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Dispositif comportant un tube à décharges électriques.
La présente invention est relative à un dispositif comportant un tube à décharges électriques qui contient une cathode, une anode et une ou plusieurs électrodes intermé- diaires parmi lesquelles se trouve une grille-écran ou grille d'accélération.
Dans l'utilisation des tubes à décharges électriques de ce genre, plus particulièrement des tubes à décharges ser- vant à l'amplification d'oscillations électriques, il est de grand intérêt que l'inclinaison de la courbe caractéristique tension de grille-courant anodique soit aussi grande que possible. Or, dans l'utilisation d'un tube à décharges à électrode d'accélération, savoir d'un tube à grille "attrac- @
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trice", l'inclinaison maximum de la caractéristique d'une grille de commande montée à la suite d'une telle grille attractrice se trouve réduite du fait que les électrons sont déviés de manière à passer en dehors des fils de la grille attractrice, cette déviation provoquant une réduction appréciable de l'inclinaison.
La Demanderesse a fait beaucoup de recherches à ce sujet et a trouvé qu'on peut obtenir une amélioration appréciable en utilisant un dispositif et un tube à décharges réalisés conformément à la présente invention. Le tube suivant l'invention oomporte une cathode, une anode et une ou plusieurs électrodes intermédiaires parmi lesquelles se trouve une électrode d'accélération.
Cette dernière électrode est agencée de telle façon qu'il se produise des faisceaux d'électrons qui ne se coupent pas de sorte qu'à tout point situé en avant d'une électrode suivante tous les électrons ont une composante déterminée de la vitesse qui est perpendiculaire à la surface de cette dernière électrode, celle-ci ou une électrode suivante étant agencée de telle façon que la,tension équivalente existant à la surface de cette électrode, soit adaptée à la composante mentionnée ci-dessus de sorte que dans une région de tensions très étroite la totalité du flux d'électrons frappe cette électrode ou, si cette dernière est une électrode en forme de grille, la traverse.
La Demanderesse a trouvé par des expériences qu'on peut effectivement obtenir une inclinaison très grande en prenant soin que pour une augmentation de la tension de la grille de commande sensiblement tous les électrons puissent tout à coup passer. Pour parvenir à ce résultat il n'est pas possible d'utiliser des grilles de construction normale, mais tout d'abord il est nécessaire d'éviter qu'en avant de la grille de commande il y ait un grand nombre d'électrons qui
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se meuvent confusément en tous sens à des vitesses très différentes, et de prendre soin que dans le plan de la grille la tension varie de telle façon que dans une région de tensions relativement courte tous les électrons puissent passer ou soient interceptés, c'est-à-dire que la tension exis- tant à la surface de l'électrode,
soit adaptée aux composan- tes de vitesse que possèdent les électrons dans une direc- tion perpendiculaire à la surface de l'électrode. Conformé- ment à l'invention, l'électrode d'accélération est agencée à cet effet de telle façon que les électrons soient réunis en plusieurs faisceaux qui ne se coupent pas, les éléments qui forment ces faisceaux étant disposés de façon à être parallèles à la cathode. Suivant un mode de réalisation par- ticulier de l'invention, on peut utiliser à cette fin une électrode en matière pleine qui entoure la cathode et qui ne présente que quelques ouvertures qui assurent la réunion en faisceaux des électrons sortant de la cathode.
Les fais- ceaux peuvent aussi être formés, toutefois, à l'aide délé- ments constitutifs de la première grille entourant la catho- de, par exemple par les tiges de support de cette grille.
Les électrons sortant des ouvertures de l'électrode d'accélération, possèdent, toutefois, des vitesses diffé- rentes et c'est pourquoi, conformément à la présente inven- tion, il est nécessaire d'agencer la première électrode ou éventuellement des électrodes suivantes d'une manière déter- minée de sorte qu'on obtienne effectivement une adaptation de la tension existant dans le plan de la première électrode qui suit l'électrode d'accélération, c'est-à-dire que, dès que cette électrode est rendue plus positive, presque tous les électrons peuvent passer ou sont interceptés.
Suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, on peut par- venir à ce résultat, par exemple, en prenant soin que, si la n
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première électrode qui suit l'électrode d'accélération, est une grille, il existe entre cette grille et l'électrode suivante un écartement qui est différent à des points diffé- rents du contour de ces grilles, cet écartement étant le plus grand au point où la composante de vitesse perpendiculaire à la surface de la première électrode a la valeur la plus élevée. Il est aussi possible d'utiliser une grille varia- ble qui est enroulée à grand pas aux points où la composan- te de vitesse des électrons perpendiculaire à la surface de la grille, a une valeur faible et qui est enroulée à un pas moins grand aux points où cette composante a une valeur plus élevée.
Le principe de l'invention peut être appliqué non seulement à tout -tube à grille-écran, mais aussi aux tubes- diodes, ces tubes étant agencés alors de telle façon que les électrons sortant d'une ouverture d'une électrode d'accélé- ration frappent l'anode à angle droit.
L'invention va être décrite en détail avec référen- ce au dessin annexé sur lequel les figures 1, 2 et 3 mon- trent l'application de l'idée fondamentale de l'invention, respectivement, à un tube-hexode, un tube-octode et un tube-diode.
Sur ces figures, 1 désigne une cathode à chauffage indirect constituée, par exemple, par un tube cylindrique revêtu d'une matière émettrice et à l'intérieur duquel est disposé un élément de chauffage. Les électrons sortant de la cathode,sont réunisen faisceaux et passent, par des ouvertures d'une électrode d'accélération 2, à la partie ultérieure du tube à décharges. Dans les modes de réalisa- tion représentés sur les figures 1 et 2, il se trouve entre la cathode et l'électrode d'accélération une grille de commande 3 et dans le tube-octode montré sur la figure 2,
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une électrode 4 est disposée à l'intérieur de l'électrode d'accélération 2. Dans le mode de réalisation représenté sur cette figure, les électrodes 3 et 4 peuvent être utilisées comme grille de commande et comme anode de l'oscillateur local.
Les faisceaux d'électrons sortant de l'ouverture de l'électrode d'accélération, parcourent le tube et dans les trois modes de réalisation représentés ils atteignent enfin une anode 5. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, les électrons traversent sur leurs trajectoires deux grilles 6 et 7 qui peuvent servir de grille de commande et de grille-écran. Pour parvenir à l'effet visé par la présente invention, la grille 7 est disposée de telle façon que la partie située du côté où les électrons atteignent la grille 6 à plus grande vitesse que de l'autre côté, soit plus éloignée de la-,grille 6 que l'autre partie.
Une variante est représentée sur la figure 2 sur laquelle les électrons traversent,entre l'électrode d'accélération et l'anode, successivement les grilles 8, 9 et 10. Pour assurer une bonne répartition d'électrons, l'écartement des grilles 8 et 9 est rendu plus grand aux points où les électrons atteignent la grille 8 à une vitesse plus élevée qu'aux autres points de la grille 8.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, on a également obtenu une répartition de potentiel correcte en donnant à l'anode 5 une forme déterminée.
Sur toutes les figures du dessin les trajectoires des électrons sont représentées schématiquement par des flèches.
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Device comprising an electric discharge tube.
The present invention relates to a device comprising an electric discharge tube which contains a cathode, an anode and one or more intermediate electrodes among which is a screen grid or acceleration grid.
In the use of electric discharge tubes of this kind, more particularly discharge tubes for amplifying electric oscillations, it is of great interest that the inclination of the grid voltage-anode current characteristic curve be as large as possible. Now, in the use of a discharge tube with an accelerating electrode, namely a grid tube "attrac- @
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trice ", the maximum inclination of the characteristic of a control grid mounted after such an attracting grid is reduced due to the fact that the electrons are deflected so as to pass outside the wires of the attracting grid, this deviation causing appreciable reduction in tilt.
We have done a lot of research on this subject and have found that an appreciable improvement can be obtained by using a device and a discharge tube made in accordance with the present invention. The tube according to the invention has a cathode, an anode and one or more intermediate electrodes among which there is an acceleration electrode.
This last electrode is arranged in such a way that electron beams are produced which do not intersect so that at any point situated in front of a following electrode all the electrons have a determined component of the speed which is perpendicular to the surface of the latter electrode, the latter or a subsequent electrode being so arranged that the equivalent voltage existing at the surface of this electrode is matched to the component mentioned above so that in a region of very narrow voltages the entire electron flow hits this electrode or, if the latter is a grid-shaped electrode, passes through it.
The Applicant has found by experiments that it is indeed possible to obtain a very large inclination by taking care that for an increase in the voltage of the control gate substantially all the electrons can suddenly pass. To achieve this result it is not possible to use grids of normal construction, but first of all it is necessary to avoid that in front of the control grid there are a large number of electrons which
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move confusedly in all directions at very different speeds, and take care that in the plane of the grid the voltage varies in such a way that in a region of relatively short voltages all the electrons can pass or are intercepted, i.e. that is, the voltage at the surface of the electrode,
is adapted to the speed components which electrons have in a direction perpendicular to the surface of the electrode. According to the invention, the acceleration electrode is arranged for this purpose in such a way that the electrons are united in several beams which do not intersect, the elements which form these beams being arranged so as to be parallel to each other. the cathode. According to a particular embodiment of the invention, it is possible to use for this purpose an electrode made of solid material which surrounds the cathode and which has only a few openings which ensure the union in beams of the electrons leaving the cathode.
The beams can also be formed, however, with the aid of constituent elements of the first grid surrounding the cathode, for example by the support rods of this grid.
The electrons emerging from the openings of the acceleration electrode, however, have different speeds and that is why, according to the present invention, it is necessary to arrange the first electrode or possibly subsequent electrodes. in a determined manner so that an adaptation of the voltage existing in the plane of the first electrode which follows the acceleration electrode is effectively obtained, that is to say that as soon as this electrode is made more positive, almost all electrons can pass through or are intercepted.
According to a particular embodiment of the invention, this result can be achieved, for example, by taking care that, if the n
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first electrode which follows the acceleration electrode is a grid, there exists between this grid and the following electrode a gap which is different at different points from the contour of these grids, this gap being the greatest at the point where the velocity component perpendicular to the surface of the first electrode has the highest value. It is also possible to use a variable grid which is coiled at a large pitch at the points where the speed component of the electrons perpendicular to the surface of the grid has a low value and which is wound at a smaller pitch. at the points where this component has a higher value.
The principle of the invention can be applied not only to any grid-screen tube, but also to diode tubes, these tubes then being arranged in such a way that the electrons leaving an opening of an accelerating electrode - ration hit the anode at right angles.
The invention will be described in detail with reference to the accompanying drawing in which Figures 1, 2 and 3 show the application of the fundamental idea of the invention, respectively, to a tube-hexode, a tube. -octode and a tube-diode.
In these figures, 1 denotes an indirectly heated cathode constituted, for example, by a cylindrical tube coated with an emitting material and inside which a heating element is arranged. The electrons leaving the cathode are united in beams and pass, through openings of an accelerating electrode 2, to the later part of the discharge tube. In the embodiments shown in Figures 1 and 2, there is between the cathode and the accelerating electrode a control grid 3 and in the tube-octode shown in Figure 2,
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an electrode 4 is arranged inside the acceleration electrode 2. In the embodiment shown in this figure, the electrodes 3 and 4 can be used as a control gate and as an anode of the local oscillator.
The electron beams leaving the opening of the acceleration electrode, travel through the tube and in the three embodiments shown they finally reach an anode 5. In the embodiment shown in Figure 1, the electrons pass through. on their trajectories two grids 6 and 7 which can serve as control grid and screen grid. To achieve the effect sought by the present invention, the grid 7 is arranged such that the part located on the side where the electrons reach the grid 6 at a higher speed than on the other side, is further from the- , grid 6 than the other part.
A variant is shown in Figure 2 in which the electrons pass through, between the acceleration electrode and the anode, the gates 8, 9 and 10 successively. To ensure a good distribution of electrons, the spacing of the gates 8 and 9 is made larger at the points where electrons reach grid 8 at a higher speed than at other points on grid 8.
In the embodiment shown in FIG. 3, a correct potential distribution has also been obtained by giving the anode 5 a determined shape.
In all the figures of the drawing, the trajectories of the electrons are represented schematically by arrows.