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Einrichtung zur optischen Spannungsanzeige.
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Entladungsvorrichtungen zur optischen Spannungsanzeige und auf Schaltungen mit solchen.
In einer älteren Anmeldung (österr. PatentschTift Nr. 150764) der Anmelderin ist bereits eine elektrische Entladungsröhre zur optischen Spannungsanzeige sowie eine Schaltung mit einer solchen Röhre beschrieben. Eine derartige Röhre enthält ein Anzeigersystem, das eine Kathode und eine fluoreszierende Anode aufweist, zwischen denen eine Steuerelektrode angeordnet ist, welche die von der Kathode zur Anode wandernden Elektronen in bestimmter Weise bündelt. Auf der Anode entsteht ein leuchtender Fleck, von dem wenigstens eine Abmessung von der an der Steuerelektrode liegenden Spannung abhängig ist. Diese Steuerelektrode ist mit der Anode eines Verstärkersystems verbunden, das entweder in derselben Röhre oder in einer andern Röhre angeordnet sein kann und z.
B. aus einer Triode, an deren Gitter die anzuzeigende bzw. zu messende Spannung angelegt wird, besteht. Der dieses Verstärkersystem durchfliessende Strom ist von der an das Gitter gelegten zu messenden Spannung abhängig ; und da die Anode dieses Verstärkersystems mit der Steuerelektrode des Anzeigersystems verbunden ist, so ist auch die Grösse des Leuchtfleckes auf der fluoreszierenden Anode von der zu messenden Spannung abhängig. Wie bereits erwähnt wurde, können das Anzeiger-und das Verstärkersystem in einer einzigen Röhre, z. B. gleichachsig um eine gemeinsame Kathode herum, angeordnet sein. Die Kathode kann in diesem Fall zwei emittierende Teile aufweisen, von denen einer mit dem Verstärkersystem und der andere mit dem Anzeigersystem zusammenarbeitet.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Verbesserung einer solchen Einrichtung. Es hat sich nämlich ergeben, dass mit Hilfe derartiger Röhren Spannungen oberhalb eines bestimmten Wertes nicht mehr gemessen werden können. Ist die Spannung so gross, dass die ganze Anode aufleuchtet, so führt eine Erhöhung der Spannung keine Änderung der Grösse der leuchtenden Fläche auf der Anode mehr herbei. Spannungen, welche diesen bestimmten Wert überschreiten, können also durch eine derartige Röhre nicht mehr entsprechend angezeigt werden. Um diesen Übelstand zu beseitigen, wurde bereits vorgeschlagen, das Gitter des Verstärkersystems mit einer grösseren Steigung zu wickeln, so dass das Verstärkersystem eine geringere Steilheit erhält und somit die fluoreszierende Anode erst bei einer höheren Spannung ganz aufleuchtet.
Dieser Röhre haftet jedoch der Ubelstand an, dass geringe Spannungen nur eine sehr geringe Änderung der Grösse des Fluoreszenzfleckes bewirken.
Gemäss der Erfindung sind nun in dem Anzeigersystem einer solchen elektrischen Entladungsvorrichtung zur optischen Spannungsanzeige zwei oder mehr gesonderte Steuerelektroden vorgesehen, die mit verschiedenen Anodenkreispunkten eines Verstärkersystems bzw. mit den Anoden einer entsprechenden Anzahl von Verstärkersystemen verschiedener Steilheit verbunden sind, deren Gitter die anzuzeigende Spannung zugeführt wird. Die Verstärkersysteme können mit einer gemeinsamen Kathode und einem gemeinsamen Gitter versehen sein, das über entsprechende Teile seiner Länge mit verschiedener, z. B. stufenweise zunehmender Steigung gewickelt ist, wobei jedem dieser Gitterteile gegenüber eine Anode angeordnet ist. Jede dieser Anoden ist ferner über einen Widerstand mit derfluoreszierenden Anode verbunden.
Jede der gesonderten Steuerelektroden kann auch aus mehreren miteinander verbundenen Teilelektroden bestehen.
Wie aus der Wirkung der Röhren mit veränderlicher Steilheit bekannt ist, werden die Elektronen zuerst von dem mit der geringsten Steigung gewickelten Gitter vollkommen zurückgehalten. Die mit
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diesem Gitterteil zusammenarbeitende Anode erhält in diesem Fall keinen Strom mehr ; in dem Widerstand zwischen dieser Anode und der fluoreszierenden Anode tritt daher kein Spannungsabfall mehr auf, und es besteht also zwischen dieser Steuerelektrodeund derfluoreszierenden Anode kein Spannungs-
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so dass die mit diesem Teil zusammenarbeitende Anode noch Strom führt. Die Spannungen, welche die mit den Anoden der Verstärkersysteme verbundenen Steuerelektroden des Anzeigersystems in bezug auf die fluoreszierende Anode aufweisen, sind also dementsprechend verschieden. Dies hat zur .
Folge, dass der von der erstgenannten Steuerelektrode beeinflusste Fluoreszenzfleck auf der Anzeigeranode seine maximale Grösse eher als der von der andern Steuerelektrode beeinflusste Fluoreszenzfleck erreicht. Es ist auf diese Weise also möglich, höhere Spannungen zu messen, ohne dass dabei die Empfindlichkeit für niedrige Spannungen beeinträchtigt wird. Die niedrigen Spannungen werden eben mit Hilfe einer der Steuerelektroden und die höheren mit Hilfe einer andern Steuerelektrode gemessen. Die Spannungen werden gewissermassen in mehrere Bereiche geteilt und in jedem Spannungsbereich wird mit Hilfe einer besonderen Steuerelektrode gemessen.
In der Zeichnung ist die Erfindung durch ein Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht.
In Fig. 1 ist schematisch im Schnitt eine Röhre gemäss der Erfindung dargestellt, die in einer Radioempfangsschaltung angeordnet ist, um die Abstimmung derselben auf eine zu empfangende Station od. dgl. anzuzeigen. Die Fig. 2 a-2 d geben eine Ansicht der fluoreszierenden Anode unter verschiedenen Verhältnissen.
In Fig. l bezeichnet. ? einen Diodendetektor, der eine Anode 2 und eine Kathode 3 enthält, die mit den Enden der Sekundären des abgestimmten Zwischenfrequenztransformators 5 verbunden sind. Die Kathode des Detektors ist über einen von einem Kondensator 8 überbrückten Widerstand mit dem einen Ende der Sekundären verbunden, welches Ende ausserdem über einen Widerstand 11 mit dem Gitter 14 der Röhre 9 verbunden ist. Diese Röhre enthält ferner eine Kathode 13, die zwei emittierende Teile 17 und 25 aufweist, und die Anoden 15 und 16, die durch die Leitungen 21 bzw. 22 mit den Steuerelektroden 18 bzw. 18'des Anzeigersystems verbunden sind, das noch die schlüssel- förmige Anode 19, die auf der Innenseite mit fluoreszierendem Material 20 überzogen ist, enthält.
Die Anoden 15 und 16 sind über Widerstände 24 bzw. 23 mit der positiven Klemme einer Hochspannungquelle verbunden, mit der auch die fluoreszierende Anode 19 verbunden ist. Das Gitter 14 ist nun derart ausgebildet, dass der zwischen der Kathodeund der Anode fliegende Teil desselben eine geringere Steigung als der zwischen der Anode 16 und der Kathode liegende Teil hat. So besteht z. B. der der Anode 15 gegenüberliegende Teil aus fünf und der der Anode 16 gegenüberliegende Teil aus vier Windungen. Die aus der Kathode, dem ersten Gitterteil und der Anode 15 bestehende Triode erhält auf diese Weise eine grössere Steilheit als die aus der Kathode, dem zweiten Gitterteil und der Anode 16 bestehende Triode.
Die Röhre wirkt in folgender Weise : Wird an das Gitter 14 die zu messende Spannung angelegt, so ändert sich der zur Anode 15 fliessende Strom, wodurch über den Widerstand 24 ein Spannungs-
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und der Steuerelektrode 18 ein Spannungsunterschied. Die Grösse des von der Steuerelektrode 18 beeinflussten fluoreszierenden Fleckes ändert sich infolgedessen derart, dass bei einer grösseren positiven Spannung am Gitter der fluoreszierende Fleck grösser wird.
Auf ähnliche Weise arbeitet die Anode 16 mit der Steuerelektrode 18'zusammen, so dass sich auch eine Änderung des von der Elektrode 18' beeinflussten Fluoreszenzfleckes ergibt, jedoch in geringerem Masse, da der zweite Gitterteil mehr Elektronen durchlässtund daher der Spannungsabfall über den Widerstand 23und damit der Spannungsunterschied zwischen der Steuerelektrode 18'und der fluoreszierenden Anode grösser ist. Erreicht nun die Spannung am Gitter einen bestimmten Wert, so gelangen keine Elektronen mehr auf die Anode 15, so dass der von der Steuerelektrode 18 beeinflusste Fluoreszenzfleek seine grössten Ausmasse besitzt.
Die Anode 16, die dem Gitterteil mit der grösseren Steigung gegenüber angeordnet ist, nimmt noch Elektronen auf, so dass der von der Steuerelektrode M' beeinflusste Fluoreszenzfleck noch nicht seine grössten Ausmasse hat. Wenn nun die Spannung am Gitter diesen bestimmten Wert übersteigt, so kann die Steuerelektrode 18'die Grösse des von ihr gesteuerten Fluoreszenzfleckes noch so lange ändern, bis auch von der Anode 16 kein Strom mehr aufgenommen werden kann, da dann auch der mit grosser Steigung gewickelte Gitterteil alle Elektronen zurückhält.
Es versteht sich, dass statt eines Gitters, das zwei mit verschiedener Steigung gewickelte Teile aufweist, auch ein Gitter verwendet werden kann, das mit der gleichen Steigung gewickelt ist und bei dem aus einem Teil eine oder mehrere Windungen ausgeschnitten sind, sowie dass auch noch andere Ausführungsformen Anwendung finden können.
In Fig. 2 a ist eine Ansicht der fluoreszierenden Anode dargestellt, wenn dem Gitter der Anzeigerröhre keine Spannung zugeführt wird. Die schraffierten Teile stellen dabei den fluoreszierenden Teil der Anode dar ; die nicht schraffierten Teile sind dunkel, da die Steuerelektroden18 und 18'die Elektronen lediglich auf die schraffierten Teile richten. Fig. 2 b stellt eine Ansicht der fluoreszierenden Anode in dem Augenblick dar, wo der Teil gegenüber der Steuerelektrode 18, die mit der mit dem
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Gitterteil mit geringerer Steigung zusammenarbeitenden Amde J'J verbunden ist, gerade ganz aufleuchtet. Der gegenüber der Elektrode M'liegende Teil der fluoreszierenden Anode ist dann noch zum Teil dunkel.
Fig. 2 c zeigt die Ansicht der fluoreszierenden Anode bei einer noch höheren Gitterspannung und Fig. 2 d die Ansicht in dem Augenblick, in dem die ganze Anode aufleuchtet, d. h. in dem Augenblick, in dem dem Gitter die höchste mit dieser Röhre zu messende Spannung zugeführt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur optischen Spannungjan' ! eige mittels einer elektrischen Entladungsvorrichtung, die ein Kathode, Steuerelektrode und fluoreszierende Amde enthaltendes Anzeigersystem aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Anzeigersystem zwei oder mehr gesonderte Steuerelektroden vorgesehen sind, die mit den Anoden einer entsprechenden Anzahl von Verstärkersystemen verschiedener Steilheit verbunden sind, deren Gitter die anzuzeigende Spannung zugeführt wird.
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