3. Schaltungstechnik

Hier herrschte bis ca. 1933/34 eindeutig der Geradeausempfänger vor, dann kamen zunehmend Überlagerungsempfänger (Superhets) zum Verkauf. Nur preiswerte Geräte, vor allem die verschiedenen "Volksempfänger", denen wir ein eigenes Kapitel widmen wollen, waren noch Einkreisgeräte.

Standard für den kleineren Geldbeutel waren Zweikreiser (z.B Röhrenbestückung AF3, AF7, AL4, AZ1), die abends schon guten Fernempfang lieferten. Begehrte Sammlerobjekte, da wegen hoher Verkaufspreise nur in geringeren Stückzahlen gebaut, sind Großsuper mit 2 abstimmbaren HF-Vorkreisen. Diese sind auch technisch interessant und weisen noch heute Empfangsleistungen bei Kurz-, Mittel- und Langwelle auf, die neuere Transistorgeräte vor Neid erblassen lassen.

Einfachere Geräte beschränkten sich vor dem Krieg meist auf den Mittel- und Langwellenbereich, für die Kurzwelle als drittem Wellenbereich wollten oder konnten sich damals wegen der Produktionsmehrkosten nicht alle Rundfunkhörer entscheiden. Ab ca. 1937 war aber der Superhet mit allen drei Wellenbereichen der Standard.

Nach dem Krieg begann die Rundfunkindustrie nur sehr langsam wieder mit der Produktion. Zerstörung, Demontage und Rohstoffmangel zwangen zu teilweise abenteuerlichen Lösungen. In den Jahren 1946-1948 gab es eine hohe Vielfalt an Typen und Firmen, die Geräte wurden meist in kleinen Stückzahlen gebaut, die Mehrzahl der Kleinbetriebe fiel bald dem Verdrängungswettbewerb zum Opfer.

Teilweise abenteuerliche Röhrenbestückungen mit gemischten Baureihen und die Verwendung von Wehrmachtsröhren deuten auf diese Epoche hin. Für Sammler ist die Schaltungstechnik hochinteressant, hier gibt es eine Reihe sehr gesuchter Geräte.

Neben einfachsten Einkreisern nur mit Mittelwelle wurden im Vorkriegsstandard hochwertige Superhets gebaut, deren Verkaufspreise trieben "Otto Normalverbraucher" die Tränen in die Augen, weil sie leicht das Jahresgehalt eines Arbeiters erreichten.

Bis etwa 1951/52 war die Wellenumschaltung mit Drehschalter Standard. Entweder war der neu hinzugekommene UKW-Bereich schon eingebaut oder das Gerät war dafür vorbereitet, indem Skala, Wellenschalter und Antennenbuchse schon für UKW ausgelegt waren, der Empfangsteil aber noch fehlte.

Auf jeden Fall deutet das Vorhandensein von UKW auf ein Baujahr ab 1950 hin. Ab 1953 begann die Epoche der "Gebißradios" mit weißen Drucktasten, UKW und meist mehreren Lautsprechern, eine "magische" Abstimmanzeige (Auge, Fächer, Band) gehörte zur Grundausstattung der Mittelklasse.

Diese häufig zum Nulltarif beschaffbaren Radios bieten die Vorteile, daß man in recht guter Klangqualität und mit hoher Empfangsleistung hören kann, dazu sind die möglichen Defekte meist leicht behebbar, auch Röhren sind zum Teil noch erhältlich.

Einige Grundlagen zur Funktion von Bauelementen und der Schaltungstechnik von Rundfunkgeräten müssen vorausgesetzt werden, um den Rahmen dieser Ausführungen nicht zu sprengen. Es wird aber auf die spezifischen Besonderheiten und Fehlermöglichkeiten der wichtigsten Röhrenschaltungen eingegangen.

3.1. Prinzipieller Aufbau einer Röhrenverstärkerstufe

Mit Hilfe von Bild 3.1. wollen wir uns mit den Grundfunktionen der Widerstände und Kondensatoren einer Röhrenverstärkerstufe mit einer Pentode vertraut machen. Bei Trioden im NF-Verstärker entfallen die Bauteile am Schirmgitter (G2) und das Bremsgitter (G3).

C1 dient der gleichspannungsmäßigen Trennung, die zu verstärkende Wechselspannung wird über ihn dem Steuergitter G1 der Röhre zugeführt. Je höher die zu verstärkende Frequenz ist, desto kleiner kann dabei die Kapazität sein, da der Wechselstromwiderstand einer Kapazität frequenzabhängig ist. Als Richtwerte können 10-30pF bei UKW, 50-200pF bei KW/MW/LW/ZF und 5-30nF bei Niederfrequenz dienen. R1 ist ein hochohmiger Widerstand, der die über R2 erzeugten Spannungsabfall (Richtwert 3-10V) als negative Gleichspannung dem G1 zuführt.

R2 ist vom Anodenstrom der Röhre abhängig und hat bei Kleinsignalstufen Werte von 1-3KOhm, bei Endstufen 100-300Ohm. C2 dient als Überbrückung für die zu verstärkende Wechselspannung, sein Wert ist wieder von der Frequenz abhängig. In HF-Stufen hat er 1-10nF, bei NF-Verstärkern 10-100uF.

R4 führt dem Gitter 2 die positive Gleichspannung zu, bei HF-Stufen hat er meist 10-50KOhm, bei NF-Stufen sind Werte von 100-500KOhm üblich. C3 bildet für Wechselspannung einen Kurzschluß und erdet diese. Auch hier gilt: Je höher die Frequenz, desto kleiner die Kapazität.

R3 ist der mit 100-500KOhm recht hochohmige Anodenarbeitswiderstand. R5 (20-50KOhm) und C4 (0,2-1uF) bilden ein RC-Siebglied, damit für Anode und G2 völlig geglättete, brummfreie Gleichspannung zur Verfügung steht.

Über C5 wird die verstärkte Wechselspannung ausgekoppelt und der nächsten Stufe zugeführt. Die Werte sind wie bei C1.

Bei HF/ZF-Stufen findet man anstelle von R1 im Eingang meist einen Schwingkreis, ebenso anstelle von R3. Die Kondensatoren C1 und C5 können dann entfallen, die Kopplung erfolgt in diesem Fall induktiv über weitere Schwingkreise.

Weichen die Spannungen völlig von den hier oder auch später genannten Werten ab, so liegt wahrscheinlich ein Schaltungsdefekt vor. Grenzfälle sind eine Spannung von 0 Volt oder eine, die praktisch der vollen Betriebsspannung entspricht. Dies wollen wir uns an einigen Beispielen klarmachen.

Fällt durch Unterbrechung R2 aus, so kann kein Anodenstrom fließen. Als Folge liegen am G2 und an der Anode die volle Betriebsspannung an, da an R5, R4 und R3 kein Spannungsabfall auftreten kann.

Ein völliger Schluß in C4 führt dazu, daß dort praktisch keine Spannung mehr anliegt (Chassispotential!). Somit liegen auch keine Spannungen in diesem Fall an G2 und der Anode. Dies ergibt eine Überlastung von R5, was zu Schwarzwerden oder Durchbrennen dieses Widerstandes führt. Komplizierter sind die Verhältnisse bei Teilschluß von C4, dann sinken Ug2 und Ua unter die zulässigen Werte ab. Meist geschieht dies bei zunehmender Erwärmung im Betrieb, weshalb eine Messung von C4 mit dem Ohmmeter nicht eindeutig Aufschluß über dessen Zustand gibt.

Ein anderes Problem ergibt sich, wenn C3 einen Kurzschluß hat. Dann ist Ug2=0Volt, die Röhre wird gesperrt und die Spannung an der Anode ist sehr hoch.

Wie man schon an Hand dieser wenigen Beispiele sieht, muß jeweils erschlossen werden, was passiert, wenn Widerstände oder Kondensatoren Unterbrechungen oder Kurzschlüsse aufweisen. Dies kann in der Folge nicht in allen denkbaren Fällen diskutiert werden, bei charakteristischen oder häufigen Fehlern wird aber in der Folge darauf eingegangen.

3.2. Einkreisempfänger

Bei diesem einfachsten Empfängertyp wird die Antennenspannung induktiv auf einen einzigen Abstimmschwingkreis gekoppelt, der zur Entdämpfung und damit Güteerhöhung eine einstellbare Rückkopplung besitzt. Erkennbar ist dies am Abstimmdrehko, der nur ein Plattenpaket besitzt. Charakteristisch ist bei diesem Empfängerprinzip das Pfeifen bei falsch eingestellter Rückkopplung.

Typische Röhrenbestückungen für diese Radios vor dem Krieg waren AF7, AL4, AZ1 oder als Allstromgerät CF7, CL4, CY1. Auch die bekannten "Volksempfänger" gehören zu dieser Kategorie.

Meist war der Empfangsbereich auf Mittel- und Langwelle beschränkt, selten ist auch ein Kurzwellenbereich vorhanden. Diese billigsten Radios lebten noch einmal in den Notzeiten nach dem Krieg auf, mit unterschiedlichen Röhrenbestückungen, vor allem aus Wehrmachtsbeständen (z.B. RV12P2000). Wenigen Bauserien von Einkreisempfängern zu Beginn der 50er (z.B. Lorenz und
Emud) war kein rechter Erfolg beschieden.

3.2.1. Die Audionstufe

3.3. Mehrkreisgeradeausempfänger

3.3.1. Die Hochfrequenzvorstufe beim Zweikreiser

3.4. Superhetempfänger

Standardgerät war der Sechskreissuper. Dabei wird ein Schwingkreis auf der Eingangsfrequenz abgestimmt, ein weiterer abstimmbarer Schwingkreis dient der Erzeugung der Oszillatorfrequenz. Dafür benötigt man wie beim Zweikreiser einen Doppeldrehko. Vier Schwingkreise in zwei Bandfiltern werden fest auf die ZF eingestellt. Bei AM-Empfang liegt die ZF bei 468 oder 470KHz, vor dem Krieg wurde in verschiedenen Geräten auch 120KHz benutzt. Andere ZF-Frequenzen spielen praktisch kaum eine Rolle. Bei FM ist die Standard-ZF 10,7MHz, selten auch 6,75MHz (vor allem bei einigen SABA-Geräten). Beim Abgleich kommen wir auf die ZF noch einmal zurück.

Spitzengeräte hatten vor 1940, zum Teil auch nach dem Krieg, eine HF-Vorstufe mit einem weiteren abgestimmten Kreis. Auch eine weitere ZF-Verstärkerstufe war vertreten, bei besseren Radios aus den 50ern war dies der Weg, um Empfindlichkeit und Trennschärfe zu verbessern.


3.5. Netzteilschaltungen

Röhren benötigen im Gegensatz zu Transistoren eine hohe Betriebsspannung. Hieraus ergibt sich der Zwang zu besonderen Vorsichtsmaßnahmen, da Spannungen von 250-300V, in älteren Radios teilweise noch höher, lebensgefährlich sein können. Man sollte niemals das Chassis mit der einen Hand anfassen und mit der anderen in der Schaltung hantieren.

3.5.1. Das Netzteil im Allstromempfänger

Da es bis in die 50er Jahre Gleichstromnetze gab, wurden ab 1935 Allstromempfänger gebaut, die sowohl an Gleich- als auch an Wechselstrom anschließbar waren. Die Heizung der Röhren (C- , V- und U-Serien) war so ausgelegt, daß je nach Heizleistung der Heizstrom für einen bestimmten Wert ausgelegt war, die Heizspannung aber unterschiedlich. End- und Gleichrichterröhren hatten dabei die höchsten Heizspannungen.

Bild 3.5.1.1  Typisches Allstromnetzteil für einen Zweikreiser mit U-Röhren (100mA Heizstrom)

Die Schaltung eines solchen Allstrom-Netzteils zeigt Bild 3.5.1.1. Typisch ist der Vorwiderstand R2, der bei Anschluß an 220V einen Teil der Leistung vernichten muß und sich dabei kräftig erwärmt.

 R5 ist ein Schutzwiderstand vor der Gleichrichterröhre mit Werten von 50-200Ohm. Der Kondensator mit 10000pF verhindert die Gleichrichtung von über das Netz eingedrungene HF. R4 (meist um 1KOhm) liegt zwischen Ladekondensator und Siebkondensator  und dient mit diesen der Glättung der gleichgerichteten Halbwellenimpulse. Typische Fehler treten bei diesen Elektrolytkondensatoren durch Kapazitätsverlust oder hohe Leckströme auf. Ein starker Netzbrumm und Heißwerden der Kondensatoren deuten auf diese Fälle hin.

Ein weiterer Kondensator (5000pF) dient der galvanischen Trennung des Erdanschlusses vom Chassis, bei Durchschlag wird bei entsprechender Polung des Netzsteckers die Sicherung zerstört.

Durch den Spannungsabfall an R4, R5 und der Röhre ist die tatsächliche Anodenspannung +A bei 220V-Netzbetrieb nur 200-220V.

3.5.2. Das Netzteil im Wechselstromempfänger

Bei A-Röhren (4V) und E-Röhren (6,3V) werden die Heizfäden und Skalenbirnen parallel geschaltet und über den Netztrafo mit Spannung versorgt. Bei Heizfadenbruch fällt nur eine Röhre aus, die anderen heizen weiter.

Auf eine weitere Besonderheit bei verschiedenen Allstromgeräten von 1936-1939 muß an dieser Stelle noch aufmerksam gemacht werden. Diesen wurde bei Gleichstrom direkt an das Netz angeschlossen, bei Wechselstrom wurde umgeschaltet auf einen Netztrafo mit den Gleichrichterröhren AZ1 oder AZ11. Die Röhrenheizung der Empfängerröhren entspricht aber dem Allstromtyp.