Grundsätzliches zum Audionempfang mit Röhren

Das Audion war die klassische Form des Röhren-Einkreisers schlechthin. Einen Höhepunkt bildeten die Volksempfänger in den 30er- und 40er-Jahren, wo dieser Empfängertyp in großen Stückzahlen hergestellt wurde. Typischerweise wurden drei Röhren eingesetzt: eine Doppeldiode zur Gleichrichtung im Netzteil, eine HF-Pentode in der Audionstufe und eine Leistungspentode im NF-Verstärkerteil. Wenn man von der Gleichrichterröhre absieht, war also mit zwei Röhren ein zwar nicht guter, aber doch hinreichender Lautsprecherempfang möglich. Grund genug, sich auch experimentell mit dem Röhrenaudion auseinanderzusetzen.

Trotz der Namensgleichheit gibt es zwischen dem Transistoraudion und dem Röhrenaudion erhebliche Unterschiede, auch wenn in der Literatur gelegentlich versucht wird, Parallelitäten aufzuzeigen. Das einzig Gemeinsame besteht m.E. darin, dass in beiden Fällen die Demodulation in einem verstärkenden Element vorgenommen wird, also nicht mit Hilfe einer Demodulationsdiode.

Bei einem Transistoraudion ist die Funktion relativ einfach zu erklären (und zu durchschauen): krumme Eingangskennlinie --> asymmetrische Verstärkung --> Demodulationseffekt. Wesentlich schwieriger dagegen ist es, die Schaltung richtig einzustellen. Da die Eingangskennlinie nicht überall "gleich krumm" ist, kommt es stark auf den Arbeitspunkt an, der zudem noch gegen Temperatureinflüsse stabilisiert werden sollte. Deshalb hatte ich vorgeschlagen, in Experimentierschaltungen den Arbeitspunkt immer einstellbar zu machen. Es kommt noch mehr hinzu: Der Basis-Emitter-Kreis ist niederohmig und hat eine nicht zu vernachlässigende Kapazität. Diese Umstände machen es schwierig, die Stufe richtig an den Schwingkreis anzukoppeln.

Bei einem Röhrenaudion liegen die Verhältnisse genau umgekehrt. Die Schaltung ist einfach, und es gibt kaum etwas einzustellen. Der Gitterkreis ist so hochohmig, dass das Signal grundsätzlich am heißen Ende des Schwingkreises abgenommen werden kann. Die Dimensionierung ist wesentlich toleranter als beim Transistoraudion. Das alles führt dazu, dass sich die Audionstufe immer wieder in der gleichen (oder zumindest ähnlichen), typischen Form präsentiert. Diese Schaltungsform ist so prägnant, dass sie mitunter sogar zu Definition des Röhrenaudions herangezogen wird: Ein Röhrenaudion ist eine Schaltung, die folgendermaßen aussieht ...

Eine solche Definition weist schon auf einen anderen Aspekt hin: Die Funktionsweise eines Röhrenaudions ist nicht einfach zu durchschauen und noch schwieriger zu erklären. Ich versuche es deshalb auch gar nicht, sondern deute nur kurz die Vorgänge an, die dabei eine Rolle spielen. Entscheidend ist, dass das Gitter nicht negativ vorgespannt ist. Es gibt keinen Kathodenwiderstand, der das Kathodenpotential gegenüber dem Steuergitter anheben würde, und über den Gitterableitwiderstand liegen Gitter und Kathode auf dem gleichen Spannungspotential. Infolgedessen kommt es zu einer periodischen, negativen Aufladung des Gitters, die zu einer Sperrung der Röhre und damit zu einem Gleichrichtereffekt führt. Der unerlässliche Gitterableitwiderstand sorgt für die Entladung des Gitters während der entgegengesetzten Halbwelle. Das sind, wie gesagt, nur einige grobe Hinweise auf die Funktion. Gegentlich wird noch zwischen Gittergleichrichtung und Anodengleichrichtung unterschieden und versucht, das komplizierte Zusammenspiel dieser Faktoren zu erklären.

Die Freude am Umgang mit einem Röhrenaudion wird nicht eingeschränkt, wenn man die Zusammenhänge nicht oder allenthalben oberflächlich versteht. Deshalb will ich es bei der Grundschaltung belassen, die praktisch in jeder Audionschaltung durchschimmert, zumindest, wenn es um die "klassische" Form des Audions geht. Es gibt natürlich noch andere Konzepte, von denen ich hier nur auf die ECO-Schaltung hinweisen möchte, die vor allem in speziellen Kurzwellenempfängern zum Einsatz kam.

Die klassische Audionschaltung

Angekoppelt wird über eine kleine Kapazität C (typisch 100 pF). Ein hochohmiger Gitterableitwiderstand (typisch 1 - 2 MOhm, bei mit niedrigen Anodenspannungen betriebenen Röhen besser etwas kleiner) sorgt für die Verbindung des Steuergitters nach Masse. Der Widerstand kann auch parallel zu C liegen, dann wird die Verbindung über die Schwingkreisspule hergestellt.

Die Rückkopplung, ohne die kaum ein Röhrenaudion auskommt, ist nur angedeutet. Sie ist ähnlich aufgebaut wie beim Transistor-Audion.

Im Vergleich dazu die Grundschaltung einer linearen Verstärkerstufe. Durch den Widerstand im Kathodenzweig erhält die Kathode gegenüber dem Steuergitter ein positives Potential. Das Gitter erhält also eine negative Vorspannung, und der Arbeitspunkt liegt so, dass es nicht zu einem Gitterstrom und infolgedessen zu einer Aufladung des Gitters kommt.

Man sieht, dass es zumindest bei einem Trioden-Audion nichts einzustellen gibt. Wenn eine Pentode verwendet wird, muss allerdings (meistens) die Schirmgitterspannung einigermaßen stimmen. Aber auch das ist eine nicht allzu kritische Angelegenheit.

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