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Elektronische Entladungseinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf elektronische Entladungseinrichtungen und betrifft insbesondere Auffangelektrodensysteme, wie sie in kodierten elektronischen Entladungseinrichtungen verwendet werden.
Bei einer bekannten kodierten Entladungsröhre mit Strahlabstastung wird ein breiter, flach gebündelter Elektronenstrahl gegen eine mit Öffnungen versehene kodierende Platte gerichtet. Die Öffnungen dieser Kodeplatte sind in parallelen Zeilen angeordnet und bilden Permutationsgruppen, die dem gewählten Kode entsprechen. Die Lage des Strahles in bezug auf die parallelen Zeilen von Öffnungen in der Kodeplatte wird durch ein Strahlablenksystem gesteuert, dem das Eingangssignal zugeführt wird. Jene Teile des Elektronenstrahles, die jeweils durch die Öffnungen einer bestimmten Zeile der Kodeplatte hindurchtreten können, stellen somit die Übersetzung des Eingangssignals in den gewählten Kode dar.
Um das Ausgangssignal abzunehmen, sind hinter der Kodeplatte in entsprechender Vielzahl Ablese-
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zum Ablenksystem kann die genaue Strahleinstellung auf eine bestimmte Zeile der Kodeplatte gewährleistet werden. Röhren dieser Art sind bereits bekannt und beispielsweise in der USA - Patentschrift Nr. 2,713, 650 beschrieben ; sie sind beispielsweise für die Steuerung von Speichereinrichtungen sowie insbesondere als Bestandteil von Jmpulskode-Modulatiomsystemen verwendbar.
Eines der Hauptprobleme, die sich bei der Entwicklung von kodierenden Röhren mit Strahlabtastung ergeben, Desteht darin, die Kollektorelektroden so gut gegeneinander abzuschirmen, dass die kapazitive und elektronische Kopplung zwischen diesen Elektroden möglichst gering ist. Ein weiteres Problem ist die Verminderung der Kapazität zwischen den einzelnen Kollektorelektroden und Erde.
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weiterer NachteilAufbau des Auffangelektrodensystems, derbisher zur Erzielung brauchbarer Ergebnisse erforderlich war. Auch der schwache Ausgangsstrom von kodierenden Röhren mit kurzzeitiger Strahlabtastung hatdie Anwendungs - möglichkeit solcher Röhren beschränkt.
Es sind nun zwar schon Versuche unternommen worden, diese Schwierigkeiten zu beheben, doch unterliegen auch die besten bekannten Elektrodenaufbauten noch den Nachteilen, dass die Herstellungskosten infolge des komplizierten Elektrodenaufbaues hoch sind, dass ein Übersprechen zwischen den Elektroden auftritt, weit zwischen den Elektroden keine vollständige Isolierung vorhanden ist, dass eine erhebliche Kapazität zwischen Erde und den Kollektorelektroden besteht, wodurch die Geschwindigkeit der Signalabnahme von den Elektroden begrenzt wird, und dass der Ausgangsstrom niedrig ist.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die kapazitive und elektronische Kopplung zwischen den Auffangelektroden von elektronischen Entladungseinrichtungen und auch die kapazitive Kopplung zwischen den Auffangelektroden und Erde zu vermindern. Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, für Entladungs- einrichtungen der erläuterten Art ein Auffangelektrodensystem. zu schaffen, das einen verhältnismässig ein- fachenGesamtaufbauhat undleicht zusammengebautwerdenkann. Fernerbefasstsich die Erfindung mitder Aufgabe, den Ausgangsstrom von kodierenden elektronischen Entladungseinrichtungen zu erhöhen und Entladungseinrichtungen dieser Art allgemein zu verbessern.
Die Erfindung geht von jener bekannten Ausführung vor elektronischen Entladungseinrichtungen aus, bei der von einer Elektronenschleuder ein primärer Elektronenstrahl gegen ein AuffangelektrodensysterÎ1 geworfen wird und die Auffangelektroden von durch den primären Elektronenstrahl ausgelösten Sekundär-
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elektronen getroffen werden.Eine erfindungsgemäss ausgebildere Entladungseinrichtung dieser Art ist im we- sentlichen dadurch gekennzeichnet.
dass das Auffangelektrodensystem einen einstückigen Block umfasst, der an einer Oberfläche eine Vielzahl von Rillen aufweist, welche zwischen einer Vielzahl von vorstehenden Blockteilen liegen, wobei die Wandungen dieser Rillen eine durch den Elektronenstrahl definierte Ebene unter einem spitzen Winkel schneiden, und dass in jeder Rille ein dünner Elektronendraht ausserhalb des Weges des primären Elektronenstrahls, aber im Wege der Sekundärelektronen angeordnet ist, die beim Auftreffen des primärenElek- tronenstrahls auf die sekundäremissionsfähig ausgebildete Rillenwandung emittiert werden.
Das AuffaLgelektrodensystem besteht vorzugsweise aus einem Aluminiumbloch.Die Aufangelektroden, die im direkten Weg des Elektronenstrahles liegen, werden durch die Seitenflächen von schrägen Rillen gebildet, die im Block durch Einwalzen oder auf andere Weise ausgebildet werden können.Der Winkel, unter dem die zueinander parallelen
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einer starken Sekundäremission zu verleihen. Infolgedessen löst der bombardierende Elektronenstrahl einen stärkeren Sekundärstrom aus, der sodann durch die positiv vorgespannten Kollektordrähte gesammelt wird.
Da die Kollektordrähte gegen den primären Elektronenstrahl vollkommen abgeschirmt sind, kann die Sekundäremission der Rillenoberfläche zur Gänze für die Verstärkung des Ausgangsstromes ausgenützt werden.
Bekanntlich ist die Sekundäremission einer bombardierten Oberfläche grösser, wenn das Bombardement in schräger Richtung statt in senkrechter Richtung erfolgt. Beispielsweise ist es bekannt, dass ein Elektronenbombardement unter einem Inzidenzwinkel von 600 dieSskundäremission gegenüber dem Fall eines senk- rechten Bombardements um den Faktor 2 erhöht.
Demnach werden durch die geneigte Anordnung der Rillen zwei Vorteile erzielt, nämlich erstens eine wirksame Abschirmung zwischen den Auffangelektroden und zweitens die bestmögliche Ausnützung der Sekundäremission der Rillenwandung für die Verstärkung des Ausgangsstromes.
Es versteht sich, dass die Kollektordrähte mit äusserster Genauigkeit montiert werden müssen, damit sie . in richtiger Beziehung zu den parallelen Zeilen von Öffnungen der Kodeplatte verlaufen. Die erforderliche
Montagegenauigkeit wird zweckmässig dadurch erreicht, dass die Drähte durch zentrierende Führungen in
Endblöcken aus keramischem oder anderem Isoliermaterial eingeführt werden : diese Endblöcke sind seit- lich am Aluminiumblock befestigt. An der Aussenseite dieser Endblöcke verlaufen die Drähte fächerförmig zu getrennten, an den Endblöcken angebrachten Anschlussstiften im Inneren der Röhre. Die äusseren
Anschlüsse für die Kollektorelektroden werden zweckmässig durch übliche Knopfkontakte gebildet, deren
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Die Möglichkeit von Kurzschlüssen zwischen den Kollektor-und Auffangelektroden, die beispielsweise durch Bruch eines Elektrodendrahtes bei übermässiger Beanspruchung infolge einer Zusammenziehung od. dgl. auftreten kann, lässt sich erheblich vermindern, wenn man die Drähte unter geregelter mechanischer Vorspannung montiert. Nach einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird jeder keramische Endblock, der zur lagenrichtigen Halterung der Kollektordrähte dient, durch eine metallische Stirnplatte in seiner Lage festgehalten. An jeder Stirnplatte ist ein federnder Lappen vorgesehen, der gegen einen isolierenden Spannstab drückt. Der Spannstab drückt seinerseits gegen die Kollektordrähte und hat das Bestreben, diese Drähte entsprechend der Krümmung einer Rille zu verformen, die im-zugeordneten Endblock vorgesehen ist.
Infolgedessen wird unabhängig von Längenänderungen der Kollektordrähte durch Zusammenziehung oder Dehnung die mechanische Vorspannung dieser Drähte relativ konstant gehalten.
Ein Merkmal der Erfindung liegt somit darin, dass das Auffangelektrodensystem einer elektronischen
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gegeneinandernenstrahl durch einen einzigen Schirmteil abgeschirmt sind. Insbesondere wird erfindungsgemäss ein gerillter Block als jener Teil des Auffangelektrodensystems verwendet, welcher sowohl die Abschirmung
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nenstrahl bewirkt.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, dass jede Rille des erwähnten Blockes in bezug auf den Weg des direkten Elektronenstrahles schräg angeordnet ist. In jeder Rille dieses Blockes verläuft ein einziger Elektrodendraht. Die Seitenflächen der Rillen des metallischen Blockes sind'sekundäremissions-
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fähig ausgebildet, um einen verstärkten Ausgangsstrom zu erhalten. Die gesamte Gruppe von Kollektorelektrodenwird durch eine Vielzahl von relativ dünnenElektrodsndrähten gebildet. Diese Elektrodendrähte werden vorzugsweise unter geregelter mechanischer Vorspannung gehalten, um die Möglichkeit von Kurzschlüssen zwischen den Kollektor- und Auffangelektroden auszuschalten.
Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel genauer erläutert werden. Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässekodierende Elektronenstrahlröhre mit S trahlabtastung in Ansicht und teilweise im Schnitt. Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. l, Fig. 3 ein Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2. Fig. 4 stellt in perspektivischer Ansicht und auseinandergezogen Einzelheiten der Kodeplatte, des Auffangblockes, der Endblöcke und der Sirnplatten dar. Fig. 5 ist eine perspektivische Teilansicht eines flachen Elektronenstrahles, der die Kodeplatte abtastet und teilweise durchsetzt, wobei die durchgelassenen Strahlteile auf die Seitenflächen der Rillen des Auffangblockes auftreffen.
Die wirksamen Teile der in Fig. 1 dargestellten, mit Strahlabtastung arbeitenden kodierenden Röhre sind in einem Glasgefäss 1 eingeschlossen. Das Glasgefäss 1 ist auf einem Sockel 3 montiert, der Sockelstifte 2 trägt. Die Elektronenschleuder der Röhre enthält die üblichen (nicht dargestellten) Ablenk-und Korrekturorgane, die von einem ersten Satz von isolierenden Stützstäben 4 getragen werden. Vorzugsweise hat die Elektronenschleuder den in der USA-Patentschrift Nr. 2,713, 650 beschriebenen Aufbau. Der erste Satz von Stützstäben 4 trägt ferner einenAbschirmmantel 6 für den Elektronenstrahl. Dieser Abschirmmantel 6 wird überdies durch seitlich angesetzte Arme 7 gehalten, die auf stützen 31 aufruhen, welche an der Innenwand des Glasgefässes 1 befestigt sind.
Oberhalb des Abschirmmantels 6 befindet sich die das Auffangelektrodensystem bildende Kombina-
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seits an dem Abschirmmantel 6. befestigt sind. Zu den Elementen des dargestellten Auffangelektrodensystems gehören eine rechteckige, mit Öffnungen versehene Abschirmplatte 8, eine Kodeplatte 9 und ein Auffangblock 10. Auf jeder Seite des Auffangblockes 10 ist ein keramischer Endblock 11 befestigt, der vorzugsweise aus Steatit besteht. Jeder dieser Endblöcke 11 wird durch eine metallische Stirn-oder Andrückplatte 14 festgehalten. Die Elektrodendrähte 19, die am besten in Fig. 5 erkennbar sind, liegen innerhalb von in den Block 10 eingewalzten Rillen 24, berühren aber die Rillenwandung nicht. Jeder Elektrodendraht ist an beiden Enden an einem der Endblöcke 12 befestigt.
Ein Ende eines jeden Elektrodendrahtes ist ferner mit Hilfe einer Leitung 16 mit einem am Umfang des Hüllgefässes 1 angeordneten Knopfkontakt 15 verbunden. Die Knopfkontakte 13 am Oberteil des Hüllgefäf3es 1 sind mit Vorspannungsleitungen verbunden, von denen eine, die mit 17 bezeichnet ist. an die rechteckige, mit Öffnungen versehene Abschirmplatte 8 angeschlossen ist.
Einzelheiten und die relativen Lagen der verschiedenen Elemente des Auffangelektrodensystems sind am besten aus Fig. 2 ersichtlich. Man erkennt, dass die Zeilen von Öffnungen 18 in der Kodeplatte 9 parallel zu den Rillen 24 im Block 10 ausgerichtet sind. Fig. 3 erläutert die Mittel, die angewendet werden, um einen Kurzschluss zwischen den Elektrodendrähten 19 und dem Auffangblock 10 zu verhindern, der sonst durchDrahtbruch infolge übermässiger Beanspruchung eines Drahtes bei einer Zusammenziehung oder durch den Durchhang bei einer starken Dehnung auftreten könnte.
Aus jeder zur Halterung eines Endblockes dienenden Stirnplatte 14 ist ein rechteckiger Lappen 20 ausge- schnitten. Dieser Lappen ist an seinem unteren Rand mit der Platte 14 verbunden, wogegen sein oberer Rand freiliegt und gekrümmt ist. Der gekrümmte Teil des federnden Lappens 20 drückt gegen einen klei nen zylindrischen Spannstab 21 aus einem geeigneten, harten Isoliermaterial. Dem Spannstab 21 liegt eine, seiner Form angepasste Rille 22 im Endblock 11 gegenüber.
Jeder Elektrodendraht 19 ist mit einem Anschlussstift 12 am Endblock 11 verbunden und verläuft in einer Ausnehmung 25 des Endblockes quer über die Rille 22, sodann durch einen Führungsschlitz 2 8 im Endblock in eine der Rillen 24 des Auffangblockes 10, ohne die Rillenwandung zu berühren, bis zur gegenüberliegenden Seite, wo er in ähnlicher Weise befestigt ist.
Wenn die Länge der Elektrodendrähte 19 infolge Dehnung zunimmt, wird durch den Druck der Federlappen 20 gegen die Spannstäbe 21 für die Elektrodendrähte jeder Durchhang aufgenommen, indem die Drähte gezwungen werden, der Kontur der Rillen 22 genauer zu folgen. In ähnlicher Weise wird, wenn sich die Elektrodendrähte verkürzen, durch das Zusammenwirken der Spannstäbe 21 und der Federlappen 20 erreicht, dass die Elektrodendrähte die Rille 22 auf einem mehr geradlinigen Weg überqueren. Auf diese Weise wird sowohl bei einer Dehnung als auch beieiner Zusammenziehung derDrähtedie mechanische Vor- spannung der Drahtelektroden verhältnismässig konstant gehalten.
Die Arbeitsweise der mit Strahlabtastung arbeitenden kodierenden Röhre gemäss der Erfindung lässt sich
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gehen aber durch die schlitzformierten Öffnungen 18 der Kodeplatte hindurch und treffen z. B. auf die exponierten Seitenflächen 27 bzw. 32 von eingewalzten Rillen 24 im Block 10 auf. Die exponierten Seitenflächen der eingewalzten Rillen 24 sind oxydiertoder sonstwie so behandelt, dass sie eine Sekundärelek - tronenemission liefern. Man erkennt, dass jeder Elektrodendraht 19 durch die ihm zugeordnete Rille 24 abgeschirmt wird, so dass er gegen das Auftreffen direkter Stahlteile, die von der Kodeplatte 9 kommen, geschützt ist.
Diese Anordnung der Elektrodendrähte 19 in den Rillen 24 bewirkt ferner auch eine ausgezeichnete gegenseitige Abschirmung zwischen den einzelnen Elektrodendrähten. Die Elektrodendrähte können nur von Strömen erreicht werden, die durch Sekundärelektronenemissionen entstehen, sobald ein Teil des Elektronenstrahles eine der geneigten Rillenwandungen trifft.
Je nach der vertikalen Lage des flach gebündelten Elektronenstrahles an der Kodeplatte werden verschiedene Kombinationen von Kollektoreiektroden gespeist. Diese Kombinationen geben dann in kodierter Form die jeweilige Lage des Elektronenstrahles an. Der Ausgangsstrom eines jeden Elektrodendrahtes, der
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in der Kodeplatte verläuft, und liegt ungefähr in der Grössenordnung von 25 oder 30 Mikroampere, kann aber auch wesentlich stärker sein.
Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung bestand der Auffangblock aus Aluminium ; er hatte eine Breite von 31, 8 mm, eine Höhe von 28,6 mm und eine Tiefe von 6,4 mm. Die abschirmenden Rillen wurden in den Block bis zu eiser Tiefe von 1, 4 mm eingewalzt und hatten bezüglich der Oberfläche des Blockes einen Neigungswinkel von 630. Dieser Neigungswinkel ist in Fig. 5 mit 40 bezeichnet.
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Kapazität zwischen den Elektroden und Erde. Die angegebenen Abmessungen sind an sich nicht kritisch, sondern sollen nur die Grössenordnung der im Rahmen der Erfindung anwendbaren Abmessungen erläutern.
Es versteht sich, dass das beschriebene Ausführungsbeispiel nur den Grundgedanken der Erfindung erläutern soll, im Rahmen der Erfindung aber noch verschiedene Abwandlungen zulässt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektronische Entladungseinrichtung, bei der von'einer Elektronenschleuder ein primärer Elektronenstrahl gegen ein Auffangelektrodensystem geworfen wird und die Auffangelektroden von durch den pri- märenElektronenstrahl ausgelösten Sekundärelektronen getroffen werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffangelektrodensystem einen einstückigen Block (10) umfasst, der an einer Oberfläche eine Vielzahl von Rillen (24) aufweist, welche zwischen einer Vielzahl von vorstehenden Blockteilen liegen, wobei die Wandungen dieser.
Rillen eine durch den Elektronenstrahl definierte Ebene unter einem spitzen Winkel schneiden, und dass 1n jeder Rille ein dünner Elektrodendraht (19) ausserhalb des Weges des primären Elektronenstrahls, aber im Wege der Sekuidärelektronen angeordnet ist, die beim Auftreffen des primären Elektronenstrahles auf die sekundäremissionsfähig ausgebildete Rillenwandung emittiert werden.