich deutlich hörbar. Und es ist eine bekannte Tatsache, daß eine leichte Baß- und Höhenanhebung gegenüber einem linealgeradem Frequenzgang in Hörtests gern als besser klingend beurteilt wird - und zwar völlig unabhängig von der verwendeten Technologie. Bei einem ohmschen Widerstand, der normalerweise bei Verstärkern anstelle des Lautsprechers zum Messen des Frequenzgangs, der Ausgangsleistung usw. verwendet wird, tritt dieser Effekt der Pegelanhebung nicht auf und ist daher auch auf der vom Hersteller veröffentlichten Darstellung des Frequenzgangs nicht erkennbar.

Eingefleischte Röhrenverstärkerverfechter werden nicht müde, darauf hinzuweisen, daß ein Röhrenverstärker infolge der erzeugten Oberwellen zweiter Ordnung (auch k2 genannt) wärmer als ein Transistorverstärker klinge, was ein großer Vorteil sei. Wenn das Ziel eine möglichst unverfälschte Wiedergabe sein soll, was ja Zweck von HiFi (= High Fidelity = hohe Klangtreue) ist, muß man diesen Eigenklang jedoch ganz entschieden ablehnen. Abgesehen davon produzieren die wenigsten Röhrenverstärker hauptsächlich Oberwellen zweiter Ordnung sondern aufgrund ihrer Gegentaktendstufe meistens hauptsächlich Oberwellen dritter Ordnung, die man gern als Ursache für den angeblich schlechten Klang von Transistorverstärkern nennt, was ebenfalls nicht der Realität entspricht. Als Instrumentenverstärker für z.B. E-Gitarren, bei denen der Klang über den absichtlich übersteuerten Verstärker erzeugt wird, machen Röhrenverstärker durchaus Sinn; allerdings kann man einen weich übersteuerten Klang auch mit Halbleitern erzeugen. Rein technisch gesehen sind Röhrenverstärker als Linearverstärker die schlechtest denkbare Lösung. In der Praxis muß man dies allerdings deutlich relativieren, da sich Lautsprecher noch um Größenordnungen schlechter verhalten und auch das menschliche Gehör deutliche Schwächen insbesondere in Bezug auf das Erkennen von Verzerrungen besitzt. Es ist daher durchaus möglich, mit Röhrenverstärkern genußvoll Musik zu hören. Nur ist es keineswegs so, daß Röhrenverstärker einen besseren Klang als Transistorverstärker besitzen, und schon garnicht sind sie das Non-plus-Ultra des guten Klangs. Das Problem der Röhren-Taliban, die keine andere Meinung zulassen, ist ganz einfach, daß der Röhrenklang stets in ihrer subjektiven Meinung als Referenz betrachtet wird. Andere Verstärker, die geringfügig anders klingen als ihre Pseudo-Referenz, werden als schlechtklingender Müll bezeichnet. Da Transistorverstärkern konstruktionsbedingte sowohl die Baß- als auch Höhenanhebung fehlt, ist es allerdings auch kein Wunder, wenn ihr Klang als matt und farblos beschrieben werden. Daß der Röhrenverstärker objektiv gesehen Baß und Höhen nicht richtig wiedergibt und man diesen Effekt bei Transistorverstärkern auch mit einem in diesen Kreisen verhaßten Equalizer bzw. Klangregler erreichen könnte, ist den wenigsten heißblütigen Röhrenverfechtern überhaupt bewußt.

Oft wird wortreich versucht, Röhrenverstärker schönzureden, z.B. mit folgendem Argument: "Was wäre Ihnen als Elektron lieber: Ungehindert durch einen luftleeren Glaskolben zu fliegen oder sich in einem Halbleiter durch verschiedene Sperrschichten zu quälen?". Auf den ersten Blick ist dieses Argument vielleicht einleuchtend, aber wenn man sich einmal die physikalischen Hintergründe verdeutlicht, wird schnell klar, wie blödsinnig und demagogisch es ist. Solche blöden Fragen eigentlich nur mit "Vakuum kommt für mich keinesfalls in Frage, denn dort würde ich ersticken" beantworten. Fakt ist, daß sich Elektronen in elektrisch leitenden Medien wie z.B. Metallen oder Halbleitern viel besser bewegen können als im Vakuum, denn Vakuum ist ein guter Isolator. Man muß daher die Elektronen mit Gewalt aus dem Leiter schleudern. Dazu benötigt man eine hohe Spannung von mehreren hundert Volt und muß zudem, weil das alleine kaum hilft, die Elektrode durch eine elektrische Heizung zur Rotglut bringen. Man könnte es auch demagogisch so beschreiben, daß die Elektronen in Röhren einen extrem herzhaften Tritt in den Allerwertesten um nicht zu sagen brutale Gewalt benötigen, damit sie die Katode verlassen. Gleichzeitig kann man die Frage formulieren, ob Sie als Elektron lieber gemächlich durch geöffnete Sperrschichten fließen oder mit hoher Geschwindigkeit und voller Wucht auf eine metallische Elektrode aufprallen möchten. Die Wucht des Frontalzusammenstoßes mit der Anode ist übrigens derart hoch, daß als Folge meistens 2 bis 3 Elektronen herausgeschlagen werden, die man bei Pentoden zur Verbesserung der Eigenschaften mit einer Hilfselektrode einzusammeln versucht. Diese Elektrode tut nichts anderes (wir wollen hier auch mal so richtig demagogisch sein), als die Scherben der andauernden Crashs zusammenzukehren, damit die von der Katode kommenden Elektronen nicht über diese Scherben stolpern. Desweiteren wirkt objektiv gesehen das Gitter genauso wie eine Sperrschicht: Mit Sperrschichten kann man die durchfließende Elektronenmenge regulieren, und nichts anderes bewirkt das Steuergitter einer Elektronenröhre.

Aber letztlich ist das alles egal, denn Elektronen nehmen keinen Schaden dadurch, daß sie irgendwo herausgeschleudert werden, irgendwo anders heftig aufprallen oder durch einen (Halb-)Leiter fließen. Ein Märchen ist auch, daß ein aus möglichst wenigen Röhren oder Halbleitern bestehender Verstärker grundsätzlich einen besseren Klang besitzt, weil angeblich jedes aktive Bauelement eine Klangverschlechterung bedeutet. Richtig ist vielmehr, daß man durch die geschickte Kombination mehrerer aktiver Bauelemente ein deutlich besseres Gesamtverhalten erzielen kann, weil sich dann Verzerrungen gegenseitig nahezu aufheben. Dies gilt für Röhren genauso wie für Transistoren. Da Transistoren klein und nicht zuletzt dank der extrem hohen Stückzahlen sehr preiswert sind, macht man von diesen qualitätsverbessernden Maßnahmen bei Transistorverstärkern selbst dort, wo man sich auch nur den kleinsten Vorteil verspricht, gern ausgiebig Gebrauch. Röhren kosten jedoch nicht nur ordentlich Geld sondern benötigen auch viel Bauraum und Heizenergie, weshalb ihre Anzahl alleine aus Platzgründen und aus Gründen der Stromversorgung und Wärmeabfuhr beschränkt bleiben muß, was sich in einer vergleichsweise vorsintflutlichen Schaltungstechnik äußert. Zudem sind aus Sicht des Ingenieurs Röhren, über deren Aufbau, Funktionsweise, Grundschaltungen etc. Sie auf separaten Seiten nachlesen können, aufgrund ihren krummen Kennlinien ohnehin nicht erste Wahl für absolut linear arbeitende Verstärker. Aber selbst damit kann man durchaus gut Musik hören, wenn man keine allzu hohen Ansprüche stellt. Man muß jedoch beachten, daß sich Röhren im Gegensatz zu Halbleitern mit der Zeit abnutzen und dadurch relativ schnell ihre Eigenschaften verschlechtern, bis sie irgendwann einmal ausfallen. Man sollte daher in HiFi-Verstärkern vor allem die Endröhren regelmäßig überprüfen (lassen) und ggf. austauschen."

Quelle: http://www.elektronikinfo.de/audio/verstaerker.htm

Hallo,

ich hatte es schon mal erwähnt, ein 50er Jahre Röhren -Computer System welches tatsächlich bis Ende 70er in Betrieb war, das S.A.G.E. Radar System in USA.
Zur Luftverteidigung waren etwa 30 Stellungen über Amerika verteilt. Jede Stellung war mit 2 Whirlwind AN/SFQ-7 Computern bestückt, der Computer hatte etwa 55.000 Röhren - von denen immer etliche defekt gingen. Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen hatte man deshalb gleich 2 parallel laufende Maschinen eingeplant.
Auch konnte das System in etwa vorhersagen welche Röhre als nächste den Geist aufgibt - Techniker mit speziellen Röhren - Taschen flitzten laufend durch den Computer um Röhren zu wechseln.
An Größe, Gewicht, Stromverbrauch (3MW !) wohl das größte Computersystem das je gebaut wurde:

http://www.youtube.com/watch?v=o7ssZyRl6MU&feature=fvwrel

oder hier, ein paar Daten:

http://www.computermuseum.li/Testpage/IBM-SAGE-computer.htm


Gute Nacht, Helmut