Rfk und Ufk - was ist zu beachten

    Hallo,

    mein Anlegen habe ich schon im Titel genannt.

    In den meisten Datenblättern findet man neben den Ufk (max) angaben eben auch Rfk (max).

    Wie ist der Zusammenhang zu verstehen und wie berechne ich den Ufk Wert in dem Zusammenhang?


    Grüße

    Allgemein sollten bei indirekt geheizten Röhren zwischen Heizfaden und Kathode keine Widerstände größer 20 kΩ liegen. Ausnahmen sind bei der Kathodyne-Schaltung zugelassen. Normalerweise ist das der Widerstand an er Kathode, wenn die Heizung direkt auf Masse liegt.

    Die UfKmax zeigt die Spannung, bei der die Isolation Faden/Kathode noch "durchhält": zur Verminderung des Heizungsbrumms kann man das Niveau der Heizspannung auf ein Potential über oder unter dem von Masse legen - das geschieht durch Spannungteiler zwischen Betriebsspannung und Masse. Dabei sollten die in Reihe zwischen Kathode und Masse leigenden Widerstände in der Summe die 20 kΩ nicht überschreiten.

    Gruß Andreas

    Zitat von AndreasS

    Dabei sollten die in Reihe zwischen Kathode und Masse leigenden Widerstände in der Summe die 20 kΩ nicht überschreiten.

    Hallo Andreas,


    das ist eine interessante Information - die ich nicht kannte. Ich habe - auch weil ich es woanders gesehen habe - die Spannungsteiler meistens hochohmiger ausgelegt, um das Netzteil nicht unnötig zu belasten.

    Hast Du eine Quelle für weitere Informationen? Gibt es Unterschiede zwischen bestimmten Röhren z.B. Kleinsignal mit geringen Strömen und Endröhren?

    Viele Grüße

    Boris

    Hallo Andreas,


    was steht zu befürchten, wenn der Widerstand größer gewählt wird?

    Ich denke, wenn die Isolation zwischen Heizung und Kathode schlecht ist, dann wird der dort fließende Strom über dem Widerstand eine Spannung abfallen lassen, die bei einer AC-Heizung 50Hz Brumm injiziert?! Was passiert bei DC-Heizung, wenn ein DC-Strom fließt? Würde sich ggf. der Arbeitspunkt verschieben ohne hörbare Effekte? (Bei automatischer AP-Einstellung über Katodenwiderstand sollte das kompensiert werden).

    Viele Grüße

    Boris

    Hallo Boris,

    die Isolation zwischen Heizer und Kathodenröhrchen besteht aus Aluminiumoxid, welches vor der Montage des Heizfadens aufgebracht wird. Das Einbringen des so isolierten Heizfadens kann immer zu kleinen Rissen in dieser Isolationsschicht führen. Beim Heizen ist der Heizfaden der wärmste Teil der Röhre; er emittiert Metallionen in Richtung der Kathode, solange diese wesentlich negativeres Potential hat als der Heizer - damit sinkt der Isolationswiderstand und der Heizungsbrumm stört zunehmend. Daher auch die Empfehlung mit positiver Kathode gegenüber dem Heizer bei Siemens; zumal dies bei Bias-Einstellung per Kathodenwiderstand gegeben ist.

    Viele Autoren schlagen zur Minimierung des Heizungsbrumms ein "Hochlegen" der Heizung auf ein positiveres Potential vor. Dass dies erfolgreich ist, liegt vermutlich an den "halbleitenden" Eigenschaften der Isolation, die damit in einen anderen Bereich der "Diodenkennlinie" kommt??

    Gruß Andreas

    Zitat von wojtus419

    falls ich das richtig verstehe, mit Rfk ist der Kathoden Widerstand gemeint, der eigentlich auf Masse liegt.

    Nein. Wenn Du wie bei Deinem Link auf Herrn Hunolds Seite die Heizung hochlegst, so addiert sich zu dem Kathodenwiderstand noch der untere Widerstand des Spannungsteilers - der liegt ja auch zwischen Heizfaden und Kathode.

    Gruß Andreas

    Das ganze läuft unter dem großen Thema Brummen und hier speziell ist das Kathodenbrummen betroffen. Im Prinzip entsteht das Kathodenbrummen infolge einer endlichen Impedanz zwischen Heizfaden und Kathode, die den sogenannten Isolationsstrom bewirkt. Da diese Impedanz häufig Halbleitercharakter hat, ist die Kennlinie des Isolationsstromes nichtlinear und es entstehen Harmonische. Ein Abgleich mit einem Entbrumm-Potentiometer kann diese Art von Brummen deshalb nicht vollständig beseitigen. Daher verwendet man oft eine Gleichspannung.

    Das folgende Diagramm zeigt warum eine Gleichspannung wirkt:

    pasted-from-clipboard.png

    Im Bereich F+ (positive Spannung von Heizfaden -> Kathode, bzw. negative Spannung von Kathode --> Heizfaden) verlaufen die Kennlinien in einem weiten Bereich waagerecht. Das bedeutet, dass bei einer Wechselspannung zwischen Kathode und Heizfaden in diesem Bereich der Isolationsstrom konstant bleibt und damit der Brummstrom ebenfalls konstant bleibt. Konstanter Strom ist aber Gleichstrom, der kein Brummen erzeugt.

    Man kann auch einen Widerstand Rfk einfügen, da es nicht immer möglich ist eine Gleichspannung zusätzlich einzufügen. Durch den Rfk wird die nichtlineare Impedanz praktisch begradigt, je niederohmiger, des do geringer wird der Einfluss der recht hochohmigen nichtlinearen Impedanz.

    Oder man geht einen noch einfacheren Weg: Die Kathode wechselspannungsmäßig direkt auf Masse legen.

    Gruß

    Reiner

    Zitat von AndreasS

    Hallo Reiner,

    gerade um die Spannung Null hat die gezeigte Kennlinie die höchste Steigung. Wäre es nicht besser mit einer geringen Vorspannung zwischen Kathode und Heizer in einen Bereich zu gelangen, in dem die Kennlinie flacher verläuft?

    Gruß Andreas

    Hallo Andreas,

    Genau das habe ich doch beschrieben. Mit einer zusätzlichen Gleichspannung (Vorspannung) begibt man sich in den Bereich der flachen Kennlinie. Linke Seite des Diagramms von -16 bis -8.

    Gruss Reiner

    Zitat von wojtus419

    ich frage nur geschieht die Addition seriell oder parallel?

    Linkes Bild: R1, R2 und der Kathodenwiderstand liegen alle parallel, und rechtes Bild: R3, R4 und der Kathodenwiderstand liegen ebenfalls alle parallel. Wenn man die Röhre als ideale Spannungsquelle betrachtet.

    Gruß

    Reiner

    Einmal editiert, zuletzt von Dago64 ()

    Hallo Reiner,

    für AC gebe ich Dir recht. Doch es geht hier um die Grenzwerte von Datenblattangaben Ufk und Rfk - folglich um langzeitige thermische Änderungen der Kathoden/Heizer-Isolation.

    In der Praxis reicht ein Heizerpotential = Massepotential. Komplizierter wird es bei Serienheizung oder gemischter Serien- und Parallelheizung: hier schreibt Ratheiser, dass der positive Pol von Ufk möglichst an der Kathode liegen sollte.

    Gruß Andreas

    Zitat von AndreasS

    Ratheiser, dass der positive Pol von Ufk möglichst an der Kathode liegen sollte.

    Gruß Andreas

    Hallo Andreas,


    vielleicht hilft folgende Grafik eines Kathodenfolgers.

    pasted-from-clipboard.png


    Trag mal die Spannungen zwischen den Punkten K-F1 und K-F2 entsprechend folgender Tabelle ein. Danach das gleiche noch mehrmals indem Du jeweils Plus und Minus der Heizspannung und der Hilfsspannung vertauschst, insgesamt also 4 Tabellen.


    pasted-from-clipboard.png


    Aus den Tabellen erkennt man dann schnell, welche Kombination zu den höchsten Spannungsdifferenzen zwischen Kathode und Heizung führen.


    Gruß

    Reiner