Einstufiger NF-Verstärker

Im ersten Versuch wird eigentlich nur eine Röhre verwendet. Die zweite Röhre wird aber schon mit beheizt, damit eine Spannung von 12 V verwendet werden kann. Die zweite Röhre bildet sozusagen nur den Vorwiderstand für die Heizung der Verstärkerröhre.

Ein NF-Verstärker mit einer Röhre ist mit einer Transistorstufe in Emitterschaltung vergleichbar. Die Kathode entspricht dem Emitter, das Steuergitter der Basis und die Anode dem Kollektor. Allerdings braucht das Gitter anders als die Basis eine negative Vorspannung. Der Gitterwiderstand liegt deshalb an Masse. Die Pentode hat aber noch zwei Gitter mehr. Das Schirmgitter (g2) muss an die Betriebsspannung gelegt werden. Das Bremsgitter (g3) ist bereits intern mit der Kathode verbunden.

Nach kurzer Anheizzeit kann man mit dem Voltmeter die Spannungen an der Röhre messen. Am Kathodenwiderstand liegt eine Spannung von 80 mV. Man kann leicht den Kathodenstrom berechnen (80 mV/470 Ohm=170 µA). Am Gitter findet man -160 mV, es fließt also ein Gitterstrom von 1,6 µA. Am Anodenwiderstand liegt eine Spannung von 12 V-8,3 V=3,7 V. Daraus ergibt sich ein Anodenstrom von 137 µA. Alle Ströme fließen durch die Kathode. Man kann also ohne zusätzliche Messung ausrechnen, dass der Schirmgitterstrom 31,4 µA beträgt.

Übrigens könnte man den Kathodenwiderstand auch einfach weglassen. Der größere Teil der Gittervorspannung entsteht durch den Gitterstrom, nur der kleinere als Spannungsabfall im Kathodenwiderstand. Allgemein gilt: Bei kleiner Anodenspannung darf die Kathode direkt an Masse liegen, da die erforderliche Gitterspannung so klein ist, dass ohnehin noch Gitterstrom fließt. Erst ab etwa -1 V ist das Steuergitter völlig stromfrei.

Soweit die Gleichstromverhältnisse. Nun aber wird ein Sinusgenerator angeschlossen. Die Gitterspannung moduliert den Anodenstrom. Als Spannungsabfall am Anodenwiderstand findet man dann die verstärkte Ausgangsspannung.

Das Oszillogramm der Eingangs- und Ausgangsspannung zeigt eine Spannungsverstärkung von ca. V=5. Daraus ergibt sich eine Steilheit der Röhre von ca. S= 0,18 mA/V. (V=S*Ra). Die Steilheit ist in weiten Grenzen vom Arbeitspunkt der Röhre abhängig. Wenn man mehr Anodenstrom und mehr Steilheit benötigt, muss man die Gitterspannung positiver machen.

Außerdem erkennt man, dass die Verstärkerstufe die Phase umkehrt. Eine höhere Gitterspannung bedeutet mehr Anodenstrom, einen größeren Spannungsabfall am Anodenwiderstand und damit eine kleinere Anodenspannung.

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