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Elektronenentladungsröhre zur optischen Spannungsanzeige, insbesondere
Abstimmanzeigeröhre Die Erfindung betrifft Elektronenentladungsröhren, die zur Sichtanzeige
von Spannungen verwendbar sind und eine fluoreszenzfähige Elektrode enthalten, welche
zum Leuchten :gebracht wird und das Aussehen eines leuchtenden Flächenmusters besitzt,
das sich in Abhängigkeit von der Änderung der Größe der angelegten Spannung ändert;
eine Einrichtung dieser Art kommt insbesondere als Abstimmanzeiger von Radioempfangsgeräten
in Frage.
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Eine bekannte als Abstimmanzeiger verwendbare Elektronenröhre besteht
aus einem Gefäß, welches eine lineare thermionische Äquipotentialkathode mit zwei
voneinander getrennten Emissionsflächen enthält, deren eine von Verstärkerelektroden,
etwa einem Gitter und einer Anode, und deren andere von den Abstimmanzeigeelektroden
umgeben ist; letztere bestehen aus einer geradlinigen, . parallel zur Kathode verlaufenden
Steuerelektrode und einer napfförmigen, an ihrer Innenseite mit einer fluoreszierenden
Masse bekleideten Anode, die konzentrisch zur Kathode angeordnet ist und Kathode
und Steuerelektrode umschließt. Im Betriebszustand fliegen Elektronen von der Kathode
in Richtung zur fluoreszierenden Anode, deren Geschwindiglceit ausreicht, um den
fluoreszenzfähigen Teil der Anode zu treffen und zum Leuchten zu bringen. Die Steuerelektrode
ist mit der Verstärkeranode verbunden und die Rühre in der Weise an die Empfangsschaltung
angeschlossen, daß dann, wenn die Schaltung auf Resonanz mit den Empfangsschwingungen
abgestimmt ist, an der Anode ein leuchtender Sektot
bestimmter
Öffnung erscheint; vorzugsweise ist die Einrichtung so angeschlossen, daß der leuchtende
Teil der Anode des Abstitnmanzeigeteiles der Röhre seine größte und der dunkle Teil
der Anode seine kleinste Breite besitzt, wenn die Schaltung auf Resonanz abgestimmt
ist, und zwar wird dann vorzugsweise die ganze Anode zum Leuchten und der dunkle
Teil zum Verschwinden gebracht.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Elektronenentladungsröhre zur optischen
Spannungsanzeige, insbesondere Abstimmanzeigeröhre, mit einer Kathode, einer napfförinigen
die Kathode umgebenden Anode, die an der Innenseite finit einer fluoreszierenden
Nasse bekleidet ist, und einer Steuerelektrode, finit dem besonderen Kennzeichen,
daß die Steuerelektrode die Gestalt eines die Kathode umgebenden Ringes besitzt
und so angeordnet ist, daß sich die Breite einer leuchtenden Ringfläche auf der
Anode in Abhängigkeit von der Spannung der Steuerelektrode ändert.
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Die Abstinnnanzeigeelektrodeti können entweder für sich als selbständige
Einheit getrennt von Steuergitter und Anode in ein Entladungsgefäß eingebaut oder
mit einem Verstiirl zersystein -zusammen gebaut werden. Die gekennzeichnete Anzeigeröhre
weist den Vorteil auf, daß sich das Leuchtschirmbild dauernd über die ganze Schirmfläche
erstreckt und daher leichter zu beobachten und insgesamt heller und scharfkantiger
ist als sektorförmige Leuchtschirmbilder. Ein weiterer Vorteil besteht in der geringen
Empfindlichkeit gegen Schwankungen der Kathodentemperatur und in der Eignung; sowohl
zum Gleichstrom- als auch zum Wechselstrombetrieb. Ringförmige Steuerelektroden
hat man bereits innerhalb des Wehneltzvlinders von liatliodenstralilröhren zur Intensitätssteuerung
des Strahlstromes verwendet; hierbei wurde jedoch eine Änderung der Form des Fluoreszenzflecks
auf dem Leuchtschirm vermieden.
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Zur Erläuterung der Erfindung wird auf die nachstehende Beschreibung
von Ausführungsbeispielen und auf die Zeichnung Bezug genommen. Abb. i zeigt ein
Elektronenentladungsgefäß nach der Erfindung, von welchem Teile weggelassen sind,
um Einzelheiten des Aufbaues sichtbar zu machen. Die Abb. 2 und 3 sind Draufsichten,
welche den Abstiminanzeigeteil der Röhre zeigen und das Leuchtbild bei verschiedenen
Spannungen erkennen lassen. Die Abb. d. und 5 zeigen weitere Ausführungsformen der
Abstimmanzeigeelektroden.
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Die in Abb. i dargestellte Elektronenentladungseinrichtung oder Abstimmanzeigeröhre
besteht aus einem entlüfteten Gefäß io mit (lern üblichen Ouetschfuß i i und Sockel
12. Der Quetschfuß trägt eine Kathode 13, vorzugsweise eine mittelbar geheizte @@qttipotentiallcathode
und ein Gitter 1.4, welches zur Kathode konzentrisch ist und diese unischließt und
vorzugsweise die gleiche Länge wie die Kathode besitzt, sowie eine das Gitter umschließende
Anode 15. Dieser als Dreipolröhre dargestellte Teil der Röhre kann auch ein beliebiges
anderes 1Ielirelektrodensysteni sein.
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Die Abstimmanzeigeelektroden der Rö1ire sind am oberen Ende des Elektrodenaufbaus
angeordnet. Die Kathode 13 ist noch oben verliingert und mit einer zweiten Etnissionsfliiche
IC versehen, der die Steuerelektrode benachbart ist, welche ein die Kathode in der
Nähe des unteren Randes der Emissionsflüche 16 umschließender Kragen oder Ring sein
kann. Diese Steuerelektrode 17 ist mit einer der Haltestreben i8 der Anode 15 verbunden
und wird von dieser getragen. Konzentrisch zu dein emissionsfähigen Teil 16 der
Kathode und diesen umschließend ist eine Anode. oder Schirmelektrode angeordnet,
welche napfförniig ausgebildet sein und nur an ihrem Bodet12o eine beim Aufprall
von, Elektronen fluoreszierende Schicht 21 tragen möge. Die von der Kathode emittierten
und die Anode mit ausreichender Geschwindigkeit treffenden Elektronen bringen diese
Schicht ztini Leuchten. Der zylindrische Teil 22 der Anode ip hindert die Elektronen
am Auftreffen auf die Glaswand des Kolbens.
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Bei diesem Abstimmanzeiger bewegen sich die Elektronen in radialer
IZiclittnig von der Kathode nach außen zu der Fluoreszenzschicht auf der Anode in
einem weit gei#iffneten Bündel. Die Ausdehnung der von dein Elektronenbündel getroffenen
fluoreszierenden Anodenfläche ist durch die Spannung;- an der Steuerelektrode 17
bestimmt. Te weniger negativ diese Elektrode gegen die Anode ig ist, d. h. je- positiver
sie gegen die Tathode 16 ist, desto größer ist die von dein Bündel getroffene Anodenfläche
und desto größer auch der leuchtende Teil der Anode. Erfindungsgemäß besitzt die
Steuerelektrode 1; ein positives Potential gegen die Kathode. Dies hat den Vorteil.
daß die Grenzen des Elektronenbün-(lels scharf und wohldefiniert sind, daß eine
grobe Elektronendichte an den Kanten der leuchtenden Fli-iche auf der Anode erzielt
werden kann und die Kanten heller sind und deutlicher hervortreten, daß ein starker
Strom zur leuchtenden Anode und infolgedessen eine grolle Helligkeit bei niedrigen
Anodenspannungen erzielt wird und daß die Steuerelektrode unmittelbar mit einem
Verstärker gekoppelt wurden kann. I_s hat sich gezeigt, <laß eine nach der Erfindung
hergestellte Röhre
unempfindlich ist gegen Schwankungen der Kathodentemperatur
und daß sie infolgedessen sowohl mit Wechselstrom als mit Gleichstrom bzw. -Spannung
betrieben werden kann.
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Die Röhre wird von oben her betrachtet, so daß das in den Abb-. z
und 3 dargestellte Leuchtbild wahrgenommen wird. Wie die Abb. 2 und die punktierten
Linien auf der linken-Seite der Abb.. i zeigen, gehen die meisten Elektronen zu
der unbekleideten Fläche über, wenn die Steuerelektrode ein Potential in -der Nähe
des Kathodenpotentials besitzt, und die Anode leuchtet nur an einer kleinen Fläche
auf, die in Abb. 2 als schmaler Ring mit schraffierten Linien dargestellt ist. Wenn
die Steuerelektrode 17 positiver wird, wird der Elektronenstrom nach unten gezogen,
wie auf der rechten Seite der Abb. i gezeigt, und es leuchtet ein größerer Teil
der Anodenfläche auf, bis bei einer bestimmten Spannung die ganze Oberfläche des
Bodens 2o der Anode ig fluoresziert. Dies ist das Leuchtbild, das in Abb. 3 als
breiter Ring dargestellt ist und welches man erhält, wenn die Schaltung, in der
die Röhre verwendet wird, auf Resonanz abgestimmt ist. Der Anzeigebereich erstreckt
sich vom größten Dunkelraum ohne jeden leuchtenden Ring bis zur größten Leuchtfläche,
welche aus einem breiten leuchtenden Ring besteht.
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In der in Abb. .I dargestellten abgeänderten Ausführung besteht die
Anode iga aus einem topfförmigen Körper mit geneigten Seitenflächen, die an der
Innenseite mit einer fluoreszierenden Schicht Zia bekleidet sind, und einem senkrechten
Kragen 22a am oberen Rande, welcher nicht mit Leuchtmasse überzogen ist. Am unteren
Ende des aktivierten Teiles der Kathode 16 und in geringem Abstand von der Bodenfläche
2o. des napfförmigen Körpers iga ist die ringförmige Steuerelektrode 17" angeordnet.
Wenn der ringförmige Körper 17, hinreichend negativ gegen die fluoreszenzfähige
Anode ist, erreichen keine von der Kathode ausgehenden Elektronen die fluoreszierende
Schicht, sondern sie gehen im wesentlichen vollzählig zu dem Kragen 22" über. Wenn
die Steuerelektrode 17" positiver gemacht wird, werden die Elektronen abwärts zur
Steuerefe'ktrode hingezogen, so daß ein leuchtender Ring an dem überzogenen Teil
der Anode iga erscheint, der am breitesten ist, wenn die Resonanzabstimmung erreicht
ist. Der Resonanzzustand könnte auch dadurch angezeigt werden, daß die ganze Fluoreszenzschicht
dauernd aufleuchtet und nur dunkel bleibt, wenn die Resonanzabstimmung erreicht
ist. In diesem Fall müßte die negative Steuerelektrode negativer gemacht werden,
wenn man sich er Resonanz nähert, so .daß kein Elektron die Fluoreszenzschicht erreicht.
In Abb. 5 ist eine andere Ausführung der Erfindung dargestellt. In diesem Fall ist
die Kathode 16" mit einem abgerundeten Ende versehen, welches gerade über den Boden
der napfförmigen Anode 2o herausragt. Die Steuerelektrode 17 ist ähnlich der in
Abb. i gezeigten Steuerelektrode, hingegen ist die Anode ig am oberen Ende durch
ein Drahtnetz 23 abgedeckt, welches an den Kragen 22 des napfförmigen Körpers angeschweißt
oder zwar von der Anode getragen, aber von dieser elektrisch isoliert und mit einer
anderen Elektrode, beispielsweise der Kathode, verbunden werden kann, um verschiedene
Steuereigenschaften zu erhalten. Die in Abb.5 dargestellte Ausführung .arbeitet
in derselben Weise wie die in den Ab@b. i und 2 dargestellten Röhren.