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Einsatz von Messinstrumenten bei der Fehlerermittlung und Reparatur von alten Radios.

 


Digitales
Multimeter
Voltcraft VC444

Analoges
Multimeter
Metrix MX430
40000 Ohm / Volt
Anklicken fuer vergroessern
Analoges Multimeter
Metrawatt Unigor 3n
31600 Ohm /Volt

Roehren-Multimeter
CTR HRV-240

Digitales
Multimeter
Voltcraft 4095
 

Vorwort

Diese Abhandlung kann gewisse Grundkenntnisse und einiges Hintergrundwissen vermitteln. Wollen Sie tiefer in die Materie einsteigen, ist das Studium eines (vielleicht antiquarischen) Fachbuches sinnvoll. Quellen fuer ein einfuehrendes oder auch weiterfuehrendes Fachbuch kann ich allerdings derzeit nicht nennen.

Kursiv geschriebene Textteile beinhalten vertiefende Informationen.

 

Sicherheit

Nur, wenn Sie die folgenden Hinweise vom Prinzip her verstehen, sollten Sie sich an die Messung von Radios herantrauen. Bevor Sie an stromfuehrenden Radios arbeiten, beachten Sie auch unbedingt diese Sicherheitshinweise.

 

Moderne oder historische Messinstrumente verwenden?

Alte Röhren-Radios unterscheiden sich hinsichtlich der notwendigen Messtechnik etwas von moderneren Transistor- oder IC-bestueckten Radios. Das liegt an den in Röhrenradios verwendeten deutlich höheren Spannungen.

 

Digitale Multimeter

Heutzutage werden fuer solche Reparaturen oder Fehlerbestimmungen in der Regel sogenannte "Digitale Multimeter" verwendet, diese Instrumente haben oft einen Innenwiderstand von ueber 1 - 10 Meg Ohm. Ein fuer die Radio-Reparatur geeignetes digitales Multimeter sollte einen Gleich- und Wechselspannungsbereich von ca 0.01 V - 350 V und einen Gleich- und Wechselstrombereich von ca 0.1 mA - 300 mA einen Widerstandsbereich von 1 Ohm bis 10 Meg Ohm habe. Die tatsächliche Messgenauigkeit ergibt sich aus der Stellenanzahl der Digi-Anzeige. Gute Instrumente erreichen durchaus 0.5 % Genauigkeit. Einige angebotene Modelle haben eine automatische Messbereichseinstellung und / oder eine zusätzliche sogenannte "Bargraph"-Anzeige. Je höher die Messwert-Abtastrate, desto schnellere Werte-Aenderungen können verfolgt werden.

Analoges Multimeter, Metrawatt Unigor 3n
 
Typisches hochwertiges Zeigerinstrument.
Metrawatt Unigor 3n.
Ganz oben die Mess-Buchsen fuer Plus und Minus und fuer Strom 10 Amp. Darunter das Anzeigeinstrument. Dann der Wahlumschalter, die mechanische Instrument-Nullpunkt-Eichung, die Ohm-Bereich-Eichung, der Ueberstrom/Ueberspannungs-Sicherheits-Schalter. Unten die Umschaltung von + und - und AC / DC und Ohm.

 

Analog-Anzeige-Instrumente (Zeigerinstrumente).

Aber auch ein modernes oder auch Oldtimer-Mess-Vielfachinstrument mit Analog-Anzeige mit einem Innenwiderstand von ca. 20000-50000 Ohm pro Volt ist gut verwendbar. Fuer den Wechselspannungsbereich ist dieser Ohm / Volt Wert immer etwas geringer. Der Innenwiderstandswert pro Volt ist ueblicherweise auf der Skala vermerkt. Für die Radioreparatur sollten Instrumente mit mehr als 10000 Ohm/Volt genutzt werden, besser noch Röhrenvoltmeter oder moderne Digital-Instrumente, wenn diese ähnlich hochohmig sind.

 

(Rechenbeispiel fuer den Ohm pro Volt - Wert: Ein 20000 Ohm / Volt - Instrument wird auf 2 Volt eingestellt. Das ergibt 20000 * 2 = 40000 Ohm Innenwiderstand in diesem Bereich. Dasselbe Instrument im Messbereich 250 Volt: 20000 * 250 = 5000000 Ohm. Je höher also der Voltbereich, um so hochohmiger wird das Instrument.)


Vor jeder Messung sollte der exakte mechanische Nullpunkt des Zeigers (und in Stellung Ohm der elektrische unendlich-Ohm Wert) * auf der Skala eingestellt werden. Im Rundfunkmessbereich haben sich diese Messwerk-Typen durchgesetzt: Dreheisen, Drehspul, Spannbandaufhängung. Die Qualität in dieser Reihenfolge, mit deutlicher Qualitätsreduzierung beim Dreheisen. Je geringer der Prozentwert bei der Gueteklasse, desto genauer die Anzeige. Einfache (preiswerte) Instrumente hatten 3-5 %, bessere 1,5 - 3 %, gute 0,5 - 1,5 % - immer bezogen auf Vollauschlag.


Analogistrumente zeigen (dynamische) Anzeigeänderungen mittels des sich bewegenden Zeigers besser an, als das Instrumente mit Digitalanzeige können. Ausnahme wären Digi-Instrumente mit einer zusätzlichen sogenannten "Bargraph" (Balken)-Anzeige.

 

* = Normalerweise werden im Ohmbereich die Instrumente mit einem Justage-Einsteller auf unendlich eingestellt, dass bedeutet fast immer: Ist kein Widerstand an den Prüfkontakten schlägt der Instrument-Zeiger VOLL aus nach rechts. Es gibt aber auch Instrumente, wo in Stellung Ohm der Zeiger (ohne zu messendem Widerstand) links auf unendlich steht, also kein Strom fließt. Null Ohm ist bei diesem Instrument-Typ rechts. Beispiel: Instrument 1015B



Einige Symbole, die auf Skalen von Analog-Vielfachinstrumenten fuer Radio-Reparaturen gezeigt werden können.
Drehspulinstrumente sind h
öherwertiger als Dreheisen-Instrumente, weil der Wirkungsgrad und damit der Innenwiderstand pro Volt höher ist.


Röhrenvoltmeter

Diese Oldtimer- Röhrenvoltmeter sind gut geeignet, haben sie doch Innenwiderstände von mehr als 1 megOhm (1000000 Ohm). Damit sind z.B. Gittervorspannungen oder Regelspannungen unbelastet messbar. Würde man hier ein normales Vielfachinstrument mit vielleicht 10000 Ohm/Volt verwenden, würden die Messergebnisse nach unter verfälscht. Vielen Röhrenvoltmetern fehlt allerdings der Strom-Messbereich. Vor jeder Messung sollte der exakte mechanische und elektrische Nullpunkt (und im Ohm-Bereich der unendlich Ohm) des Zeigers auf der Skala eingestellt werden.


Modern oder alt?

Instrumente mit Innenwiderständen < 20000 Ohm sind nicht zu empfehlen, wenn es um niedrige Spannungsbereiche mit mittel- bis hochohmige Schaltungsteile handelt, da sie am Messpunkt die dortige Spannung zu sehr belasten können und den Spannungswert nach unten ziehen. Umkehrschluss: Alte und moderne Messinstrumente sind also geeignet, wenn der Innenwiderstand stimmt und ein Spannungsbereich bis 350 Volt vorhanden ist.

 

Zu messende oder zu beruecksichtigende Werte:

  • Spannungen: Die Höhe eines elektrischen Potentials wird in Volt angegeben. So hat eine Batterie z.B. eine Spannung von 1.5 Volt oder 9 Volt. Der Auto-Akkumulator ca. 12 Volt.
  • Ströme: Eine Spannungsquelle (z.B. eine 1.5 Voltbatterie) kann als Bautyp Lady-Zelle vielleicht 0.5 Ampere Strom liefern, dagegen eine Mono-Zelle 6 Ampere. Je höher der lieferbare Strom, desto mehr Leistung kann an einen Verbraucher abgegeben werden.
  • Widerstände: Der an eine Spannungsquelle angeschlossene Verbraucher (Skalenbirne, Röhre, usw) will bei einer gegebenen Spannung einen Strom entnehmen, der seinem Widerstand entspricht. Ein Verbraucher kann einen geringen Widerstand haben und entnimmt dann einen hohen Strom, umgekehrt wird bei einem hohen Widerstand ein nur geringer Strom entnommen werden.
  • Leistung: In Abhängigkeit seines Widerstandes wird ein Verbraucher (Skalenbirne, Röhre) bei einer gegebenen Spannung einen Strom entnehmen. Dieser Strom in Bezug auf die zur Verfuegung stehende Spannung fuehrt zur verbrauchten Leistung. So hat ein kleiner SMD-Lötkolben vielleicht eine Leistungsaufnahme von 20 Watt, aber ein Haushaltsföhn 1000 Watt ( 1 Kilowatt). Im Prinzip kann die gleiche Leistung mit einer niedrigen Spannung und hohem Strom oder umgekehrt bei einer hohen Spannung mit niedrigem Strom abgegeben werden. (Beispiele: 10 Volt und 10 Ampere = Leistung von 100 Watt. 5 Volt und 20 Ampere = Leistung von 100 Watt.)

Ohje! Formeln: Eigentlich kommt man mit der Kenntnis einer Formel fuer Standard-Reparaturen schon recht weit. Das Ohmsche Gesetz mit seinen Abwandlungen regelt den Zusammenhang zwischen Spannung, Strom, Widerstand und Leistung. Allerdings soll nicht verschwiegen werden, daß bei Wechselspannung und Wechselstrom die Beziehungen etwas komplizierter sind und hier vernachlässigt werden. (In der Praxis reichen fuer Messungen an Wechselspannungen und Wechselströmen  die Messmöglichkeiten des Vielfachinstrumentes aus. Lediglich an Stellen, wo Phasenschiebungen (bei Sinuskurvenform) und daraus resultierende Vektor-Spannungen und Ströme auftreten können, ist die Kenntnis von diesen Dingen notwendig. Das kommt aber nur bei kombinierten kapazitiven und / oder induktiven Bauteilen (wie z.B. Resonanzkreisen), auch in Verbindung mit in Reihe geschalteten Widerständen in Betracht, wenn die Einzelbauteile messmäßig gemeinsam betrachtet werden.)


Ohmsches Gesetz: U = R * I (Volt = Widerstand * Strom), daraus kann abgeleitet werden: R = U / I oder I = U / R

Leistung: P (N) = U * I ( Watt = Volt * Strom)

 

Zusammenhänge: Sinkt eine Spannung an einem gegebenen Verbraucher, sinkt auch der durch diesen fliessende Strom und die entnommende Leistung. Erhöht sich der Widerstand eines Verbrauchers, sinkt der durch ihn fliessende Strom und die Spannung steigt an.

 

Gleichspannung, Wechselspannung:

Gleichspannungen. Batterien und Anodenspannungs-Teile eines Netzteils liefern Gleichspannung. Hier ist die Polarität immer gleich. So liegt an dem dem Mittelkontakt einer Batterie immer Plus (+) und an der Aussenumhuellung immer Minus (-). In einem typischen Röhrenradio wird am Chassis oft Minus liegen, während die Gleichspannung in Bezug dazu Plus-orientiert sind. Aber Achtung: Das kann auch anders sein! Beispiel fuer eine solche andere Polarität: einige alte Autoradios. Es gab Autos mit Minus am Chassis (Normalfall), aber auch mit Plus am Chassis (Ausnahme).


Wechselspannungen dagegen wechseln zyklisch ihre Polarität. So wird bei unserem Wechselspannungs-Netz 50 mal pro Sekunde diese Polarität in einer Sinuskurvenform geändert. So werden bei einem Wechselspannungs-Gerät auch die Röhren mit Wechselspannung geheizt und auch die Skalenbirnen mit Wechselspannung versorgt. Messinstrumente zeigen in der Regel Effektiv-Spannungen an. Unser Wechselspannungs-Stromnetz hat so z.B. 230 Volt effektiv. Das heisst, der tatsächliche Spitzenspannungswert beim sinusförmigen Spannungsmaximalwert ist höher. Der Effektivwert liegt bei 70.7 % des Spitzenwertes.


Milli, Mikro, Nano, Piko und Kilo, Mega Spannungen, Ströme und Widerstände können in erheblich abweichender Größe auftreten. So kann in einem Radio ein Widerstand von 1 Ohm aber auch von von 3000000 Ohm ( 3 Mega-Ohm, 3 MOhm) eingebaut sein. Es können auch Spannungen von 0.01 Volt ( 10 Milli-Volt, 10 mV) bis zu 350 V anfallen. Ströme von 0.0001 Ampere ( 1 Mikro-Ampere, 1 uA) bis zu 3 Ampere fließen.

 

  • Piko = 0.000000000001
  • Nano = 0.000000001
  • Mikro = 0.000001
  • Milli = 0.001
  • 1 = 1
  • Kilo = 1000
  • Mega = 1000000

Beispiele:
10 pF = 0.00000000001 Farad

45 mA = 0.045 Ampere

780 kOhm = 780000 Ohm

180 mV = 0.180 Volt

Wie wird nun gemessen?

  • Spannungen (Volt): Das Messinstrument hat zwei Pruefschnuere, die mit Plus (+) rot und Minus (-) schwarz, frueher auch manchmal (-) gleich blau, gekennzeichnet sind oder waren. Diese Pruefschnuere sollen mit ihren Mess-Spitzen an die zu messende Spannungsquelle angelegt werden. (Dabei ist darauf zu achten, dass diese Pruefspitze nicht Metallteile unterschiedlichen Spannungspotentials ueberbrueckt.) Ist die Polarität falsch gewählt ,wird der Anzeige ein (-) vorangestellt. Bei Zeigerinstrumenten wird der Zeiger dann nach links ausschlagen wollen. Fuer Spannungsmessungen ist ein möglichst hoher Innnenwiderstand (auch Ohm pro Volt) des Instrumentes anzustreben. Sollen Wechselspannungen gemessen werden, ist der entsprechende Messbereich zu wählen. Spannungsmessungen ermitteln den größten Fehleranteil. Je höher die Spannung ist, desto gefährlicher kann der Umgang damit werden. Ab 60 Volt können gefährliche Stromschläge drohen.
    Steuergittervorspannungs-Messungen sind kritischer, wenn diese Spannungen ueber einen hochohmigen Gitterableitwiderstand aufgebaut werden. Auch ein Messinstrument stellt dann für diese Spannungen eine deutliche Belastung dar und veringert den tatsächlichen Spannungswert. Steuergittervorspannungen die ueber einen Kathodenwiderstand oder im Netzteil ueber eine niederohmige Spannungsteilung gebildet werden, sind weniger empfindlich gegen die Belastung des Instrumentes.

    Praxisbeispiel 1: An dem Kathodenwiderstand einer NF-Endstufenröhre (EL84) liegt gegenüber Masse eine Spannung von 11 Volt anstatt - wie richtig - 7 Volt. Das sind 4 Volt zuviel. Am Steuergitter wird gegenüber Masse 2 Volt Plus gemessen. Normal wäre eine leichte Negativ-Spannung. Am Schirmitter und an der Anode liegen 210 Volt, das wäre in der Beispielschaltung normal. Warum ist die Kathodenspannung zu hoch? Es könnte sein, dass der Anoden-Koppelkondensator 10 nF der NF-Vorstufenröhre EABC80 einen Feinschluss hat und somit eine positive Spannung and das Steuergitter der EL84 einschleppt. Erhält eine Röhre am Steuergitter eine positive Spannung, steigt der Stromfluß durch die Röhre, verbiegt die Kennlinie und ruft Zerren hervor. Das wiederum läßt die Spannung am Kathodenwiderstand ansteigen. Wird nun der Koppelkondensator ausgetauscht, arbeitet das Gerät wieder einwandfrei.

  • Ströme (Ampere): Hier muß die Leitung des Radios an der Stelle unterbrochen werden, wo der Strom gemessen werden soll. In diese Unterbrechung werden die Pruefschnuere des Instrumentes eingefuegt. Ein Strommesser sollte einen möglichst geringen Innenwiderstand haben. Ist die Polarität falsch gewählt, wird der Anzeige ein (-) vorangestellt. Bei Zeigerinstrumenten wird der Zeiger dann nach links ausschlagen wollen. In keinem Fall darf der Strom parallel zur Spannungsquelle gemessen werden.

    (Kurzschluss. Wuerden Sie die Pruefschnuere z.B. in Stellung "mA" mit den Pluspol vom Netzelko und dem Minuspol verbinden, wuerde ein Kurzschlußstrom ueber das Instrument fuehren und könnte es zerstören). Aber eigentlich kommt man bei typischen Reparaturen fast immer ohne eine Strommessung aus, das ist uebrigens auch der Grund, warum sich damals Röhrenvoltmeter (ohne Strommessbereich) bewährt haben.

  • Widerstände (Ohm): Widerstandmessungen erfolgen IMMER bei ausgeschaltetem Radio (bei dem die Elkos vorher auch noch entladen wurden). Mindestens eine Leitung zu dem zu messenden Bauteils sollte abgelötet sein! Nun wird der Widerstand mit den Pruefschnueren verbunden und der erwartete Ohmbereich eingestellt.

    Messen Sie keine Spannungsquellen mit dem Ohm-Meter, denn dadurch k
    önnte das Instrument beschädigt werden. Kondensatoren sollte vor einer Ohm-Messung ueber einen ueberbrueckenden 30 kOhm-Widerstand entladen werden.

    Zum obigen Praxisbeispiel 1: Der verdächtige Koppelkondensator 10 nF wird an einem Ohmmeter im hochohmigen Bereich einen Wert kleiner 1 MegOhm anzeigen. Normal wäre aber ein Wert von mehr als 10-50 MOhm. Man lötet den Kondensator an einer Seite zur Endstufenröhre EL84 ab und misst über beide Anschlüsse den Ohmwert. Alternativ könnte man auch mit dem Volt-Bereich des Instruments bei laufendem Gerät prüfen, ob zwischem abgelötetem Teil und Masse sich eine Gleichspannung aufbaut. Das dürfte bei intaktem Kondensator nicht der Fall sein. 

Erste Messversuche.

  1. Eine 4.5 Volt Flachbatterie wird mit den Pruefklemmen (+ an +, - an -) des Vielfachinstrumentes in Stellung Gleichspannung verbunden, nachdem der Spannungsbereich des Instrumentes auf einen Wert eingestellt wurde, der 4.5 Volt sicher einschliesst. Es sollte jetzt ein Wert von ca. 4.5 Volt angezeigt werden.

  2. An diese 4.5 Volt Flachbatterie wird nun am + Pol der eine Pol einer Skalenbirne (Typ 6 Volt / 0.3 A) angeschlossen. Der andere Pol der Birne kommt an die + Pruefschnur des Vielfachinstrumentes (das sich in Stellung mA Gleichstrom) befindet. Der - Pol der Pruefschnur kommt an den - Pol der Batterie. Das Instrument wurde vorher auf einen Bereich eingestellt, der sicher 300 mA (0.3 A) einschliesst. Es sollte ein Wert von vielleicht 200 mA angezeigt werden, statt der erwarteten 300 mA. Das liegt daran, dass bei nur 4.5 Volt (statt wie fuer die Birne richtig 6 V) vorhanden sind und deshalb weniger Strom fliesst.

  3. Nun messen wir den Widerstand der Skalenbirne. Das Instrument wird auf den Ohmbereich geschaltet und ein Widerstandsbereich gewählt, der Werte von ca. 100 - 1000 Ohm umfasst. Welchen Wert messen Sie? Glühbirnen sind Kaltleiter, dass heißt: Glühen sie nicht, ist ihr Widerstand deutlich kleiner als im glühenden Zustand.

Verhalten von Bauteilen bei Widerstandsmessungen:

  • Widerstände werden eigentlich bei Fehlern nur hochohmiger. Widerstände können auch unter normalen Bedingungen recht heiß werden. Insbesondere Drahtwickel-Widerstände auf Porzellan-Körpern fuer Heizvorwiderstände von Allstrom- oder Gleichstrom-Radios mit Serienheizkreisen werden richtig heiß, aber auch der Siebwiderstand (falls vorhanden - es kann auch eine Siebdrossel anstatt des Widerstandes eingebaut sein) zwischen Ladekondensator und Siebkondensator im Netzteil. Normal ist es auch, daß Widerstände auf ihrer Außenhuelle leichte Braun-Verfärbungen aufweisen. Starke, auch ins verkohlte uebergehende Verfärbungen sind aber nicht zu tolerieren. Solche Widerstände muessen gegen solche mit vergleichbarer (also nicht zu geringer) Leistung getauscht werden.

  • Kondensatoren sind fuer Gleichspannungen sehr hochohmig und werden in der Regel nur bei Fehlern niederohmiger, können aber auch komplett hochohmig werden oder auch durchschlagen und dami extrem niederohmig werden. Ausnahme sind Elektrolytkondensatoren, die fuer das Ohm-Meter eine deutliche Aufladekurve zeigen und bei "falsch polarisierter" Pruefspannung des Meßgerätes einen deutlichen Ohmwert zeigen können. Es gibt aber bei Kondensatoren Feinschluesse, die mit einem Niedervolt-Ohmmeter nicht angezeigt werden, weil erst bei höheren Spannungen ein Widerstand zu messen ist. Frueher gab es dafür spezielle Hochspannungs-Ohm-Meter mit eingebauter Hochvolt-Batterie oder Generator, die diese hochohmigen Schlüsse aufzeigen konnten.

  • Röhren können innere Schluesse zwischen ihren Elektroden ausbilden. Aber auch ein Nachlassen der Emission ist möglich (hochohmiger werden) und Heizfadenunterbrechungen sind typische Fehler.

  • Transistoren können mit dem Ohm-Meter grob auf Funktion getestet werden. Darueber hinaus verfuegen viele Multi-Instrumente fuer Dioden und Transistoren eigene Messbereiche (bei Transistoren sogar mit Anzeige eines Verstärkungsfaktors). Die Grobmessung geht so: An die Basis wird eine Pruefschnur des Ohm-Meters gehalten, die anderer Pruefschnur kommt zuerst an den Collector, dann an den Emitter. Beide Ohmwerte muessen ähnlich sein. Wird nun die erste Pruefschnur mit der zweiten getauscht und die ganze Prozedur wiederholt, muessen jetzt deutlich andere (aber wieder in sich ähnliche) Werte gemessen werden, es muß also einen deutlichen Unterschied zwischen der ersten Prozedur und der zweiten ohmmäßig geben. Wie gesagt, eine erste Grobmessung, die nicht alle Fehler am Transistor erkennt.

  • Dioden können grob mit dem Ohmmeter getestet werden, indem nach der ersten Messung die Pruefschnuere vertauscht werden. Einmal muß der Wert relativ hochohmig sein, dann eher niederohmig.

Meßbereiche:

Grundsätzlich wählt man bei Instrumenten, die keine automatische Bereichswahl haben, immer zuerst einen hohen Messbereich aus. Also z.B. wird eine Spannung von 150 Volt erwartet, so stellt man den Messbereich auf den nächst höheren Bereich, z. B. 250 Volt, um eine Überlastung des Instrumentes zu vermeiden. Das gilt sinngemäß auch fuer die Strommessung. Wechselspannung oder Wechselstrom, Gleichspannung oder Gleichstrom oder Widerstandsmessung ist auszuwählen. Ist dann der Anzeigewert zu gering, kann der nächst niedrige Meßbereich gewählt werden. Analoge Instrumente verlieren oft Meßgenauigkeit, wenn nur im linken Viertel der Skala angezeigt wird. Deshalb hier den Mesßbereich so wählen, daß der Zeiger in der rechten Hälfte landet.

 

 

Reihen- und Parallelschaltung von Verbrauchern

Bauelemente von Radios werden oft in Reihe geschaltet oder parallel zu einander vom Strom durchflossen, auch Kombinationen sind möglich. Typisch erkennt man das an den Röhrenheizkreisen. Bei der Serienschaltung fliesst der Strom nacheinander durch jeden Heifaden der vorhandenen Röhren und durch den Vorwiderstand. Ist ein Heizfaden oder der Vorwiderstand defekt, können alle Röhren nicht heizen (siehe weiter unten Beispiel 4).

 

Bei der Parallelschaltung wird der Strom unabhängig von den anderen Röhren durch die einzelne Röhre fliessen. Fällt ein Heizfaden aus, heizen die anderen Röhren weiter.

 

 

Interpretation der gemessenen Werte

Messung unter Verwendung von Schaltbildern

Es sollte immer der Versuch unternommen werden, ein zum Gerät passendes Schaltbild zu verwenden. Wenn in Schaltbildern Spannungswerte angegeben sind, hat man man schon Anhaltspunkte fuer das Messen von Spannungen. Diese gezeigten Spannungswerte sollten nicht mehr als 20 % abweichen. Oft fehlen diese Angaben aber völlig oder teilweise. So ist das grundsätzliche Verständnis der Radio-Funktion und Bauteile notwendig, um Messwerte interpretieren zu können. Generell kann gesagt werden: Spannungen werden in Schaltbildern zumeist gegenueber Masse (das ist oft das Chassis des Radios) angegeben und gemessen. Minus an Masse.

 

Es gibt hier aber auch Ausnahmen, weil Gittervorspannungen auch durch ein Hochlegen des Minus-Pols ueber einen Widerstand im Minus-Zweig erzeugt werden können.( Viele Schaltbilder enthalten einen Hinweis auf das bei der Werksmessung verwendetete Instrument, beziehungsweise auf dessen Ohm pro Volt Verhältnis. Wenn Sie z.B. ein Instrument mit 50000 Ohm pro Volt haben, im Schaltbild ein 10000 Ohm pro Volt Instrument erwähnt wird, werden Ihre Spannungsmessungen, insbesondere in Niedervoltbereich, etwas höhere Werte anzeigen.)


Es gibt aber auch Spannungsmessungen, die nicht Masse als Bezugspunkt haben. Will man z.B. den Spannungsabfall ueber den Anodenwiderstand einer Röhre messen, kann das mit einer Messung machen, indem einfach nur ueber diesen Widerstand gemessen wird. Alternativ kann aber auch noch mit zwei Messungen gegenueber Masse vorgegangen werden: Messung 1 vor dem Widerstand, Messung 2 nach dem Widerstand. Differenz errechnen.

 

Spannungsmessungen können in vielen Fällen Fehlerquellen einkreisen. Die Anodenspannungen und bei Röhren mit Schirmgittern auch diese Spannungen sollten gemessen werden. Typische Gleichspannungen von Trioden-Anoden liegen bei 50-200 Volt, von Pentoden-Anoden bei 70-250 Volt. Auch die Steuergitter haben zumeist eine gegen Kathode der Röhre gerichtete Negativ-Spannung von einigen Volt. Ist hier das Steuergitter positiv gegenueber der Kathode, liegt meist ein Fehler vor. Die Spannungen an den Heizfäden können jeweils ueber den Heizfaden gemessen werden. Heizspannungen können Gleich- oder Wechselspannungen sein.

 

Messung ohne Verwendung von Schaltbildern

Steht kein Schaltbild zur Verfuegung, muss auf das eigene technische Verständnis zurueckgegriffen werden. Anhaltspunkte fuer richtige Spannungen an Röhren bieten dann Röhren-Datenbuecher. Diese Datenbuecher (mit Anschlussbelegungen der Röhren) sind antiquarisch noch gut zu beschaffen. Franzis bietet wohl auch noch Neuauflagen. Diesen Datenbuechern sind insbesondere typische Anodenspannungen und Ströme, Schirmgitterspannungen, Gittervorspannungen, Heizspannungen und Ströme zu entnehmen. Gezeigte Sockel-Beschaltungen der Röhren werden zumeist von unten betrachtet im Uhrzeigersinn angegeben.

 

Im Grunde genommen, können alle wichtigen Spannungen eines Radios direkt an den Röhren gemessen werden. Um festzustellen, ob ueberhaupt die Gesamt-Anodenspannung des Netzteils vorhanden ist, genuegt eine Spannungsmessung an der Anode der Lautsprecher-Endröhre. Fehlt diese Spannung, ist entweder der Lautsprechertrafo defekt oder das Netzteil selbst. Auch das im vorigen Absatz gesagte gilt hier sinngemäss. In kritischen Fällen kann man sich auch einen Schaltbildauszug selber aus dem Gerät aufnehmen.

 


Eine Seite aus einem typischen Röhrenhandbuch von Valvo aus dem Jahr 1971.
Hier werden beispielhaft die Daten der Röhre EL95 gezeigt. Dem Röhrenschaltbild sind die Elektrodenanschluesse zugeordnet. Dann werden die Standard-Daten fuer Einsatz als A-Verstärker (Standard-Eintakt-Lautsprecher-Endstufe), als Gegentakt-AB-Verstärker (AB = Arbeitspunkt zwischen B und A auf der Röhrenkennlinie, also hohe Ausgangsleistung bei gutem Klirrfaktor), und als Gegentakt-B-Verstärker (sehr hohe Ausgangsleistung bei recht gutem Klirrfaktor).


Dann folgen die Grenzdaten, die nicht ueberschritten werden duerfen. Zuletzt ist das Sockelschaltbild mit Blick von unten auf die Röhre gezeigt. Dabei gilt: Man sucht den fehlenden Leerstift und beginnt von dort im Uhrzeigersinn von 1 - 7 (hier in der Grafik links vom "Loch) zu zählen. Heizung wäre in diesem Beispiel also Stift  3 und 4, Gitter 1 wäre Stift 7. Sinngemäß gilt das auch für 9-Stiftröhren (z.B. EL84), allerdings wäre hier die Heizung an Stift 4 und 5.

Interessant zum Messen ist die Ua (Anodenspannung), Ug2 die Schirmgitterspannung, die Heizspannung.
Leider fehlt hier bei A-Verstärker die Gitter 1 - Vorspannung.


Sollte eine solche Röhre als Eintakt-A (eine Röhre) - Verstärker nur eine Schirmgitterspannung (Ug2) von 75 Volt haben, wäre das ein Hinweis auf einen Fehler bei der Zufuehrung der notwendigen Spannung von ca 250 Volt, vielleicht ein hochohmig gewordener Schirmgitterwiderstand.

 

Ableitungen von Fehlervermutungen

Sind gemessene Anoden- oder Schirmgitterspannungen zu niedrig, kann vielleicht eine Röhre zu viel Strom ziehen, z.B. wegen zu geringer Gittervorspannung. Aber auch ein Anoden- oder Schirmgitterwiderstand kann hochohmig geworden sein. Auch ein Abblockkondensator in der Zuleitung der Anoden- oder Schirmgitterspannung kann einen Feinschluss haben. Deshalb ist es sinnvoll, immer auch von der Röhre aus gesehen hinter dem Anoden- oder Schirmgitterwiderstand die Spannung zu messen. Ist auch diese Spannung zu gering, kann ein Fehler im Netzteil vorliegen.

 

Sind gemessene Anoden- oder Schirmgitterspannungen dagegen zu hoch, kann vielleicht eine Röhre zu wenig oder gar kein Strom ziehen. Ursache könnte eine "taube" Röhre sein oder eine zu hohe negative Steuergittervorspannung.

 

Spannungen im Netzteil

Hier ist die Spannung hinter dem Anodenspannungsgleichrichter (am Lade-Elko) und dann hinter der Siebdrossel oder dem Siebwiderstand am Sieb-Elko zu messen. Oft gibt es dann in diesem Stromzweig noch weitere Siebwiderstände, die zu weiteren Sieb-Elkos fuehren. Ist ein Elektrolyt-Kondensator als Fehler ermittelt worden, muss beim Ersetzen auch die Polarität und die Spannungsfestigkeit geachtet werden (der Becher hat Minus, der Mittel- oder Innenanschluss hat Plus).

 

Beispiele von Messungen mit resultierender Fehlervermutung:

  1. Fehlerbild: Die Anodenspannung der NF-Vorstufenröhre hat 95 Volt anstatt 170 Volt. Vermutung: Vielleicht ist ein Abblockkondensator durchgeschlagen oder der Anodenwiderstand hochohmig geworden. Das kann dann mit einer folgenden Ohm-Messung ermittelt werden. (Das ist bei dem Radio, dessen Schaltbild unten gezeigt wird, der Fehler.)

  2. Fehlerbild: In einem Schaltbild wird eine Anodenspannung am Lade-Elko von 250 Volt Gleichspannung angegeben. Sie messen aber nur 170 Volt. Vermutung: Vielleicht ist die Gleichrichterröhre verbraucht. (Könnte bei dem Radio, dessen Schaltbild unten gezeigt wird, auch einmal ein Fehler sein.)

  3. Fehlerbild: Über einem Kathodenwiderstand einer NF-Endröhre fallen statt 7 Volt (wie im Schaltbild angegeben) 11 Volt ab. Vermutung: Vielleicht ist der Kathodenwiderstand hochohmig geworden oder am Steuergitter liegt eine positive Spannung an, weil ein Koppelkondensator aus der vorigen Stufe einen Feinschluss hat. Das kann dann mit einer folgenden Ohm-Messung ermittelt werden. (Könnte bei dem Radio, dessen Schaltbild unten gezeigt wird, auch einmal ein Fehler sein.)

  4. Fehlerbild: In einem Allstromradio werden die Röhren nicht geheizt und die Skalenlampen leuchten nicht. Mit dem Voltmeter wird zuerst festgestellt, ob die Anodenspannung des Netzteils am Lade-Elko vorhanden ist. Vermutung: Ist das der Fall, kann vielleicht von einer Unterbrechung im Serien-Heizkreis ausgegangen werden. Bei abgeschalteten Radio werden nacheinander die Röhren einzeln auf intakten Heizfaden mit dem Ohm-Meter geprueft, dann kommt der Heizvorwiderstand ran und dann die Skalenlampen.

  5. Fehlerbild: Das Schirmgitter einer ZF-Röhre hat nur 10 Volt statt 150 Volt, die Anodenspannung hat den richtigen Wert. Vermutung: Der HF-Abblockkondensator vom Schirmgitter nach Masse hat einen Schluss oder der Schirmgitterwiderstand ist hochohmig geworden.

  6. Fehlerbild: bei einem alten Einkreiser ist die Steuergitterspannung zu hoch. Vermutung: der Gitterableitwiderstand ist hochohmig geworden.

  7. Fehlerbild: Ein Radio hat keinen Ton alle Spannungen stimmen, nur An der Anode der Lautsprecherendröhre ist exakt die gleiche Spannung wie vor der Primärwicklung des Lautsprechertrafos. Vermutung: Der Kondensator parallel zu der Primärwicklung ist durchgeschlagen. (Könnte bei dem Radio, dessen Schaltbild unten gezeigt wird, auch einmal ein Fehler sein.)

Beispiel eines Schaltbildes eines typischen Radios mit einigen Spannungsangaben:

In Schaltbildern wird gezeigt, wie Bauteile eines Radios mit Drähten verbunden sind. Durch diese Drähte fliesst der Strom. Dabei sind bei scheinbaren Leitungskreuzungen diese nur elektrisch verbunden, wenn sie durch einen runden Punkt auf der Kreuzungsstelle gekennzeichnet sind. Mit dem Messinstrument in Stellung Volt (Gleichspannung) wurde der Fehler (gelb markiert, gemessen 95 Volt statt 170 Volt) ermittelt und in Stellung Ohm des Instrumentes der defekte Widerstand von 200 KOhm statt 15 kOhm ermittelt. Die dicke durchgezogene Linie ist die Masse (Chassis) des Radios und liegt an Minus. Die Anode (A) der Röhre EF14 kann mit Hilfe des kleinen Sockelbildes dieser Röhre dem richtigen Löt-Stift zugeordnet werden. Weitere Abkuerzungen bei dieser Röhre: G1 = Gitter 1 oder Steuergitter, G2 = Gitter 2 (Schirmgitter), K M G3 = Kathode und Fanggitter und Schirmung, F = die beiden Heizfäden. Das kleine Schaubild der Röhre zeigt den Blick auf die Röhrenfassung von unten.

 

 

Im Schaltbild ist bei der EF11 die Angabe "Rückkopplung" falsch, er handelt sich hier um die Einstellbarkeit der Hochfrequenz-Verstärkung. Die tatsächliche Rückkopplung erfolgt bei der EF12 (Von der Anode über die Spulen zum 180pF-Drehkondensator.


Weitere Mess- und Pruefgeräte

Mit einem Vielfachinstrument kann also schon ein grosser Teil der Gerätefehler bestimmt werden. Es gibt aber noch einige Bereiche, wo z. B. ein Oszilloskop (frueher Oszillograph genannt) mehr Möglichkeiten bietet. So können damit z.B. mit Hilfe eines Sinus- oder Rechteckgenerators schnell Verzerrungen in Baugruppen erkannt werden. Weiter kann das ordnungsgemässe Schwingen der Mischer-Oszillatoren geprueft werden. In Verbindung mit einem HF-Messender können ZF-Durchlasskurven geprüft und sogar abgeglichen werden und Prüfungen hinsichtlich eines eventuellen Abgleich des HF- und ZF-Teils vorgenommen werden.

Wer sich also genauer und detailierter mit der Fehlerbestimmung von Radios, aber auch Tonbandgeräten, usw. beschäftigen möchte, sollte ein gutes oben beschriebenes Vielfachinstrument, ein Oszilloskop, einen modulierbaren HF-Mess-Sender und einen NF-Tongenerator (oder zumindest einen Signalgeber) anschaffen.

 

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04.02.2006 / 27.01.2013

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