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Entladungsgefäss
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Entladungsgefäss zur Verstärkung, Gleichrichtung bzw. Erzeugung von elektromagnetischen Schwingungen, bei dem der Entladungsvorgang zwischen einer Kathode und einer Anode durch eine ausserhalb des Entladungsgefässes angeordnete Elektrode gesteuert wird.
Es ist bereits der Vorsehlag gemacht worden. um einen besseren Wirkungsgrad der Verstärkung zu erzielen, die Kapazität Kathode-Aussensteuerelektrode wesentlich grösser zu machen als die Kapazität Kathode-Anode. Das Verhältnis dieser Kapazitäten ist nämlich ausschlaggebend für die Steuerwirkung
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massgebend ist. Man hat daher vorgeschlagen, den Querschnitt des Entladungsgefässes nicht kreisförmig, sondern langgestreckt zu machen und die Elektroden so anzuordnen, dass die Kathode näher zur Gefässwand liegt als zur Anode. Die Erfüllung dieser rein konstruktiven Bedingung ist die Voraussetzung für die Güte einer von aussen gesteuerten Röhre.
Der Steuerungsvorgang bei den Aussensteuerelektrodenröhren erfolgt sowohl durch direkte Beeinflussung der von der Kathode ausgehenden Elektronen als auch dadurch, dass sieh an der Gefässwand Wandladungen ausbilden, die durch die Steuerspannung beeinflusst werden und ihrerseits auf den Ent-
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spielt dieser Wandladungseffekt eine wesentliche Rolle. Durch das langsame Abfliessen der Wandladungen kommt eine Gleichrichterwirkung zustande. Unter dem Einfluss einer positiven Spannung sammeln sich an der inneren Gefässwand negative Ladungen, die sich aber nicht lange halten und auf die mit dem Glase in Berührung stehende Anode abfliessen bzw. durch Rekombinationen mit vorhandenen Gasresten verschwinden.
Dieses Verschwinden der Wandladungen braucht aber eine gewisse Zeit in Abhängigkeit von dem Vakuum der Röhre und der Konstruktion derselben. Infolge des Auftretens der Wandladungen und ihres allmählichen Verschwindens findet eine Verminderung des mittleren Anodenstromes statt,
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wie bei der Audionselhaltung, wo die Aufladung des Gitterkondensators und das Abfliessen der Ladungen über den Gitterwiderstand den mittleren Gitterstrom so beeinflussen, dass ein Gleichrichtereffekt zustande kommt.
Erfindungsgemäss wird die Anode in Berührung mit der Glaswand gebracht. damit der Weg, den die Wandladungen zum Abfliessen brauchen, verkürzt wird. indem die Anode ganz oder teilweise unmittelbar an der Innenwand des Entladungsgefässes anliegt. Je nach dem Verwendungszweck der Röhre, ob
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richtung wird die Röhre verschieden zu bauen sein. so dass in einem Fall die Wandladungen sieh weniger stark ausbilden oder kürzere Zeit halten als im andern Fall, wo ein starker Wandladungseffekt erwünscht ist. Je nach diesen Umständen wird also der Vakuumgrad der Röhre verschieden zu wählen sein oder aber die Entfernung der Elektroden und die Grösse der leitfähigen Berührungsfläche zwischen Anode und Gefässwand entsprechend zu bestimmen sein.
Die leitfähige Berührung mit einer grösseren Fläche
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Verspiegelung der Innenwand der Röhre, wobei die Anode mit diesem Metallspiegel in leitender Verbindungsteht.
Die Erfindung ist in fünf Figuren dargestellt.
In Fig. 1 ist die Anode A als Spirale ausgebildet. deren Windungen an der inneren Glaswand E anliegen. Die Anode kann natürlich bei einer ähnlichen Ausführungsform auch aus perforiertem Blech od. dgl. bestehen. Die Kathode besteht aus einem doppelten Glühfaden K. Der Querschnitt ist langgestreckt. wie aus Fig. 1u zu ersehen ist. Die Steuerelektrode kann in dem Entladungsgefäss selbst befestigt sein oder aber unabhängig vom Entladungsgefäss einen Bestandteil des Apparates bilden. in den) die Entladungsröhre verwendet wird. Es kann die Steuerelektrode entweder seitlich um das ganze Gefäss herumgelegt sein oder aber nur an den Stellen des Entladungsgefässes angeordnet werden, von denen aus die Steuerwirkung auf den Elektronenstrom am grössten ist.
Es können auch mehrere Steuerelektroden isoliert übereinander angeordnet sein, deren Steuerwirkungen dadurch verschieden gemacht sind, dass die Elektroden durchbrochen, z. B. gitterförmig ausgebildet sind und verschiedene Masehenweite besitzen.
Für mit Wechselstrom geheizte Röhren ist es ratsam, die Steuerelektrode so anzuordnen bzw. auszubilden, dass sie die Gefässwand nur gegenüber einem Teil der Glühkathode, also nicht das Gefäss entsprechend der ganzen Länge der Kathode umgibt. Dadurch werden die Wechselstromstörgeräusche
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enden gegen die Steuerelektroden durch Verkürzung der Steuerelektrode verkleinert werden, weil die Enden des Fadens, wo die grössten Potentialschwankungen stattfinden, nunmehr ausserhalb der Beein- flussung der Steuerelektrode liegen. Zum Zwecke der Herabsetzung der Wechselstromstörgeräusche ist es bekanntlich erforderlich, die Mitte der Glühkathode bzw. die Mitte eines parallel zur Glühkathode liegenden Potentiometers oder Transformators an Erde zu legen.
Um den Einbau eines Potentiometers. bei dem der für die betreffende Röhre richtige Abzweigpunkt eingestellt werden kann, zu vermeiden. empfiehlt es sich, die Aussensteuerelektrode längs des Glühfadens verschiebbar zu machen, so dass die Mitte der Aussensteuerelektrode leicht experimentell gegenüber der Mitte des emittierenden Teiles der Glühkathode angeordnet werden kann.
Eine andere Möglichkeit, die Wechselstromgeräusche zu beseitigen. besteht darin, dass die Gill- kathode nur auf einem Teil ihrer Länge emissionsaktiv gemacht wird. dass also die Entladung hauptsächlich von einem kleinen Teil. welcher von der Steuerelektrode umgeben ist. ausgeht.
Für die Erzeugung von Schwingungen kann eine Röhre gemäss der Erfindung so verwendet werden. dass in den Anodenstromkreis ein schwingungsfähiges System eingeschaltet ist, welches mit der Aussensteuerelektrode durch eine Rückkopplung verbunden wird. Um den Grad der Rückkopplung variabel zu machen, empfiehlt es sich, die Anordnung der Steuerelektroden so zu treffen. dass sie dem Entladungsgefäss genähert bzw. entfernt werden können.
Ein weiterer Verwendungszweck solcher Röhren ist. dass sie für die Umwandlung mechanischer oder akustischer Schwingungen in elektrische Schwingungen benutzt werden können. indem die Steuerelektrode beweglich ausgeführt und so angeordnet wird, dass sie durch mechanische oder akustische Schwingungen, z. B. durch die Sprache, so bewegt werden kann, dass sich der Abstand zwischen der Steuerelektrode und dem Entladungsgefäss ändert. Wird der Steuerelektrode eine Vorspannung erteilt. so ändert sich daher in Abhängigkeit von der Entfernung der Steuerplatte die Steuerspannung, die auf die Entladestrecke wirkt.
Eine Anordnung dieser Art ist in der Fig. 2 schematisch dargestellt. worin E der Querschnitt
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St ist die Steuerelektrode, die. wie durch die punktierte Linie angedeutet, senkrecht zu ihrer Oberfläche in Bewegung geraten kann. Der Entladestromkreis enthält in an sieh bekannter Weise eine Batterie B und einen Verbraueherapparat R. der je nach dem Anwendungszweck der Anordnung beschaffen ist.
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Bewegungen der Steuerelektrode S@ ändert sich daher die auf die Entladestrecke wirksame Spannung. wobei die Steuerwirkung proportional der Gleichspannung ist. Für verschiedene Zwecke kann auch eine Wechselspannung an die Steuerelektrode gelegt werden, wie das in Fig. 3 dargestellt ist. wo eine Wechselstromquelle N über einen Transformator mit der Kathode und der Steuerelektrode verbunden ist.
Diese beschriebene Anordnung wirkt als Mikrophon und ist ausserordentlich empfindlich. Für Steuerelektroden verwendet man zweckmässig eine dünne Metallfolie, z. B. Stanniolpapier oder ein Metallgitter oder einen entsprechenden Isolierstoff, der mit einer leitenden Schicht bezogen ist.
In Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei der eine Hoehfrequenzquelle H an die Steuerelektrode gekoppelt ist. Gemäss dieser Schaltung kann die Anordnung zur Modulation der Hochfrequenz benutzt
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