Röhren > Do's and Dont's für Betrieb mit optimaler Lebensdauer

keine Ahnung, aber gut wenn wir mal über das Thema reden. Mein Stromberg-Carlson viel mir 1985 zu, da war er vielleicht 20 Jahre alt. Bei mir lief er erst ein oder zwei Jahre Tag und Nacht, dann war er über ein Jahrzent abgelagert. In den letzten fünfzehn Jahren sind dann wieder ein paar tausend Betriebstunden zusammengekommen. Mit dem ersten Röhrensatz. Gekostet hat es in der Zeit nur einige Elkos und ein paar Widerstände. Standby-Schaltung ist nicht. Ich drehe das Poti erst nach ein paar Minuten auf, weil ich die vermutlich irrige Vorstellung habe, Stromfluß könnte Partikel aus der kalten Kathode reißen - außerdem hört sich ein Kaltstart besorgniserregend an.

Den grauen Belag meinte ich auch zu entdecken, war aber außen auf den Röhren.

Künftig möchte ich das Schätzchen etwas schonen. (Du weißt nicht zufällig ob man einen TDA 8929 symmetrisch speisen kann - mit Anfängerfragen hat man es im Moment nicht leicht)

@ Rimpelstrøm

(Du weißt nicht zufällig ob man einen TDA 8929 symmetrisch speisen kann - mit Anfängerfragen hat man es im Moment nicht leicht)

Ich nehme mal an, Du meinst das Eingangssignal?
Das ist ohne Problem möglich:

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/84623/PHILIPS/TDA8929.html

So ganz verstehe ich den zweiten Teil Deines Satzes nicht; sehr viel geht auf das Konto von actio - reactio.

Grüße - Manfred

Hallo Manfred,

das verlinkte Datenblatt lag der Idee zu Grunde den Eingang symmetrisch zu beschalten. Nur sag mir, was soll ich mit Signal ground SGND1 und SGND2 tun, das Blockschaltbild klärt darüber nicht auf, die enden dort in nichtssagenden Pfeilspitzen. Möglicherweise mit den kalten Pins direkt an den XLR-Buchsen verbinden, oder unbeschaltet lassen? Oder brauchen die harten Ground bzw. Bezugsspannung 0V, damit die Opamps überhaupt funktionieren?
Mach doch mal kurz eine Technikfolgenabschätzung bevor ich für den Kit die Bestell-Taste drücke.

Gruß
Rimpel


MrSNT
es war nicht unbedingt Absicht deinen Thraed zu kapern. Entschädigenderweise nun gepuscht

Schade,

ich muß wohl einiges selber in Erfahrung bringen. Vielleicht habe ich mich auch verkehrt ausgedrückt. Na ja macht ja nichts. Wenn ich was weiss, werde ich es trotzdem hier posten.

Grüße

Hallo Mr.SNT ,

zu1.:
Das ist nicht erforderlich, soll aber die Lebensdauer verlängern, weil dann die (kurze) Zeit wegfällt, in der die Röhre mit zu geringer Kathodentemperatur läuft.
Dadurch bildet sich eine sog. Zwischenschicht, welche die Emmission behindert.
Es gibt Langlebensdauerröhren, bei denen diese Zwischenschichtbildung nicht (oder weniger stark) stattfindet.
In der Praxis ist es aber so, daß Millionen von Consumer-Geräten jahrelang ihren Dienst verrichteten, trotzdem daß alle Spannungen zugleich zugeschaltet wurden.
Ich denke, daß damit auch Frage 2 u. 3 beantwortet ist.

Überlastung führtest Du ja schon an und wie Du ganz richtig vermutetest, ist für eine Röhre eine kurzzeitige Überlastung im Gegensatz zu Halbleitern kein Problem.

Was den "Nebelrand betrifft, so kann ich nur vermuten, daß beim ersten Betrieb Gasreste durch das Getter gebunden werden. Bild?

Grüße - Manfred

Eine Röhre sollte nicht in die Sättigung kommen. Sättigung berdeutet, dass alle emitierten Elektronen zur Anode geführt werden. Im Normalbetrieb bildet sich um die Katode eine Elektronenwolke, es sind also überzählige Elektronen vorhanden.
Wenn man nun die Anodenspannung einschaltet ohne Heizung, so gibt es gar keine Elektronen und es passiert nichts. Schaltet man jetzt die Heizung ein, so erwärmt sich die Katode und beginnt Elektronen zu emitieren. Bei relativ tiefer Temperatur reichen die Elektronen nicht aus, den normalen gewünschten Strom fliessen zu lassen. Und wenn die Gittervorspannung mit einem Katodenwiderstand realisiert wird, ist diese Gittervorspannung zu klein und alle Elektronen wandern zur Anode. In diesen wenigen Sekunden wird die Röhre tatsächlich in der Sättigung betrieben, was ihr schadet. Nach dieser kurzen Zeit ist die Katode aber schon so warm, dass zwar noch nicht der endgültige Strom erreicht wird, aber es werden nicht mehr alle Elektronen zur Anode geleitet.
Nun ist diese kurze Zeit wie erwähnt ein Problem. Es entspricht etwa einer Stunde normalen Betriebes. Also, Kiste alle 5 Minuten an und aus und an und aus ist falsch. Aber wenn man eine Pause von einer Stund beabsichtigt, lohnt es sich auf jeden Fall, das Gerät auszuschalten, da damit die Röhren mehr geschont werden.

Und es gibt einen zweiten Fall: Wenn Röhren geheizt werden ohne Anodenspannung, bildet sich auf der Katode eine isolierende Schicht und die Röhre emitiert keine Elektronen mehr, sie ist also kaputt.

Und gehen wir mal in die 50er, da gab es nur Röhrengeräte und da wurde immer alles zusammen eingeschaltet. Und die Radios aus der damaligen Zeit spielen z.T. noch heute mit der ersten Röhrenbestückung. So kritisch kann es also nicht sein...

Manfred hat da die beiden Dinge etwas zusammengemischt, was nicht zusammen gehört, aber seis drum.

Bei Heimgeräten war es früher üblich und auch durchaus richtig, den Arbeitspunkt mit dem Katodenwiderstand automatisch richtig einzustellen. Mit dieser "Automatik" wird nämlich die Röhrenalterung berücksichtigt, was bei den so beliebten Biaseinstellungen von hand nicht der Fall ist. Dort stellt man den Strom nach Büchlein ein. Das ist, wie wenn man ein altes Rennpferd mit der Peitsche antreibt. Das bringt keine Spitzenresultate mehr, aber der Gaul stirbt früher. Und genau so ist es bei den Röhren. Einfach nach Strom einstellen ist Unsinn. Und es ist auch Unsinn, die Gittervorspannnung da in einer Anlaufphase zu verändern. Es würde ja nicht schaden. Aber wenn der Verstärker mal 5 Minuten ohne Gittervorspannung läuft, weil die Elektronik dazu einen Defekt hat, ist die ganze Kiste oder zumindest die Endröhren hinüber, was ohne die Elektronik nicht passiert wäre.

Das, was Du als Nebelrand bezeichnest, kann das Getter sein, ein silbrig-schwarzerer Belag, welcher auf Luftreste reagiert und diese bindet. Der gehört in die Röhre!
Falls sich da weissliche Bereiche zeigen, so ist dies das Getter, das mit Luft reagiert hat und es ist ein Zeichen, dass die Röhre nicht mehr dicht ist. Durch verkrümmte Sockelstifte können die Röhren Haarrisse bekommen, durch welche Luft eindringt. Dann ist es nur eine Frage der Zeit, bis die Röhre nicht mehr funktioniert. Die links ist iO, die rechts (Fotomontage) hinüber.

Hallo Richi44, hallo Pelowksi,

vielen Dank für Eure Mühe. Ich fasse mal kurz vorläufig zusammen:

Probleme für die Röhre:

Sättigung (hoher Strom wg nicht ausreichend negativem bias). Sättigung tritt bei autom. Gittererzeugung während des Anodenspannungshochlaufs auf, weil der Kathodenkondensator noch nicht geladen ist. Ein fixer bias kann wg fehlernder Gegenkopplung Alterungseinflüssen nicht kompensieren, kann jedoch die Sättigung vermeiden. Einschaltsättigung ist für die Röhre ungefähr so schlimm wie 1h Betrieb.

Aber eigentlich : Was ist denn genau Sättigung?

Isolierschicht wg. Heizung ohne Anodenspannung.

Aber eigentlich: Klar ist dieser Betrieb bei Musikern Stand der Technik und genau deshalb hat man die obigen Erfahrungen der Isolationsschicht wahrscheinlich auch machen können. Jedoch: Diese Amps funktionieren mit einer verhältnismäßig langen Betriebsdauer. Daraus würde ich jedoch schlußfolgern, daß die Angelegenheit verhältnismäßig unkritisch sein könnte.

Was hält Ihr von folgenden Möglichkeiten zur Problembehandlung?

A. Bei einer aktiven Stromquelle in der Kathode mittels Bipolartransistor (shit!)wäre allerdings eine zu hoher Strom (Sättigung vielleicht nicht) vermeidbar und man hätte auch bei Röhren älterem Datums die Parameter im Griff (bis es dann später schnell bergab geht). Alle Spannungen werden gleichzeitig geschaltet, incl. Heiszspannung.

B. Automatische Gittererzeugung die allerdings durch langsamen Hochlauf der Anodenspannung die Röhre Zeit zur effektiven Arbeitspunkteinstellung (Gegenkopplungszeitkonstante über Kathodenwiderstand und Kathodenelko) zu lassen und so den Einschaltspitzenstrom reduziert. Einschaltzeitpunkt von allen Spanungen gleich.

C: Bei Penthode: Echter manueller Standby Schalter mittels Gitter2 Ansteuerung und Tiefpass, mit dem die Gitetr2 Spannung angeschaltet wird, ansonsten werden alle Spannungen gleichzeitig
rangeschaltet. Gleichzeitig kann man auch das Lautsprecherrelais anschalten. Da ein TP an Gitter2 ist kein lautes Einschaltgeräusch zu vernehmen. Hier wird das eigentliche Problem dem Benutzer überlassen.

Was hält Ihr davon?

PS: Von dem Röhrenschleier muß ich noch ein Foto machen - werd ich heute abend posten

Grüße

Hallo richi44,

Manfred hat da die beiden Dinge etwas zusammengemischt, was nicht zusammen gehört, aber seis drum

Danke für deine Klarstellung/Präzisierung des Problems!

Grüße - Manfred

Hallo,

habs doch gleich geschafft ein Bild zu machen. Das wäre mit einem Röhrenfotoapparat wohl doch nicht so schnell gegangen.

Vielleicht könnt Ihr ja was damit anfangen. Einige Röhren zeigen sogar 'unbenutzt' diesen Schmauchring.

http://s11b.directupload.net/file/d/1717/jir4v59n_jpg.htm

Grüße

Zu guten alten Röhrenzeiten bekam man auch miese Funzeln, aber in der Regel war es Qualitätsware. Was man heute bekommt ?
Die Lebesdauer der Röhre ist also etwas, das man nicht so leicht beantworten kann. Und üblicherweise wurden Röhren getestet, bevor sie im Werk verpackt wurden. Ein Hersteller, der sich seiner Sache sicher war, hat die Röhren kurz eingesteckt, ohne grosse Messungen. Das wurde automatisch erledigt. Nur bei Langleberöhren oder Militärware wurden die Daten geprüft.
Etwas unzuverlässigere Hersteller haben ihre Röhren gemessen und was ausser Toleranz war als zweite Wahl verkauft. Dass es sich um zweite Wahl handelte, stand natürlich nirgends drauf. Und so kann mancher Kellerfund heute als teure NOS verscherbelt werden, die seinerzeit wegen Toleranzüberschreitung ausgesondert wurde...

Also, heute kann es durchaus vorkommen, dass eine Röhre nicht dem entspricht was drauf steht. Und über die Qualität will ich darum gar keine Aussage machen. Ich finde es daher einfach übertrieben, wenn wir da alles Mögliche und unmögliche ins Auge fassen, nur um der Funzel eine Stunde längeren Lebens zu gönnen. Alles, was zusätzlich drin ist, geht irgendwann kaputt und dann schickt es die Röhren noch früher ins Jenseits.

Jetzt zu Deinen Fragen:
Die Sättigung ist immer dann erreicht (im Gegesatz zu unserer Sättigung) wenn alle produzierten Elektronen verbraucht werden und keine Reserven bereit stehen. Wir sind satt wenn nichts mehr rein geht, die Röhre, wenn nicht mehr raus kommt als zwingend gebraucht wird.
Die Sättigung hat nicht direkt etwas mit dem Strom zu tun. Wenn die Katode noch zu kalt ist, liefert sie weniger Elektronen als eigentlich gebraucht würden. Und diese Betriebsart schadet der Röhre. Allerdings ist der Schaden verhältnismässig gering.

Und die zweite Frage ist die Isolierschicht. Diese kann entstehen. Dazu muss aber die Röhre längere Zeit (Tage) ohne Anodenspannung betrieben werden. Bei früheren militärischen Radargeräten gab es die "Bereitschaft". Da waren die Röhren geheizt, aber ohne Anodenspannung. Also muss dieser "Schongang" offenbar mehr genützt als geschadet haben.
Kommt hinzu, dass sich so "fehlgeheizte" Röhren mit sog. Regeneriergeräten wieder in Funktion bringen lassen. Dabei wird mit positivem Steuergitter kurzzeitig ein hoher Strom verlangt. Damit werden die Elektronen förmlich aus der Katode gerissen, was die Isolierschicht durchschlägt und das verbrauchte Katodenmaterial absprengt. Es ist eine brutale Methode, die auch mal in die Hose gehen kann. Dann ist die Röhre halt endgültig hin, aber sie hätte ja ohnehin nichts mehr getaugt.

Und zu dem Schmauchring: Sowas kenne ich von älteren Röhren, die immer an der Leistungsgrenze betrieben wurden.
Man kennt bei den Röhren die Sekundäremission. Dabei werden sicher mal Elektronen aus dem Anodenblech ausgeschlagen. Diese treffen auf das Bremsgitter und kommen so wieder via Katode in den Kreislauf. Und dass da einiges an Energie drin steckt, zeigt sich daran, dass ein Anodenblech glühen kann durch die kinetische Energie. Und bei speziellen Röhren (Tyratrons) kommt es zur Röntgenstrahlung. Also ist doch auch denkbar, dass da ab und zu auch ganze Atome herausgesprengt werden. Diese können nur irgendwie bis zum Glas gelangen und sich dort festsetzen.
Und wenn man weiss, dass die Röhren zumindest in einer automatischen Testanlage kurze Zeit an ihrer Grenze betrieben wurden, so ist ein solcher Schmauchring auch bei "neuen" Röhren denkbar.

Danke zusammen,

bei allen 5 Röhren zeigte sich nach 1/2 Stunde der Schmauchring, der wurde später allerdings nicht mehr nennenswert schlimmer. Die Betriebsdaten der pcl805 wurden knapp ausgereizt. (Klasse A Betrieb 8W Pa (=100Vak/80mA), 1,5W g2 (170Vug2k) also so viel Strom wie möglich bei gerade noch erlaubter Verlustleistung).
Aus diesem Grunde, also aus der Befürchtung raus, irgendetwas übersehen zu haben, habe ich hier gepostet. Elektrisch sind die Verlustleistungen auf keinen Fall überschritten. Die Andode glüht auch auf keinen Fall. Die Röhre müßte das eigentlich laut Datenblatt abkönnen. Ich werde wohl mal einen Langzeitversuch starten müssen.

Kann das vielleicht was mit dem Alter der Röhren zu tun haben oder vielleicht ausschliesslich was mit dem Strom? Ich fahre nämlich einen verhälnissmäßig sehr hohen Strom (80mA)

Grüße

Danke richi44!

Kannst du noch etwas genauer beleuchten, was während der Sättigung schädliches passiert, bzw. was daran schädlich ist und was der Schaden und die Folgen?

Verhält es sich dabei mit Signalröhren wie der ECC83 identisch wie mit Leistungsröhren wie der EL34?

Der Strom ist eindeutig zu hoch, denn er ist nur mit 70mA Ik zugelassen, als Grenzwert, nicht für den Dauerbetrieb. Es ist daher anzunehmen, dass die "Schmaucherei" mit dem zu hohen Strom zu tun haben.
Ich habe übrigens mal das Datenblatt konsultiert. Hier die Ergebnisse:

Mit Deiner Betriebsart wird das Röhrenleben schon deutlich verringert sein (rot).
Bei einer schonenderen Betriebsart hast Du einen deutlich kleineren Strom und damit eine längere Lebensdauer (die hat nichts mit der Anodenverlustleistung zu tun, aber mit dem Strom!!), ausserdem eine höhere Ausgangsleistung mit einem kleineren Klirr.