RoeTest, professional tube testing system, tube tracer

RoeTest - professional tube testing system  RoeTest  (Röhrentest)

     professional tube testing system  (c) Helmut Weigl

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Mikrofonie- /Akustiktest mit dem RoeTest
Testing  microphonic effects in vakuum tubes with the RoeTest tube tester

deutsch language english
Mikrofonie ist eine negative Eigenschaft von Röhren. Röhren sind mechanische Gebilde aus Drähten, Blechen und anderen Teilen. Erschüttert man Röhren oder treffen Schallwellen auf die Röhre, geraden die mechanischen Teile in Schwingungen, was sich wiederum in elektrische Schwingungen überträgt. Dem Ausgangssignal werden unerwünschte Geräusche (klirren, pfeifen, ploppen) hinzugefügt. Das gilt für alle Röhren. Dabei hängt es sehr stark vom Aufbau der Röhre ab, ob eine Röhre besonders mikrofonieempfindlich ist. Für kritische Schaltungspunkten hochwertiger Geräte (z.B. hochempfindlichen Mikrofoneingänge) werden deshalb speziell mikrofoniearme Typen ausgewählt. Besonders bemerkbar macht sich Mikrofonie in Eingangsstufen, bei welchen das Signal durch weitere Stufen noch hoch verstärkt wird.

Selbst bei gleichem Typ kann es negative Ausreisser geben. Dies kann an Fertigungstoleranzen oder defekten der Röhre liegen.  Der Mikrofonietest dient dazu diese negativen Ausreißer zu erkennen.

Wie kann man prüfen, ob eine Röhre mikrofonieempfindlich ist? Das ist relativ einfach.  Man benötigt nur eine einfache Schaltung, mit welcher die Röhre mit allen erforderlichen Spannungen versorgt wird. In die Anodenleitung wird ein Ausgangsübertrager eingeschleift. An die niederohmige Seite des Ausgangsübertrager wird ein Vorverstärker mit Endstufe und Lautsprecher angeschlossen:
Microphonics is a negative property of tubes. Tubes are mechanical
structures formed from wires, metal sheets and other parts. When a tube is shaken or when sound waves hit the tube the mechanical parts begin to vibrate. These vibrations lead to electrical fluctuations. Unwanted noises are added to the output signal (distortion, whistling, plopps). This applies to all types of tubes. The tube's construction is the main cause for its sensivity to microphonics. For critical circuits in
high-grade devices (e.g. highly sensitive microphone amplifiers) specific tubes with low microphonics are used. Microphonics is specifically noticeable in input stages when the signal is highly
amplified in the following stages.



Even with tubes of the same type there can be negative exceptions.
This may be due to production tolerances or tube defects. The microphonic test serves to recognize those negative exceptions.

How can you check if a tube is susceptible to microphonics ? This is
quite simple. You only need a simple circuit that supplies all required voltages for the tube. Then a transformer is inserted in the anode line. At the low impedance side of the transformer an amplifier with output stage and loudspeaker is attached:


Da hier keine HiFi-Ansprüche an den Übertrager gestellt und auch keine Leistungen übertragen werden, kann man auch einen Netztrafo als Übertrager verwenden. Der Übertrager sollte in ein Gehäuse eingebaut werden (Berührungsschutz).

Vorsicht: Über die Primärwicklung des Übertragers fließt die volle Anodenspannung. Verzichten Sie aus Sicherheitsgründen deshalb auf unbekannte alte Übetrager (z.B. aus Radios), deren Isolationseigenschaften Sie nicht kennen.
As we do not require Hifi-Standards for the transformer and there is
also only little power to handle a mains transformer can be used here.
The transformer should be mounted in a housing (for touch protection).

Caution: At the primary winding of the transformer there is the full
anode voltage. So for safety reasons do not use old, unknown transformer types (e.g. from radios) where the insulation properties
are unknown.
Mikrofonietest

Das RoeTest bringt idealerweise alle Voraussetzungen mit. Alle benötigten Spannungen werden als Gleichspannungen zur Verfügung gestellt und alle Spannungen lassen sich auf die gewünschen Arbeitspunkte einstellen. Das RoeTest ist quasi die "Schaltung" in welcher die Röhre für den Akustiktest betrieben wird.

Nachstehend ein Bild vom Messaufbau. Die REN904 hat die Anode an Stift 1. Diese Verbindung wird mittels der Insertbox getrennt (Kurzschlussstecker gezogen) und mit dem Übertrager verbunden.

Die Sekundärseite des Übertrages ist mit dem Eingang eines Audioverstärkers verbunden (hier können Sie nehmen, was gerade verfügbar ist; Stereoanlage, PC-Aktivlautsprecher ...).
The RoeTest  ideally brings along all needed requirements. All required voltages are provided as DC voltages and all voltages can be adjusted for the desired operating point. The RoeTest is effectively the "circuit" for the tube's microphonic test.


In the following a picture of the measurement setup. The REN904's
anode is at pin 1. This connection is disconnected on the insert box
(shorting plug removed) and connected to the transformer.

The transformer's secondary winding is connected to the input of an
audio amplifier (you can use whatever is available; stereo system, PC-active speaker ...).

Im manuellen Modus werden alle benötigten Spannungen zur Verfügung gestellt:
Manual mode is used to supply all required voltages:

Nachdem die Röhre aufgeheizt ist, beklopft man diese und man hört das Ergebnis im Lautsprecher.

Hier zwei Videos einer schlechten und einer guten Röhre (REN904):

Video: mikrofonische REN904


Video: gute REN904



Der Verstärker war bei beiden Röhren gleich eingestellt.

Schließt man ein Oszilloskop am Übertragerausgang an, kann man das Ergebnis sogar sichtbar machen:

Video: mikrofonische REN904


Video: gute REN904





Mit dem Akustiktest kann man nebenbei andere Fehler, wie Zischen, starkes Brummen, übermäßiges Rauschen entdecken.


Beide Röhren haben etwa 100% Emission. Die schlechte REN904 war in einem VE301 nicht brauchbar. Dies zeigt, dass eine rein messtechnische Prüfung der Röhre Mikrofonieprobleme nicht entdecken kann.

Der Akustiktest stellt deshalb eine sinnvolle Ergänzung zu den modernen computergesteuerten Messungen des RoeTest dar.


Noch ein Hinweis:

Der Trafo darf nur für den Akustiktest in die Anodenleitung geschaltet sein. Bei normaler Röhrenmessung würde dieser das Messergebnis verfälschen (der Trafo wäre ein unerwünschter Widerstand in der Anodenleitung).
After heating-up the tube knock on the tube and listen to the
result from the loudspeaker.

Here are two videos of a bad and a good tube (REN904):



< videos see left
microphonic type







not microphonic type








The amplifier was set to same conditions for both tubes.


When an oscilloscope is connected to the transformer's output
the result can also be viewed:


< videos see left
microphonic type







not microphonic type










With the acoustic test you can also detect other faults like hiss,
heavy humming, excessive noise.


Both tubes have approximately 100% emission. The bad REN904
was not useable in a VE301. This shows that microphonic problems
cannot be detected by merely static measurements.

The acoustic test is therefore a reasonable supplement for the
modern computer controlled measurements of the RoeTest.


One more note:

The transformer should only be inserted in the anode line for the
acoustic test. When inserted during the standard static tube measurements it would corrupt the measuring results (the transformer is an unwanted additional resistor in the anode line).