<Desc/Clms Page number 1>
L'invention se rapporte aux dispositifs de commutation électronique et de comptage et plus particulièrement aux tubes à décharge à cathode froide à intervalles multiples pour l'emploi dans ces dispositifs qui sont susceptibles d'accomplir efficacement les opérations de comptage et de déclenchement.
<Desc/Clms Page number 2>
Dans les tubes à intervalles multiples employés Jusqu'ici dans les dispositifs de commutation et de comptage, une anode et plu- sieurs cathodes sont prévues pour former un nombre d'intervalles cath' de-anode. En employant ces tubes, il est désiré que les intervalles déchargent dans un ordre donné. Il est aussi désirable que la déchar- ge se transfère d'une manière assurée d'un intervalle à l'autre dans une séquence présente définie d'une certaine façon. Un tel tube à intervalles multiples a été préparé et décrit dans le brevet améri- cain N 2.642.548. Quand ces tubes sont mis en cascade dans le bùt d'un comptage échelonné ou d'une division de fréquence, il est néces- saire d'utiliser l'impulsion de sortie d'un tube pour déclencher le tube suivant.
Un tube pour un tel déclenchement a été décrit par
EMI2.1
G.H. HOUGH etD.S. RID?ER-,dans "MDLTICATHODE GAS TUBE COUNTERS" paru dans "ELECTRICÂL COMMUNICATION" septembre 1950.
Cependant aucun de ces dispositifs connus, somme. décrit dans le brevet susdit et la publication ne peuvent être utilisés dans le but de comptage et de déclenchement par eux-mêmes. A présent afin d'obtenir la division de fréquence ou le comptage échelonné,il est nécessaire d'alimenter l'impulsion de sortie venant d'un tube à décharge à intervalles multiples, comme décrit par exemple dans le brevet américain N 2.642.548, à un tube de déclenchement à cathode simple ou multiple, comme décrit dans la publication citée ci-dessus.
-Le tube de déclenchement est requis afin d'amplifier la sortie venant du tube de comptage. La sortie venant du tube de comptage, après avoir été amplifiée par le tube de déclenchement, est alors alimentée à un autre tube de comptage, de là à un autre tube de déclenchement, de là en succession aux tubes de comptage et aux tubes de déclenche- ment, et finallement, à un enregistreur mécanique ou autre dispositif selon l'application désirée. Donc, là, où une série étendue de divi- sion de fréquence ou comptage échelonnée est employée, denombreux tubes peuvent être requis dans le but d'effectuer les opérations de breux comptage et de déclenchement.
Fréquemment, cette exigence de nom-
<Desc/Clms Page number 3>
suies, entraîne des difficultés en ce qui concerne l'encombrement complique les circuits et introduit un câblage élaboré et aes proere mes de production. Les termes "comptage", "commutation" et "avance- ment pas-à-pas" sont employés ici essentiellement comme des synonymes "Déclenchement" est restreint ici à l'utilisation de l'impulsion de sortie d'un tube de comptage pour opérer un second tube ou autre dis- positif.
Un des objets de la présente invention est de prévoir un tube à cathode froide à allumage gazeux de comptage et de commutation susceptible de procurer unimpulsion déclenchante de sortie d'une puissance beaucoup plus élevée que celle obtenue des tubes à gaz de comptage et de commutation connus.
Un autre objet est de prévoir un tube effe- nt les opé- rations de comptage et de déclenchement dans lequel les exigences du circuit de sortie des combinaisons antérieurement connues de tubes de comptage et de déclenchement sont éliminées.
Un but additionnel est de prévoir un nouveau type de catho.- de directionnelle dans le but d'effectuer les opérations précédentes de comptage et de déclenchement,
Une des caractéristiques de cette invention est que l'opé- ration de comptage effectuée précédemment par un tube et l'opération de déclenchement effectuée précédemment par un ou plusieurs tubes distincts ont des relations coopérantes et coactives de façon que les deux opérations sont effectuées dans l'enveloppe d'un seul tube à décharge gazeuse.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans le'fait qu'en éliminant l'effet de charge du circuit de sortie des combinai- sons connues antérieurement de tube de comptage et de déclenchement, l'opération de comptage peut être effectuée plus rapidement et dans des conditions de circuit moins critiques et la sortie venant du tube de comptage est rendue suffisante pour opérer un tube de comptage suc- cessif sans amplification antérieure par un tube de déclenchement.
<Desc/Clms Page number 4>
Ure autre caractéristique de ce tube réside dans le fais qu'une nouvelle électrode est prévue comprenant une simple boucle de fil et une spirale à boucles multiples avec son extrémité libre disp sée pour être amorcée par une décharge se produisant dans un interve le anode-cathode adjacent. La partie en spirale attachée sert à maintenir la cathode à lueur.
Les buts et caractéristiques de l'invention décrits ci-des- sus ainsi que d'autres et la manière de les obtenir deviendront plus clairs et l'invention elle même sera mieux comprise, en se référant à la description suivante d'un exemple de réalisation de l'invention pris en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels ;
La Fig. 1 est une vue en élévation en section d'un tube à intervalles multiples selon la présente invention.
La Fig. 2 est une vue en plan 'partiellement t .'ection du tube représenté dans la Fig. 1.
Les Figs. 2A et 2B sont des vues en section le' long des lignes 2A-2A et 2B-2B respectivement,de la Fig. 1.
Les Fig. 3 et 3A représentent des vues en perspective de deux exemples d'un nouveau type'd'électrode directionnelle et la
Fig. 4 est une vue schématique du circuit de base du tube de cette invention.
En se référant aux Fig. 1, 2, 2A et 2B, le tube comprend une enveloppe 1, de préférence de verre ou quartz, montée dans une base 2 qui est pourvue de bornes 5 pour la réception dans un support, Les bornes 3 sont reliées par des conducteurs 4 à travers l'enveloppe 1 aux électrodes correspondantes du tube. La base et l'enveloppe sont fixées par du ciment 5. Il y a un groupe de cathodes à lueur 6 d'avancement pas-à-pas équidistantes-dans,un cercle ou autre arran- gement rentrant et faisant façe aux chemins de passage communicants 7 présents dans la base de la première anode 8 en forme de coupe. Ainsi dans un -tube à 5 positions de comptage, comme représenté dens ces figures, il y aurait dix de ces cathodes 6.
Chaque cathode 6 est
<Desc/Clms Page number 5>
pourvue de préférence d'un mécanisme directionnel, de préférence telle qu'une extrémité de fil 9 dans le but de diriger la décharge.
Une plaque de contrôle ou écran n'a pas été représenté, bien qu'on peut le prévoir, puisqu'il n'est pas considéré essentiel pour l'opé- ration de ce tube. Ces cathodes 6 sont reliées électriquement et mécaniquement en deux groupes à leurs bases de support isolantes 10, faites en une matière comme le mica, de façon que les cathodes adja- centes ne sont pas reliées dans le même groupe, mais dans un arrange- ment alternatif. Ces connexions sont représentées par des bandes 11 et 12 qui agissent aussi comme arrêts pour la position verticale des cathodes. Chaque groupe de ces cathodes est relié à travers un con- ducteur 13 à la base du tube 2. Cette partie de ce tube comme décrit peut être opérée comme un dispositif de comptage de face- similaire à celle décrite dans le brevet américain N 2.642.548.
Pour obtenir la sortie désirée pour le déclenchement subséquent des tubes de compta. ge similaires ou d'autres dispositifs suivant en séquence, un groupe additionnel d'intervalles 14 est prévu. Ces intervalles sont formés par des cathodes de sortie 15 et une seconde anode commune 16. Un oeillet 17 ou dispositif mécanique similaire est utilisé pour atta- cher l'anode 16 en forme de disque au support central conducteur 18 et pour assurer le contact électrique de l'anode 16 avec celui-ci.
Une douille isolante 19 autour du support conducteur 18 est utilisée pour éviter des décharges entre ce support et les autres parties con- ductrices dans l'enveloppe du tube. Les cathodes 15 sont supportées sur une base en mica 20 et reliées aux bornes du tube au moyen de parties conductrices 21 et de conducteurs 4. Bien que pour certaines applications, les anodes communes 6 et 16 peuvent être combinées en une anode, il est généralement préféré d'employer deux anodes commu- nes séparées. Pour le tube de commutation à 5 positions représenté, on a montré cinq de ces cathodes de sortie 15. Ces cathodes sont si- tuées de telle, façon que leurs bouts sont adjacents aux ou superpo- sent les chemins de passage communicants 7 dansl'anode 8.
Pour un
<Desc/Clms Page number 6>
tel tube à cinq positions, cinq de ces chemins de passage 7 peuvent être prévus : un au-dessus de chaque cathode d'un groupe de cathodes à lueur 6 d'avancement pas-à-pas connectées électriquement. Ce grou- pe de cathodes peut servir ou bien comme le groupe de transfert, auquel des impulsions d'entrée sont appliquées ou bien comme groupe d'emmagasinage selon la connexion extérieure du tube.
Dans le tube représenté, les cathodes à lueur d'avancement pas-à-pas sont représentées comme pourvues d'un mécanisme direction- nel de préférence, et sont divisées en deux groupes de cathodes d'em- magasinage et de transfert. four chaque cathode d'un groupe de ces cethodes à lueur d'avancement pas-à-pas, une cathode de sortie sus- ceptible de délivrer une impulsion de déclenchement a été pourvue.
Il sera clair à l'homme de l'art que pour un comptage simple, par exemple un comptage décimal, il se peut que plus d'une càtho e sortie par tube de comptage n'est pas requise. Au cas où les catho- des à lueur d'avancement pas-à-pas ne sont pas pourvues d'un mécanis- me directionnel de préférence, l'opération séquentielle d'avancement pas-à-pas peut être obtenue au moyen de circuits extérieurs. Pour une telle construction de tubes, le nombre de cathodes de sortie peut varier jusqu'au nombre total de cathodes à lueur d'avancement pas-à- pas.
Au cas où les cathodes à lueur d'avancement pas-à-pas sont di- rectionnelles et divisées en deux groupes comme représentées dans les figures, le nombre maximum des cathodes de sortie n'excédera or- dinairement pas le nombre total des cathodes d'avancement pas-à-pas qui sont présentes dans un groupe seulement.
A la Fig. 3, on a représenté une vue perspective agrandie d'un nouveau type d'électrode cathodique 6a particulièrement adaptée comme électrode directionnelle. Cette électrode comprend une boucle simple 22 de fil avec l'extrémité extérieure 23 de la cathode dispo- sée pour diriger la décharge survenant dans une cathode adjacente vers sa propre partie attachée. Elle sert par conséquent à être amor- cée par cette décharge adjacente. La disposition de l'électrode est
<Desc/Clms Page number 7>
telle que la partie plus petite 24 de la spirale servira à maintenir la lueur cathodique et servira aussi à amorcer l'extrémité extérieure 23 de la cathode voisine.
Lans la Fig. #A on a représenté une vue en perspective agrandie d'une cathode à boucles multiples 6b. Les diverses boucles 22a formant la structure cathodique sont en forme de spirale et substantiellement dans le même plan. La spirale est formée de préférence sous une forme fermée sans espace entre les en- roulements adjacentes. Un tel arrangement en spirale est plus advan- tageux qu'une cathode en forme de ressort hélicoïdal parce que les temps de désionisation sont accélérés. Par conséquent, un taux de commutation d'impulsions d'entrée aussi élevé que 20-50 kilocycles par seconde peut être atteint. Les cathodes plus conventionnelles ne peuvent atteindre des taux de commutation d'impulsion. d'entrée de 2-5 kilocycles par seconde.
La possibilité de commuter à des taux plus élévés élargit le champ d'utilisation de ces dispositifs, comme, par exemple, le domaine de la télévision en couleur.
A la Fig. 4 on a montré de façon schématique le tube dans un circuit. On remarquera que pour l'opération même'du tube, les tensions apparaissant sur les éléments du tube doivent être dans la relation suivante
EMI7.1
'Ao) 'A' Ko7 Kb> xa Ao- Ko< V NB pour les intervalles AoKo t.0 - x 0>.N m tt tt n à où Ka se réfère à une cathode dans le groupe A de la cathode 6, Kb se réfère à une cathode dans le groupe B de la cathode 6, A est anode 8, Ko est la cathode de sortie 15 et Ao est l'anode de sortie 16.
L'opération de ce tube est comme suit : on supposera que Ka représente les électrodes de.transfert, c.à.d., ces électrodes dont la décharge est activée par une entrée d'impulsion, et Kb représente les électrodes d'emmagasinage, ces électrodes dont la décharge a lieu en l'absence d'une impulsion. A la Fig. 4 les chemins de passage communicants ont été représentés comme situés dans les électrodes
<Desc/Clms Page number 8>
de transfert. Quand une cathode de transfert particulière 6 est sen- ductive, l'intervalle correspondant défini par la cathode 13 et l'anode 16 est amorcé. La tension sur les intervalles de soritie 14 est plus petite que la tension d'allumage normale et plus grande que la tension d'allumage d'amorçage de façon que ces intervalles seront allumés quand ils sont amorcés.
Il en résulte une augmentation de tension dans la résistance de la cathode de sortie 25. L'intervalle reste conducteur jusqu'à ce que l'intervalle de sortie suivant soit allumé. Au cas où il est désiré d'obtenir une courte impulsion de sortie, c.à.d. une qui est plus petite que la période d'impulsion d'entrée, la résistance de cathode 25 peut être rendue suffisamment grande pour éteindre l'intervalle. Alternativement, l'impulsion d'entrée peut être appliquée à l'anode 16 ainsi qu'au groupe d'entrée de la cathode 6 et la tension d'alimentation peut être - mite de tellerfaçon que l'intervalle de sortie s'allumera seulement pendant l'impulsion d'entrée. Il est aussi possible de prévoir le tube de façon que le comptage peut être lu en regardant la position de la lueur et d'obtenir encore une courte impulsion de sortie.
Ceci peut être accompli en modifiant les circuits extérieurs ou en rendant visi- bles les intervalles de comptage.
Plusieurs arrangements d'assemblage possible cathode-anode ont été montrés aux Figs. 1 et 2, mais il sera clair que plusieurs autres arrangements utilisant la simple relation cathode-anode et les caractéristiques d'assemblage de la présente invention sont possibles.
Les cathodes 6, par exemple, peuvent être disposées dans n'importe quel type d'arrangement rentrant désiré, régulier ou irrégulier, aussi longtemps que l'anode 8 est espacée à distance égale de chacune des cathodes 6 et un groupe de celles-ci est disposé convenablement en relation avec les chemins de passage communicants 7. Aussi, les cathc des 6 utilisées peuvent être formées en plusieurs formes. Pour l'ob- tention de taux élevés de commutation, ainsi que pour la simplicité de construction, les exemples de cathodes 6a et 6b représentés aux
Figs. 3 et 3A. respectivement sont préférés.
Ces cathodes peu- vent être fabriquées convenablement à partir de fil de tungstène aussi mince que 0,08 mm de diamitre ou à partir de fil en nickel ou molybd-
<Desc/Clms Page number 9>
ne d'approximativement 0,15 mm de diamètre. -Au cas où l'alluage séquentiel dirigé n'est pas requis ; est procuré par des circuits extérieurs, les extrémités 9 des cathodes 6 peuvent être omises. De plus, toutes les cathodes 6 fonctionnent comme des cathodes d'emma- gasinage et la moitié de leur nombre peut être éliminée laissant une quantité égale de cathodes d'emmagasinage 6 et de cathodes de sortie
15.
Quand une plus grande directivité est désirée les cathodes 6 peuvent être fabriquées en forme de coupe, la décharge à lueur étant alors limitée essentiellement à la partie creuse de la cathode. Un tel arrangement structural ne procurera pas un temps de désionisation aussi rapide que celui obtenu avec les cathodes 6a et 6b. Aussi il est considéré possible par des modifications convenables dans les circuits extériéurs et dans l'arrangement structural du tube, de prévoir des intervalles cathode-anode en employant ure cathode com- mune simple et des anodes multiples.
L'atmosphère gazeuse préférée pour le tube est;un mélange de néon, argon et hydrogène, les pourcentages de ceux-ci peuvent varier largement selon la pression gazeuse, la tension des électrodes la géométrie des électrodes du tube, et le point de tension d'amorça- ge désiré. Au cas où du gaz d'hydrogène est employé en petits pour- centages, l'hydrogène accélère la désionisation et pour cela est dé- sirable d'autant plus que les limitations de la vitesse de comptage dans un dispositif à décharge gazeuse sont fixées en grande partie par les propriétés de désionisation du remplissage gazeux. Pareille- ment, la géométrie du tube affecte le degré d'accouplement d'ionisa- tion, c.à.d. la différence dans le potentiel d'amorçage d'un inter- valle mesurée dans les conditions amorcées et non amorcées.
Généra- lement, le montant d'hydrogène préféré est entre 5 et 10%. jargon est utilisé principalement pour réduire le point de tension d'amorça. ge et le montant qui est présent n'est pas critique. Le pourcentage d'argon est de préférence environ entre 1 et 3%. La composante rési- duelle du mélange gazeux est le néon. Bien que la cession gazeuse d'ensemble ne soit pas critique, des pressions relativement élevées
<Desc/Clms Page number 10>
dans le voisinage de 125 millimètre de mercure sont prérérées. les pressions plus élevées favorisent en général une désionisation plt rapide et'donnent aussi un plus grand étalement entre les tensions d'allumage et de maintien normales.
Bien que les principes de l'invention aient été décrits ci-dessus en se référant à des exemples particuliers, il est bien entendu que cette description est faite seulement à titre d'exemple et ne constitue aucunement une limitation de la portée de l'invention REVENDICATIONS.
1. Un dispositif à décharge comprenant une enveloppe conte nant une atmosphère gazeuse, une première anode, un arrangement de cathodes à lueur d'avancement pas-à-pas espacées de ladite anode pour procurer une série dtintervalles cathode-anode, un seconde anode une ou plusieurs cathodes de sortie espacées de laidte seconde anode pour produire au moins un intervalle de sortie cathode-anode, ledit intervalle de sortie cathode-anode étant dans une relation coactive vis-à-vis d'un intervalle selectiorné de ladite série d'intervalles cathode-anode et susceptible d'être déchargé quand une décharge se produit dans ledit intervalle sélectionné.
2. Un dispositif à décharge comme revendiqué dans la re- vendication 1, et comprenant des moyens pour relier électriquement lesdites cathodes à lueur d'avancement pas-à-pas en deux groupes avec les cathodes des deux groupes en relation alternative.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to electronic switching and counting devices and more particularly to multi-interval cold cathode discharge tubes for use in such devices which are capable of efficiently performing counting and triggering operations.
<Desc / Clms Page number 2>
In multi-interval tubes heretofore employed in switching and counting devices, one anode and several cathodes are provided to form a number of cath-to-anode intervals. In employing these tubes, it is desired that the intervals discharge in a given order. It is also desirable that the discharge transfer in a secure manner from one interval to another in a present sequence defined in some way. Such a multi-interval tube was prepared and described in U.S. Patent No. 2,642,548. When these tubes are cascaded into the output of a step count or frequency division, it is necessary to use the output pulse from one tube to trigger the next tube.
A tube for such a trigger has been described by
EMI2.1
G.H. HOUGH andD.S. RID? ER-, in "MDLTICATHODE GAS TUBE COUNTERS" published in "ELECTRICÂL COMMUNICATION" September 1950.
However none of these known devices, sum. described in the aforesaid patent and publication cannot be used for the purpose of counting and triggering by themselves. Now in order to obtain frequency division or step counting, it is necessary to feed the output pulse from a discharge tube at multiple intervals, as described for example in US Pat. No. 2,642,548, to a single or multiple cathode trigger tube, as described in the publication cited above.
-The trigger tube is required in order to amplify the output from the count tube. The output from the count tube, after being amplified by the trigger tube, is then fed to another count tube, thence to another trigger tube, thence in succession to the count tubes and the trigger tubes. - ment, and finally, to a mechanical recorder or other device according to the desired application. Therefore, where an extended series of frequency division or step counting is employed, many tubes may be required in order to perform the short count and trigger operations.
Frequently, this name requirement
<Desc / Clms Page number 3>
soot, causes difficulties with regard to the size complicates the circuits and introduces an elaborate wiring and aes proere my production. The terms "count", "switching" and "stepping" are used here primarily as synonyms. "Trigger" is here restricted to the use of the output pulse of a count tube for operate on a second tube or other device.
One of the objects of the present invention is to provide a metering and switching gas-ignited cold cathode tube capable of providing an output trigger pulse with a power much higher than that obtained from known metering and switching gas tubes. .
Another object is to provide a tube for counting and triggering operations in which the demands of the output circuit of the previously known combinations of counting and triggering tubes are eliminated.
An additional goal is to provide a new type of directional catho.- in order to perform the previous counting and tripping operations,
One of the features of this invention is that the counting operation previously performed by a tube and the triggering operation previously performed by one or more separate tubes have cooperative and coactive relationships so that both operations are performed in the same manner. envelope of a single gas discharge tube.
Another feature of the invention is that by eliminating the effect of loading the output circuit of the previously known combinations of count and trigger tube, the counting operation can be performed more quickly and effectively. under less critical circuit conditions and the output from the count tube is made sufficient to operate a successive count tube without prior amplification by a trigger tube.
<Desc / Clms Page number 4>
Another feature of this tube resides in the fact that a new electrode is provided comprising a single loop of wire and a multiple loop spiral with its free end arranged to be initiated by a discharge occurring in an intervee of the anode-cathode. adjacent. The attached spiral portion serves to hold the cathode to glow.
The objects and features of the invention described above as well as others and the manner of obtaining them will become clearer and the invention itself will be better understood, with reference to the following description of an example of the invention. embodiment of the invention taken in conjunction with the accompanying drawings in which;
Fig. 1 is a sectional elevational view of a multiple gap tube according to the present invention.
Fig. 2 is a partially sectioned plan view of the tube shown in FIG. 1.
Figs. 2A and 2B are sectional views along lines 2A-2A and 2B-2B respectively, of FIG. 1.
Figs. 3 and 3A show perspective views of two examples of a new type of directional electrode and the
Fig. 4 is a schematic view of the basic circuit of the tube of this invention.
Referring to Figs. 1, 2, 2A and 2B, the tube comprises a casing 1, preferably of glass or quartz, mounted in a base 2 which is provided with terminals 5 for reception in a support, The terminals 3 are connected by conductors 4 to through the casing 1 to the corresponding electrodes of the tube. The base and the casing are fixed with cement 5. There is a group of 6 stepping-by-step light cathodes equidistantly-in, a circle or other arrangement that goes in and faces the passageways. communicating 7 present in the base of the first cup-shaped anode 8. Thus in a tube with 5 counting positions, as shown in these figures, there would be ten of these cathodes 6.
Each cathode 6 is
<Desc / Clms Page number 5>
preferably provided with a directional mechanism, preferably such as a wire end 9 for the purpose of directing the discharge.
A control plate or screen has not been shown, although it can be expected, since it is not considered essential for the operation of this tube. These cathodes 6 are electrically and mechanically connected in two groups to their insulating support bases 10, made of a material like mica, so that the adjacent cathodes are not connected in the same group, but in an arrangement. alternative. These connections are represented by bands 11 and 12 which also act as stops for the vertical position of the cathodes. Each group of these cathodes is connected through a conductor 13 to the base of tube 2. This part of this tube as described can be operated as a face counting device - similar to that described in US Pat. No. 2,642. 548.
To obtain the desired output for subsequent triggering of the counting tubes. Similar or other devices following in sequence, an additional group of slots 14 is provided. These gaps are formed by output cathodes 15 and a second common anode 16. An eyelet 17 or similar mechanical device is used to attach the disc-shaped anode 16 to the conductive center support 18 and to provide electrical contact. the anode 16 with it.
An insulating sleeve 19 around the conductive support 18 is used to prevent discharges between this support and the other conductive parts in the casing of the tube. The cathodes 15 are supported on a mica base 20 and connected to the terminals of the tube by means of conductive parts 21 and conductors 4. Although for some applications the common anodes 6 and 16 can be combined into one anode, it is usually preferred to employ two separate common anodes. For the 5-position switching tube shown, five such output cathodes have been shown 15. These cathodes are located such that their tips are adjacent to or overlap the communicating paths 7 in the anode. 8.
For a
<Desc / Clms Page number 6>
such a five-position tube, five of these passageways 7 may be provided: one above each cathode of a group of electrically connected step-by-step advance glow cathodes 6. This group of cathodes can serve either as the transfer group, to which input pulses are applied, or as a storage group depending on the external connection of the tube.
In the tube shown, the stepping glow cathodes are shown as having a directional mechanism preferably, and are divided into two groups of storage and transfer cathodes. For each cathode of a group of these stepping light methods, an output cathode capable of delivering a trigger pulse has been provided.
It will be clear to those skilled in the art that for simple counting, eg, decimal counting, more than one output per count tube may not be required. In the event that the stepping light cathodes are not provided with a directional mechanism preferably, the sequential stepping operation can be achieved by means of circuits. exterior. For such a tube construction, the number of output cathodes can vary up to the total number of stepping glow cathodes.
In case the stepping glow cathodes are directional and divided into two groups as shown in the figures, the maximum number of output cathodes will ordinarily not exceed the total number of output cathodes. step-by-step advancement that are present in one group only.
In Fig. 3, there is shown an enlarged perspective view of a new type of cathode electrode 6a particularly suitable as a directional electrode. This electrode comprises a single loop 22 of wire with the outer end 23 of the cathode disposed to direct the discharge occurring in an adjacent cathode to its own attached portion. It therefore serves to be initiated by this adjacent discharge. The arrangement of the electrode is
<Desc / Clms Page number 7>
such that the smaller portion 24 of the coil will serve to maintain the cathode glow and will also serve to prime the outer end 23 of the neighboring cathode.
In FIG. #A is shown an enlarged perspective view of a multi-loop cathode 6b. The various loops 22a forming the cathode structure are spiral shaped and substantially in the same plane. The spiral is preferably formed in a closed form with no space between adjacent windings. Such a spiral arrangement is more advantageous than a cathode in the form of a coil spring because the deionization times are accelerated. Therefore, an input pulse switching rate as high as 20-50 kilocycles per second can be achieved. More conventional cathodes cannot achieve pulse switching rates. input of 2-5 kilocycles per second.
The possibility of switching at higher rates widens the field of use of these devices, such as, for example, the field of color television.
In Fig. 4 the tube is shown schematically in a circuit. It will be noted that for the actual operation of the tube, the tensions appearing on the elements of the tube must be in the following relation
EMI7.1
'Ao)' A 'Ko7 Kb> xa Ao- Ko <V NB for the intervals AoKo t.0 - x 0> .N m tt tt n at where Ka refers to a cathode in group A of cathode 6, Kb refers to a cathode in group B of cathode 6, A is anode 8, Ko is output cathode 15, and Ao is output anode 16.
The operation of this tube is as follows: we will suppose that Ka represents the transfer electrodes, i.e., those electrodes whose discharge is activated by a pulse input, and Kb represents the storage electrodes , these electrodes whose discharge takes place in the absence of a pulse. In Fig. 4 the communicating passageways have been shown as located in the electrodes
<Desc / Clms Page number 8>
transfer. When a particular transfer cathode 6 is transducing, the corresponding gap defined by cathode 13 and anode 16 is initiated. The voltage on the output intervals 14 is smaller than the normal ignition voltage and greater than the starting ignition voltage so that these intervals will be on when they are started.
This results in an increase in voltage across the resistance of the output cathode 25. The gap remains conductive until the next output gap is turned on. In case it is desired to obtain a short output pulse, i.e. one which is smaller than the input pulse period, cathode resistance 25 can be made large enough to extinguish the gap. Alternatively, the input pulse can be applied to the anode 16 as well as to the cathode input group 6 and the supply voltage can be such that the output gap will only light up. during the input pulse. It is also possible to design the tube so that the count can be read by looking at the position of the glow and still get a short output pulse.
This can be accomplished by modifying the external circuits or by making the counting intervals visible.
Several possible cathode-anode assembly arrangements have been shown in Figs. 1 and 2, but it will be clear that several other arrangements using the simple cathode-anode relationship and the assembly features of the present invention are possible.
Cathodes 6, for example, can be arranged in any type of re-entrant arrangement desired, regular or irregular, as long as anode 8 is spaced an equal distance apart from each of the cathodes 6 and a group thereof. is suitably disposed in relation to the communicating passageways 7. Also, the cathc of the 6 used can be formed in several shapes. For obtaining high switching rates, as well as for simplicity of construction, the examples of cathodes 6a and 6b shown in
Figs. 3 and 3A. respectively are preferred.
These cathodes can conveniently be fabricated from tungsten wire as thin as 0.08 mm in diameter or from nickel or molybdenum wire.
<Desc / Clms Page number 9>
ne approximately 0.15 mm in diameter. - In the event that directed sequential lighting is not required; is provided by external circuits, the ends 9 of the cathodes 6 can be omitted. In addition, all cathodes 6 function as storage cathodes and half of their number can be removed leaving an equal amount of storage cathodes 6 and output cathodes.
15.
When greater directivity is desired the cathodes 6 can be fabricated cup-shaped, the glow discharge then being limited essentially to the hollow part of the cathode. Such a structural arrangement will not provide a deionization time as fast as that obtained with cathodes 6a and 6b. Also it is considered possible by suitable modifications in the external circuits and in the structural arrangement of the tube, to provide cathode-anode gaps by employing a single common cathode and multiple anodes.
The preferred gas atmosphere for the tube is; a mixture of neon, argon and hydrogen, the percentages of these can vary widely depending on gas pressure, electrode voltage, tube electrode geometry, and voltage point d desired priming. In the case where hydrogen gas is used in small percentages, the hydrogen accelerates deionization and for this is desirable the more so as the limitations of the count rate in a gas discharge device are set in. largely by the deionization properties of the gas filling. Likewise, the geometry of the tube affects the degree of ionization coupling, ie. the difference in the starting potential of an interval measured under the primed and non-primed conditions.
Generally, the preferred amount of hydrogen is between 5 and 10%. jargon is used primarily to reduce the point of ignition tension. age and the amount that is present is not critical. The percentage of argon is preferably approximately between 1 and 3%. The residual component of the gas mixture is neon. Although the overall gas release is not critical, relatively high pressures
<Desc / Clms Page number 10>
in the vicinity of 125 millimeters of mercury are prererated. the higher pressures generally promote rather rapid deionization and also give a greater spread between the normal ignition and hold voltages.
Although the principles of the invention have been described above with reference to particular examples, it is understood that this description is made only by way of example and does not constitute a limitation of the scope of the invention. CLAIMS.
1. A discharge device comprising a casing containing a gaseous atmosphere, a first anode, an arrangement of stepped-advancing glow cathodes spaced from said anode to provide a series of cathode-anode intervals, a second anode a. or more output cathodes spaced from the second anode to produce at least one cathode-anode output gap, said cathode-anode output gap being in a coactive relationship to a selected one of said series of intervals cathode-anode and capable of being discharged when a discharge occurs within said selected interval.
2. A discharge device as claimed in claim 1, and comprising means for electrically connecting said two-group stepping-glow cathodes with the cathodes of the two groups in alternating relation.