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Einrichtung zur Anzeige, Verstärkung und Erzeugung elektrischer Wellen.
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des Rohres ist. Beispielsweise ist eine Kathodenanordnung mit welcher im wesentlichen axiale Symmetrie erzielt wird, in Fig. 5 und 7 dargestellt. Gemäss Fig. 5 hat die Kathode die Form einer Schraube und gemäss Fig. 7 die Form einer Doppelschraube. Wenn die Anode verhältnismässig gross ist, so kann die Kathode eine von einer Umdrehungsfläche erheblieh abweichende Gestalt haben, ohne die axiale Symmetrie zu beeinträchtigen.
Beispielsweise kann, wie in Fig. 9 gezeigt, die Kathode aus zwei Drähten in Form eines V bestehen, ohne dass die axiale Symmetrie verloren geht, vorausgesetzt, dass die Drähte nahe genug aneinander sind, so dass das elektrische Feld zwischen der Kathode und der Anode im wesentlichen radial ist. Ebenso kann die Anode mannigfache Formen annehmen, ohne die axiale Symmetrie zu opfern. Beispielsweise kann die Anode, wie in Fig. 10 gezeigt, aus einer wesentlich kreisförmigen Drahtschleife bestehen, welche die Kathode umgibt.
Der Behälter 1 wird von Mitteln zur Erzeugung eines variablen magnetischen Feldes umgeben.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird das Rohr von einem Solenoid 10 umgeben, das mit den Leitern 11, 12 verbunden ist, welche Strom aus der Sekundärwicklung eines Transformators 1.'3 aufnehmen, dessen Primärwicklung 13 in Reihe mit einem geerdeten Luftleiter 14 geschaltet ist. Zwischen die Leiter 11, 12 ist ein variabler Kondensator 15 geschaltet, mittels dessen die Resonanz des Stromkreises 11, 12 nach Wunsch variiert werden kann. Der Behälter 1 wird noch von einer zweiten Magnetspule 16 umgeben, welche durch die Leiter 17, 18 von einer Batterie 19 über einen Regulierwiderstand 20 gesperrt wird.
Die Spule 16 hat ein polarisierendes Feld von dem gewünschten Werte zu erzeugen, über welches das variable magnetische Feld der Spule 10 überlagert wird, wodurch der Elektronenstrom in nachstehend erläuterter Art variiert wird. Eine Drosselspule 21 verhindert das Auftreten von Wechselstrom, der durch Ind iktion in dem Kreis 16, 17, 18 erzeugt wird. In dem zwischen Kathode 2 und Anode 1 gelegte Stromkreis 22 ist eine durch eine Batterie 23 dargestellte Gleichstromquelle, ein Kristalldetektor 24 und ein Empfangsapparat, beispielsweise ein Telephonempfänger 25, eingeschaltet.
Wenn die Kathode 2 durch den Heizstrom auf richtiger Glut gehalten und eine geeignete Spannung den Elektroden 2,3 aufgedrückt wird, so fliesst ein Strom im Stromkreise 22. Ist kein magnetisches Feld vorhanden, so wird die Stromstärke durch die aufgedrückte Spannung, die Kathodentemperatur, die Gestalt und die geometrischen Verhältnisse der Elektroden und den Widerstand des Stromkreises 22 bestimmt. Die diesen Strom führenden oder bildenden Elektronen wandern von der Kathode zur umhüllenden Anode. Wird ein magnetisches Feld im wesentlichen parallel zur Kathode erzeugt, so werden die Elektronen abgelenkt und veranlasst, in schraubenförmiger Bahn um die Kathode während ihres Weges zur Anode zu wandern.
Wird die Feldstärke gesteigert, so wird der Schraubenweg der Elektronen verlängert, bis schliesslich bei einer kritischen magnetischen Feldstärke die für jede besondere Vorrichtung charakteristisch ist, ein Teil der Elektronen infolge der Ablenkung die Anode nicht mehr erreicht, woraus eine Verringerung des Stromes resultiert. Wird die Feldstärke über diesen kritischen Wert weiter gesteigert, so fällt der Elektronenstrom rasch ab und wird schliesslich im wesentlichen bis auf Null verringert.
Diese Beziehung zwischen dem magnetischen Feld und dem von der Vorrichtung ausgesandten Strom ist für verschiedene Kathodentemperaturen durch das Diagramm der Fig. 2 dargestellt, worin die Werte des magnetischen Feldes als Abszissen und die entsprechenden Stromwerte als Ordinaten aufgetragen sind, wobei die aufgeprägte Spannung als konstant vorausgesetzt ist. Man ersieht, dass bei einer gegebenen Fadentemperatur, wenn die Stärke des magnetischen Feldes von Null aus gesteigert wird, der Strom im wesentlichen konstant bleibt, bis das magnetische Feld einen Wert o a erreicht. Eine weitere Steigerung der Feldstärke bewirkt eine rasche Verringerung des Stromes, bis bei einer Feldstärke o b der Strom im wesentlichen auf Null gefallen ist. Die mit t1 > t2 und t3 bezeichneten Kurvenzüge gehören zu verschiedenen Temperaturen der Kathode.
Der Höchstwert des Stromes kann entweder durch die Elektronenemissionsfähigkeit der Kathode oder durch die Raumladung begrenzt sein, ohne von der Charakteristik nach Fig. 2 abzuweichen. Beispielsweise kann man annehmen, dass die Kurven 1"und 1" zu solchen Temperaturen gehören, dass der Strom durch die Elektronenemissionsfähigkeit begrenzt wird, während die Kurve t3 zu einer so hohen Temperatur gehören möge, dass der Raumstrom durch die Raumladung begrenzt wird.'Die Erfindung besteht darin, dass das durch die Spule 16 erzeugte polarisierende Feld auf einen Wert zwischen o a und o b eingestellt ist.
Es ruft somit schon eine geringe Änderung der Feldstärke, die durch Änderung des durch die Spule 10 erzeugten Feldes bewirkt wird, eine verhältnismässig starke Änderung des von der Röhre ausgesandten Stromes hervor.
Die Volt-Amperecharakteristik der Vorrichtung bei konstantem magnetischem Felde ist in Fig. 3 dargestellt. Man ersieht, dass kein Strom hindurchfliesst bis die Spannung auf einen kritischen Wert o p gestiegen ist, der von dem Werte des aufgewendeten magnetischen Feldes abhängt. Eine Steigerung der Spannung über den Wert o p bewirkt ein sehr rasches Wachsen des Stromes bis zu einem kritischen Stromwerte, der für die Vorrichtung charakteristisch ist. Eine weitere Steigerung der Spannung bringt mit sich, dass der Strom nach der Potenz Vs der Spannung bis zu einem Sättigungsstrom ansteigt, der hier nicht dargestellt ist.
Fig. 4 veranschaulicht durch drei Kurven die Beziehung zwischen Strom und magnetischem Feld bei verschiedenen konstanten Elektrodenspannungen, die durch V1 V2 und V3 dargestellt sind, wobei
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die Kathodentemperatur genügend hoch angenommen ist, dass der Strom durch Raumladung begrenzt wird. Die vom Nullpunkt durch die Abbiegungspunkte der Kurven V1, V2 und V3 gezogene punktierte Linie hat im wesentlichen die Form einer Parabel.
Bei der Empfangseinrichtung für elektrische Wellen nach Fig. l rufen die durch den Luftleiter 14 aufgefangenen Zeichen eine Änderung des Stromes im Stromkreise 22 in verstärktem Masse hervor, vorausgesetzt, dass das polarisierende Feld richtig eingestellt ist. Ein geeigneter gleichrichtender Detektor 24, der hier als ein Kristalldetektor dargestellt ist, macht die Zeichen durch einen Telephonempfänger 25 hörbar. Wie nachstehend noch in Verbindung mit Fig. 8 zu beschreiben, kann die Einrichtung auch selbst als Detektor für drahtlose Zeichen benutzt werden.
Fig. 5 veranschaulicht ein System zur Verstärkung eines Stromes von Hörfrequenz bei Leitungstelephone. Die Endleiter 11, 12 der Spule 10 sind mit der Sekundärwicklung eines Transformators 27 verbunden, dessen Primärwicklung mit einem Mikrophon 2 verbunden ist. das in einem Stromkreis mit einer Batterie 29 liegt. Der abgehende Stromkreis 22 der Röhre ist mit der Primärwicklung eines Transformators 30 verbunden und enthält eine Batterie 23 und einen einstellbaren Widerstand 31.
Ein Kondensator 32 ist an die Batterie in Reihe mit dem Widerstand : 31 gelegt, um einen Weg von geringem
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einem Telephonempfänger 33 verbunden.
Bei dem Telephonverstärkersystem nach Fig. 6 sind mehrere weitere Merkmale der Erfindung verkörpert. Bei diesem System sind zwei Verstärker. 1 und B in Kaskade geschaltet, um durch das Mikrophon 28 erzeugte Stromundulationen zu verstärken. Die Kathodenfäden beider Verstärker A und B werden durch Wechselstrom geheizt, der durch Transformatoren 34, : J5 geliefert wird, mit deren Sekundär-
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polarisierende Feld der Röhre 1 wird durch eine Batterie : 37 erzeugt, die in Reihe mit einer Drosselspule 38 und einem einstellbaren Widerstand 39 zwischen die Leiter 40, 41 geschaltet ist. Ein Mikrophon 28 ist in Reihe mit einer Batterie d, ? und einem Kondensator 4-3 mit den Leitern 40, 41 des Aufnahmestromkreises verbunden.
Strom von Audiofrequenz geht durch den Kondensator 43 hindurch wird aber dem polarisierenden Stromkreise durch die Drosselspnle 38 ferngehaIten, während der polarisierende Gleichstrom durch den Kondensator 43 vom Mikrophonkreis abgehalten wird. Die Gleichstromkomponente des Senderstroms fliesst im Stromkreise der Induktanzspule 44. Der Stromkreis 45,46, welcher den Abgabe- : tromkreis des Verstärkers J. mit dem Aufnaluue3tromkreis des Verstärkers B verbindet, ist mit dem Mittelpunkte der Sekundärwicklung des Transformators'34 verbunden, so dass die Anode'S der Röhre 1 ein Durchschnittspotential mit Bezug auf die Kathode besitzt.
Das polarisierende Feld des Verstärkers B wird durch eine Batterie 47 erzeugt, die in Reihe mit einer Drosselspule 48 und einem Widerstande 49 zwischen die Leiter 45, 46 geschaltet ist. Der ausgehende Stromkreis 50, 51, der zwischen die Anode des Verstärkers B und den Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Transformators 35 geschaltet ist, enthält eine Batterie 52 und einen Telephonempfänger 53.
Fig. 7 zeigt eine Schaltungsweise der Röhre, die Hochfrequenzsehwingungen zu erzeugen vermag, die durch einen Audiofrequenzstrom moduliert sind. Der Verstärker nach Fig. 7 hat zwei Wicklungen 55 und 56. Die Wicklung 55 ist der Einfachheit wegen getrennt von der Röhre gezeichnet, es ist aber zu beachten, dass das Feld dieser Wicklung in beliebiger Art mit dem Feld der Wicklung 56 verkettet ist. beispielsweise wie in Fig. 1 gezeigt. Die Wicklung 55 wirkt als polarisierende und als steuernde Wicklung. wie bereits bezüglich der Wicklungen 36 und 36' der Fig. 6 beschrichen. Da die Verbindung des Mikrophons 28 mit der Wicklung 55 mit der entspiechenden Verbindung nach Fig. 6 identisch ist, so ist keine weitere Erläuterung nötig.
Die Wicklung 56 ist in Reihe mit den Elektroden 2, 3 durch die Leiter 57, 58 mit einer nicht gezeichneten Gleichstromquelle verbunden. In den Leitern 57 ist eine Drosselspule 59 und die Primärwicklung eines Transformators 60 eingeschaltet. Ein einstellbarer Kondensator 61 liegt im Nebenschluss zur Spule 56 und der Primärwicklung ; die Sekundärwicklung des Transformators ist
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werden Hoehfrequenzschwingungen durch die Einwirkung der Spule 56 auf den Elektronenstromkreis erzeugt.
Die Spule 56 ist so angeordnet und mit der nicht dargestellten Gleichstromquelle verbunden, dass der aus dieser Quelle hindurchfliessende Strom ein magnetisches Feld erzeugt, welches das konstante magnetische Feld verstärkt, das durch die Polarisierwirkung der Wicklung 55 erzeugt wird. Unter diesen Umständen wird, wenn die Stromkreise geschlossen werden, Strom im Plattenstromkreise zu fliessen beginnen, dieser Strom wird aber, statt bis zum Höchstwerte anzusteigen, nur bis auf einen Zwischenwert steigen. Beim Aufbau bis zu diesem Werte, bei welchem die verbundenen, durch die Spulen 56 und 55 erzeugten magnetischen Felder ein ferneres Anwachsen des Stromes verhindern, wird der Kondensator 61 geladen.
Wenn der Strom im Plattenstromkreise den Höchstwert erreicht, bis zu dem er unter diesen Umständen gesteigert werden kann, so entlädt sich der Kondensator 61 durch die Spule 56 und erzeugt einen Strom, dessen Richtung derjenigen des durch die Gleiehstromquelle erzeugten Stromes entgegen-
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