Einsatz von Messinstrumenten bei der Fehlerermittlung und Reparatur von alten Radios.
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... modern oder alt
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Analoge Instrumente | Röhrenvoltmeter |
(Volt, Ampere, Ohm) |
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Oh je: |
Wie messen? | Erste Messungen | Bei Bauteilen: Widerstände messen |
Messbereiche |
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von Messungen |
Messen ohne Schaltbild | Röhrenhandbücher | Ableitung von Fehlervermutungen | |
| Beispiele von Messungen | Messungen an einem typischen Radio |
... weitere Messgeräte |
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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 für ein einführendes oder auch weiterführendes Fachbuch kann ich allerdings derzeit nicht nennen. Kursiv geschriebene Textteile beinhalten vertiefende Informationen.
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Nur, wenn Sie die folgenden Hinweise vom Prinzip her verstehen, sollten Sie sich an die Messung von Radios herantrauen. Bevor Sie an stromführenden Radios arbeiten, beachten Sie auch unbedingt diese Sicherheitshinweise.
... zurück zum Inhaltsverzeichnis Moderne oder historische Messinstrumente verwenden? Alte Röhren-Radios unterscheiden sich hinsichtlich der notwendigen Messtechnik etwas von moderneren Transistor- oder IC-bestückten Radios. Das liegt an den in Röhrenradios verwendeten deutlich höheren Spannungen.
Digitale Multimeter Heutzutage werden für solche Reparaturen oder Fehlerbestimmungen in der Regel sogenannte "Digitale Multimeter" verwendet, diese Instrumente haben oft einen Innenwiderstand von über 1 - 10 Meg Ohm. Ein für 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.
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 Typisches hochwertiges Zeigerinstrument.
Metrawatt Unigor 3n. Ganz oben die Mess-Buchsen für Plus und Minus und für 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. |
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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. Für den Wechselspannungsbereich ist dieser Ohm / Volt Wert immer etwas geringer. Der Innenwiderstandswert pro Volt ist üblicherweise 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 für 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 Güteklasse, 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
werden können. Drehspulinstrumente sind höherwertiger als Dreheisen-Instrumente, weil der Wirkungsgrad und damit der Innenwiderstand pro Volt höher ist.
... zurück zum Inhaltsverzeichnis 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.
... zurück zum Inhaltsverzeichnis Zu messende oder zu berücksichtigende Werte:
... zurück zum Inhaltsverzeichnis Ohje! Formeln: Eigentlich kommt man mit der Kenntnis einer Formel für 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. 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 Aussenumhüllung 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 für 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.
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Wie wird nun gemessen?
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Erste Messversuche.
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Verhalten von Bauteilen bei Widerstandsmessungen:
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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 für die Strommessung. Wechselspannung oder Wechselstrom, Gleichspannung oder Gleichstrom oder Widerstandsmessung ist auszuwählen.
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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.
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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 für 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 gegenüber 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 über 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 über den Anodenwiderstand einer Röhre messen, kann das mit einer Messung machen, indem einfach nur über diesen Widerstand gemessen wird. Alternativ kann aber auch noch mit zwei Messungen gegenüber 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 gegenüber der Kathode, liegt meist ein Fehler vor. Die Spannungen an den Heizfäden können jeweils über den Heizfaden gemessen werden. Heizspannungen können Gleich- oder Wechselspannungen sein.
... zurück zum Inhaltsverzeichnis Messung ohne Verwendung von Schaltbildern Steht kein Schaltbild zur Verfügung, muss auf das eigene technische Verständnis zurückgegriffen werden. Anhaltspunkte für richtige Spannungen an Röhren bieten dann Röhren-Datenbücher. Diese Datenbücher (mit Anschlussbelegungen der Röhren) sind antiquarisch noch gut zu beschaffen. Franzis bietet wohl auch noch Neuauflagen. Diesen Datenbüchern 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 überhaupt die Gesamt-Anodenspannung des Netzteils vorhanden ist, genügt 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.
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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.
... zurück zum Inhaltsverzeichnis 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 führen. 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). Nochmals der Hinweis auf die Sicherheitshinweise dieser WEB-Site!
... zurück zum Inhaltsverzeichnis Beispiele von Messungen mit resultierender Fehlervermutung:
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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.
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.
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Hameg 107 Oszillograph -->
So können damit z.B. mit Hilfe eines Sinus- oder Rechteckgenerators schnell Verzerrungen in NF-Baugruppen erkannt werden. Weiter kann das ordnungsgemässe Schwingen der Mischer-Oszillatoren geprüft werden. In Verbindung mit einem HF-Messender (auch Wobbel-Sender) können ZF-Durchlasskurven geprüft und sogar abgeglichen werden und Prüfungen hinsichtlich eines eventuellen Abgleich des HF- und ZF-Teils vorgenommen werden. Auch wilde Schwingungen in Radios sind erkennbar. Weiter sind auch Frequenzmessungen möglich bis in den HF-Bereich hinein. Weitere Einsatzmöglichkeiten auch in Stereo-Decodern.
Ein Vorteil ist auch die Hochohmigkeit des Mess-Eingangs, sodass Schaltungen ohne zusätzliche Belastung geprüft werden können. Für HF-Untersuchungen gibt es Tastköpfe zum Anschluß (auch mit Spannungs-Vorteiler).
Es gibt Oszilloskope die auch Gleichspannungen darstellen können, somit sind solche Geräte sogar auch als Gleichspannungs-Prüfgerätegeräte einsetzbar. Man sollte Oszilloskope mit möglichst großer Bandbereite verwenden, für HF-Aufgaben am besten über 10 MHz, um auch für UKW-ZF verwendbar zu sein. 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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Mit einem Vielfachinstrument kann also schon ein grosser Teil der Gerätefehler bestimmt werden. Es gibt aber noch einige Bereiche, wo z. B. ein Oszilloskop (früher Oszillograph genannt) mehr Möglichkeiten auch im Radio-Service bietet. Waren diese Informationen nützlich für Sie? Dann teilen Sie das bitte im Gästebuch mit.....
04.02.2006 / 03.09.2021
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