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Durch Wechselstrom geheizte Kathode iur Braun'sehe Röhren mit niedervoltigen Strahlen.
Um bei Kathodenstrahlröhren, insbesondere solchen mit niedervoltigen Strahlen, eine genügende Intensität des Leuchtfleckes auf dem Fluoreszenzschirm zu erhalten, ist es erforderlich, Kathoden mit starker Elektronenemission zu verwenden. Da mit Rücksicht auf eine genügende Schärfe des Leuchtfleckes diese Elektronenemission von einer verhältnismässig kleinen Fläche geliefert werden muss, d. h. also die Flächendichte der Elektronenemission sehr gross sein muss, ist es erforderlich, die emittierende Kathodenfläche auf einen verhältnismässig kleinen Raum zusammenzudrängen, und verhältnismässig starke Ströme, die zweckmässig dem Starkstromnetz entnommen werden, zur Heizung der Glühkathode zu verwenden.
Es übt infolgedessen vor allem bei Wechselstromheizung das durch den Heizstrom erzeugte Magnetfeld einen störenden Einfluss auf den Kathodenstrahl aus, der sich besonders bei niedervoltigen Strahlen bemerkbar macht und ein einwandfreies Arbeiten der Röhre in Frage stellt. An eine Kathodenanordnung für Oszillographenröhren ist also ferner die Forderung einer möglichst geringen Einwirkung des Heizstromes auf den Kathodenstrahl zu stellen. Ausserdem muss die Kathodenanordnung, insbesondere wenn sie mit Wechselstrom geheizt wird, eine genügende Wärmeträgheit besitzen.
Gemäss der Erfindung wird eine Kathodenanordnung für Kathodenstrahloszillographen vorgeschlagen, die die genannten Bedingungen erfüllt. Die Kathodenanordnung besteht aus einem Hohlzylinder, vorzugsweise aus Nickel, der in Richtung der Zylinderachse in zwei Teile unterteilt ist. Der obere, nach der Anode zu gerichtete kleinere Teil ist der Kathodenraum, der eine Flächenkathode geeigneter Form, z. B. eine Bandspirale oder ein gedrücktes Blech, mit einem emittierenden Überzug enthält. Der untere Teil ist der Heizraum, der eine Heizspirale enthält, die so angeordnet ist, dass ihr Magnetfeld parallel zur Elektronenstrahlachse gerichtet ist.
Durch geeignete Wahl der Windungszahl und Stärke des Heizdrahtes ist es möglich, die Stromstärke und damit das Magnetfeld so weit herabzusetzen, dass bei dieser Anordnung die Elektronen auch bei der Erzeugung niedervoltiger Strahlen in der Grössenordnung von 100 Volt praktisch unbeeinflusst bleiben.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung, die verschiedene Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert werden.
Es stellen Fig. 1 und 2 zwei verschiedene Kathodenformen gemäss der Erfindung im Längsschnitt und in der Aufsicht dar. Fig. 3 zeigt eine Kathodenanordnung gemäss der Erfindung mit der Anode und einem Steuerzylinder.
In Fig. 1 bedeutet 1 einen Zylinder aus Nickel od. dgl., der durch eine Scheidewand 2 in einen oberen Teil, den Kathodenraum, und einen unteren Teil, den Heizraum, getrennt ist. Im Kathodenraum befindet sich eine Flächenkathode. 3 geeigneter Form, deren Oberfläche durch Überziehen mit Bariumoxyd oder andern hochemissiven Materialien aktiviert ist. Z. B. kann die Kathode, wie in Fig. 1 dargestellt ist, die Gestalt eines mehrfach gefalteten oder gedrückten Bleches") oder, wie in Fig. 2 dargestellt, die Gestalt einer bandförmigen Spirale 3'besitzen. Der obere Rand des Kathodenzylinders kann, wie Fig. 3 zeigt, die Kathodenfläche überragen, um eine seitliche Streuung der von ihr ausgehenden Elektronen herabzusetzen.
In dem unteren Teil des Kathodenzylinders befindet sich eine in Richtung der Achse erstreckende Heizspirale 4, deren eine Stromzuführung an die Scheidewand 2 angeschlossen ist, so dass der Heizstrom
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zugeführt werden kann, während die zweite Stromzuführung 6 durch eine im Boden des Nickelzylinders angebrachte Öffnung verläuft. Um einen Kurzschluss dieser Zuführung mit dem Nickelzylinder auszuschliessen, kann, wie in Fig. 2 dargestellt, über die Zuführung ein Quarzröhrchen 7 geschoben werden.
Um die Heizleistung möglichst herabzusetzen, kann, wie in Fig. 2 dargestellt, der Nickelzylinder mit einem Strahlungsschutz versehen werden, der z. Bin Form eines auf der Innenseite polierten, den Zylinder 1 in geringem Abstand umgebenden Nickelzylinder 8 ausgebildet werden kann. Dieser Strahlungsschutz kann, wie Fig. 3 zeigt, isoliert von dem Kathodenzylinder 1 angebracht und mit einer besonderen Zuleitung 9 versehen werden. Der Strahlungsschutz kann dann gleichzeitig als Steuerzylinder benutzt werden, so'dass durch Anlegen geeigneter Spannungen die Intensität des die Anode 10 durchlaufenden Elektronenstrahles beeinflusst werden kann. Es wird hiedurch die sonst übliche Steuerblende gespart.
Der Zylinder 8 ragt in diesem Falle, um eine genügende Steuerwirkung zu erzielen, zweckmässigerweise über den oberen Rand des Kathodenzylinders 1 hinaus, wie dies Fig. 3 zeigt.
Die angegebene Kathodenanordnung lässt sich in sehr kleinen Dimensionen, wie es für Kathodenstrahlröhren erwünscht ist, z. B. mit einem Kathodenzylinder von wenigen Millimetern Durchmesser, herstellen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Durch Wechselstrom geheizte Kathode für Braunsche Röhren mit niedervoltigen Strahlen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallhohlzylinder vorgesehen ist, in dessen oberem Teil eine mit hoch- emissivem Material versehene Flächenkathode. und in dessen unterem Teil eine Heizvorrichtung derartig untergebracht ist, dass das Magnetfeld der Heizwieklung im wesentlichen in Richtung der Achse des aus der Flächenkathode austretenden. Kathodenstrahles verläuft.