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Vorrichtung mit einer elektrischen Entladungsröhre.
Die Leistungsgrenze von Elektronenröhren für Empfangs- und Verstärker zwecke wird durch den "Schrot"-Effekt gezogen, der mit der atomaren Natur der Elektrizität aufs engste zusammenhängt, derzufolge die Zahl der übergehenden Elektronen statistischen Schwankungen unterworfen ist. Infolge dieses Effektes ist der akustische Hintergrund der Anzeigemittel hochempfindlicher Verstärkungsgeräte auch bei Abwesenheit äusserer Störungen niemals vollkommen ruhig.
Obgleich es sich hier um eine grundsätzlich unvermeidliche, von der Natur gezogene Schranke handelt, gelingt es, ihre Auswirkungen in gewissen Fällen zu mildern bzw. unter ein schädliches Ausmass herabzudrücken. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das sogenannte Rauschen der Schirmgitterröhren, insbesondere bei Hochfrequenzverstärkung durch Schwankungen des Schirmgitterstromes hervorgerufen wird, die um so grösser sind, je grösser der Schirmgitterstrom selbst ist. Jede Variation des Schirmgitterstromes bewirkt ihrerseits eine Veränderung der Schirmgitterspannung und damit eine Steuerung des Gesamtstromes, die sich der gewollten Beeinflussung in unerwünschter Weise überlagert.
Man hat bereits vorgeschlagen, in einer Schirmgitterröhre, z. B. einer Pentodenröhre, das Steuer-und Schirmgitter unmittelbar hintereinander anzuordnen und derart zu wickeln, dass von der Kathode aus gesehen, die Drähte der beiden Gitter hintereinander liegen. Dabei ergab sich jedoch der Nachteil, dass das Steuergitter dieselbe Steigung aufweisen musste als das Schirmgitter, was zu einer ungünstigen Dimensionierung führt. Man musste ein Kompromiss suchen, was zur Folge hatte, dass keines der Gitter die beste Ausgestaltung haben konnte.
Demgegenüber besteht die erfindungsgemässe Vorrichtung in einer geschalteten elektrischen Entladungsröhre, deren Steuergitter so ausgebildet ist, dass sich seine Windungen, in der Flugrichtung der Elektronen gesehen, mit denen des Schirmgitters nicht decken, so dass bezüglich der optimalen Ausgestaltung des Steuergitters dem Konstrukteur keine Schranken auferlegt sind, während zwischen Steuergitter und Schirmgitter eine zusätzliche Gitterelektrode angeordnet ist, die auf Kathodenpotential oder auf einem gegen die Kathode negativen Potential gehalten wird und deren Windungen sich mit denen des Schirmgitters, in der Flugrichtung der Elektronen gesehen, decken, so dass die Stege des Schirmgitters im Elektronenschatten liegen.
Dadurch wird es erreicht, dass trotz voller Konstruktionsfreiheit bezüglich des Steuergitters der Schirmgitterstrom ausserordentlich niedrig gehalten wird.
Es ist von Bedeutung, dass sich auf der Anodenseite des Schirmgitters kein weiteres Steuergitter befindet, denn sonst würden zufolge der Steuerwirkung dieses Gitters in jenen Schwingungphasen, wo es stärker negativ ist, die Elektronen zurückgedrückt werden (virtuelle Kathode). Diese Elektronen würden dann von der Anodenseite her auf das Schirmgitter auftreffen und somit trotz Vorhandenseins der erfindungsgemässen zusätzlichen Gitterelektroden einen erheblichen Schirmgitterstrom bewirken.
Die zusätzliche Gitterelektrode, in deren Elektronenschatten das Schirmgitter liegt, kann zweckmässigerweise mit der Kathode verbunden sein. Dadurch wird eine derartige Feldverteilung in der Nähe des Schirmgitters erreicht, dass, wie immer auch die sonstigen in der Nähe angeordneten Gitter, insbesondere das Steuergitter, gewickelt sein mögen, die Elektronen das Schirmgitter nicht oder in sehr geringem Masse treffen.
Das erfindungsgemäss eingeführte Gitter kann innerhalb der Röhre mit der Kathode verbunden sein, oder ausserhalb der Röhre an einen Punkt mit Nullpotential gelegt werden. Es ist jedoch auch
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möglich, dieses Gitter mit einem Punkt negativen Potentials, z. B. innerhalb oder ausserhalb der Röhre, mit dem Steuergitter zu verbinden. Es ist ferner vorteilhaft die weiteren in der Röhre zwischen Schirmgitter und Anode vorhandenen Gitter derart anzuordnen, dass deren Stege sich mit denen des Schirmgitters in der Flugrichtung der Elektronen von der Kathode zur Anode decken.
Die Erfindung ist auch bei Entladungsröhren, die mit einem sogenannten Raumladungsgitter versehen sind, und bei Hexoden, Oktoden usw. anwendbar, bei welchen zwischen dem Schirmgitter und der Kathode eine oder mehrere Oszillatorelektroden liegen und mehrere Schirmgitter in der Röhre angeordnet sein können.
An Hand der Zeichnung, welche schematisch die Anordnung der Elektroden einer elektrischen Entladungsröhre gemäss der Erfindung zeigt, möge diese erläutert werden.
In der Zeichnung ist mit 1 eine indirekt zu heizende Kathode bezeichnet, welche aus einem Kathodenkörper, innerhalb dessen sich z. B. unter Zwischenfügung von Isoliermaterial, ein Heizkörper befindet, besteht, während 2 ein Steuergitter, 3 ein Schirmgitter und 4 eine Anode bezeichnen.
Zwischen dem Steuer-und dem Schirmgitter ist ein Gitter 5 angeordnet, das mit der Kathode leitend verbunden und derart gewickelt ist, dass sich in der Flugrichtung, von der Kathode zur Anode gesehen, seine Windungen mit denjenigen des Schirmgitters decken, wodurch eine Feldverteilung erreicht wird, die bewirkt, dass keine oder nur eine geringe Anzahl von Elektronen das Schirmgitter erreichen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung mit einer elektrischen Entladungsröhre, die ein Elektrodensystem enthält, das ein oder mehrere Steuergitter und ein weiter als diese (s) von der Kathode entfernt liegendes Schirmgitter aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen Steuergitter und Schirmgitter in dichter Nähe des letzteren eine Gitterelektrode befindet, die auf Kathodenpotential oder auf einem gegen die Kathode negativem Potential gehalten ist und deren Windungen sich mit denen des Schirmgitters, in der Richtung von der Kathode zur Anode gesehen, decken, während die Windungen des
Steuergitters von denen des Schirmgitters abweichen.