was macht eine Langlebensdauer-Kathode aus?

Moin Adrian,

Gurgel mal nach "Zwischenschichtbildung" und "zwischenschitfreie Kathoden"...

Gruß, Matthias

Hallo Matthias

Zunächst mal Danke für den Hinweis.
Habe nun gegoogelt zu deinen Stichworten.
Das Ergebnis zu "zwischenschichtfreie Kathoden" war recht ernüchternd, siehe Bild im Anhang.
Zu "Zwischenschichtbildung" gab es dann doch einigen interessanten Stoff zu lesen - bloss hat wirklich niemand beschrieben, was denn nun bei einer zwischenschichtfreien Kathode anders/besser gemacht wird.

Insofern ist meine Frage immer noch unbeantwortet...
Aber vielleicht hat da jemand im HiFi-Forum noch Wissen, welches Google nicht hat?

Bin gespannt!

Danke & Gruss, Adrian

Moin Adrian,

Da sieht man es mal, das Netz morpht!
Jeder bekommt genau die Suchergebnisse angezeigt, die der Algorithmus meint, daß sie zum Profil des Suchenden passen...
Bei mir sieht das so aus:


338 Ergebnisse...
Viel Lesestoff.

Gruß, Matthias

Hallo Zusammen,

bei mir zeigt Google unter dem Suchbegriff "zwischenschichtfreie kathode" 339 Ergebnisse.



@Adrian: Ich glaube Google könnte Dir "übel" genommen haben, dass in Deiner Anfrage in "zwischenschichtfreie" das "ch" fehlt.

Viele Grüße
Steffen

Hallo Steffen, hallo Matthias

Ja klar, das ist des Rätsels Lösung!!

Tja, wer zu faul ist selber zu tippen, übernimmt so machen Fehler...
Habe übrigens mal gelesen, dass unser Hirn für die Worterkennung primär mal der erste und letzte Buchstaben benötigt. Die Reihenfolge der Buchstaben dazwischen ist dabei nicht so wichtig - die Wörter werden recht gut erkannt, auch wenn da Durcheinander herrscht.

Also ungefähr so:

Wer dsa lseen knan, ist mti dre duscheetn Sacrhpe vuterrat.

Na, könnt ihr's entziffern?

Lg Adrian

Klar, es gibt noch viele Beispiele ....
Auch interessant.
Womöglich auch ein Grund, warum ich bei Matthias R2R DAC nix vermisse ....ganz ohne Interpolations/Rekonstruktionsfilterei?

Gruß

Frank

coole Beispiele, Frank!
Besonders das mit den Zahlen in den Wörtern finde ich verblüffend.
Gruss Adrian

Hallo zusammen

Um diesen Thread hier noch abzuschliessen...

Habe unterdessen herausgefunden, was eine Langlebensdauer-Kathode ausmacht:
Die Reinheit des Nickelröhrchens der Kathode macht es aus!
Langlebensdauer-Kathoden sind aus Silizium- und Magnesium-armen Nickel. Röhren für digitale Anwendungen, die besonders robust gegen Zwischenschicht-Bildung sein mussten, hatten sogar Silizium- und Magnesium-freie Nickelkathoden.

Wieder was gelernt!

Gruss, Adrian

Liebe Röhren-Experten und profunde Kenner vom Fach,

Hmm... Wenn also für die Kathoden von Computerröhren lediglich Silizium- und Magnesium-freie Nickelröhrchen verwendet werden durften...
Heisst das dann, dass Kathoden OHNE Nickelröhren wohl die besten punkto Lebensdauer sind?
Also direkt geheizte?
Das wär dann ja dann wohl auch das beste bezüglich Heizleistung, die in den Röhrenrechnern ja immer unangenehm hoch war.
Und mit geerdeter Kathode kann man in Digitalschaltungen ja gut leben, meiner Meinung nach...

Weshalb wurden dann die ENIACs und so weiter alle mit indirekt geheizten Röhren gebaut??

Gruss Adrian

Mit Computer-Röhren habe ich mich nie beschäftigt, aber soweit mir bekannt besteht bei indirekt geheizten Röhren die Kathode aufgrund der Summe ihrer Eigenschaften aus Nickel, v.a. weil insbesondere die Temperatur bei 700-800 Grad gehalten werden kann. Der Heizfaden besteht aus Wolfram (wie bei Glühbirnen), und das Nickel-Röhrchen (die Kathode), das galvanisch vom mit einer Isolationsschicht bedeckten Heizwendel getrennt ist, ist mit einer Röhrenpaste beschichtet, die Bariumoxid enthält. Diese Röhrenpaste verstärkt die Elektronen-Emission und ist das Geheimnis der Langleberöhre, weil sie sich im Lauf der Zeit abbaut. Bei Langleberöhren ist die Bariumschicht dicker und genauer, und wahrscheinlich gibt es noch weitere Geheimnisse, die nicht an die große Glocke gehängt wurden, z.B. Rezeptur, geringere Toleranzen, bessere Selektion, engere Parameter (Abstände zwischen den Elektroden etc.).

Bei direkt geheizten Röhren ist der Heizwendel gleichzeitig die Kathode, es gibt also kein Nickelröhrchen. Mit Wechselstrom betrieben wird die Kathodenspannung von Wechselsspannung überlagert, was bei Audio-Anwendungen zu Brummproblemen führen kann. Die Temperatur an der Oberfläche bzw. direkt an der Kathodenpaste und damit deren Beanspruchung ist höher als bei indirekt geheizten Röhren, was für Computer-Anwendungen eher ungünstig ist, für Langlebeanwendungen sowieso. Auch haben direkt geheizte Röhren höhere Toleranzen, weil der Heizwendel (=Kathode) mehr oder weniger frei schwebt, was die Miniaturisierung erschwert. Deshalb wurden direkt geheizte Röhren schon früh in der Röhrenhochzeit durch indirekt geheizte weitestgehend ersetzt.

In short: Direkte Heizung hat keinerlei Vorteile bei Computerröhren.

Adrian_Immler (Beitrag #10) schrieb:

Weshalb wurden dann die ENIACs und so weiter alle mit indirekt geheizten Röhren gebaut??

Weil man mit den damaligen digitalen Grundschaltungen (Flipflops, Frequenzteiler, Zähler) durchaus häufiger separat für jedes Röhrensystem / jeden Glaskolben an die Kathode(n) ranmußte (die durften nicht festgenagelt auf Massepotential liegen) - Details siehe z.B. ab Seite 602 in diesem sehr interessanten Buch ("Waveforms" - MIT, Cambridge, Massachusetts 1948):

http://www.nj7p.org/...es-V19-waveforms.pdf

Grüße

Herbert

Hallo RoA, hallo Herbert

Besten Dank euch beiden für eure Antworten. Der von dir, Herbert, hinterlasse Link führt zu einen äusserst spannenden Buch! Wow, randvoll mit Schaltungsbeispielen und Signalverläufen! Das PDF habe ich mir gleich runtergeladen und abgespeichert, da werde ich wohl öfters drin schmökern.

So richtig überzeugen konnten mich eure Argumente noch nicht...
Zur Verdeutlichung was ich meine, ein konkret Vergleich 1sh29b versus 5963:
1) Anodenstrom: typ. 5mA (Vg1=0V, Vg2=45V) vs. typ 5.1mA gemäss Frequenzteilerschaltung im RCA-Datenblatt
Beide Röhren wurden für etwa gleiche Anodenströme eingesetzt, ein Vergleich der beiden scheint daher nicht abwegig.
2) Heizleistung pro Pentode oder Triode : 72mW vs 945mW
Hier scheidet die 1sh29b um den Faktor 13 (!!) besser ab.
Das würde für einen 10'000-Pentoden/Trioden-Rechner heissen: 720W vs 9.45kW Heizleistung!!
3) Lebensdauer: mindestens 5000h (!) vs unbekannt
Die gute Frage ist, ob die 1sh29b unter cutoff-Bedingungen weiterhin ihre Emissionsfähigkeit bewahrt. Ich vermute ja, auf Grund des beigefügten Artikels, der die Degeneration der Emissionsfähigkeit mit die Anwesenheit von Silizium und Magnesium erklärt.
4) Platzbedarf: D=8,5mm x L=40mm vs D=22 x L=50 (für 2 Trioden)
Der Platzbedarf ist für die 1sh29b etwas geringer. Insbesondere weil die 5963er wohl nicht wie die Sardinen gepackt werden sollten wegen ihrer Abwärme.
5) Erreichbare Taktfrequenz: Ich vermute auch hier die 1sh29b im Vorteil, weil (typisch Pentode) die Millerkapazität viel kleiner ist.
6) Toleranzen: Klarer Punkt an die 5963er. Exemplare dieser Röhre mit grösseren Unterschieden beider Trioden wurden gar nicht erst verkauft (zumindest nicht als 5963er).

Betreffend isolierten oder geerdeten Kathoden: Inverter, AND, OR etc und Flipflops zu bauen mit direkt geheizten Röhren ist vielleicht schwieriger, aber durchaus möglich. Jedenfalls scheint mir eine 13fach höhere Heizleistung ein hoher Preis für die isolierte Kathode zu sein.

Was bleibt denn nun als wirklicher Nachteil für direkt geheizte Röhren wie die 1sh29b, der weh tut?

Mir fällt spontan nur einer ein: Die 1sh29b ist nicht steckbar - Grundvoraussetzung für Wartbarkeit eines Röhrenrechners...

Gruss Adrian

Wie gesagt, ich weiss nicht viel über Computerröhren bzw. Röhrencomputer, aber schon in den 40ern waren direkt geheizte Röhren weitgehend 'out'. Die so ziemlich einzigen direkt geheizten Röhren, die mir ad-hoc einfallen, sind GZ81 und diverse batteriebetriebene Miniaturröhren (hier ist direkte Heizung effizienter und es gibt keine Probleme mit dem Massepotential). Wenn man sich die Bilder von Röhrencomputern anschaut: Die waren riesig, und die Röhren - zumindest soweit sichtbar - nicht unbedingt miniatur. So schreibt Wikipedia zu Eniac:

Der ENIAC bestand aus 40 parallel arbeitenden Komponenten, von denen jede 60 cm breit, 270 cm hoch und 70 cm tief war. Die komplette Anlage war in U-Form aufgebaut, beanspruchte eine Fläche von 10 m × 17 m und wog 27 Tonnen. Er bestand aus 17.468 Elektronenröhren, 7.200 Dioden, 1.500 Relais, 70.000 Widerständen und 10.000 Kondensatoren. Die Leistungsaufnahme setzte sich zusammen aus 80 kW für die Heizung, 40 kW für die Röhrenströme und 20 kW für die Lüfter; die Anoden- und Schirmgitterleistung war auf 25 % des Maximalwerts beschränkt. Ein großes Problem bei der Entwicklung des ENIAC war die Fehleranfälligkeit der Elektronenröhren. Wenn nur eine der 17.468 Röhren ausfiel, rechnete die gesamte Maschine fehlerhaft. Um die Kosten dieser unvermeidlichen Ausfälle gering zu halten, wurden in den ENIAC eigens Diagnoseprogramme eingebaut, die das Auffinden einer auszutauschenden Röhre erleichterten. Eine Gegenmaßnahme bestand darin, stärkere Röhren einzubauen, als man eigentlich gebraucht hätte, und diese nur mit etwa 25 % ihrer Nennleistung zu betreiben. Außerdem wurde bemerkt, dass mehr Röhren beim Ein- und Ausschalten kaputt gingen als während des laufenden Betriebs. Als Konsequenz ging man dazu über, den ENIAC einfach nicht mehr auszuschalten. Die Ausfallzeit konnte so auf wenige Stunden je Woche reduziert werden.

https://de.wikipedia.org/wiki/ENIAC

Ih vermute einfach mal, das bei der Wahl der Röhren auf die 'richtige' Lösung gesetzt wurde, soweit sie mit der Technik von 1940-50 realisierbar war. Wären Röhren heute noch angesagt, würde man wohl auf eine Art "Mikro-Röhren" setzen mit geringstmöglicher Verlustleistung. Oder Weiterentwicklungen von Nuvistoren.

Servus Adrian,

Adrian_Immler (Beitrag #13) schrieb:

Der von dir, Herbert, hinterlasse Link führt zu einen äusserst spannenden Buch! Wow, randvoll mit Schaltungsbeispielen und Signalverläufen! Das PDF habe ich mir gleich runtergeladen und abgespeichert, da werde ich wohl öfters drin schmökern

wenn Dir das Buch gefallen hat, gefällt Dir dieses Buch vermutlich auch:

https://www.pearl-hi...lley_and_Wallman.pdf

In diesem Buch (vom Juli 1946 (Preface) bzw. 1948 (Coypright) ) findet sich auf Seite 456 die Beschreibung des SRPP-Schaltungsprinzips, ohne daß das damals schon so genannt worden wäre. Ob den Verfassern das US-Patent 2.310.342 http://amorgignitamo...tent/US2310342A1.pdf von Maurice Artzt (angemeldet am 29. November 1940, erteilt am 09. Februar 1943) bekannt war, ist mir nicht bekannt. Da wird die SRPP-Schaltung beschrieben (ebenfalls ohne daß sie SRPP genannt wird). Es ist halt wie immer: .....alles schon mal dagewesen......

Beide Bücher sind gemeinfrei, was ganz klar im Vorwort (Preface) der Bücher (von 1946 respektive 1948) steht:

The puplishers have agreed that ten years after the date on which each volume of this series is issued, the copyright thereon shall be relinquished, and the work shall become part of the public domain.

Die Dinger runterzuladen und zu benutzen ist also völlig legal. Und: Die gebundenen Bücher sind - wenn sie denn mal in einem Antiquariat o.ä. für kleines Geld hergehen sollten - durchaus eine Überlegung wert, die anzuschaffen. Die Lesbarkeit ist einfach deutlich besser als bei den eingedampften PDFs - ich zieh' die immer gerne aus dem Bücherschrank raus.

Grüße

Herbert

Hallo Herbert,

danke für den neuen Bücherhinweis!
Dummerweise funktioniert der Link nicht...
Vielleicht kannst du ihn nochmals editieren/reparieren?
Das wär lieb.
Gruss Adrian

So, geändert. Jetzt sollte das funktionieren. Und: Mit Seite 456 ist die Buchseite gemeint - nicht die PDF-Seite.

YEP - funktioniert! Bin schon am lesen - bei mir gedeiht grad ein Röhren-OpAmp, daher meine Lektüre ab Seite 444...
Danke & OFF - Adrian

Wenn Dir diese Bücher zusagen, dann ist vielleicht auch dieses Buch (von 1972) was für Dich:

https://www.eurobuch.com/buch/isbn/3871452742.html

Leider gibt's das nicht als PDF - und es ist insgesamt recht rar. Fachlich auf sehr hohem Niveau und noch sehr viel Röhrentechnik drin. Viele fertig ausdimensionierte Röhren-Beispielschaltungen - z.B.:



Grüße

Herbert