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Mehrstufiger Sekundärelektronenverstärker.
Bei normalen Elektronenröhren wird der Strom durch die an einem im Elektronenwege befindlichen Gitter liegende Spannung gesteuert. Es ist auch bekannt, bei einer Mehrgitterröhre einem Gitter eine Trägerfrequenz und einem andern Gitter eine Modulation zuzuführen, so dass im Ausgang eine modulierte Trägerwelle entsteht. Es sind ferner mehrstufige Sekundärelektronenröhren bekannt geworden, bei denen an einer oder, wenn es sich um die Einführung eines Trägers handelt, auch an zwei Stellen ein Steuerorgan vorgesehen ist.
Die Verstärkerwirkung einer Sekundärelektronenröhre ist im wesentlichen durch die Steilheit, also die Stromänderung im Ausgang bei einer bestimmten Spannungsänderung am Steuerorgan gegeben. Bei den bisher bekannten Röhren konnten bestimmte beschränkte Werte der Steilheit jedoch nicht überschritten werden.
Gemäss der Erfindung wird eine Erhöhung der Steilheit dadurch erreicht, dass die Steuerung in mehreren Stufen des Sekundärverstärkers durch ein und dieselbe Wechselspannung vorgenommen wird. Beispielsweise kann die Hälfte aller vorhandenen Stufen zur Steuerung ausgenutzt werden, so dass bei einem z. B. zwölfstufigen Verstärker sechs Stufen, u. zw. zweckmässig die ersten sechs, zur Steuerung ausgenutzt werden. Es können aber auch alle oder fast alle Stufen zur Steuerung herangezogen werden.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass die Steilheit mit der Zahl der ausgesteuerten Stufen anwächst. Ein Nachteil des Verfahrens scheint zunächst darin zu bestehen, dass keine lineare Abhängigkeit des Stromes von der Steuerspannung mehr besteht. Dieser Nachteil kann jedoch durch geeignete Wahl des Arbeitsbereiches, durch Verwendung von nichtlinear wirkenden Steuerungmethoden oder durch Entzerrungen aufgehoben werden.
Die Erfindung kann mit beliebigen Arten der Steuerung durchgeführt werden. Es kommen z. B. in Frage die gebräuchliche Raumladungssteuerung mittels eines Gitters oder eine Querablenkung über einer Blende oder Kante oder auch eine Konzentrations-"oder,, Abbildungssteuerung". In diesem Fall wird beispielsweise die emittierende Fläche einer Auslöseelektrode mehr oder weniger scharf auf die nächste Auslöseelektrode abgebildet. Ist das Abbild grösser als die Fläche der folgenden Elektrode, so wird ein Teil der Elektronen an der Kante der Elektrode vorbeifliegen und für die weitere Verstärkung verlorengehen.
Eine weitere Möglichkeit der Steuerung besteht darin, dass durch eine Hilfselektrode der Feldverlauf in der Röhre geändert wird, so dass nur an einem mehr oder weniger grossen Teil der Auslöseelektrodenoberfläche ein Zugfeld für die Sekundärelektronen herrscht.
Es ist selbstverständlich möglich, mehrere verschiedenartige Steuerungen in ein und derselben Röhre miteinander zu kombinieren. An eine oder einzelne der Steuerelektroden kann in bekannter Weise eine Trägerfrequenzspannung angelegt werden. Falls die Steuerelektroden an verschieden hohen Vorspannungen liegen müssen, wird die Steuerspannung über geeignet gewählte Kapazitäten zugeführt.
Zweckmässig wird man jedoch eine Steuerung mit einer einzigen, in mehreren Stufen wirksamen Elektrode anstreben.
Die Zahl der ausgesteuerten Stufen kann je nach der gewünschten Charakteristik gewählt werden. Es ist auf die Weise möglich, bei ein und derselben Röhre ganz verschiedene Steuereigenschaften einzustellen.
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Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 und 2 Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Darstellung. In Fig. 1 sind eine Anzahl sekundäremittierender, auf steigendem Potential liegender Netze 1 angeordnet. Der von der Glühkathode 6 ausgehende Elektronenstrom wird durch ein Steuergitter moduliert und dann an der ersten Sekundäremissionselektrode vervielfacht. Derselbe Vorgang wiederholt sich an den folgenden Steuergittern und Sekundäremissionselektroden. Die Steuergitter 2 liegen an steigender positiver Spannung. Diese Spannung wird durch die Widerst6ände 3 so eingestellt, dass zwischen den das Steuergitter einschliessenden Sekundäremissionselektroden eine homogene Feldverteilung besteht, wenn keine Steuerspannung an dem Gitter liegt.
Die einzelnen Steuergitter sind hochfrequenzmässig miteinander durch Kondensatoren 4 parallel geschaltet.
Im folgenden wird auf die Fig. 2 Bezug genommen, die ein weiteres Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung darstellt. In einem evakuierten Gefäss sind eine Anzahl gitterförmige Auslöseelektroden J- angeordnet, hinter denen sich die Blenden 5, 6 und 7 befinden. Am einen Ende der Röhre ist ein von einem Wehneltzylinder 10 umgebene Glühkathode 9 angebracht, vor der eine zylindrische Elektrode 11 aufgestellt ist, die den aus dem Wehneltzylinder heraustretenden Elektronenstrom breit auseinanderzieht, so dass die Elektronen auf nahezu die ganze Fläche des Netzes 1 auftreffen. Am andern Ende der Röhre ist eine Sammelelektrode 13 angeordnet. Zum Betrieb der Röhre wird die zu verstärkende Spannung an den Wehneltzylinder und ausserdem über einen Transformator an eine die Röhre umgebende Magnetspule 12 gelegt.
In der Spule kann ein gewisser Gleichstrom fliessen, der eine Fokus- sierung der auch bei der Steuerspannung 0 fliessenden Elektronen auf den Rand der Blendenöffnung der Elektroden 5, 6 und 7 bewirkt.
Wenn. der Anordnung nun eine Steuerspannung von niedrigem Betrage zugeführt wird. so tritt eine sehr kräftige doppelt wirkende Steuerung der Elektronen ein. Einerseits werden sie durch die Wehneltspannung und anderseits durch das schwankende Magnetfeld in mehreren Stufen in ihrer Zahl beeinflusst. Es ergibt sieh also eine sehr empfindliche Steuerung, wie sie mit den bekannten Mitteln nicht erreicht werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Mehrstufiger Sekundärelektronenverstärker, dessen Strom durch eine zeitlich schwankende Spannung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die durch ein Gitter, durch Querablenkung über einer Blende, durch mehr oder weniger scharfe Abbildung oder durch eine Kombination dieser Möglichkeiten bewirkte Steuerung in mehreren Stufen des Sekundärverstärkers durch ein und dieselbe Spannung vorgenommen wird.