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Einrichtung an elektrischen Entladungsstrecken.
Die Erfindung betrifft elektrische Entladungsstreeken, die mit Gasionisation, Elektronen-bzw.
Thermionenentladung od. dgl. arbeiten und demnach eine oder mehrere flÜssige oder feste Kathoden als
Basis für eine Kathodenstrahlen-bzw. Ionen-bzw. Elektronenemission od. dgl. und eine oder mehrere
Anoden aufweisen.
Es ist bereits früher nachgewiesen, dass solche Entladungsstrecken ein völlig neuartiges Verhalten
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sprunghafte bzw. diskontinuierliche Herabsetzung des inneren Widerstandes der Entladungsstrecke herbeigeführt. Ist der veränderliche Widerstand beispielsweise zwischen der Anode und einer Hilfselektrode angeordnet, so kann durch kontinuierliche oder unstetige Veränderung dieses Widerstandes z. B. im Sinne einer Verkleinerung desselben zu plötzliche Spannungs-bzw. Feldverlagerung entlang der Entladungsstrecke und hiedurch die sprunghafte Herabsetzung des inneren Widerstandes derselben herbeigeführt werden.
In dem schematischen Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sei zwischen Anode a und Elektrode g ein Widerstand 1" und ein Schalter s gelegt. Zwischen Anode a und Kathode k sei ein Gleichstrominstrument i und eine Gleichstromspeisequelle b geschaltet, deren Spannung so gewählt ist, dass sie oberhalb der in dem grundlegenden Patent Nr. 115 764 beschriebenen Zerfallspannung liegt. Eine Kathode k wird durch eine Batterie über einen regelbaren Widerstand' ' geheizt. Der Widerstand l'kann nun bei zunächst geschlossenem Schalter s so geregelt werden, dass bei Durchschreiten eines bestimmten Widerstandswertes das Zerfallphänomen auftritt, und das Instrument i an Stelle eines mehr oder minder kleinen Ruhe-bzw.
Leerlaufstromes plötzlich den sehr hohen Zerfall strom anzeigt. Schaltet man hierauf die Batterie b ab und öffnet den Schalter s, schliesst sodann wieder den Anodenkreis über die Batterie b, so fliesst wiederum der Leer-bzw. Ruhestrom. Wird nun bei unveränderter Einstellung des Widerstandes r der Schalter s eingelegt, so schnellt der Anodenstrom abermals auf den früher beobachteten hohen Wert des sogenannten Zerfallstromes empor. Wird nun bei einem daran schliessenden Versuch die Batterie b angeschaltet belassen und der Widerstand 'vorzugsweise plötzlich abgeschaltet, so bleibt der zuletzt eingestellte Zustand der erhöhten Leitfähigkeit d. h. der erhöhten Stromaufnahme der Entladungsstrecke je nach der Bauart des Entladungsgefässes erhalten.
Will man, dass sich dieser Zustand der erhöhten Leitfähigkeit wieder in den Ruhestand ändert, so kann dies, abgesehen vor Abschaltung der Speisequelle b z. B. auch dadurch erreicht werden, dass man als Speisequelle eine Wechselstrom-oder pulsierende Gleichstromquelle benutzt. im letzteren Falle derart, dass die Spannung der letzteren mindestens unter die im eingangs eiwähnten grundlegenden Patent Nr. 115 764 charakterisierte Zerfallspannung absinkt.
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Weitere Versuche mit der Erfindung haben nun gezeigt, dass bei einer bestimmten Speisespannung und gegebener Heizung auf der Entladungsstrecke und einer bestimmten Ausführung und Anordnung der Elektrode g gerade der Durchgang durch einen bestimmten Widerstandswert r den Zerfall herbeiführt.
Es ist daher nicht erforderlich, dass man bei einer gegebenen Spannung die gesamten Widerstände, welch"
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nung ergibt also die Möglichkeit der Fernsteuerung, so dass die Anordnung auf der Anodenseite als Anrufzur Betätigung von Instrumenten usw. Relais hoher Stromstärken benutzt werden kann. Um möglichst hohe Empfindlichkeit des eventuell ferngesteuerten Schalters oder des seine Stelle vertretenden Widerstandes in bezug auf die Herbeiführung des Zerfallphänomens zu erzielen, kann man ausser durch Bemessung des Widerstandes, wie vorher beschrieben, eine bestimmte Heizung, eine bestimmte Zerfallspannune : allein für sich oder in Kombination wählen.
Durch Änderung dieser Grössen kann man beliebig nahe an den Zerfallpunkt 8 der Zerfallkurve (Fig. 2) herangehen, so dass eine geringfügige Widerstandsändernng
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Empfindlichkeit der Anordnung.
An Stelle des Widerstandes im Zerfallkreise können natürlich entsprechend der grundlegenden Anmeldung Kombinationen von Kapazitäten und Widerständen bzw. Kapazitäten allein usw. benutzt werden.
Fig. 3 zeigt eine entsprechende Ausführungsform, bei der ein besonderer veränderlicher Widerstand in Reihe mit einem oder mehreren konstanten und gewöhnlich hochohmigen Widerständen o geschaltet ist ; dieser veränderliche Widerstand ist als beeinflusste Entladungsstreeke in diesem Beispiel ausgebildet mit Anode m und Gitter i und Kathode t ; diese Entladungsstrecke kann gleichfalls mit Gasionisatioll, Elektronen-oder Thermionenentladung arbeiten und eine flüssige oder feste Kathode besitzen. Im Beispiel der Fig. 3 ist eine Glühkathode vorgesehen. Zwischen Gitter i und Kathode t ist ein doppelpoliger
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Widerstand plötzlich und sprunghaft erheblich geändert wird.
Eine Aufhebung des Zustandes erhöhter Leitfähigkeit der Entladungsstrecke, a-k kann herbeigeführt werden durch die früher erwähnten Mitte !.
Die beeinflusste Entladungsstreeke m-t wirkt in diesem Falle gleichsam sehalterartig ; durch entsprechend Wahl derselben sowie der Vorschaltwiderstände 0 kann der Zerfall des Feldes bzw. der Spannung
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flussung der Hilfsstrecke rn-t.
An Stelle die Widerstände o zu ändern, kann das günstigste Widerstandsniveau in der Hilfsstrecke auch durch Einregulierung einer geeigneten konstanten Vorspannung erzielt werden. Es wäre dann also beispielsweise zwischen dem Umschalter u und der Kathode t eine positive oder negative konstante Vorspannung gegebenenfalls regelbarer Grösse einzuschalten, wie beispielsweise in Fig. 3 eingezeichnet : an deren Stelle kann natürlich eine Potentiometerschaltung, ein gegebenenfalls regelbarer Reihen-oder Parallelwiderstand im Gitterkreis i-t vorgesehen werden.
Ist es nicht erwünscht, die hohe Stromaufnahme der Röhre dauernd herbeizuführen oder will man zu deren Beseitigung nicht die besonderen Mittel der Abschaltung der Speisequelle oder Verringerung der Heizung verwenden, so ist eine Speisung mit pulsierendem Gleichstrom oder Wechselstrom angezeigt.
Hiezu kann jede beliebige geeignete Speisequelle verwendet werden. Besonders einfach ist es jedoch, unabhängig von der Natur der Speisequelle die Entladungsstrecke zur Schwingungserzeugung zu benutzen.
Man wird also etwa eine Schaltung gemäss Fig. 4 ausbilden, welche sich von derjenigen der Fig. 3 nur dadurch unterscheidet, dass parallel zur Speisequelle bunter Zwischen schaltung von Stabilisierungsdrosseln d eine Reihenkombination von Selbstinduktion 1 und Kapazität p geschaltet ist. Durch Einstellung der Grössen l oder p kann die Schwingungszahl dieser Anordnung eingestellt werden.
Wird nun bei geeigneter Wahl der Überbrückungselemente der Schalter u in die ausgezogen gezeichnete Lage ent-
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in die gestrichelt gezeichnete Lage gebracht, so werden die Schwingungen unterbrochen, was nach dem Vorausgegangenen klar ist, da die Schwingungen beim Absinken der Weehselstromspannung den Wert der Zerfallspannung durchschreiten, wodurch der Normalzustand verringerter Leitfähigkeit herbeigeführt wird, der infolge der Umschaltung des Schalters M dann dauernd beibehalten wird. Der Sehwingungszustand wird gleichsam gesperrt. Durch entsprechende Feinregulierung der Spannung der Batterie z.
B. kann dann erreicht werden, dass die Anordnung bei der Stellung des Umsehalters u in der gestrichelten Lage gerade unterhalb der Grenze des Einsetzens der Schwingungen sich befindet und daher eine ganz
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Nunmehr ist es ein kleiner Schritt, um die beschriebene Anordnung für den Empfang elektrischer Schwingungen zu benutzen. Eine entsprechende Schaltung ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Eine
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Schaltung im Gitterkreis und zur Herbeiführung des günstigsten Widerstandsniveaus verbunden.
Die Schalterröhre wiederum kann mit oder ohne Zusatzwiderstand 0 pincn Teil der Entladungsstrecke a-k überbrücken, in deren Anodenkreis wiederum eine Reihenkombination von Selbstinduktion 1 und Kapazität p enthalten sein mag. Zunächst ist klar, dass beim Ankommen elektrischer Schwingungen der Widerstand in der Sehalterröhre durch die ankommenden Schwingungen verringert wird und bei einer im früheren auseinandergesetzten Gesamteinstellung ausreichen kann, um die Zerfallspannung in der Strecke a-k bzw. den Feldzerfall entlang derselben einzuleiten, wodurch sofort kontinuierliche Schwingungen im Kreise p, l, a, k einsetzen, deren Frequenz fast ausschliesslich durch die Werte 1, p bestimmt ist.
Beim Verschwinden der-ankommenden Wellen wird der Widerstand der Strecke M- < erhöht und die Schwingungen werden gesperrt, wie im früheren auseinandergesetzt. Natürlich kann jede beliebige Antennenform, beispielsweise eine Rahmenantenne mit nachgeschaltetem Einfach- oder Mehrfachverstärkern. verwendet werden, deren Sehlussröhre die Strecke n- enthält.
Bemerkenswert ist nur folgendes : ist der Kreis 1, p, a, k ton-oder niederfrequent abgestimmt, so kann mit ihm unmittelbar oder unter Zwischenschaltung von Niederfrequenzverstärkern der Telephonkreis mit dem Telephon oder sonstigen Anzeigeinstrument f gekoppelt werden : das Anzeigeinstrument f kann auch unmittelbar in Reihe mit der Selbstinduktion 1 geschaltet und gegebenenfalls durch einen Kondensator überbrückt werden. Unter Umständen wird aber wegen der extrem hohen Ströme nach Eintritt des Zerfalls über die Strecke M- weder Hochfrequenz- noch Niederfrequenzverstärkung nötig sein.
Das Schwingen des Kreises 1, p, gleichgültig, ob hoch-, mittel-oder niederfrequent abgestimmt, kann im Rhythmus der ankommenden Signale, Morse- zeichen (Schnelltelegraphie usw. ) gesteuert werden, gleichgültig, welche Frequenz die Welle der Signale besitzt. Es ist ferner möglich. den Kreis 1. p usw. auf die ankommenden Wellen ganz oder nahezu ganz abzustimmen. Man erhält dann eine völlig neue Art von Hochfrequenzverstärkung, die mit der bekannten Art nichts zu tun hat, da die hochfrequenten Wellen im Kreise 1, p fast ausschliesslich von der Abstimmung
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röhre zugeführt werden und der Umschalter u an der Geberstelle angeordnet ist und durch Fernleitungen mit der Sehalterröhre verbunden ist.
Gleiches gilt für Drahttelegraphie für eine Anordnung der Fig. 4 oder Fig. 1, wenn in der letzteren der Widerstand r durch eine Schalterröhre ersetzt wird, die iiber Fernleitungen gesteuert wird.
Durch Versuche hat sieh herausgestellt, dass bei Anschluss eines Schwingungskreises an die Zerfallröhre und dauernder Erzeugung von Schwingungen in diesem Kreise nach Einstellung von Widerstand und Schalterrohr Beeinflussungen dieser Schwingungen im Sprachrhythmus erfolgen, wenn z. B. die Gitter-Kathodenstrecke des Schalterrohres mittels Mikrophones besprochen wird. Man ist also so in der Lage, Telephonie zu übertragen mit oder ohne Draht. Man ist also in der Lage. drahtlos zu telephonieren.
Stellt man die Schaltung so ein, dass, wenn Sprachschwingungen noch nicht vorhanden sind, beim Sprechen aber der Widerstand des Schalterrohres sieh so ändert, dass Schwingungen auftreten, so kann man einen drahtlosen Telephoniesender bauen, der nur schwingt, wenn er besprochen wird.
Eine Ausführungsform einer solchen Telephoniesehaltung gibt Fig. 6. Eine nähere Beschreibung dürfte nach allem Vorhergegangenen unnötig sein.
Erfolgt die Besprechung des Senders mit der Zerfallröhre nicht direkt an Ort und Stelle, sondern verbindet man die Gitter-Kathodenstrecke der Schalterröhre mit einem Empfangsapparat, wie bereits für Telegraphie beschrieben, und empfängt telephonische Zeichen, so werden diese natürlich auch die Schwin-
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beispielsweise gemäss Fig. 7 die hochfrequenten telephoniseh beeinflussten Wellen am Empfangsort durch irgendeine Gleichrichter-oder Detektoranordnung beliebiger Art "kenntlich zu machen.
Bezüglich der Fig. 5 mag noch bemerkt werden, dass die empfangenen Ströme natürlich auch einem
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