CH178908A - Elektronenröhren aufweisende Schaltungs-Einrichtung. - Google Patents

Description

  Elektronenröhren aufweisende     Schaltungs-Einrichtung.       Die Erfindung ist eine Elektronenröhren  aufweisende     Schaltungseinrichtung,    bei der  eine Elektronenröhre verwendet ist, die zwi  schen einer Anode und einer Kathode minde  stens drei Gitterelektroden     besitzt,    welchen  solche     Vorspannungen    erteilt sind, dass sich  in dem Entladungsraum eine     virtuelle    Ka  thode ausbildet. Ein solche Einrichtung ist  insbesondere für     Modulationszwecke    gut ge  eignet.  



  Im folgenden werden Gitter, welche aus  Maschennetzen und solche, welche aus Draht  wendeln hergestellt sind, wo nicht besonders  erwähnt, einander gleichgesetzt. Die Ma  schenweite der ersteren entspricht dabei der  Steigung der     Windungen    bei den letzteren.  In der Zeichnung zeigt:

         Fig.    1 eine Elektronenröhre, die in der er  findungsgemässen     Einrichtung    verwendbar  ist; ein     'feil    des Glasgefässes ist weggeschnit  ten, um die Stellung der darin liegenden  Elektroden klarer zu     zeigen,            Fi.g    2 einen Schnitt durch die Röhre, der  ihre Konstruktion und die Stellung der Ele  mente im einzelnen zeigt,       Fig.    3 eine     perspektivische    Ansicht des  Röhreninnern, die .die Konstruktion der Ele  mente zeigt, wobei auch die     Vorspannungen     der Elektroden angedeutet :

  sind,       Fig.    4 einen     Querschnitt    durch das     Elek-          trodensystem    .der Röhre,       Fig.    5 eine vergrösserte Darstellung der  Kathode und ihrer     Heizmittel.     



  In     Fig.    1 ist 10 ein evakuiertes Glas  gefäss, dessen Fussende in einen     Bakelitsockel     11, der sieben     Steckerstifte    12 bis 13 hat,       eingepasst    ist. Eine achte Klemme 19 ist auf  der Spitze des Gefässes in Form einer metal  lischen Kappe angeordnet, die an das Glas       angekittet    ist. Die Elektroden der     Röhxe     werden durch eine Anzahl von senkrechten  Trägerdrähten gestützt, die in einem Glas  fuss 20, der sich auf einem     einspringenden     Teil 21 befindet,     eingebettet    sind (siehe       Fig.    2).

   Damit die Trägerdrähte starr     in    ihrer      aufgerichteten Stellung erhalten werden,  sind zwei Führungsplättchen 22, 23 aus  einem Isoliermaterial, zum Beispiel Glim  mer, vorgesehen, durch die die Trägerdrähte       hindurchragen.     



  Das     Elektrodensystem    ist folgendermassen  aufgebaut. Eine Kathode 1 in der Form  eines Zylinders von sehr kleinem Durchmes  ser ist zentral in dem Gefäss angeordnet. Die  ser Zylinder ist vorzugsweise aus Nickel,  überzogen mit     Strontium    und     Bariumoayden,     konstruiert, um bei Heizung reichliche Elek  tronenemission zu veranlassen.     'Um    den Ka  thodenzylinder zu heizen,     ist        darin    ein Heiz,       element    38 aus feinem Draht, vorzugsweise  aus Wolfram, bekleidet mit keramischer Iso  lierung, eingebaut, das die Form eines<B>W</B> hat,  wie in     r'ig.    5 gezeigt.

   Die Enden des Heiz  drahtes sind mit den dicken     Steckerstiften     12 und 13 am Sockel verbunden.  



  Die Kathode ist in geringem     Abstande     von einer     elliptisch-zylindrischen    Gitterelek  trode 2 in Form eines     Solenoids    aus feinem  Draht, .das von zwei senkrechten Trägerdräh  ten 24 und 25 gehalten     wird,    umgeben. Diese  Gitterelektrode ist vorzugsweise mit einer       relativ    kleinen Steigung, welche durchwegs  gleichmässig ist, gewickelt. Die     Konstruktion     dieses Gitters ist indessen nicht kritisch.       Fig.    4 zeigt die elliptische Form der Gitter  elektro-de 2 und auch diejenige der andern  Elektroden, die noch beschrieben werden. Die  grosse Achse jeder Ellipse ist nur wenig grö  sser als die kleine Achse.  



  Ein zweites     Gitter    3 ist in Form eines  elliptischen Zylinders als     Drahtsolenoid,    das  das erste Gitter 2 umgibt, ausgebildet; es  wird durch .die Trägerdrähte 26     und    27 ge  halten. Dieses     zweite        Solenoid    ist feinma  schig, das heisst es hat     eine    kleine Steigung,  die vorzugsweise durchwegs     gleichmässig    ist  und wirkt als     Schirmgitter.     



       Eine    dritte Gitterelektrode 4 umgibt die  Elektrode 3 und ist ebenfalls durch ein       Drahtsolenoid    in .der Form     eines    elliptischen  Zylinders, der von den Trägerdrähten 28 und  29 gehalten wird, gebildet; jedoch ist die  Steigung oder .das Maschennetz dieser Elek-         trode    nicht über ihre     ganze    Ausdehnung  gleichmässig.

   Der grössere Teil hat eine sehr  kleine Steigung, während in einem oder       mehreren        kleinen    Bereichen die     Steigung    we  sentlich erhöht ist.     Eine        zufriedenstellende     Konstruktion dieses dritten Gitters ergibt  sich mit 50 Windungen eines Drahtes von  0,1 mm Durchmesser; die grosse Achse ist  9,4 mm und die     kleine    Achse 8,3 mm, die  Windungen, numeriert von     einem    Ende  zum andern, haben die in der folgenden Ta  belle aufgezeichnete Steigung:

    
EMI0002.0038     
  
    Windungen <SEP> Steigung
<tb>  1-18 <SEP> 0,36 <SEP> mm
<tb>  19-20 <SEP> e0,47 <SEP> mm
<tb>  21 <SEP> 0,68 <SEP> mm
<tb>  22-23 <SEP> 0,47 <SEP> mm
<tb>  24 <SEP> 1,11 <SEP> mm
<tb>  25-26 <SEP> 0,47 <SEP> mm
<tb>  27 <SEP> 1,3 <SEP> mm
<tb>  28-29 <SEP> 0,47 <SEP> mm
<tb>  30 <SEP> 0,89 <SEP> mm
<tb>  31-32 <SEP> 0,47 <SEP> mm
<tb>  33-50 <SEP> - <SEP> ' <SEP> 0,36 <SEP> mm       Eine vierte gitterähnliche Elektrode 5 um  gibt das dritte Gitter und wird von den  Trägerdrähten 30 und 31 gehalten. Sie wirkt  als Schirmgitter und ist auch als     Solenoid     in der Form eines elliptischen Zylinders ge  baut. Diese vierte gitterähnliche Elektrode  hat vorzugsweise ein relativ feines Maschen  netz, das durchwegs gleichmässig ist.  



  Endlich ist eine Anode 6 in der Form  eines Zylinders, der das ganze     Gitterelektro-          densystem    umgibt, vorgesehen; die Anode  wird von den     Trägerdrähten    32 und 33 gehal  ten. Die Anode ist vorzugsweise aus karbo  nisiertem Nickel hergestellt; ihre     Achsial-          länge    ist nicht so gross als die der     andern     Elektroden.  



  Zufriedenstellende     Konstruktionsdaten     für die Elektroden     sind    folgende:  Gitter 2, grosse Achse 3,2 mm, kleine  Achse 2,5 mm, 25 Windungen eines Drahtes  von 0,1 mm Durchmesser mit -0,86 mm Stei  gung.      Schirmgitter 3, grosse Achse 6,2 mm,       kleine    Achse 4,4 mm, 33 Windungen eines  Drahtes von 0,1 mm Durchmesser mit  0.65 mm Steigung.  



       \@chirmgitter    5, grosse Achse 12,8 mm,  kleine Achse 12 mm, 33 Windungen eines  Drahtes von 0,1 mm Durchmesser mit  0.65 mm Steigung.  



  Die Arbeitsspannungen für eine sehr vor  teilhafte Wirkungsweise, besonders als     Modu-          lator,    werden anhand von     Fig.    3 besprochen.  Es ist dort über die     Steckerstifte    12 und 13  eine Batterie 34 (oder eine andere     Ileizstrom-          quelle),    die dazu dient, den     W-förmigen    Draht  38 in dem Kathodenzylinder zu heizen, an  geschlossen; die Kathode selbst ist durch die  Erdverbindung an Klemme 14 geerdet.

   Die  Batterien 35, 36 und 37 oder andere Gleich  spannungsquellen sind zwischen Erde und  den entsprechenden Klemmen 16, 17     und    18  geschaltet, um positive Spannungen an den  innern Schirm 3, den äussern Schirm 5 und  die Anode 6 zu legen. Eine negative Vor  spannungsbatterie 39 ist zwischen Erde und  die Kappe 19 geschaltet, um eine negative       Vorspannung    an das ungleichmässig ge  wickelte äussere Gitter zu legen.  



  Durch die oben beschriebenen Arbeits  spannungen wird die Wirkungsweise der  Einrichtung wie     folgt:    Die geheizte Kathode  1 entsendet Elektronen, die von dem innern  Schirm 3 auf Grund seiner positiven     Span-          nun-o,    angezogen werden. Die Elektronen be  wegen sich beim Erreichen des Schirmes 3       finit    einer hohen Geschwindigkeit, so dass die  meisten von ihnen durch den Schirm hin  durchgehen und sich dem äussern Gitter -1  nähern, dessen negatives Potential die Elek  tronen aufhält, so dass dadurch die meisten  von ihnen zu dem positiven Schirm 3 zu  rückgezogen werden.

   Diese     Aufhaltewirkung          verursacht    eine Wolke von sich langsam be  wegenden Elektronen zwischen den Elektro  den 3 und 4. Diese Wolke kann als eine "vir  tuelle" Kathode bezeichnet werden, weil die  Elektronen leicht auf dieselbe Weise von der  Wolke weggezogen werden können wie aus  der Nachbarschaft .der wirklichen Kathode 1.    Da der Schirm 5 und die Anode 6 an posi  tiver Spannung liegen,     wird    folgendes ein  treten: Ein Strom von Elektronen wird von  .der "virtuellen" Kathode durch die Maschen  der gitterähnlichen Elektroden 4 und 5 zur  Anode gezogen.

   Die Elektroden 4, 5 und 6  wirken ähnlich wie Steuergitter, Schirm     und     Anode von     Schirmgitter-Tetro-den-Röhren.     Der äussere Schirm 5 wird gewöhnlich in der  bei     Schirmgitterröhren    bevorzugten Weise  eine etwas niedrigere positive     Spannung    ha  ben als die Anode.  



  Der Verstärkerteil der Röhre kann so be  trachtet werden, als wenn er Eingangsklem  men hätte, welche mit dem äussern Gitter 4  und der     "virtuellen"    Kathode zusammen  fallen, und Ausgangsklemmen, welche mit  der Anode 6 und der     "virtuellen"    Kathode  zusammenfallen. Weil .das Potential .der "vir  tuellen" Kathode dasselbe     wie    das der wirk  lichen Kathode ist, findet man, dass die Ein  gangszeichen, welche den Klemmen 14 und  19 aufgedrückt werden, auf den. Ausgang  zwischen den Klemmen 18 und 14 übertra  gen werden.  



  Die     gewünschte    Modulation kann dann  durch Anlegung der     Lokaloszillatorspannung     an das innere Gitter 2 erzielt werden. Diese  Spannung kann eine einfache Wechselspan  nung sein, die dann die ganze Einrichtung  veranlasst, wie ein     Modulator    zu wirken. Die  Spannung am Gitter 2     bewirkt"dass    der Elek  tronenstrom, welcher zur     "virtuellen"    Ka  ihode fliesst, schwankt, wodurch indirekt ,der  Raumstrom zwischen der virtuellen Kathode  und der Anode schwankt.  



  Da die Elektroden 4, 5 und 6 einen sehr  kleinen Einfluss auf den Raumstrom zu den  Elektroden 2 und 3 ausüben, können das  innere und äussere Steuergitter (2 und 4)  ganz unabhängig voneinander arbeiten. Zum  Beispiel ist es möglich, die an die äussere  Steuerelektrode 4 angelegte negative Vor  spannung zu variieren, ohne die Wirkung  irgendeiner Spannung, die an das innere Git  ter 2 angelegt ist, zu beeinflussen. Diese Va  riation der negativen     Vorspannung    des äu  ssern Gitters 4 ist     ein    sehr bequemes und ein-           faches    Mittel zur Steuerung der Empfind  lichkeit der     Einrichtung.     



  Die ungleichmässige Grösse der Öffnungen  des Steuergitters 4 erlaubt die Anwendung  eines grossen     Vorspannungsbereiches,    ohne  Zeichenverzerrung hervorzurufen.  



  Der äussere Schirm 5 kann weggelassen  werden; sein Vorhandensein verbessert jedoch  die Resultate stark,     besonders    in bezug auf  grösste Empfindlichkeit. Dieser     Schirm    übt  im allgemeinen die Wirkung des Schirmes in  der bekannten     Schirmgittertetrode    aus; ihm  wird daher gewöhnlich eine etwas niedrigere  positive Spannung als der Anode gegeben.  



  Man kann die innere Wand des Glas  gefässes karbonisieren (siehe     Fig.    1 punktier  ter Teil des Glases). Dies ist jedoch nicht  unbedingt notwendig.

Claims (1)

1. PATENTAINTSPRUCH Elektronenröhren aufweisende Schaltungs einrichtung, gekennzeichnet durch eine Elek tronenröhre, bei welcher zwischen einer Anode und einer Kathode mindestens drei Gitter angeordnet sind, welchen solche Vor spannungen erteilt sind, dass sich in dem Entladungsraum eine virtuelle Kathode aus bildet. UNTERANSPRüCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, .da durch gekennzeichnet, dass . sämtliche Elektroden als koaxial angeordnete Zy lindermäntel ausgebildet sind.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die äusserste Elektrode (Anode), welche .das höchste positive Potential be sitzt, in ihrer achsialen Ausdehnung kür zer gehalten ist als die übrigen Elektro den. 3. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kathode als in direkt geheizter Emissionszylinder aus gebildet ist, in .dem der eigentliche Heiz faden in Gestalt eines<B>W</B> angeordnet ist.

   4. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Gitter, welchem die Eingangsspannungen aufgeprägt wer den, an eine Anschlussklemme (19), wel che sich am Röhrenkopf befindet, an geschlossen ist, während alle übrigen Elektroden zu Steckerstiften im Röhren ' fuss geführt sind. 5. Einrichtung nach Patentanspruch-und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass das Gitter, welchem die Eingangsspannungen aufgeprägt. wer den, von der Anode aus gerechnet an zweiter Stelle angeordnet ist. 6. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Röhrenwandung karbonisiert ist. 7.

   Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden von je zwei Stäben getragen sind, welche sämtlich in einer Ebene hintereinander liegen. B. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks fester Halte rung die Gitterelektroden gleich lang ge macht sind und an beiden Enden gegen je eine fest montierte Glimmerplatte an liegen. 9.

   Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 8, mit Gittern von elliptischer Ausschnittsfläche, da durch gekennzeichnet, dass die der Ka thode zunächst liegenden elliptischen Gitter die relativ grösste Exzentrizität besitzen, während die der nachfolgenden kontinuierlich abnimmt, und der Ano denzylinder kreisförmig gestaltet ist. 1U. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, dass die der Kathode zu nächst liegenden beiden Gitter, sowie das der Anode benachbarte Gitter als Wen deln mit gleichmässiger Steigung aus gebildet sind.

   <B>11.</B> Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, dass das durch die Ein gangsspannungen beeinflusste Gitter (4) aus einer Wendel gebildet ist, deren Stei gung ungleichmässig ist, und zwar über den grösseren Teil der Längsrichtung des Gitters wesentlich kleiner als in einem oder mehreren kleineren Bereichen ist. 1?. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Ein gangsspannung beeinflusste elliptische Gitter (4) als Wendel von 50 Windun gen mit 0,1 mm Drahtdurchmesser ge wickelt ist, wobei .die grosse Achse der Ellipse 9,4 mm und die kleine Achse 8..3 mm beträgt. 13.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 12, .dadurch ge kennzeichnet, dass die Steigung der ein zelnen Windungen nach folgendem Schema. vorgenommen ist: EMI0005.0002 Windungen <SEP> Steigung <tb> I.-18 <SEP> 0,37 <SEP> mm <tb> 19-20 <SEP> 0,47 <SEP> mm <tb> 21 <SEP> 0,68 <SEP> mm <tb> 22-23 <SEP> 0,47 <SEP> mm <tb> 24 <SEP> 1,11 <SEP> mm <tb> 25-26 <SEP> 0,47 <SEP> mm <tb> 27 <SEP> 1,31 <SEP> mm <tb> 28-29 <SEP> 0,47 <SEP> mm 30 <SEP> 0,89 <SEP> mm <tb> 3l-32 <SEP> 0,47 <SEP> mm <tb> 33-50 <SEP> 0.36 <SEP> mm 14.

   Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-10, dadurch ge kennzeichnet, dass das durch die Ein gangsspannungen beeinflusste Gitter (4) aus einem Maschennetz gebildet ist, dea- sen Maschengrösse ungleichmässig ist, und zwar über den grösseren Teil des Gitters wesentlich kleiner als in einem oder mehreren kleineren Bereichen. 15. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der übrigen gitterartigen Elektroden fol gendem Schema entsprechen: Innerstes Gitter (2) grosse Achse 3,2 mm, kleine Achse 2,5 mm, Win- dungszahl 25, Drahtdurchmesser 0,1 mm, Steigung 0,86 mm.

   Zweites Gitter (3) (von der Anode aus gerechnet) grosse Achse 6,2 mm, kleine Achse 4,4 mm, Windungszahl 33, Drahtdurchmesser 0,1 mm, Steigung 0,65 mm. Äusserstes Gitter (5) grosse Achse 12,8 mm, kleine Achse 12 mm, Win- dungszahl 33, Drahtdurchmesser 0,1 mm, Steigung 0,65 mm.

   16. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 10 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmes sungen der übrigen gitterartigen Elektro den folgendem Schema entsprechen: Innerstes Gitter (2) grosse Achse 3,2 mm, kleine Achse 2,5 mm, Win- dungszahl 25, Drahtdurchmesser 0,1 mm, Steigung 0,86 mm. Zweites Gitter (3) (von der Anode aus gerechnet) grosse Achse 6,2 mm, kleine Achse 4,4 mm, Windungszahl 33, Drahtdurchmesser 0,1 mm, Steigung 0,65 mm. Äusserstes Gitter (5) grosse Achse 12,8 mm, kleine Achse 12 mm, Win- dungszahl 33, Drahtdurchmesser 0,1 mm, Steigung 0,65 mm.