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Kathodenstrahlenröhre mit Glühkathode.
In Glühkathodenverstärkern mit Hilfsgitter hat es sich als besonders zweckmässig erwiesen, dem Hilfsgitter ein niedriges, zweckmässig negatives Potential gegenüber der Kathode aufzuprägen. In diesem Falle nimmt nämlich das Gitter keine Elektronen auf ; der zur Anode fliessende Strom kann infolgedessen vom Gitter aus energielos gesteuert werden und es ist eine sehr hohe Verstärkung möglich.
Mit dieser Wahl des Gitterpotentials sind jedoch auf der anderen Seite wieder gewisse Nachteile verknüpft. Die negative Aufladung des Gitters in Verbindung mit der sogenannten Raumladung der Elektronen, welche den Stromübergang ungünstig beeinflusst, bedingt, dass nur bei hohem Anodenpotential und bei genügend weitmaschigem Gitter das Feld in unmittelbarer Nähe der Kathode eine genügend starke Komponente in Richtung von der Kathode zur Anode hat. um einen grösseren Teil der Elektronen den Übergang zur Anode zu ermöglichen. Es muss also der Einfluss des Gitters auf den Stromübergang wieder künstlich verkleinert werden, was für die Verstärkung natürlich ungünstig ist.
Wäre das Gitter dagegen positiv geladen, so könnte es engmaschig gewählt und demnach mit guter Steuerwirkung ausgestattet werden ; sein eigenes Feld würde dann in demselben Sinne wirken, wie das Anodenfeld und damit den Übergang einer grösseren Zahl von Elektronen ohne weiteres ermöglichen.
Ein positives Potential am Gitter bringt aber den Nachteil mit sich, dass die Verstärkung eine ungleichmässige wird. Stromstösse von hohem Potential, welche dem Gitterpotential überlagert werden, haben zur Folge, dass ein grösserer Teil der von der Kathode ausgehenden Elektronen durch das Gitter zurückgehalten wird als bei einem Stromstoss von niedrigerem Potential. Die erzielte Verstärkung ist somit nicht gleichmässig, was in vielen Fällen, z. B. bei der Sprachverstärkung, von erheblichem Nachteil sein kann.
Gemäss der Erfindung werden nun die beiden Anfordnungen an eine gute Verstärkerröhre, Stromlosigkeit des Gitters und starkes Feld in der Nähe der Kathode, dadurch erfüllt, dass neben der an ein negatives Potential gelegten Gitterelektrode ein bei Gleichrichtern schon vorgeschlagenes, sogenanntes Spannungsnetz in dichter Nähe der Kathode zwischen dieser und dem Gitter angeordnet wird zur Aufhebung der Raumladung. Da das Spannungsnetz an einem konstanten Potential liegt, wird von demselben immer derselbe Bruchteil des jeweiligen Elektronenstromes absorbiert, so dass dasselbe auf den relativen Wert der Verstärkung keinen Einfluss hat. Da ferner das Gitter an einem negativen Potential liegt und überhaupt keinen Strom aufnimmt, so erhält man eine vollkommen gleichmässige Verstärkung.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung dienen die Fig. I bis 4 der Zeichnung.
In Fig. i bedeutet Y einen Übertrager, der die zu verstärkenden Wechselströme auf das Gitter G eines Kathodenstrahlenrelais transformiert, N ist ein zweiter Übertrager, welcher den durch das Gitter G gesteuerten, von der Anode A zur Glühkathode K abfliessenden Strom auf den Verbraucherkreis transformiert. Wie aus der Figur ersichtlich, ist zwischen G und K erfindungsgemäss der Leiter L eingeschaltet und mit einem gegen die Kathode K konstanten positiven Potential behaftet, indem er beispielsweise an einen Zwischen-
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punkt der Anodenbatterie a angeschlossen ist. Die Batterie b prägt dem Gitter in bekannter Weise eine schwach negative Spannung gegen die Kathode K auf, welch letztere durch
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Eine Ausführungsform eines Kathodenstrahlenrelais mit Hilfsgitter und positivem Leiter zeigen die Fig. 2 bis 4.
Die Kathode K ist hierbei als gestreckter Leiter ausgebildet und wird von dem in Gestalt eines schraubenförmig gewundenen Drahtes ausgebildeten positiven Leiter L umhüllt. Das Gitter G ist beispielsweise ebenfalls ein nach einer Schraubenlinie gebogener Draht, der den Leiter L umgibt und die Anode A besitzt die Form eines Blechzylinders, der wieder das Gitter G umhüllt. Die Fig. g und 4 zeigen die gegenseitige Anordnung der Elektroden und Sonden im Längsschnitt bzw. Querschnitt.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Kathodenstrahlenrelais mit Glühkathode und Hilfsgitter, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Hilfsgitter (G) und Glühkathode (K) in der Nähe der letzteren ein Leiter (L) angeordnet ist, der an ein konstantes gegen die Glühkathode positives Potential angeschlossen und so in an sich bekannter Weise bemessen ist, dass die infolge der Raumladung am Verlassen der Glühkathode gehinderten Elektronen für den Elektrizitätsleitungsvorgang in der Röhre frei gemacht werden.
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Cathode ray tube with hot cathode.
In hot cathode amplifiers with an auxiliary grid, it has proven particularly useful to impress a low, appropriately negative potential with respect to the cathode on the auxiliary grid. In this case the lattice does not accept any electrons; the current flowing to the anode can consequently be controlled without energy from the grid and a very high gain is possible.
On the other hand, however, certain disadvantages are again associated with this choice of the grid potential. The negative charging of the grid in connection with the so-called space charge of the electrons, which has an unfavorable effect on the current transfer, means that the field in the immediate vicinity of the cathode only has a sufficiently strong component in the direction from the cathode to the anode when the anode potential is high and the grid is sufficiently wide Has. to enable a larger part of the electrons to pass to the anode. So the influence of the grid on the current transfer has to be artificially reduced again, which is of course unfavorable for the amplification.
If, on the other hand, the grid were positively charged, it could be selected to be close-meshed and therefore be equipped with a good control effect; its own field would then act in the same way as the anode field and thus enable the passage of a larger number of electrons without further ado.
However, a positive potential at the grid has the disadvantage that the gain becomes uneven. Current surges of high potential, which are superimposed on the grid potential, have the consequence that a larger part of the electrons emanating from the cathode is retained by the grid than in the case of a current surge of lower potential. The gain achieved is therefore not uniform, which in many cases, e.g. B. in voice amplification, can be a significant disadvantage.
According to the invention, the two requirements for a good amplifier tube, no current in the grid and a strong field near the cathode, are met in that, in addition to the grid electrode, which is connected to a negative potential, a so-called voltage network, which has already been proposed for rectifiers, is in close proximity to the cathode is arranged between this and the grid to cancel the space charge. Since the voltage network is at a constant potential, the same fraction of the respective electron current is always absorbed by it, so that it has no influence on the relative value of the gain. Furthermore, since the grid is at a negative potential and does not absorb any current at all, a completely uniform gain is obtained.
For a more detailed explanation of the invention, FIGS. I to 4 of the drawing serve.
In Fig. I, Y means a transformer which transforms the alternating currents to be amplified to the grid G of a cathode ray relay, N is a second transformer which transforms the current flowing from the anode A to the hot cathode K, controlled by the grid G, to the consumer circuit. As can be seen from the figure, according to the invention, the conductor L is switched on between G and K and has a positive potential that is constant with respect to the cathode K by being connected to an intermediate
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point of the anode battery a is connected. The battery b impresses the grid in a known manner with a weakly negative voltage against the cathode K, which the latter through
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An embodiment of a cathode ray relay with an auxiliary grid and positive conductor is shown in FIGS. 2 to 4.
The cathode K is designed as an elongated conductor and is enveloped by the positive conductor L, designed in the form of a helically wound wire. The grid G is, for example, also a wire bent along a helical line, which surrounds the conductor L, and the anode A has the shape of a sheet metal cylinder which again surrounds the grid G. FIGS. G and 4 show the mutual arrangement of the electrodes and probes in longitudinal section and cross section, respectively.
PATENT CLAIMS: I. Cathode ray relay with hot cathode and auxiliary grid, characterized in that a conductor (L) is arranged between the auxiliary grid (G) and hot cathode (K) in the vicinity of the latter, which is connected to a constant positive potential with respect to the hot cathode and is dimensioned in a manner known per se so that the electrons prevented from leaving the hot cathode as a result of the space charge are made free for the process of conducting electricity in the tube.