Widerstände in der Röhrentechnik
In der Röhrentechnik ist Präzision vollkommen nutzlos. Da gibt es kein vertun, denn Röhren selbst sind keine Präzisionsbauteile (Ha! Da staunt die HiFi-High-Society, was?). Ihre Kennwerte streuen (Toleranzen von über 30% möglich), verändern sich mit Temperatur (auch das noch), Alter (um Himmels Willen) und vermutlich auch mit der Anzahl der Sonnenflecken.
Eine Röhre kann heute an einem Arbeitspunkt liegen und morgen so tun, als habe sie davon noch nie gehört. Da bringt ein hochpräziser Widerstand im Umfeld ungefähr so viel wie eine geeichte Wasserwaage auf einem schwimmenden Steg. (Mal sehen, wer den Witz zuerst erklärt)
Metall-Widerstände sind klein, rauscharm und eng toleriert. Kurz gesagt: technisch sauber. Im Kleinstsignalbereich können sie sinnvoll sein. Aber sobald höhere Spannungen, Impulse oder nennenswerte Verlustleistungen (die über die Datenblattspezifikation hinausgehen) ins Spiel kommen, wird’s ein bisschen tricky.
In einer Röhrenschaltung wandern mehrere hundert Volt umher und – je nach Anwendung – mehr oder weniger stark. „Der ist doch für 350 Volt spezifiziert und hat 2W“, heißt es dann. Ja – unter bestimmten Bedingungen. Entscheidend ist nicht nur die Leistung oder die Spannungsfestigkeit, sondern auch die Bauform, der Abstand zu anderen Bauteilen (bzw. Platine), das „Arbeitsumfeld“ und besonders das Verhalten im Fehlerfall.
Widerstände aus Metall, die im Normalbetrieb problemlos arbeiten, können bei einer, wenn auch nur impulsartigen Überlast, spektakulär versagen. Und „spektakulär“ ist in der Elektronik speziell Röhrenelektronik kein Qualitätsmerkmal.
Noch schlimmer wird es, wenn man moderne Bauteile mit fadenscheinigen Argumenten in einem alten Röhrenverstärker drückt:
– Macht man heute so. Hätte man früher auch gemacht, wenn es das gegeben hätte.
– Ist doch viel genauer.
– Kleiner und billiger.
– Hat weniger Rauschen.
Habe ich was vergessen?
Das Datenblatt ist geduldig. Es berücksichtigt nicht, dass ein Röhrenverstärker beim Einschalten erst einmal eine kleine Spannungsorgie veranstaltet. Oder dass ein Bauteil nach Jahre noch sicher und vorhersehbar ausfallen soll. Oder dass ein Widerstand im Fehlerfall nicht zur Nebelmaschine oder zu einem überzeugendem Brennofen werden darf.
Gerade bei Röhrentechnik zählt nicht nur der elektrische Nennwert. Man muss auch betrachten, wie sich ein Bauteil in Grenzsituationen verhält, also wenn etwas anfängt aus dem Ruder zu laufen. Bei einer Röhre muss man immer damit rechnen.
Ein Kohleschicht- oder Carbon Composit-Widerstand ist weniger präzise, größer und nicht ganz so modern (Naja) – dafür kann er sich in vielen Anwendungen deutlich robuster und gutmütiger verhalten. Er ist nicht beleidigt, wenn es einmal etwas rauer zugeht. In der Röhrentechnik ist das die Regel als Ausnahme.
Ein Metallwiderstand dagegen kann schon bei einer kurzen Leistungsspitze beschließen, seine berufliche Laufbahn als offener Stromkreis oder auch als Drahtbrücke fortzusetzen. Wenn’s dicke kommt, fackelt er einem die Bude ab, wenn der Fehler – aus welchem Grund auch immer – nicht bemerkt wird (das muss man einmal mitgemacht haben, dann ist man geheilt).
Kleiner Hinweis: Normalerweise riecht man glühendes Metall. Einmal geschnuppert, kriegste den Geruch nie mehr aus der Nase. Das ist genauso, wie wenn man in der Jugend (natürlich nur hin und wieder) Joints gezogen hat und heute – nach über 40 Jahren „Abstinenz“ – man selbst die kleinste Tüte auf 200m Entfernung bei Gegenwind herausschnuppern kann.
Das Totschlag-Argument
Wenn alle Stricke reißen, kommt dann dieses
– Bei mir ist noch nie etwas passiert.
Leute, das ist kein technisches Argument, sondern eine persönliche Erfolgsmeldung. Auch ein Auto ohne Bremsen kann hundert Kilometer weit fahren, wenn nix und niemand im Weg ist. Daraus folgt nicht, dass Bremsen überflüssig sind. Auf dieses Argument habe ich immer nur eine Antwort: „Kommt schon noch. Nur Geduld…“
Doch soweit kommt es ja erst gar nicht: Bevor eine Röhre sich entschliesst ihre terroristische Ader auszuleben, sind schon viermal die Röhren ausgewechselt worden. Oder der Verstärker wurde verkauft, weil das „Gras woanders grüner“ erschien.
Natürlich sind moderne Bauteile nicht schlecht. Präzise Widerstände gehören in Messschaltungen, Halbleitertechnik und überall dorthin, wo ihre Eigenschaften tatsächlich gebraucht werden. Aber Röhrentechnik ist keine Halbleiterschaltung mit nostalgischer Beleuchtung. Dort gelten andere Bedingungen.
Dieser verdammte Virus, die Erfordernisse der Halbleitertechnik Eins-zu-Eins in die Röhrentechnik zu übertragen, ist wohl nicht auszurotten.
Die entscheidende Frage lautet also nicht: „Ist dieses Bauteil modern und damit technisch besser?“, sondern „Ist es für eine Schaltung bzw. ein Schaltungsteil geeignet – einschließlich im Fehlerfall?“
Wenn die Antwort darauf nur aus „Aber die Toleranz…“ oder „Widerstandsrauschen…“ besteht, sollte man vielleicht noch einmal einen Schritt zurückgehen. Und zwar möglichst weit. Am besten bis hinter’m Sicherheitsabstand.
Apropos Widerstandsrauschen. Rauscht ein Kohlewiderstand hörbar (!), dann ist er von minderer Qualität oder kaputt (was derselbe Unterschied ist). Ganz einfache Physik. Einfach ersetzen und gut ist. Daraus lässt sich folgern, dass auch ein Kohlewiderstand ein Verschleissteil ist. Genau wie Kondensatoren und Röhren.
Advantage Kohlewiderstand
Carbon-Composit sind von Natur aus mindestens induktionsarm. Da kann kein Metaller mithalten (Och, erzähle ich da etwas Neues?). Ja okay, es sind nur ein paar Nano-Henrys, aber es sind Henrys. Ja, jede Drahtverbindung hat mehr davon. In einem Schaltschrankaufbau mit Kabelbaum ganz sicher.
Noch einmal die ganze alte Regel: Alle Bauteile einer Röhrenschaltung sind so dicht an den Röhrenfassungen anzubringen, wie nur möglich. Jedes Zentimeterchen Draht, den man einsparen kann, ist eine gute Investition. Und noch etwas: Kohlewiderstände (besonders Carbon-Composits), richtig dimensioniert, müssen sogar etwas warm (also nicht heiss) werden, erst dann „entfalten“ sie sich richtig.
Fängt eine Röhre an, Amok zu laufen (oft „gezwungenermaßen“), macht die Kohle das eine gewisse Zeit mit und „versucht dagegen zu halten“. Bis es eben irgendwann nicht mehr geht. Der Tod kommt dann ganz unspektakulär. Und wenn so ein Widerstand gestorben ist, sollte man sich immer fragen, warum? Ganz falsch hingegen, die Symptome zu behandeln.
Noch falscher ist es, Widerstände (egal ob Kohle oder Metall) ohne Abstand zur Platine zu montieren. Das Fehlverhalten ist vorprogrammiert. Optimistisch geschätzt findet sich das bei 95% aller platinenbestückten Röhrenverstärker.
Last but not least: Um etwaiges Schwingen, besonders bei Endröhren (Pentoden), zu unterdrücken, sind Kohlewiderstände deutlich besser geeignet als die Metaller. Noch besser ist Carbon-Composit. Ferritperlen und was weiss ich sonst noch, ist Schlagenöl. Früher wusste man das. Deshalb habe ich auch so meine Zweifel, ob man seinerzeit wirklich Widerstände aus Metall benutzt hätte. In Teilbereichen, gut möglich, aber wohl kaum in der eigentlichen Röhrenschaltung.
Vorausgesetzt, dass (besonders) die Endröhren auch wirklich richtig beschaltet sind. Gegen menschliche Schludrigkeit ist auch der beste Carbon-Composit machtlos. Es gibt bestimmte Verstärker, die mit dieser Schludrigkeit – trotz Hinweise an den Vertrieb – seit über 20 Jahren auf dem Markt sind. Und genauso lange „dienen“ 7W-Zementbunker oder 4W-Metall als Ersatz…
Kurze Erklärung zu den Zementbunkern: Dabei handelt es sich um mit Zement umhüllte Hochlast-Drahtwiderstände. Die Betonung liegt dabei auf „Hochlast“. Das bedeutet, dass, bevor diese Dinger aufgeben, der sauerländische Fahnenjunker zum beliebtesten Bundeskanzler aller Zeiten wird.
Advantage Metall
Bei aller Sympathie für die Widerstände aus der Kohlefraktion, in bestimmten Schaltungsteilen bevorzuge ich Metall. Das sind vor allem „Trickschaltungen“, die zwar legitim sind, aber eben auch „getrickst“. In diesen Bereichen könnte sich ein schwächelnder Kohlewiderstand (die ja meist langsam hochohmig werden) verheerend auswirken.
Und wenn doch etwas passiert? Bevor das Metall glüht, dürfte man das an den Kolletaralschäden merken, wenn die Schmelzsicherung nicht begreifen will oder kann, dass da etwas aus dem Ruder läuft. Passiert in etwa genauso oft, wie ein herunterfallendes Anodenblech bei einer Röhre…
Fazit
Ernsthaft: Je höher die Spannung, desto schwieriger wird es, alle Eventualitäten sicher vorausplanen zu können. Ein Restrisiko bleibt immer. Aber man kann viel dafür tun, Sollbruchstellen einzuplanen, damit’s im Falle eines Falles finanziell übersichtlich bleibt.