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''Perfectionnements aux tubes à vide"
La présente invention est relative aux tubes à vide : elle concerne, plus particulièrement, un type perfectionné de tube à vide dans lequel, un élément émet- tant des électrons projette cès derniers)à travers un es- pa,ce où l'on a fait le vide, vers une plaque dont la réaction, sous le choc des électrons,@@@ peut être utili- sée pour obtenir certains résultats importants d'une na- ture nouvelle et très utile.
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Le tube à vide ordinaire ou relais thermoionique utilisé actuellement d'une manière courante comporte essentiellement trois éléments, savoir : a) une source émettant des électrons, constituée habituellement par un filament porté à l'incandescence et qui forme cathode; b,) un dispositif modulateur affectant la forme d'une grille adaptée et organisée de manière à contrôler l'émission électronique et à y provoquer des variations; c) un élément plaque ou anode sur laquelle sont projetés les électrons émis par le filament ou cathode. Dans le système ordinaire de tube à vide, la plaque ou anode joue simplement le rôle d'une électrode sur laquelle sont projetés les éledtrons venant du filament, et de laquelle le courant qui traverse 7.'espace s'écoule jus- qu'au filament ou cathode en question.
La société demanderesse a découvert qu'il était possible d'augmenter sensiblement l'efficacité et la sensibilité des tubes à vide du type général en question (tel que le relais électronique) en utilisant conve- nablement l'énergie cinétique des électrons et des ions (s'il. y en a) qui composent la décharge, énergie ciné- tique qui, jusqu'à ce jour, était dissipée et perdue dans les appareils dont s'agit. L'énergie cinétique en question ou énergie causée par le choc des électrons sur l'élément plaque revêt des formes telles que a) ra- diations lumineuses à petite longueur d'onde; b) chaleur produite par le choc-; c) pression mécanique due au choc; d) émission secondaire électro-ionique et ionique due au choc.
Dans ces conditions, un but principal de l'in-
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vention consiste à utiliser ces divers effets de la décharge des électrons pour augmenter l'efficacité et la sensibilité des appareils de ce type général.
Dans la présente invention, ce but est atteint d'une manière générale grâce à l'application d'un élément plaque ou anode réagissant utilement sous les effets en question du choc électro-ionique; ce but est atteint aussi, dans le mode de réalisation le plus désirable de l'invention, en utilisant l'anode précitée avec un type spécial de filament ou d'autre élément émetteur, fonction- nant à une température sensiblement inférieure à celle du filament incandescent employé habituellement.
Ordinairement, un élément modulateur ou grille est également incorporé dans la combinaison. Cet élément est sensible aux modifications produites dans un circuit associé avec lui de manière à le commander ftel qu'un circuit radio-télégraphique ou radio-téléphonique ou un circuit analogue) ce qui permet de moduler et de contrô- ler le courant d'électrons dans l'ampoule vide du système de relais @n vue d'obtenir un courant convenable dans le circuit du relais.
La placlue (ou l'anode) du tube à vide cons- truite d'après les principes de la présente invention peut affecter des formes variées @@ pourvu du' elle soit sensible aux effets du choc des électrons, ainsi qu'on l'a expliqué plus haut. Dans un mode ale réalisation pratique et désirable de l'invention, l'anode (ou l'élément plaque) est constituée par une cellule de sélénium. Avec une anode formée d'une cellule de sélé- nium, on emploie plus spécialement comme cathode (ou source émettant des électrons) un filament recouvert d'un oxyde et fonctionnant au rouge sombre.
L'avantage
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qu'on trouve à se servir d'un filament possédant de telles propriétés réside dans le fait qu'il a, par lui-même, moins d'effet sur l'anode spéciale que n'en aurait un filament incandescent du type usuel. Entre l'anode et la cathode en question àn interpose toute forme appropriée de grille modulatrice.
Pour rendre parfaitement intelligible le principe de l'invention, on a, sur le dessin annexé, représente, uniquement à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention pratique et particulièrement désirable, mais il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée à la disposition particulière ou au type spécial d'appareil représentés ici.
Sur le dessin :
La fig. 1 représente, d'une manière plus ou
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moins schématique, une coupe''1 fun tube à vide construit conformément à l'invention,
La fig. 2 représente la plaque (ou anode) à cellule de sélénium vue suivant une direction perpen- diculaire au plan de la fig. 1;
La fige 3 est un schéma de circuit montrant @@ l'utilisation du nouvel appareil comme relais électronique dans un appareil récepteur de radio$: nomme on le voit plus particulièrement sur les fige 1 et 2, l'appareil comprend un tube ou une ampoule de verre 10 dans laquelle on a fait le vide et dans laquelle sont convenablement montés l'élément émetteur d'électrons ou cathode 11, l'élément plaque ou anode 12, et la grille modulatrice 13.
Dans l'exemple considère ici, l'élément 11, qui émet les électrons, est constitué par un filament recouvert d'oxyde et fonctionnant efficacement au rouge sombre. L'élément-
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plaque ou anode est sensibleà tout ou partie des effets iont il a été spécialement question plus haut; dans l'exemple considéré, l'anode en question est cons- tituée par une cellule de sélénium du type "Bidwell" -bien connu, car la cellule de sélénium convient parti- culièrement bien au but poursuivi. D'une manière géné- rale, une cellule de sélénium du type en question (comme celle qui est décrite ici) est constituée par un corps en porcelaine 14, pourvu de rainures, sur lequel sont enroulés deux fils de cuivre écartés l'un de l'autre, dont l'ensemble des enroulements est désigné par le nombre 15.
Les conducteurs séparés, 16 et 17, qui aboutissent aux enroulements isolés respectifs)sortent de l'ampoule en traversant la partie 18 du tube. Les intervalles compris entre les spires de fils de cuivre @ séparés 15 sont remplis de sélénium métallique. Dans l'exemple considéré ici, la cellule est convenablement montée sur un support 19 fixé par un dispositif de fixation 20 sur la tige ou colonne isolante 21, laquelle fait corps avec la partie 18. Les fils 22 et qui aboutissent au filament 11, et le fil 24, qui aboutit à la grille, ou au dispositif modulateur, traversent à la manière habituelle la partie pleine 25 du tube à vide.
La cellule de sélénium qui constitue l'élément plaque ou l'anode dans le dispositif décrit plus haut convient admirablement à l'objet de l'inven- tion, parce que le choc du courant d'électrons émanant du filament contre la cellule diminue sensiblement la résistance de cette dernière grâce à la pression mécani- que produite par le choc des électrons sur la cellule,
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tJUU1t!..- ?? radiations lumineuses à petite longueur deonde et
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@ l'effet chauffant sur la cellule. Il se produit également un courant thermo-électrique dû à l'effet chauffant du choc et il se produit aussi une décharge secondaire émettant des électrons, dirigée perpendicu- lairement au courant d'électrons grâce à la différence de potentiel aux. bornes de la cellule.
On remarquera due tous les facteurs dont il edt question agissent dans la même direction ou se cumulent, en sorte que, lorsque le circuit du relais est influencé par un autre circuit (tel qu'un circuit récepteur de radios) par l'intermé- diaire du système modulateur ou de la grille, le circuit du relais en question est fortement influencé. En outre, l'influence due à la nature spéciale de l'anode ou élément plaque peut être ajoutée ou superposée à l'effet ou à l'influence obtenues avec le système de relais électro-ionique ordinaire du type qui était en usage jusqu'à ce jour.
Dans la pratique, la cellule de sélénium est particulièrement indiquée conme élément plaque (ou comme anode) spécialement à cause de son,coefficient
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rkt f1JtJukim}thermique négati is tout autre dispositif sensible à tout ou partie des effets divers produits sur lanode par la déchaîne du tube à vide, peut être utilise en vue de recueillir partiellement ou totalement les avantages de l'invention. Parmi les autres systè- mes pouvant être ainsi utilisés, on peut mentionner les
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ypes généraux tels q. cellule photo-électrique, -< / couple thermo-élecÉe sensible et Xa rande résis tance sensible.
Mais. aÎ11sÍ au' on l'a déjà. expliqué, une cellule de sélénium telle que celle qui a été repré- sentée ici remplit les fonctions caractéristiques des trois types précités.
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De plus, l'invention n'est nullement limitée à l'emploi d'un,filament chauffé comme source émettant des électrons ou comme cathode.
Cette dernière peut être constituée par n'importe quel type d'élément de nature à (ou commandé de manière à) produire l'émission en question, avec ou sans emploi de la chaleur.
La fig. 3 représente, sous une forme simple, une application de l'invention à un ap- pareil récepteur de radio, dans lequel le circuit Drimaire comprend l'antenne 26 et le primaire variable 27 du transformateur à haute fréquence re- lié au sol comme on l'a figuré, le condensateur va- riable 28 étant mis en dérivation sur ce primaire.
Le primaire 27 excite le secondaire 29 du transfor- mateur aux bornes duquel est connecté le condensa- teur variable 30 et les variations du potentiel dans le circuit oscillant ainsi constitué sont ap- pliquées, par l' intermédiaire du condensateur 51, à la grille (ou dispositif modulateur) 13 du sys- tème de relais électronique qui a été décrit plus haut en détail. Le filament 11 est chauffé par la batterie @l, le circuit de chauffage comprenant la résistance variable R. Comme on le voit, la grille est connectée au pôle négatif de la batterie Bl; B2 désigne la batterie du circuit de plaque. Le dispositif comprend, en outre, ce que l'on peut appe- ler un circuit secondaire de plaque qui, dans le cas considéré, est le circuit de la cellule de sélé- nium.
Ce circuit comprend ici la batterie B2 et un dispositif d'utilisation, tel qu'un récepteur téléphonique Tr, intercalé entre la batterie en question et la cellule de sélénium. On voit que le courant qui passe dans ce circuit seconda ire(de la
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cellule de sélénium)varie quand/il se produit des modifications dans les résistances de ladite cellu- le, modifications qui résultent des variations apportées par la grille à l'écoulement du courant d'électrons.
En revenant sur le détail du fonctionnement on voit que, lorsque le filament 11 est chauffé au rouge sombre,, il fournit des é.lec-
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trons et des ions qui vers la plaque à cellule de sélénium, ce'qui provoque une modifica- tion dans le courant qui circule dans le circuit de la cellule, modification due au choc des élec- trons sur la surface de la cellule. Lorsque le
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potentiel norma.1 de, la grille 13 est altéré par le
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potentiel II k' / Mâv cette grille, par le cir- cuit récepteur secondaire accordé 29, 30, il en résulte une modification dans le débit du courant d'électrons. Par suite de cette modification, il
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se produit une variatio ' # d'amplitu e , da2s le circuit de la plaque 0 cellule.
Dans ....- - .01 . 0 - -
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le Q1SPOSltlî ae circuit, represente, les moalfica- tions qui se produisent dans le primaire (circuit de décharge de 1''émission) et dans le circuit de 1,'-anode (cellule) s'ajoutent ou se superposent pour donner des modifications résultantes, d'une ampli- tude encore plus grande, ce qui produit dans le téléphone Tr des signaux audibles dont l'intensité correspond à cette amplitude.
On connaît un dispo- sitif de relais électronique dans lequel on utilise l'effet de pression mécanique variable obtenu par le choc ou le bombardement du courant d'électrons variable- en % employant un élément plaque vibrant influencé par le choc ou par le bombardement en
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question (spécialement le diaphragme d'un trans-
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metteur ;;1icrophonis. ue) dont les variations résul- tantes, un agissant sur des granules de carbone, produisent des modifications dans le circuit de
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1/ plaque excité par lb b at t e r i Lnalo,ue à ce (lui .L été décrite plus haut.
Ans ctes conditions, // la présente application constitue un perfection-
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nement c.plJorté à un tel dispositif et est plus eFfi.c parce 'lu' fllwtilise à un plus haut degré l'effpt du choc de 1' érü,ssion des électrons et
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qU'f: st, par suite, jugéesupérieuredans la WG,tGY L1G .
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.L., 'n -, o 1 i les principes de l'inven- Lion, on s'est reporté, plus spécialement, à un re- lais électronique fonctionnant à la façon d'un détecteur; mais il est bien évident due l'invention peut être incorporée dans un tube à vide servant à d'autres usages, par exemple comme appareil géné- rateur de courants de haute fréquence utilisée en @.@.F.
REVENDICATIONS
1.- un tube à vide, comprenant un élément qui émet des électrons, caractérisé par l'applica- tion (!'une anode à deux bornes coopérantes, influen-
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cée -1,ctri-uerient par des rayons 1u=fiincux.
2.- Tube à vide, conformément à la reven- dication 1, caractérisé par le fait que l'anode a un coefficient négatif de résistance thermique.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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'' Improvements to vacuum tubes "
The present invention relates to vacuum tubes: it relates, more particularly, to an improved type of vacuum tube in which, an element emitting electrons projects these latter) through an espa, whereby we have empties, towards a plate whose reaction, under the shock of electrons, @@@ can be used to obtain certain important results of a new and very useful nature.
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The ordinary vacuum tube or thermionic relay currently used in a common way essentially comprises three elements, namely: a) a source emitting electrons, usually constituted by a filament heated to incandescence and which forms a cathode; b) a modulator device having the shape of a grid adapted and organized so as to control the electronic emission and to cause variations therein; c) a plate or anode element onto which the electrons emitted by the filament or cathode are projected. In the ordinary vacuum tube system, the plate or anode simply acts as an electrode onto which the eledtrons coming from the filament are projected, and from which the current passing through the space flows to filament or cathode in question.
The Applicant Company has discovered that it is possible to significantly increase the efficiency and sensitivity of vacuum tubes of the general type in question (such as electronic relays) by properly utilizing the kinetic energy of electrons and ions. (if there is any) which make up the discharge, kinetic energy which, until now, was dissipated and lost in the devices in question. The kinetic energy in question, or energy caused by the impact of electrons on the plate element, takes forms such as a) short wavelength light radiation; b) heat produced by the shock; c) mechanical pressure due to impact; d) secondary electro-ionic and ionic emission due to shock.
Under these conditions, a main aim of the in-
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The intention is to use these various effects of electron discharge to increase the efficiency and sensitivity of devices of this general type.
In the present invention, this object is generally achieved by applying a plate or anode element which reacts usefully under the effects in question of the electro-ionic shock; this object is also achieved, in the most desirable embodiment of the invention, by using the aforementioned anode with a special type of filament or other emitting element, operating at a temperature substantially lower than that of the filament. incandescent usually used.
Usually, a modulator or grid element is also incorporated into the combination. This element is sensitive to modifications produced in a circuit associated with it so as to control it (such as a radio-telegraph or radio-telephone circuit or an analogous circuit) which makes it possible to modulate and control the current of electrons. into the empty bulb of the relay system @n in order to obtain a suitable current in the relay circuit.
The place (or anode) of the vacuum tube constructed in accordance with the principles of the present invention can take various shapes and forms provided it is sensitive to the effects of electron shock, as well as being sensitive to the effects of electron shock. explained above. In a practical and desirable embodiment of the invention, the anode (or the plate element) consists of a selenium cell. With an anode formed from a selenium cell, a filament covered with an oxide and operating in dark red is used more specifically as the cathode (or source emitting electrons).
The advantage
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that one finds to use a filament having such properties resides in the fact that it has, by itself, less effect on the special anode than would have an incandescent filament of the usual type. Between the anode and the cathode in question interposes any suitable form of modulating grid.
To make the principle of the invention perfectly intelligible, the appended drawing shows, purely by way of example, an embodiment of the invention which is practical and particularly desirable, but it is of course understood that the invention is in no way limited to the particular arrangement or type of apparatus shown here.
On the drawing :
Fig. 1 represents, in a more or
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less schematic, a section `` 1 fun vacuum tube constructed in accordance with the invention,
Fig. 2 represents the selenium cell plate (or anode) seen in a direction perpendicular to the plane of FIG. 1;
Fig 3 is a circuit diagram showing @@ the use of the new device as an electronic relay in a radio receiver device $: called it we see more particularly on figs 1 and 2, the device includes a tube or a bulb glass 10 in which a vacuum has been made and in which are suitably mounted the electron emitting element or cathode 11, the plate element or anode 12, and the modulator grid 13.
In the example considered here, the element 11, which emits the electrons, consists of a filament covered with oxide and operating efficiently in dark red. The element-
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plate or anode is sensitive to all or part of the effects iont it was especially question above; in the example considered, the anode in question is constituted by a selenium cell of the well-known “Bidwell” type, since the selenium cell is particularly suitable for the purpose pursued. In general, a selenium cell of the type in question (such as the one described here) consists of a porcelain body 14, provided with grooves, on which are wound two copper wires spaced one apart. the other, the set of windings of which is designated by the number 15.
The separate conductors, 16 and 17, which terminate in the respective insulated windings) exit the bulb through part 18 of the tube. The intervals between the turns of separate copper wires 15 are filled with metallic selenium. In the example considered here, the cell is suitably mounted on a support 19 fixed by a fastening device 20 on the insulating rod or column 21, which is integral with the part 18. The wires 22 which end in the filament 11, and the wire 24, which ends at the grid, or at the modulator device, passes through the solid part 25 of the vacuum tube in the usual way.
The selenium cell which constitutes the plate element or the anode in the device described above is admirably suited to the object of the invention, because the shock of the electron current emanating from the filament against the cell is considerably reduced. the resistance of the latter thanks to the mechanical pressure produced by the impact of electrons on the cell,
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tJUU1t! ..- ?? short wavelength light radiation and
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@ the heating effect on the cell. There is also a thermoelectric current due to the heating effect of the shock and there is also a secondary discharge emitting electrons, directed perpendicular to the current of electrons thanks to the potential difference to. cell terminals.
It will be noted that all the factors in question act in the same direction or accumulate, so that, when the relay circuit is influenced by another circuit (such as a radio receiver circuit) through the intermediary modulator system or grid, the circuit of the relay in question is strongly influenced. Further, the influence due to the special nature of the anode or plate member may be added or superimposed on the effect or influence obtained with the ordinary electro-ionic relay system of the type which was in use until then. nowadays.
In practice, the selenium cell is particularly suitable as a plate element (or as an anode), especially because of its coefficient.
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Negative thermal f1JtJukim} is any other device sensitive to all or part of the various effects produced on the anode by the release of the vacuum tube, can be used with a view to partially or totally obtaining the advantages of the invention. Among the other systems which can be used in this way, mention may be made of
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general ypes such as q. photoelectric cell, - </ sensitive thermoelectric couple and Xa rande sensitive resistance.
But. we already have it. As explained, a selenium cell such as that shown here fulfills the characteristic functions of the three types mentioned above.
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In addition, the invention is in no way limited to the use of a heated filament as a source emitting electrons or as a cathode.
The latter can be formed by any type of element capable of (or controlled so as to) produce the emission in question, with or without the use of heat.
Fig. 3 shows, in a simple form, an application of the invention to a radio receiver apparatus, in which the Drimaire circuit comprises the antenna 26 and the variable primary 27 of the high frequency transformer linked to the ground as shown in FIG. It has been shown, the variable capacitor 28 being shunted on this primary.
The primary 27 energizes the secondary 29 of the transformer to the terminals of which the variable capacitor 30 is connected and the variations of the potential in the oscillating circuit thus formed are applied, through the intermediary of the capacitor 51, to the gate ( or modulator device) 13 of the electronic relay system which has been described above in detail. The filament 11 is heated by the battery @l, the heating circuit comprising the variable resistor R. As can be seen, the grid is connected to the negative pole of the battery B1; B2 designates the plate circuit battery. The device further comprises what may be called a secondary plate circuit which, in the case considered, is the circuit of the selenium cell.
This circuit here comprises the battery B2 and a device for use, such as a telephone receiver Tr, interposed between the battery in question and the selenium cell. We see that the current flowing in this secondary circuit (from the
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selenium cell) varies when changes occur in the resistances of said cell, changes which result from the variations brought about by the grid to the flow of the electron current.
Returning to the detail of the operation, it can be seen that, when the filament 11 is heated to dark red, it provides electricity.
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trons and ions which flow to the selenium cell plate, causing a change in the current flowing through the cell circuit, due to the impact of electrons on the cell surface. When the
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norma.1 potential of, gate 13 is altered by the
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potential II k '/ Mâv this gate, through the tuned secondary receiver circuit 29, 30, this results in a modification in the flow rate of the electron current. As a result of this modification, it
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there is a variatio '# of amplitude, in the circuit of the 0 cell plate.
In ....- - .01. 0 - -
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the Q1SPOSltlî ae circuit, represents, the changes which occur in the primary (discharge circuit of the emission) and in the circuit of 1, '- anode (cell) are added or superimposed to give modifications resulting in an even greater amplitude, which produces in the telephone Tr audible signals the intensity of which corresponds to this amplitude.
An electronic relay device is known in which the effect of variable mechanical pressure obtained by the shock or the bombardment of the variable electron current is used in% employing a vibrating plate element influenced by the shock or by the bombardment in
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question (especially the diaphragm of a trans-
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director ;; 1icrophonis. ue) the resulting variations of which, acting on carbon granules, produce modifications in the
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1 / plate excited by lb b at t e r i Lnalo, ue to this (him .L been described above.
Under these conditions, // the present application constitutes a perfection-
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it is more effective in such a device and is more effective because it fllwtilizes to a greater degree the effect of the shock of the eru, ssion of electrons and
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qU'f: st, consequently, considered superior in the WG, tGY L1G.
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.L., 'N -, o 1 i the principles of the invention, reference has been made, more specifically, to an electronic relay operating in the manner of a detector; but it is quite obvious that the invention can be incorporated in a vacuum tube serving for other uses, for example as an apparatus for generating high frequency currents used in @. @. F.
CLAIMS
1.- a vacuum tube, comprising an element which emits electrons, characterized by the application (! 'An anode with two cooperating terminals, influen-
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cée -1, ctri-uerient by rays 1u = fiincux.
2.- Vacuum tube, according to claim 1, characterized in that the anode has a negative coefficient of thermal resistance.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.