Vollständig mit Röhren bestückte Verstärker sind sowohl schaltungstechnisch als auch mechanisch sehr aufwendig. Ein konzeptionell wie technisch interessanter Kompromiss ist die Verknüpfung einer Röhrenvorstufe mit einer transistorisierten bzw. integrierten Endstufe. Dieser Ansatz, der auch bei etlichen kommerziellen Geräten umgesetzt wurde, bildet den Schwerpunkt dieses Buches. Die beschriebenen Röhrenvorstufen können natürlich auch leicht mit anderen Verstärkern kombiniert werden.
In der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts waren Elektronenröhren die bestimmenden Bauteile der Elektronik und haben Rundfunk- bzw. Fernsehtechnik geprägt. Obwohl Röhren in nahezu allen Anwendungsbereichen durch Transistoren verdrängt wurden, üben Elektronenröhren auch heute noch eine große Faszination auf Bastler und Anwender aus. Mit dem vorliegenden Buch wird Bastelfreunden die Möglichkeit geben, sich mit einfachen Radio- bzw. Röhrenschaltungen vertraut zu machen.
Der IC TDA7052A ist ein 1W-NF-Verstärkerschaltkreis. Die maximale Verstärkung wird mit 35,5dB angegeben, was einem Verstärkungsfaktor von ca. 60 entspricht. Der Schaltkreis verfügt über eine integrierte Lautstärkeeinstellung. Der Nachteil dieses Schaltkreises liegt in der vergleichsweise niedrigen Eingangsimpedanz von ca. 20 kΩ. Zur Anhebung des Eingangswiderstandes wurde dem Verstärker ein Kathodenfolger mit der Niederspannungsröhre EF98 vorgeschaltet.
Der unten abgebildete Verstärker kombiniert den bei Conrad angebotenen 2 x 10 W Stereo-Verstärker-Bausatz mit einer Röhrenvorstufe. Dabei kommt die auch für niedrige Anodenspannungen geeignete Doppeltriode ECC82 zum Einsatz, so dass für beide Kanäle (rechts und links) je eine Triode zur Verfügung steht. Die Trioden werden in Kathodenbasisschaltung betrieben. Die Versorgungsspannung der Schaltung beträgt 12V.
Ein Empfänger mit Batterieröhren sollte auch ohne Erdung und längere Antenne funktionieren. Bei Geradeausempfängern ist dazu die Demodulationsstufe um eine HF-Vorstufe zu ergänzen. Die nachfolgende Abbildung zeigt einen Schaltungsvorschlag für eine nichtselektive HF-Vorstufe [1]. Man spricht dabei auch von einer aperiodischen Vorstufe. Der Vorteil gegenüber einer selektiven Vorstufe liegt darin, dass der aufwendige Abgleich der zwei Schwingkreise entfällt. Als HF-Verstärkerröhre wird die DF91 (Äquivalenztyp: 1T4) eingesetzt. Die Triode der DAF91 bzw. DAF96 ist hierfür nicht geeignet, da sie nur für den Einsatz in NF-Verstärkern ausgelegt ist [2]. Die angegebene Schaltung lässt sich leicht um eine Entdämpfung erweitern [1, S. 59].
Die russische Röhre 2Ж27Л (2SH27L) ist eine direkt geheizte Pentode. Die nominelle Heizspannung beträgt 2,2 V. Der Heizstrombedarf ist mit ca. 57 mA (Toleranzbereich: 51..63 mA) außerordentlich gering. Die Röhre besitzt einen 8-poligen Loktal-Sockel. Der Glaskolben ist unter einer Metall-Schutzhülle verborgen. Obwohl die Röhre herstellerseitig für 120 V Anodenspannung vorgesehen ist, funktionert sie in etlichen Anwendungen auch mit deutlich niedrigeren Spannungen.
Zur Demodulation nutzen wir die Diode der äußerst sparsamen Batterieröhre DAF96, die bei 1,5 V mit einem Heizstrom von 25 mA auskommt. Da die Spannung von 1,5 V auch als generelle Betriebsspannung des Empfängers vorgesehen ist, muß auf den Einsatz der Pentode verzichtet werden.
Der IC TA7642 ist ein häufig eingesetzter Empfängerschaltkreis für den Mittelwellenbereich [1,2]. Der Schaltkreis lässt sich mit einem Röhren-NF-Verstärker kombinieren. Ein konkreter Schaltungsentwurf wurde in [3] vorgestellt.
Die Pentoden der Verbundröhren EBF80, EBF85, EBF89 bzw. EBF83 sind prinzipiell zur HF-, ZF bzw. NF-Verstärkung einsetzbar [1]. Bei manchen Herstellern bzw. Modellvarianten wird nur die Verwendung zur ZF-Verstärkung angeführt, was sicherlich die gängige Einsatzvariante darstellt. Die Duodiode ist zur Amplitudendemodulation vorgesehen, wobei Duodiode und Pentode einen gemeinsamen Kathodenanschluss verfügen.
Die nachfolgende Schaltung ist ein Detektorempfänger. Die Amplituden-Demodulation (Hüllkurvendemodulation) erfolgt mit einer Hälfte der Duodiode der Verbundröhre EBF85 von RFT. Anstelle der EFB85 kann man auch die gängigeren Röhren EBF80 oder EBF89 einsetzen. Die Pentode der EBF85 und die Triode der ECL80 dienen der NF-Vorverstärkung.
Die nachfolgende Schaltung ist ein Detektorempfänger. Die Amplituden-Demodulation (Hüllkurvendemodulation) erfolgt mit einer Hälfte der Duodiode der Verbundröhre EBF80. Die Pentode der EBF80 und die Triode der ECL81 dienen der NF-Vorverstärkung. Für die Lautsprecherendstufe kommt die Leistungspentode der ECL81 zum Einsatz.
Das nachfolgend gezeigte Mittelwellenaudion nutzt die sehr verbreitete Röhrentriode EC92 zur Demodulation und Vorverstärkung. Für die NF-Endstufe kommt der Schaltkreis 7052A zum Einsatz. Die hochohmige Röhrenstufe wird durch einen Sperrschicht-FET BF245 an den vergleichsweise niederohmigen Verstärkerschaltkreis angepasst.
Das UKW-Modul aus dem Adventskalender 2012 bzw. 2013 vom Franzis-Verlag soll zu einem funktionsfähigen UKW-Radio mit Röhrenendstufe ergänzt werden. Als Endstufenröhre unter Berücksichtigung der mit 15V sehr niedrig bemessenen anodenseitigen Versorgungssspannung bietet sich die ECL80 an [1, Abschnitt 6.3]. Diese Röhre besitzt einen 9-poligen Novalsockel. Die Mehrfachröhre ECL80 vereint eine Triode mit einer Leistungspentode.
Auf Basis des Adventskalenders 2012 bzw. 2013 vom Franzis-Verlag soll ein UKW-Radio mit Röhren-NF-Stufe entstehen. Für den Empfang steht dabei ab dem 12. Tag im Adventskalender ein UKW-Modul mit dem Empfängerschaltkreis TDA7088 zur Verfügung (siehe hier). Abweichend vom Originalbauplan, der einen NF-Verstärker mit dem Schaltkreis LM386 vorsieht, wurde die NF-Endstufe mit der Niederspannungsröhre EF98 realisiert.
Typischerweise werden Elektronenröhren mit relativ hohen Anodenspannungen (im Bereich 100-300V) betrieben. Eine Außnahme bilden die sog. Niederspannungsröhren, die mit einer Anodenspannung von 6,3V bzw. 12,6V auskommen und für den Einsatz in Kraftfahrzeugen (Autoradio) konzipiert sind. Etliche "normale" Röhren können - allerdings mit Abstrichen - auch mit einer niedrigen Anodenspannung betrieben werden.