HF in NF

Mindestens ebenso nervig wie das Brummen, ist bei einem Selbstbau-Röhrenverstärker Hochfrequenz, also HF. Das ungewollte HF fängt man sich leichter ein, als einem lieb ist. Die Gefahr, dass man sich einen Sender zusammengeschustert hat, ist da beileibe nicht auf den Selbstbau-Bereich beschränkt.

Auch Fix-und-Fertig Röhrenverstärker schwingen manchmal. Vorzugsweise die Verstärker, die Pentoden parallel geschaltet haben (egal ob Eintakt oder Gegentakt).

Das Thema HF in einem NF-Verstärker wird (wie so vieles) im deutschsprachigen Raum kaum beachtet, oftmals sogar abwertend behandelt. Derjenige Bastler, der sich so etwas »eingefangen« hat und in »Diskussionsforen« nach Rat & Tat ersucht, läuft Gefahr stigmatisiert zu werden. Dabei besteht dazu wahrlich keine Veranlassung. Besonders gefährlich sind da die »Forumsteilnehmer« die vorgeben, die Weisheit mit Löffeln gefressen zu haben…

Wie auch andere Fehler, ist ein oszillierender Röhrenverstärker (NF-Verstärker generell) kein Anfängerfehler. »Anfänger« haben nämlich oftmals das sprichwörtliche Anfängerglück. Anders bei den »Profis«, die mit alles andere als Mainstream-Röhren (EL34 oder KT88) arbeiten. Die wissen von »HF in NF« ein mehrstrophiges Lied von zu singen.

Eine schwingende Röhre tritt übrigens nicht nur im HiFi-Bereich auf – auch die Musiker haben mit ihren Verstärkern des öfteren potentielle Sender am Start.

Die Anzeichen, dass man verbotenerweise einen Sender betreibt, sind keineswegs eindeutig. Nicht jeder Bastler hat ein Oszilloskop. Und die Allerwenigsten besitzen eine teuere »Profi-Ausstattung« mit der sich Hochfrequenz im Handumdrehen nachweisen lässt. Braucht man auch nicht…

Dem HF auf der Spur

Woran erkennt man nun, ob ein Verstärker abseits von 20kHz sein Unwesen treibt? Bei den möglichen Symptomen gehe ich jetzt davon aus, dass kein Fehler vorliegt!

Eine, oder mehrere, Kathodenwiderstände der Endröhren werden sehr heiss oder geben Rauchzeichen von sich. Im Umkehrschluss dürfte auch der Ruhestrom viel zu hoch sein, obwohl die Vorspannung im normalen Bereich liegt.

Saust von Start weg der Ruhestrom hoch, obwohl da eigentlich »nichts oder kaum etwas« zu sein hat, ist das fast schon ein untrügliches Zeichen. Es kann natürlich auch sein, dass die Röhre selber einen »Hau« hat. Das merkt man aber recht schnell an den roten Anodenblechen.

Ein weiteres Indiz ist die Wärmeentwicklung einer Röhre: Wird sie innerhalb kürzester Zeit ungewöhnlich heiss, ist die Chance, dass sie »durch die Gegend funkt«, schon sehr gross.

Wenn es harsch, fast schon schrill klingt (also sehr »Hochtonlastig«), dann kann das ebenfalls ein Indiz sein. Auch ein »krisseliges Rauschen« im Lautsprecher ist verdächtig.

Ein billiges Stromverbrauchs-Messgerät dürfte in diesen Fällen auch schon ungewöhnlich hohe Verbrauchswerte anzeigen.

»Wackelt« die Anodenspannung des Digitalmessgerätes, dann ist das ein sicheres Zeichen für HF im unteren zweistelligen Frequenzbereich. HF im oberen Kilo- bzw. Megahertzbereich können diese Messgeräte aber nicht erfassen und gauckeln eine trügerische Ruhe vor.

In diesem Fall muss das Oszilloskop ‘ran, denn, wenn es schwingt, dann richtig. Das heisst, im oberen Megahertz-Bereich den oftmals viele analoge Oszilloskope auch nicht mehr sicher erfassen können. Auch mit einem 10MHz oder 20MHz-Oszilloskop hat sich bei der Überprüfung der Anodenspannung eine dünne Linie zu zeigen. Eine deutlich dickere oder unscharfe Linie, die sich auch noch (langsam) auf und ab bewegt, ist eindeutig.

Verschwindet der Empfang des analogen Werkstattradios, wenn der Verstärker eingeschaltet wird, braucht man auch nicht mehr zu raten. Ein analoges Radio mit den Frequenzbereichen UKW und mindestens MW kann als HF-Detektor wirklich gute Dienste leisten. Das, was da abgestrahlt wird, ist ziemlich breitbandig – man braucht also kaum die Frequenz zu suchen.

Zum Aufspüren einer Amok laufenden Endröhre gibt es aber auch ganz einfache Mittelchen. Hierzu schaut man mal bei den Funkamateuren vorbei. Ein simples Feldstärke-Messgerät ist zB. nicht schlecht. Noch einfacher geht es mit einem sog. HF-Sniffer (gaaanz früher nannte man so etwas HF-Detektor).

HF-Sniffer

Dioden: Schottky- oder Germaniumdioden, 1N4148 tun es allerdings auch. Der 100nF-Kondensator ist ebenfalls unkritisch, sollte aber Keramik sein. Das eigentliche Anzeigeinstrument muss bei ein paar Microampere (Zeigerinstrument 50 bis 100µA) ausschlagen. Die Masse wird mit der Gerätemasse (bzw. Schutzleiter) verbunden – fertig. Als Antenne reicht ein Stück Draht – und dann einfach mit der Antenne die Schaltung »luftig abtasten«.

Anstatt eines analoges Zeigerinstrument kann auch ein Digitalvoltmeter genommen werden, der dann auf den empfindlichsten Gleichspannungs-Messbereich eingestellt wird.

Solche Schätzeisen sind ziemlich zuverlässig zum Aufspüren von »hochfrequenziges« jeder Art. Uns interessiert nicht, auf welche Frequenz und wie stark die Röhre »funkt«, sondern ob sie bzw. die Schaltung, »funkt«.

Nebenbei bemerkt: So ein »HF-Sniffer« kann man auch dazu nutzen, um die Wechselstromfelder eines Netztrafos zu prüfen.

Wege aus der HF-Krise

Eine EL34 oder KT88 zum schwingen anzuregen, ist schon fast eine »Kunst«. Es gibt aber Röhren, bei denen schafft das der Bastler mit schlafwandlerischer Sicherheit. Berühmt sind Eintakter mit 6C33 (das »Warzenschwein«) oder auch mit Zeilenendröhren damaliger Fernsehgeräte. Auch eine 845 bzw. 211 kann leicht zum schwingen angeregt werden.

Lösung: Ist das hochfrequente Oszillieren einmal in der Schaltung, macht man es sich einfach, überdenkt den Aufbau und macht es neu. Das ist der einzig sichere und gangbare Weg. Alles andere ist ein herumdoktern an den Symptomen.

Wo die Ursache einer schwingenden Röhre liegt, ist schwer herauszufinden. Eine »pumpende« Versorgungsspannung kann genauso Ursache sein, wie eine schwach einstrahlende Hochfrequenz von Schaltnetzteilen oder »voluminöse« (weil hifi-del) Koppelkondensatoren.

Hochfrequenz ist wie Wasser: Sie sucht und findet ihren Weg…

Generell gilt: Keine langen Kabelwege und eine »gute« Masseverdrahtung. Das sieht oftmals nicht schön aus, erfüllt aber seinen Zweck. Besonders im Bereich der Endröhren sind alle Bauteile direkt an der Röhrenfassung anzubringen. Was man bei Pentoden häufig vergisst ist der Schirmgitterwiderstand. Einhundert Ohm bewirken am Schirmgitter nicht viel, können aber reichen, dass sich die Röhre dann so verhält, wie man es erwartet. Auch – oder gerade – in Ultralinearschaltungen.

Gerade bei »steilen Zähnen« darf man auf Drahtwiderstände, besonders im Bereich der Endröhre verzichten. Drahtwiderstände sind Spulen in die sich HF nur zu gerne induziert. Metallschicht bzw. Metalloxyd, Kohleschicht oder Carbon Composit sind hier die Widerstandstypen der Wahl.

Fast vergessen: HF »bekämpft« man mit Keramikkondensatoren. Dafür sind diese Dinger da. MKP oder MKT (MKS) sind hier fehl am Platz. Ein 10nF-Keramik hier und ein 10nF-Keramik da, tun nicht weh. 😉

frihu

…hört gerne Musik. Über Röhrenverstärker. Musikrichtung egal. Ausser Jazz, Hip-Hop, House, Metal, Trash, Schlager, Volksmusik, Gangsta-Rap (noch schlimmer, wenn in Deutsch gebrüllt). Da krieg’ ich ein Hörnchen.

Autor der Bücher:
Hören mit Röhren, Röhrenschaltungen und High-End Röhrenschaltungen.
Artikel in hifi-tunes (Röhrenbuch 2):
Bauteileauswahl für Röhrenverstärker und
EL509 Single-Ended Röhrenverstärker im Selbstbau

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