AT152128B - Verfahren zur Spannungs- oder Stromverstärkung. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Spannungs-oder Stromverstärkung. 



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verstärkung kleiner elektrischer Ströme und
Spannungen mittels   Sekundärelektronenverstärker.   Es ist bekannt, dass man mittels einer Sekundär- elektronenverstärkung durch Hintereinanderschaltung mehrerer Prallanoden fast beliebig hohe Ver- stärkung kleinster Elektronenströme erzielen kann. Diese Art der Verstärkung ist nun an das Vor- handensein eines primären freien Elektronenstromes gebunden, d. h. die zu verstärkende Eingangs- nutzenergie muss aus einem Strom frei fliegender Elektronen bestehen, da man nur solche zur Aus- bildung von Sekundärelektronen verwenden kann.

   Man kann also eine derartige Verstärkung sehr gut zur Verstärkung bei Photozellen usw. verwenden, doch ist sie in der bis heute bekannten Form nicht brauchbar dort, wo-wie das meist der Fall ist-es sich um die Verstärkung eines Leitung- stromes bzw. um die Verstärkung einer Spannung handelt. Man kann   nämlich   einen aus einer Kathode austretenden Elektronenstrom einer solchen Steuerwirkung, z. B. mittels eines Steuergitters oder eines
Magnetfeldes, unterziehen und dann den modulierten Elektronenstrom einer nachfolgenden Sekundär- elektronenverstärkung unterwerfen, doch ist der Modulationsgrad bei sehr kleinen Eingangssteuer- spannungen derart gering, dass man am   Verstärkungsausgang   zwar sehr grosse Gleichströme erhält, die aber nur eine geringe Modulation tragen.

   Dies wirkt sich besonders hinsichtlich des Eingangs- störpegels ungünstig aus, da der grosse Elektronengleichstrom in sich auch einen entsprechend grossen
Schrotpegel hat. Der geringe Modulationsgrad bei geringen Steuerspannungen erklärt sich daraus, dass die z. B. aus einer Glühkathode austretenden Elektronen eine Maxwellverteilung aufweisen, d. h. 



  Austrittsgesehwindigkeiten von 0 bis etwa 4 Volt haben. Um also einen solchen Elektronenstrom von 0 bis zu seinem Maximum durehsteuern zu können, ist in jedem Falle eine Steuerspannung in der
Grössenordnung einiger Volt notwendig. Da es sich aber z. B. beim Fernsehen um Spannungen der
Ordnungen von   10-''Volt   handelt, ist dort eine derartige   Verstärkung nicht   anwendbar. 



   Durch vorliegende Erfindung wird eine Möglichkeit gegeben, kleinste elektrische Spannungen und Leitungsströme mittels   Sekundärelektronenverstärkung   zu verstärken und so deren grosse Vorteile - kleiner Eingangsstörpegel und   Verzerrungsfreiheit-auszunutzen. Es   ist bekannt, dass man in der Art eines Spektrographen mit elektronenoptischen Mitteln aus einem Elektronenstrahl, welcher Elektronen verschiedenster Geschwindigkeiten enthält, Elektronen eines fast beliebig engen Geschwindigkeitsbereiches herausblenden kann. Hat man also den aus einer Glühkathode austretenden Elektronenstrom mit einer Geschwindigkeitsverteilung von 0-4 Volt, so kann man derart einen   Elektronenstrahl h erausblenden, welcher   nur noch Elektronen mit einer Geschwindigkeit, z. B. zwischen 2-000 und 2. 001 Volt enthält.

   Einen solchen Elektronenstrahl kann man aber nun mit einer Steuerspannung von 0-001 Volt völlig durchsteuern. 



   Erfindungsgemäss wird also vorgeschlagen, einen   derart spektroskopisch ausgeblendeten Elek-   tronenstrahl mit der zu verstärkenden Nutzspannung zu steuern und ihn dann einer Sekundärelektronen-   verstärkung   zu unterziehen. Es ist übrigens grundsätzlich   möglich,   einen solchen Elektronenstrahl mit sehr gleichförmiger Geschwindigkeit auch auf andere Weise zu erzeugen, z. B. durch Bestrahlen einer Photokathode mit monochromatischem Licht oder Glühelektronenemission aus   monokristallischen   Oberflächen geringer Austrittsarbeit.

   Man hat jedoch bei einer spektroskopischen Ausblendung in einfachster Weise durch Verändern der Ablenkfelder die Möglichkeit, den ausgeblendeten Geschwindig-   keitsbereich   und damit den Modulationsgrad nach Belieben einzustellen bzw. den ausgeblendeten Geschwindigkeitsbereich der zu verstärkenden Eingangsspannung anzupassen. Gleichwohl ist es 

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   elektronenverstärkung also auch dementsprechend hochgetrieben werden muss. 



  Es ist auf dem beschriebenen Wege möglich, Verstärker mit fast beliebig grosser Steilheit zu   bauen, die sowohl kleinste Gleich-wie Wechselspannungen und Ströme aller Frequenzen verzerrungsfrei und trägheitslos verstärken. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur   Spannungs-oder Stromverstärkung, dadurch gekennzeichnet,   dass ein
Elektronenstrom eines engbegrenzten Geschwindigkeitsbereiches elektrisch oder magnetisch seiner
Intensität oder Geschwindigkeit nach durch die zu verstärkende Nustzspannung bzw. den zu ver- stärkenden Strom gesteuert und sodann einer   Sekundärelektronenverstärkung   unterzogen wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenstrom eines eng- begrenzten Geschwindigkeitsbereiehes durch eine Elektronenquelle erzeugt wird, welche Elektronen einer möglichst gleichförmigen Geschwindigkeit liefert, also z. B. mit monochromatischem Licht bestrahlte Photokathode oder Glühkathoden mit einkristallinen Oberflächen geringer Austrittsarbeit.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenstrom eines engbegrenzten Geschwindigkeitsbereiehes durch eine spektroskopische Ausblendung (magnetisch oder elektrisch) erzeugt wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeits- bereich durch Ändern der ablenkenden Magnet-oder elektrischen Felder verändert und so der zu verstärkenden Eingangsspannung angepasst wird.

   5. Verstärkerröhre für das Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Erzeugung von Elektronen eines engbegrenzten Geschwindigkeitsbereiches, ein Senderorgan und mehrere Sekundäremissionselektroden.