Steckboard-Röhrenversuche      

Rückblick: Der  KOSMOS Radiomann

So wurde damals mit Elektronenröhren experimentiert. Dieses Fossil stammt aus dem Jahre 1968 und funktioniert immer noch hervorragend. Das ist eine ganz simple Audion-Schaltung mit induktiver Anodenrückkopplung, mit der Original EF98. Dieser Baukasten ist eine Legende, es war der einzige mit einer Röhre.

Hier wurde der Aufbau mit einem NF-Verstärkermodul wieder zum Leben erweckt. Es klappt immer und macht einfach Spaß, auch wenn nicht mehr so viele MW-Stationen existieren wie vor 45 Jahren. Der Drang zu weiteren Versuchen wird leider durch die  relativ wackligen Kontakte und einem unübersichtlichen Drahtverhau gebremst. Wie kann man also dieses urige Konstrukt mit einem zeitgemäßen Experimentiersystem verbinden?

Das Steckboard

Das Steckboard im 2,54 mm-Raster hat sich seit Jahrzehnten für Schaltungserprobungen bestens bewährt. Das abgebildete Board ist qualitativ hochwertig und bei ELV-Elektronik unter der Artikel-Nr. 30 05 88-52 sehr günstig (ca.25 €) erhältlich. Von ähnlich aussehender Ramschware ist  hier ausdrücklich abzuraten. Bauteile, die nicht ins Raster passen oder zu groß sind, lassen sich meistens mit geringem Aufwand adaptieren.

Leider gibt es bisher eine Ausnahme: Elektronenröhren. Diverse Versuche, Röhren irgendwie mit dem Steckboard zu koppeln, erwiesen sich als klobig, unübersichtlich, wackelig oder zu umständlich. Grade dieses Bauteil, um das es uns ja hauptsächlich geht, sollte sauber und ordentlich den Mittelpunkt des Aufbaus  bilden.

Röhrenadapter

Das sollte genau so aussehen. Die Sockelplatinen haben die kleinstmögliche Grundfläche und passen genau über die Felder der Spannungsversorgung. Das ist platzsparend und ermöglicht die Nutzung aller freien Kontakte. Selbstverständlich lassen sich diese Sockel auch für Lochrasterplatinen und eigene Layouts nutzen,

Diese bisher einzigartigen Adapter sind professionell entwickelt und hergestellt. Es gibt die Sockelausführungen PICO (7-polig, 90er-Kennung, z.B. EF98) und NOVAL (9-polig, 80er-Kennung, z.B.ECF80) mit identischer Grundfläche. Die Materialien sind hochwertig, wie oberflächenvergoldete FR4-Platinen, vergoldete Stiftleisten und Beryllium-Gold-Stift-Buchsen. Betriebsspannungen bis zu 60V Gleichspannung sind trotz der geringen Abmessungen kein Problem, hier liegt allerdings sowieso die Spaßgrenze. 

Die Spule

Die Schwingkreisspule lässt sich stilgerecht mit etwas Kupferdraht, OBI-Materialien wie PVC-Installationsrohr, Laminat für die Grundplatte und einer Lötleiste (Conrad) selbst herstellen.

Die Schwingkreisspule hat die Abmessungen D=28mm, L=88mm. 6x30Windungen Kupferlackdraht 0,3mm, einzeln ausgeführt auf Lötleiste, hier in Reihe geschaltet, jeweils angezapft und per Litze mit angelötetem massiven Silberdrahtende steckboardtauglich gemacht. Die Induktivität beträgt ca.6x60µH, der ohmsche Widerstand 6x0,8Ω. Die Rückkopplungsspule ist auf PVC-Rohr D=22,5mm,L=82mm gewickelt, zwecks Streckung mit isoliertem Draht 0,25mm CU, 90 Windungen. Induktivität ca. 60µH, ohmscher Widerstand ca.2,3Ω.

Der Rohrkondensator

Das gleiche noch mal, nur etwas länger und statt Draht selbstklebende Alufolie. Der Stator ist 165mm lang und hat auch 28mm Durchmesser. Das Innenrohr ist 215mm lang und hat den optimalen Durchmesser von 25,5mm. Es lässt sich nach der Beschichtung leicht und nahezu spielfrei verschieben. Kontaktiert wird mit leitklebender Cu-Folie, die Litze-Ausführungen lassen sich darauf sehr gut verlöten.

Die Kapazität lässt sich durch Verschieben des Innenrohres zwischen ca. 20-180pF einstellen. Die Reproduzierbarkeit ist gut, der Einstellbereich kann  nach Belieben durch einen zusätzlichen Reihen-oder Parallelkondensator gestaucht bzw.erweitert werden. Das Ganze funktioniert natürlich auch mit massiven Metallrohren und entsprechender Isolierschicht. Wichtig ist ein ausreichend langes nichtleitendes Bedienstück.

Der NF-Verstärker

Ein Niederfrequenz-Verstärkermodul in IC-Technik ist grade für Röhrenversuche mit Kleinspannung praktisch und hilfreich. Hier wird das IC TBA820M verwendet, die Beschaltung erfolgte genau nach Datenblatt. Hinzugefügt wurde lediglich ein einfaches Schiebepoti zur notwendigen Lautstärkebegrenzung. Datenblätter gibt es übrigens auf www.htmldatasheet.com für nahezu jedes Bauteil

Man könnte sich den Verstärker natürlich auch auf dem Steckboard aufbauen. Es ist allerdings sinnvoller, solche Standart-Industrieschaltungen einmal fest und kompakt zusammenzulöten und so bei Bedarf stets verfügbar zu haben. Dieser für Kofferradios gebräuchliche Verstärker wurde ohne großen Aufwand auf einer Lochrasterplatine aufgebaut. Tip: Nur Lochrasterplatinen aus EPOXY-Trägermaterial benutzen.

Das Röhrenaudion

So einfach und übersichtlich ist der Aufbau der alten Radiomann-Schaltung auf dem Steckboard. Für den gesamten Aufbau einschließlich des NF-Verstärkers reicht eine Betriebsspannung. Die Heizung wird über einen dicken Vorwiderstand gespeist, das darf man sich mit einem leistungsstarken Netzteil  zu Versuchszwecken ausnahmsweise erlauben.

Die EF98 wird einfach auf die Adapterplatine gesteckt, sie sitzt fest, kontaktsicher und platzsparend auf dem Steckboard. Oben rechts auf dem Bild ist die überaus wichtige zusätzliche Masseverbindung zu der Alu-Trägerplatte des Boards zu erkennen.

So sieht das komplett aufgebaute Rohr- und Röhren-Audion nach der Vorlage des KOSMOS-Baukastens aus. Es funktioniert sehr gut, der Ortssender kommt unter lautem Getöse ohne Antenne rein.

Im unteren Bereich des Steckfeldes ergeben sich sehr viele Möglichkeiten zur Änderung der Schwingkreis-Parameter, sowohl uber die Spule als auch den Kondensator. Hier können beliebige Kombinationen schnell, übersichtlich und ohne Gefummel ausprobiert werden. Zudem gibt es im Web jede Menge Schaltungsvorschläge zum Thema Röhrenaudion, KOSMOS-Radiomann usw., und das alles mit Kleinspannung. Der selbstgebaute Schwingkreis ist nur ein Gimmick, es gibt natürlich auch genug fertige Spulen und Kondensatoren.

Mit Hilfe dieser EXCEL –Tabelle lassen sich die Wirkungen variabler Schwingkreis-Parameter sofort erkennen. In den grau unterlegten Feldern können Induktivität, Kapazität und Spulen-Verlustwiderstand beliebig geändert werden. Die Ergebnisfelder sind paßwortfrei geschützt, um versehentliches Überschreiben der Formeln zu vermeiden. Die Auswirkungen auf  Resonanzfrequenz, Resonanzwiderstand, Parallelwiderstand, Güte und Bandbreite werden sofort angezeigt.

Zur Erklärung:

- Die Ergebnisse für Güte und Bandbreite gelten für Reihen- und Parallelschwingkreise.
- Der Widerstand Rp gibt den Ersatzwiderstand eines Parallelschwingkreises bei Resonanz an.
- Der Gesamtwiderstand eines Reihenschwingkreises ist der ohmsche Widerstand der Spule Rv.

Mathematisch nicht berücksichtigt werden natürlich parasitäre Einflüsse auf die praktische Schaltung, die Verhältnisse werden mit steigender Frequenz immer unvorhersehbarer. Für den Bereich Mittelwelle und untere Kurzwelle sind die Werte aber ausreichend zutreffend.

Download: Excel-Tabelle Schwingkreis-Berechnung Schwingkreis_Berechnung.zip