DE351285C - Relais fuer undulierende Stroeme mit mehreren zwischen Anode und Kathode angebrachten Zwischenelektroden - Google Patents

Description

Alle bisher bekannten Relais für undulierende Ströme, welche Entladungsröhren benutzen, wie diejenigen von v. Lieben, d^! e Forest oder von Langmuir, verwenden drei Elektroden im Entladungsrohr. Sie beruhen, soweit. Entladungsröhren mit Gasfüllung in Betracht kommen., entweder auf dem Prinzip der --Verwendung einer Zwischenelektrode zur Beschleunigung von Elektrizitätsträgern bis zur Stoßioriisation oder auch auf der Ventilwirkung der Zwischenelektrode. Sie sind so* konstruiert, diaß durch diese Beschleunigung ein einzelner Effekt eine Widerstandsverringerung hervorruft. Derartige Relais benötigen verhältnismäßig große Energie zur Ionisationserzeugung,· daher mußten bei den bisher im Felde bemitzten Lautverstärkern schwere Akkumulatoren verwendet werden, die eine erhebliche Beeinträchtigung ihrer Verwendbarkeit im Gefolge ao haben.

Diesem Mangel abzuhelfen, gelingt durch die im folgenden beschriebene Neuerung, durch welche der Betrieb der Lautverstärker an Stelle der schweren Akkumulatoren mit leichter Trockenbatterie ermöglicht ist. Dieser Zweck wird durch die an sich bekannte Vermehrung der Zwischenelektroden erreicht, sie werden jedoch gemäß der Erfindung in eigenartiger Weise benutzt und geschaltet. Die Wirkungsweise der Anordnung soll im folgenden mit Bezug auf die Abbildungen näher erläutert werden:

In beiden Abbildungen ist α das an sich

bekannte Entladungsrohr. Den bisher bekannten Anordnungen entsprächen die Elektroden i, 3 und 5, von denen ι und 5 Kathode und Anode sind und 3 die Zwischenelektrode darstellt. Neu eingeführt sind nun die Elektroden 2 und 4, die, wie bei Zwischenelektroden bekannt, netz- oder siebartig ausgebildet sein können. 2 ist an 'einen Unterteilungspunkt der Batterie angeschlossen. Zwischen 1 und 2 befindet sich ein Raum, der ionisiert wird'. Diese Ionisation kann bekanntlich durch Glühen der Elektrode 1 (vgl. Abb. 2, wo B eine Heizbattierie darstellt) oder durch selbständige elektrische Entladung zwischen 1 und 2 oder durch Bestrahlung und ähnliche Mittel erfolgen. Werden nun die weiteren Zwischenelektrode!! 3 und 4 mit den Enden der Sekundärspule eines Transformators t¹ verbunden, dessen Primärspule in den Mikropihonkreis mit dem Element e und dem Mikrophon m geschaltet ist, so ist das durch den undulierenden Strom des Mikrophons m erzeugte Potential an den Zwischenelektroden 3 und 4 jederzeit von einander entgegengesetztem Vorzeichen.

Der Vorgang im Rohr ist nun der folgende: Die Elektronen bzw. Ionen, die in dem Räume zwischen der Kathode 1 und der Zwischenelektrode 2 erzeugt sind, können sich aus diesem Räume nicht in der Richtung zur Anode 5 bewegen, wenn die Zwischenelek- . trode 3 ein negatives Potential hat.. Infolgedessen bleiben die zwischen 1 -und 2 aufgespeicherten negativen Elektrizitätsträger ohne Einfluß auf den mit II in den Abbildungen bezeichneten Stromkreis; dieser Stromkreis ist also durch die Zwischenelektrode 2 als Kathode und durch 5 als Anode begrenzt*. •Wird' aber die Zwischenelektrode 3 gegenüber 2 durch die Schwankung des Mikrophonkreises positiv, so tritt Beschleunigung¹ der negativen Elektrizitätsträger ein, und es wird der Kathodenfall an der Zwischenelektrode 2 vollständig· vernichtet. Hierdurch wird gleichzeitig die Batterieunterteilung aufgehoben, so daß ein zweites Moment der Stromverstärkung zu dem ersten hinzukommt; außerdem aber wird durch die seitens der Zwischenelektrode 3 in den Raum 3,4 hineingezogenen So Elektronen das verdünnte Gas hier sehr stark ionisiert. Die Elektrode 4, die negativ ist, während die auf positivem Potential befindliche Elektrode 3 die Sperre des Kreises I gegen den Kreis II öffnet, kann nicht die Wirkung von 3 aufheben, da keine Kraft- _ linien von 4 aus über 3 hinausgelangen^ also elektrostatische SchutzwirkungiarRäume 2, 3 gegenüber der Kraftwisfcttng von Elektrode 4 ausübt. Dagegen wirkt in dieser Phase der Relais-wirkung· das negative Potential der .- "Elektrode 4 longitudinal beschleunigend auf die positiven Ionen, die bei der geringen Weglänge (höherer Drude) der durch die Wirkung der Elektrode 3 in den Raum 3,4 hineingezogenen Elektronen im Räume 3,4 er- f>5 zeugt werden. Die beschleunigende Wirkung der ■ Elektrode 4 treibt diese positiven Ionen in den Raum 4, 5. Hierdurch findet eine Leitfähiigkeitsänderunig im Räume 4, 5 statt. Die vor die Anode 5 gelagerte, mehr oder weniger geschichtete positive Säule erleidet durch die elektrostatischen Schwankungen der Elektrode 4 Verschiebungen' und bewirkt so das Auftreten außerordentlich starker, dem augenblicklichen Potential von. 4 proportionaler Stromschwankungen. Die Elektrode 4 ist hier bei gewissem Druck und Abstand wesentlich wirksam vermöge des ihr aufgedrückten Mikrophonpotentials, das dem von 3 entgegengesetzt ist. Bei einem gewissen anderen Drucke bzw. Abstande aber wirkt sie auch ohne mit dem Transformator verbunden zu sein, indem ein zu 3 entgegengesetztes Potential durch Influenz auf ihr erzeugt wird. Sie beeinflußt dann die Ionenverteilung in der. positiven Säule unter Unnständen stärker als bei direkter Verbindung mit dem zweiten Transformatorpol.

Es ist also bei der vorliegenden Anordnung die Relaiswirkung durch die an sich bekannte, hier aber in neuer Weise zu dreifacher Wirkung ausgenutzte Zwischenelektrode 3 noch nicht erschöpft, sondern durch die neu eingeführte Elektrode 4 verstärkt und erweitert. Die Verstärkung besteht darin, daß eine Schwächung der Transformatorpotentiale, wie sie bei direktem, bisher allein geübtem Anlegen des einen Poles von t_x an die Kathode 1 — anstatt an 4 — eintritt, vermieden ist, und die Erweiterung- besteht darin, daß eine vierte Widerstandsverringerung durch Erzeugung· starker Ionisation im Räume 3,4 und durch elektrostatische Einwirkung· auf die positive Säule im Räume 4. 5 hervorgerufen wird. i°5

Bei dieser mehrfachen und in neuer Weise durch gleichzeitig überlagerte Wirkung gesteigerten Herabsetzung des AViderstandes der gesamten Gasstrecke wird also auch die Relaiswirkung beider Pole aes Mikrophontransformator t_± mehrfach und in völlige--^

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neuer Weise ausgenutzt.
gegebenenfalls durch)^__Aiikrmgung einer (nicht eingezeichg^teif) weiteren Elektrode zwischen^2-^ima^2 verstärkt werden. .,,--DaIf hier neu verwendete Prinzip beruht also nochmals zusammengefaßt in folgendem: Es wird durch die neue Einführung der Zwischenelektrode 2 bewirkt, daß eine Sperre zwischen den Kreisen I und II vorhanden ist. Wird diese Sperre durch Relaiswirkung der Zwischenelektrode 3 geöffnet, go wird hier-

durch die zwischen den Elektroden ι und 2 wirksame Spannung derjenigen Spannung zugeschaltet, die zwischen den Elektroden 2 und 5 herrscht. Es wird also nicht nur dem lonenreservoir zwischen den Elektroden 1 und 2 der Weg durch die Entladungsröhre frei gemacht, sondern es wird der Spannung im Kreise II noch die Lokalbatterie des Kreises I zugeschaltet, so daß für die hinzugelassene Ionenmenge nahezu das ganze Gefälle zwischen den Elektroden 1 und 5 in Wirksamkeit tritt. In dieser in einem einzigen Rohr gleichzeitig verwendeten Wirkung der Beseitigung des Kathodenfalls, der Beseitigung einer Batterieunterteilung, der Ausnutzung der positiven und der negativen ' Phase des zu verstärkenden undulierenden Stromes zur Stoßionisation liegt ein erheblicher Unterschied und Vorteil gegenüber allen bisher bekannt gewordenen Relaisröhren. Während in bisherigen Relais die beiden ' Pole des Telephontransformators auch wohl zu zwei Elektroden geführt worden sind, die transversal auf den Röhrenstrom wirkten, wird bei der hier neu angegebenen Schaltung ^! die Beschleunigung . der Ionen oder Elektronen longitudinal bewirkt. Dies hat den Vorteil, daß die verstärkende Wirkung der _: Ionen oder Elektronen ohne Richtungsänderung erfolgt, ein Vorteil, der sowohl in _: Röhren mit Edelgasfüllung als auch in hochevakuierten Röhren von Wichtigkeit ist.

Bei der vorliegenden Anordnung erfolgt durch Relaiswirkung die Zuschaltung einer Zusatzspannung 1, 2 an einen die Stromstärke bestimmenden Teilzweig 2, 5 des unterteilten Telephonkreises 1, 5, II, I unter Öffnung der Sperre eines Ionenreservoirs 1, 2, wobei der ganze Stromkreis in allen Teilen stabil sein kann. Blei den früheren A'eretärkerröhren < war keine Zusatzspannung, kein unterteilter ^! Kreis, kein Ionenreservoir, kein in bezug auf ■ die Klemmenspannung weitgehend stabiler ^! Entladungskreis vorhanden, sondern sie wirkten mit konstanter Endspannung, einfachem Kreise, wesentlicher Neuerzeugung der Ionen im Kreise 'selbst, und wiesen einen in bezug auf die Endspannung nahezu labilen Entladungskreis auf. Die Verstärkerwirkung der gesamten Anordnung ist hiernach sofort verständlich. Durch die Potentiale der Mikrophonschwankung werden die Batterien der Kreisel und II durch den Transformator U des Telephonkreises entladen, und

die durdi diese Batterien verstärkte Schwan- ; kung kommt im Telephon T entweder direkt oder gegebenenfalls durch Hintereinanderschaltung mehrerer derartiger Röhrenanordnungen zu Gehör. Schaltet man über einen Zwischentransformator mehrere Verstärkerröhren hintereinander, so läßt sich die Wirkung der einzelnen Röhren in bekannter AVeise potenzieren.

Die Unterteilung der durch die Relaiswirkung ausgelösten Spannung in zwei Strom-. kreise bringt neben den bereits hervorgehobenen prinzipiellen Vorteilen auch eine erhebliche Erleichterung· für den Betrieb gegenüber den nur auf Ionisation durch Stoß beruhenden Röhren mit sich. Denn während bei letzteren eine sehr genaue Innehaltung der angelegten Spannung erforderlich ist, ist nach der Anordnung der Erfindung¹ der Spannungsschwankung eine sehr weite Grenze gesetzt. ,Der Energieaufwand, der zum Betriebe der Anordnung erforderlich ist, ist infolge der Relaiswirkung bei gleichem Nutzeffekt nur ein Bruchteil des bisher bekannten, so daß die militärisch¹ so außerordentlich wichtige Vermeidung der schweren Akkumulatoxenbatterie und ihr Ersatz durch Trocken-. elemente möglich ist.

. Als Ausführungsbeispiel, das jedoch keinen Gegenstand der Erfindung bildet, mag angeführt, werden, daß es zweckmäßig ist, die Röhren mit einem Edelgase zu füllen und eine Alkalielektrode zu verwenden. 'Durch die Alkalielektrode in einem Edelgase wird die benötigte Spannung ein Minimum. Zweckmäßig ist es auch, die Zwischenelektroden 2 und 3 mit Glimmerblenden auszustatten, um den Kathodenfall an 2 nicht 'durch Ionendiffusion aus dem Räume 1, 2 zu verringern und ebensowenig die Leitungsfähigkeit im Räume 3,4 durch Ionendiffusion zu vergrö-Bern.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Relais für undiilierende Ströme mit, mehreren zwischen Anode und Kathode angebrachten Zjyisch^nejgktxo.dea, dadurch gekennzeichnet, daß die der Kathode (1) zunächst gelegene Zwischenelektrode (2) die Stromquelle des Empfangskreises (I, II) unterteilt und die zwischen dieser Zwischenelektrode (2), die nach Bedarf durch eine weitere verstärkt werden kann, und der Anode (5) liegenden zwei Zwischenelektroden (3, 4) entweder eine (3) oder beide (3, 4) an den Eingangstransformator (J₁) angeschlossen sind, ohne mit (der Stromquelle des Verstärkerkreises ,in leitender Verbinidung zu stehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.