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Schirmgitterwiderstände

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Offline tubeampgrufti

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Schirmgitterwiderstände
« am: 10.04.2010 08:45 »
Hallo TubeTown-Gemeinde

da ich neu hier bin, kurz meine einschlägigen „Eckdaten“:
1963 den ersten Röhrenverstärker selbst gebaut (ECL86), danach RIM Organist (4xEL84) und einige Halbleitereigenbauten 30 bis 300 Watt zusammengebastelt, durch den Erfolg der Beatles, Rolling Stones und Animals in den Sechzigern Interesse an E-Gitarre bekommen, 1965 für meine Akustikgitarre einen Tonabnehmer nach Fender-Skizzen selbst gebastelt, mangels Talent mit den 6 Seiten mehr auf die Verstärkertechnik als aufs Gitarrenspiel gesetzt und bis heute nebenberuflich viele Orchesterverstärker gebaut, getunt und repariert. Trotz dieser über 45 Jahre Praxis stellt der Alltag immer wieder neue Fragen. Daher folgendes Anliegen an euch:
In  letzter Zeit habe ich einige Gitarrenverstärker repariert und festgestellt, dass die Schirmgitterwiderstände der Endröhren (EL34, 6L6 usw.) in den Schemas oft mit bis zu 5 Watt angegeben werden. Meine Messungen an den  Schirmgitterwiederständen haben aber auch bei Vollausteuerung der Endstufen nie grössere Werte als ca. 200 mW (Milliwatt) ergeben (Spannungsabfälle von 3 bis max. 10 Volt an 470 bis 1500 Ohm). Kann mir jemand von euch plausibel erklären, warum Marshall, Fender & Co. meistens Powerwiderstände dafür einsetzen? Die bisherigen Erklärungen von sog. Fachleuten überzeugen mich (noch) nicht. Danke schon mal für jede einschlägige Antwort!

Bruno aus der Ostschweiz

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Offline martin.k

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Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #1 am: 10.04.2010 09:23 »
Hmmm, ja theoretische Erklärungen bin ich nicht mächtig, aber wenn du genügend viel Amps mit gebrannten 5-watter gesehen hast...

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Offline Alex78

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Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #2 am: 10.04.2010 10:18 »
Hallo Bruno!

Ich habe keine Erfahrung mit Reparaturen, also auch keine mit durchgebrannten Schirmgitterwiderständen.

Aber hier im Forum wurde schonmal diskutiert, dass in klassischen Gitarrenamps (manche alten Modelle hatten ja gar keine Schirmgitterwiderstände) bei Übersteuerung die Schirmgitter weit oberhalb ihrer maximalen Verlustleistung betrieben werden.
Ob das technisch sinnvoll ist, ist eine Frage, dass es in der Vergangeheit viele Gitarristen glücklich gemacht, eine andere.  ;)

Kannst du den Spannungsabfall an den RG2s im Übersteuerungsfall messen?
Ich hab leider nur ein digitales Multimeter. Und auch nur einen sechssaitigen Tongenerator.  ;)

Grüße Alex

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Offline Fandango

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Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #3 am: 10.04.2010 12:46 »
Hallo Bruno aus der Ostschweiz  ;)
erstmal herzlich willkommen hier,
es gibt für Deine Frage mindestens eine Erklärung: Während die Hersteller anderer elektronischen Röhrengeräten die Schirmgitterwiderstände mit zu einer Schutzfunktion der Röhre und ihrer Umgebung berechneten und einsetzten so dass sie im Fehlerfalle durchbrannten und eine Beschadigung der teueren Röhre verhindern konnten, übernahmen die Hersteller der Instrumentenverstärker diese Idee nicht sondern setzten darauf, dass auch im Fehlerfalle die Schaltung bis über ihre Grenzen belastet werden konnte und das Gerät durchhalten konnte solange bis eben gar nichts mehr ging gemäß dem Motto: "The Show must go on" ;D
Ein anderer Grund für "große" Widerstände ist die Abgabe der Verlustwärme durch eine größere Fläche die dadurch die abgegebene Temperatur (nicht die Wärmemenge) verkleinert und somit für eine andere Aufbaumöglichkeit sorgt.
Oftmals verwendeten auch die Hersteller irgendwelche Restbestände aus vollen Regalen, Andere kupferten die Schaltungen ab und übernahmen ohne Kenntnis der Ursache diese und andere Bauteilewerte was man immer wieder in allen möglichen Variationen antreffen kann.

Wenn Du die Leistungsaufnahme eines Schirmgitters misst, die Datenblätter der Röhren zur Hand nimmst und die im Amp vorhandenen Widerstände rechnerisch in irgendeinen Bezug bringen willst wirst Du in den meisten Fällen zu dem Ergebnis kommen, dass entweder die Datenblätter falsch sind, die Hersteller nicht rechnen konnten oder Du nicht, und sich wohl ein großes Geheimnis hinter diesen Schirmgitterwiderständen verbirgt auf das wohl bis heute nur sehr Wenige gekommen sein können :bier:

Viele Grüße,
Georg
I doubt if any of my favorite players even own a soldering iron.

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Offline jacob

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Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #4 am: 10.04.2010 13:26 »
Hi,

interessant ist ja auch, dass Mullard in ihren Datenblättern als max. G2 Spannung 500 Volt angegeben hatte, Telefunken aber nur 425 Volt.

Die meisten "neuzeitlichen" EL34 in Gitarrenamps gehen heutzutage durch die Überlastung des Schirmgitters hops (volle Übersteuerung der Endstufe bei Schirmgitterspannungen von 480 Volt und mehr  :devil: )

Gruß

Jacob
Der Unterschied zwischen Theorie und Praxis ist grundsätzlich in der Praxis größer als in der Theorie. (Unbekannt)

Ein Mensch, der spürt, wenn auch verschwommen, er müsste sich, genau genommen, im Grunde seines Herzens schämen, zieht vor, es nicht genau zu nehmen. (Eugen Roth)

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Offline Bierschinken

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Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #5 am: 10.04.2010 14:48 »
Hallo,

das ist eine Sache, die ich seit langem merkwürdig finde.

Eigentlich müsste man die Widerstände so klein dimensionieren, dass sie im Betrieb halten aber im Fehlerfall hochgehen und dann die Röhre schützen. (Ein bisschen wie ne Schmelzsicherung). Im Betrieb selbst sehen diese Widerstände so gut wie keine Leistung, auch nicht bei Aussteuerung.
Ich denke, der Grund warum man "damals" 5W Widerstände verwendet hatte, war dass nur die 5W Typen für die hohe Spannung ausgelegt war, oder irre ich da?

Grüße,
Swen

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Offline cca88

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Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #6 am: 10.04.2010 15:09 »
Hallo,

das ist eine Sache, die ich seit langem merkwürdig finde.

Eigentlich müsste man die Widerstände so klein dimensionieren, dass sie im Betrieb halten aber im Fehlerfall hochgehen und dann die Röhre schützen. (Ein bisschen wie ne Schmelzsicherung). Im Betrieb selbst sehen diese Widerstände so gut wie keine Leistung, auch nicht bei Aussteuerung.
Ich denke, der Grund warum man "damals" 5W Widerstände verwendet hatte, war dass nur die 5W Typen für die hohe Spannung ausgelegt war, oder irre ich da?

Grüße,
Swen

Hi Swen,

ich glaube da irrst Du dich.

Über dem Widerstand fällt ja "kaum" was ab. Und davon, daß er sich über 400V oberhalb des "Referenzpotentials" befindet weiß er ja nichts.

In etwa so wie Fliegen mit Rückenwind. Relative und absolute Geschwindigkeit

Grüße

Jochen

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Offline Bierschinken

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Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #7 am: 10.04.2010 15:28 »
Hi Jochen,

Zitat
Über dem Widerstand fällt ja "kaum" was ab. Und davon, daß er sich über 400V oberhalb des "Referenzpotentials" befindet weiß er ja nichts.
Das ist richtig, wenn der Widerstand aber nahe an der Fassung sitzt, ist er evt in Nähe zum Chassis, welches auf 0V liegt und dann ist die Isolationsspannung vielleicht interessant.

Grüße,
Swen

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Offline Kramusha

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Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #8 am: 10.04.2010 16:03 »
Das ist aber eh mit den 2,5mm bis 500V geregelt. Wenn der Konstrukteur das nicht ordentlich baut, kann der Widerstand nix dafür ;D

Lg :)

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Offline Fandango

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Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #9 am: 10.04.2010 16:33 »
Hallo Allesamt,
erwähnenswert ist vielleicht noch die Gleichstromgegenkopplung die durch diesen Widerstand entsteht und der eingebaut werden soll, wenn Röhren nahe ihrer Verlustleistung arbeiten müssen.
Dann dient er auch noch dazu, die Schwingneigung zu verringern.
Übrigens gibt es dazu noch die Bezeichnung Schirmgitterschutzwiderstand, wobei man davon ausgehen darf, dass der Rest der Schaltung wohl nicht vor G2 geschützt werden muss :-X


Gruß,
Georg
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Offline _AlX_

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Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #10 am: 10.04.2010 23:20 »
Hallo,


so richtig leuchtet mir die Sache auch nicht ein. Der Valvewizard.co.uk schreibt auf seiner Website im Abschnitt über die SE Output Stage auch ein wenig missverständlich:

Zitat
Since in reality the screen current will not quite attain this value we should use the next highest standard resistor, which is 470 ohms for a wire-wound, although 1k is more common and will cause the characteristics to compress more. The peak power dissipated would be slightly less than 470 * (0.150 * 0.150) = 10.6W, and since this resistor must protect our valuable EL34 from overload, a high wattage resistor is necessary; 2W minimum, 5W or more preferred. If your screen stopper burns out it will invariably destroy the output valve, so use one with the biggest wattage margin you can.
(Hervorhebungen von mir)

Wenn ein Widerstand durchbrennt, wird er doch extrem hochohmig, und nicht niederohmig, oder? In diesem Fall hätte die Röhre ja Glück im Unglück, da g2 dann keinen Strom und damit keine Verlustleistung mehr zu bewältigen hat ("Schmelzsicherung"). Damit wäre der letzte Satz im Zitat allerdings sehr verwirrend.

Angesprochen wird hier auch die Impulsbelastung, die ein solcher Widerstand im Betrieb kurzzeitig überstehen muss, und so wie ich das verstehe, werden deshalb entsprechend große Typen verbaut, damit die Endstufe auch noch bei Vollaus- oder -Übersteuerung funktioniert. Die gängigen "großen" Endröhren sind mit einer maximalen g2-Verlustleistung von 5W (6L6GC) bis 8W (EL34, KT88) angegeben. Was ich um die Uhrzeit grad nicht mehr hinbekomme im Kopf ist, inwiefern diese 5-8W am g2 mit den 5W Belastbarkeit des Schirmgitterwiderstands zusammenhängen.  :bier:

“Hey ihr da Ohm, macht doch Watt ihr Volt!”

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Offline Schimanski

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Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #11 am: 11.04.2010 00:17 »
Ein Kollege hat während der Ausbildung einen Widerstand in einer Schaltung (Phasenanschnittsteuerung o.ä.) zum leuchten gebracht - kein Witz, ich dachte, da seien zwei Leuchten in der Schaltung.
Es war ein Metallfilmwiderstand der größeren Sorte, wird wohl ein 1 oder 2Watt-Typ gewesen sein.

Das Teil hatte nach etwa 5 Minuten als Glühlampe einen Widerstand von 20Ω statt vorher 100Ω (abgekühlt natürlich). Das ist jetzt natürlich ein Extrembeispiel - aber ich frage mich, ob man einen Widerstand als "Sicherung" missbrauchen soll?
« Letzte Änderung: 11.04.2010 00:19 von Schimanski »
O-Saft ists!

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Offline tubeampgrufti

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Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #12 am: 11.04.2010 13:31 »
Hallo und schönen Sonntag Zusammen!

Vorläufig mal für alle Antworten vielen Dank. Ich bin überwältigt von der Vielfältigkeit der Ideen, werde sie in Ruhe überdenken!

Gruss aus der Ost-CH

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Offline Fandango

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Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #13 am: 11.04.2010 14:07 »
Hallo AIX,
so mancher "Röhrenbibelschreiber" erwartet von seinen "Gläubigen" das gleiche wie die "echten" Bibelschreiber von den Ihren, "Glaubts, wenns klappt is gud, wenn nicht dann habt ihrs nicht verstanden und seid selbst schuld".

Natürlich ist dieser letze Satz falsch wenn man "screen-stopper" hinschreibt, so sollte dort "grid-stopper" stehen was Sinn machen würde.
Wenn der "screen-stopper" durchgeht verhält sich die Schaltung wie Du es beschreibst und nichts passiert.
Auch für die Verlustleistung die durch diesen Widerstand entstehen kann gibt er ja die Zahl an, in diesem Fall 116mW, etwas weiter oben auf seiner Seite.

Auch seine Behauptung dass bei einer Anodenspannung nahe 0V aller Katodenstrom aus G2 gezogen wird ist falsch, und aus diesem Auslegungsfehler errechnet er die max. Belastbarkeit des G2-Widerstands.
Dadurch kommt er dann auf einen solch hohen Wert.

Lt. Datenblatt ist Wg2/max. = 8W, VG2/max. = 425V, Ik/max. = 150mA,   150mA x 425V = 63,75W :gutenmorgen:, daraus ergibt sich dann die max. Belastbarkeit des SG-Widerstands von 10,6 W aus seiner "Bibel", was natürlich Unsinn in Vollendung ist und schon vielen "Gläubigen" einen Satz neuer Endröhren bescheret hat, "Frohes Fest".

In sehr vielen Schaltungen finden wir überhaupt keine Schirmgitterwiderstände, und ach welch Wunder, die Schaltungen funktionieren, das G2 wird nicht überlastet und es geht alles gut solange die Betriebsbedingungen gegeben sind, und auch diese Röhren werden an- und übersteuert.
Das Schirmgitter ist ja eigentlich nur da, um die Elektronen zu beschleunigen, möglichst viele von ihnen durchzulassen und die Kopplung von der Anode zum Steuergitter zu verringern.
Alles nachzulesen und bis ins Detail erforscht und bekannt.
Es soll also nur eine bestimmte Spannung anliegen um ein elektrisches Feld zu erzeugen das diese Wunder vollbringt.

Außer zur einer Schutzfunktion, einer (rel. geringen) Gegenkopplung und der Reduzierung der Schwingneigung dient dieser Widerstand also zu Nichts.
Will man das Sg durch eine Anodenspannung versorgen die weit über dem Wert liegt als dieses Gitter verträgt, z.B. mit 800V bei einer EL34, muss man die Spannung vorher herunterteilen und stabilisieren, dazu taugt aber dieser Schirmgitterwiderstand nicht.
Würde man es dennoch tun und diesen Widerstand danach berechnen, dann würden unstabile Verhältnisse entstehen und es wäre prinzipell nur ein Betriebszustand möglich, ein bestimmter Strom, für NF-Verstärkung vollkommen ungeeignet.

Wollte man den Widerstand zur Strombegrenzung nutzen würden also erheblich höhere Werte herauskommen als sie üblicherweise in den Amps zu finden sind,  somit taugen alle 100 oder 470 Rs dazu auch wieder nicht.
Bei einem IG2 von ~20mA und einer VG2 von 425V beträgt also der "Last"-Widerstand des SG 2125R, wohlbemerkt nur theoretisch denn so funktionierts natürlich nicht.
Bei einer angenommenen Stromversorgung von 150mA durch die Katode, 0V Anodenspannung und voller Übersteuerung, was wiederum einem "theoretischem Kurzschluss" der Röhre gleichkäme, müsste also ein Widerstand von 2125R den SG-Strom begrenzen um sie nicht aufglühen zu lassen.
Das macht man aber natürlich nicht weil sich dann auch wiederum nur ein stabiler Zustand einstellen würde, s.o.
Also müsste man den Widerstand der jeweiligen Anodenlast anpassen, usw.

Aber so funktioniert eben eine Pentode nicht, das SG soll ja ein bestimmtes und "festes" Feld erzeugen das durch eine vom Hersteller festgelegter Spannung versorgt wird, also könnte man das SG durch eine Sicherung schützen, oder eben durch diesen Schutzwiderstand, der die gleiche Funktion erfüllt und nur wesentlich billiger ist und außer den o.g. wenigen anderen Funktionen eben zu nichts taugt.
Diesem Widerstand also eine viel zu hohe Belastbarkeit zu geben dient einzig dem Motto "the show must go on" und sorgt für Umsatz bei den Röhrenhändlern.

Und so wird die Fachwelt weiter berechnen um dieses große Geheimnis endgültig zu entschlüsseln, vergisst aber dabei die früheren Schriftsteller und ihre Werke die den Sinn dieser Geschichte sehr wohl beschrieben haben, und sorgt dadurch für ein anständiges Wirr-Warr, was uns wiederum einen guten Vergleich zur Bibel ermöglicht. Womit wir wieder am Anfang dieser "unendlichen Geschichte" wären.

Schönen Sonntag,
Georg




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Offline röhrenlehrling-ordi

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  • I hope, I will become a master!
Re:Schirmgitterwiderstände
« Antwort #14 am: 11.04.2010 14:44 »
Amen, Bruder Fandago!

mfg ordi
http://ordoalephysik.wordpress.com/

Geologische Fragen an mich, elektrotechnische an euch!