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RECIPIENT A DECHARGE.
La présente invention a pour objet un réoipient à déoharge qui sert à l'amplifioation, au redressement ou à la produotion d'osr dilations électriques ou peut être utilisé aussi comme redresseur pour.du oourant alternatif produit mécaniquement. Le tube à déohar.. ge,suivant la présente invention représente une construction spé- ciale des tubes dans lesquels la décharge entre une cathode et une anode est commandée par une électrode disposée en dehors du réci-
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pient de décharge. On a déjà proposé'à plusieurs reprises de cons truire, pour les buts indiqués, des tubes à décharge et à comman- de extérieure.
L'application de semblables tubes à décharge en pratique ne s'est toutefois pas répandue car le rendement produit était trop petit. Le rendement minime des tubes à oommande exté- rieure usuels jusqu'à présent provient en grande partie de ce que le rapport des capacités entre l'électrode extérieure et le filament incandescent d'une part, et entre le filament inoandes- cent et l'anode d'autre part était défavorable.
Le rapport de ces capacités ex eroe une influence consi- dérable sur l'effet de commande de l'électrode extérieure, de mê- me que le passage dans un tube à trois électrodes donne la mesu- re de l'effet d'amplification. En partant de cette constatation, la présente invention propose une construction telle d'un tube que la distance de la cathode ou de certaines parties de celle- ci par rapport à la paroi de verre contre laquelle vient se pla- oer l'électrode extérieure, est plus petite que la distance en- tre la cathode incandescente ou les parties considérées et l'ano- de. La cathode incandescente doit par conséquent être placée au- tant que possible à proximité de la paroi de verre du récipient et l'anode doit être disposée aussi loin que possible du fila- ment incandescent et sa surface doit être rendue relativement petite.
Une forme de réalisation particulièrement avantageuse d'un tube répondant aux oondiotions ci-dessus mentionnées oonsis- te à donner au récipient de décharge, en s'écartant de ce qui est usuel jusqu'à présent, une section transversale qui ne pré- sente pas une symétrie circulaire, de sorte que le réoipient de décharge est, pour la section transversale principale, par exem- ple étendu en longueur, ou de forme triangulaire ou de n'importe quelle autre forme mais en tous cas pas la forme circulaire.
Par suite d'une conformation de ce genre, il est notablement possible de produire pour l'électrode de commande une disposition très efficace par rapport aux deux autres électrodes.
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Une autre constitution partioulièrement avantageuse oon- siste en ce que plusieurs systèmes à déoharge oonsistant en une oathode et une anode sont disposésà l'intérieur d'un tube, au- quel cas naturellement les cathodes doivent être disposées de telle façon qu'on produit une position efficace de celle-ci par rapport aux électrodes extérieures qui leur sont oonjuguées.
D'autres formes de réalisation de l'invention concernent des modes de montage du nouveau récipient à déoharge ainsi que des dispositions particulièrement avantageuses du réoipient de déoharge pour la production d'oscillations.
Les dessins annexés représentent en vue et en coupe une série de différentes formes de réalisation de linvention qui se- ront expliquées dans la description donnée ci-après.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 1 de l'invention on a désigné par E le réoipient à décharge dans le quel est disposée la cathode K en forme de filament incandescent.
A est la surface de l'anode.
La oathode peut être chauffée direotement ou indirecte- ment. Elle est avantageusement constituée et disposée de faon à s'étendre essentiellement en ligne droite et parallèlement à l'anode. La section transversale du récipient peut être oiroulai- re comme le montre la figure 2. Comme on le voit, la distance de la oathode par rapport à la paroi voisine du récipient est beau- ooup plus petite que la distanoe de la oathode à l'anode. G dé- signe l'électrode extérieure qui s'applique directement oontre le réoipient en verre.
Pour la produotion d'un effet de oommande encore plus favorable, il est avantageux de ne pas donner à la section trans- versale du réoipient une forme circulaire mais bien une forme al- longée comme l'indique la figure 2a ou une forme polygonale com- ma à la figure 2b. Avec une semblable forme de la section trans- versale, l'aotion des ohamps de l'électrode commande G sur la voie de décharge entre la oathode et l'anode est notablement plus grande vu que l'électrode de commande s'appliquant tout con- tre les parties plates du tube est plue près que, dans un réci-
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pient de forme oiroulaire. L'électrode de commande peut être fixée au récipient à décharge lui- même ou bien former indépendam ment du récipient à décharge un constituant dans lequel le tube à décharge est employé.
L'électrode de commande peut être placée latéralement autour de tout le récipient ou bien être disposée seulement aux endroits du réoipient à décharge à partir desquels l'effet de commande sur le courant d'électrons est le plus grand.
A la figure 3, le tube à électrons est représenté aveo l'électrode extérieure de commande G. Pour des tubes ohauffés par du courant alternatif, il est à reoommander de disposer ou de constituer l'élcetrode de oommande de façon .qu'elle n'entou- re la paroi du récipient qu'en faoe d'une partie de la cathode incandescente. On diminue ainsi les bruits perturbateurs de courant alternatif, qui sont provoqués par les variations de ten sion des extrémités du filament par rapport aux électrodes de commande, variations de tension qui sont dues au chauffage par courant alternatif. Par suite du raccourcissement de l'électrode de commande, les extrémités du filament, où se produisent les plus grandes variations de potentiel se trouvent en effet main- tenant en dehors de l'influence de l'électrode de commande.
En vue de diminuer les bruits perturbateurs dus au courant alter- natif on a l'habitude de mettre à la terre le milieu de la oa- thode incandescente ou bien le milieu d'un potentiomètre ou d'un transformateur monté en parallèle sur la oathode incandescente.
Pour éviter le placement d'un potentiomètre pour lequel le point de branchement correct pour les tubes considérés peut être ré- glé, il est à recommander de rendre l'électrode de commande ex- térieure capable de coulisser le long du filament incandescent de telle façon que l'électrode de oommande extérieure peut être amenée facilement dans la position la plus favor ble par Rapport à la oathode incandescente,
ON a représenté schémariquement à la figure 4 pour un
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tube chauffé au courant alternatif, auquel la tension alterna - tive est amenée par l'intermédiaire d'un transformateur T,
l'é- leotrode de commande qui est plus oourte que le filament incan- descente L'électrode est raooordée au milieu du transformateur et peut ooulisser le long du réoipient. Un autre moyen possible d'éoarter les bruits du oourant alternatif consiste en ce que la oathode incandescente est rendue active au point de vue de l'émission sur une partie seulement de sa longueur et que la petite décharge part donc principalement d'une/partie qui est entou- rée par l'électrode de commande.
Une autre forme de réalisation du tube suivant la pré- sente invention est représentée à la figure 5. La cathode oon- siste ioi en un filament incandescent K guidé en forme de bou- ole, et l'anode en une hélice de métal A, L'hélice de l'anode se trouve immédiatement contre la paroi intérieure du verre. La section transversale est allongée comme on peut le voir à la figure 5a. Dans cette disposition également, la condition indi- quée pour la oonstruotion est r emplie car en de nombreux en- droits du récipient à décharge, la distanoe d'un point de la oathode à la paroi de verre est plus petite que la distance du même point de la oathode à l'anode, considérée dans le plan de la seotion transversale du réoipient.
Il faut naturellement supposer à cet effet que la hauteur de pas de l'hélice de l'anode n'est pas trop petite. Dans ce oas, le tube serait éga- lement défavorable pour la oommande de l'extérieur car l'anode agirait alors comme éoran. Au lieu d'une hélice on peut natu- rellement employer aussi comme anode un autre corps tubulaire présentant des interruptions.
L'opération de commande dans les tubes à électrode de commande extérieure se fait aussi bien par influence direote sur les éleotrons partant de la oathode que par le fait qu'il se forme à la paroi du récipient des . oharges de paroi qui sont influencées par la tension de oommande et réagissent de ,'leur oôté sur l'opération de déoharge. Pour différents bute
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d'application du nouveau tube à décharge, cet effet de charge de paroi joue un rôle essentiel. Sous l'influence d'une tension positive, il s'acoumule sur la paroi interne du récipient des charges négatives qui ne se maintiennent toutefois pas longtemps et s'éooulent sur l'anode en contact aveo le verre ou disparais- sent sous l'action des résidus gazeux existants.
Cette dispari- tion des charges de paroi nécessite toutefois un certain temps dépendant du vide du tube et de la construction de celui-ci. Par suite de l'apparition des ,-chargea de paroi et de leur dispari- tion progressive, il se produit une diminution du courant d'ano- de moyen,de sorte qu'une tension de commande alternative déolan- che un effet de courant continu. Le phénomène est tout à fait analogue à celui du montage en audion, où la charge du oondensa- teur de grille et l'écoulement des charges par la résistance de grille influencent le courant moyen de grille de telle façon qu'il se produit un effet de redressement.
Si l'on veut utiliser cet effet de redressement dans des tubes à vide élevé il est avantageux de mettre l'anode en oontaot intime avec la paroi de verre pour que le.trajet que les charges de paroi doivent par . courir pour s'écouler soit raooouoi. Dans le cas considérée où -L'anode a la forme d'une hélioe dont les spires sont contre la paroi de verre, cette condition est remplie.
L'anode peut natu- rellement dans une forme de réalisation analogue être faite également en tôle perforée ou en un treillis ou une conformation analogue, Le contact conducteur avec une grande surfaoe de la paroi de verre peut également être obtenu par d'autres moyens, par exemple par la forme d'un miroir métallique partiel sur la paroi interne du tube, l'anode étant reliée oonduotivement à ce miroir métallique.
Suivant l'application du tube, suivant qu'il sert à l'amplifioation ou à la production d'oscillations à haute ou à basse fréquence ou pour le redressement, le tube sera de préférence oonstruit de façon différente et ses pièoes auront des dimensions différentes, de façon que dans un cas
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@ les oharges de paroi ne forment moins fortement ou se maintien- nent un temps plus oourt que dans un autre oas où un effet de oharge de paroi plus intense est désiré. Suivant les oas, le de- gré de vide du tube devra donc être ohoisi différent ou bien la distance des électrodes et la grandeur des surfaces de contact conductrices entre l'anode et la paroi du réoipient doivent être choisie de façon appropriée.
Un autre moyen d'influencer l'effet de oharge de paroi consiste à employer une tension initiale à la grille de commande extérieure. Par l'application d'une tension initiale au tube, le point de travail sur la caractéristique du tube peut être déplaoé. Comme tension initiale, on peut envisa- ger la tension continue, ou bien une tension alternative, ou bien une tension oontinue aveo superposition d'une tension alternati- ve, La tension initiale peut être appliquée à la même électrode extérieure à laquelle la tension de oommande est appliquée ou bien à une autre électrode extérieure spéciale. De semblables 'électrodes extérieures peuvent être disposées aveo isolement l'u- ne au-dessus de l'autre ou l'une à côté de l'autre.
Pour rendre différente l'action de oommande des différentes électrodes on peut leur donner des dimensions différentes. Dans le cas d'éleo- trodes de commande disposées l'une au-dessus de l'autre aveo iso- lement, on peut faire varier l'effet de oommande de différentes électrodes par le fait que ces électrodes présentent des inter- ruptions, par exemple en forme de grilles et possèdent des lar- geurs de mailles différentes.'
Pour ce qui concerne, l'anode il est partioulièrement avantageux de lui donner la forme d'un oylindre à directrice fermée car le métal permet, sous cette forme, de manière particu- lièrement facile, l'élimination des gaz.
On peut en outre, par le plaoement de la ligne de retour du oourant de chauffage à l'in- térieur du cylindre de l'anode, obtenir uen proteotion oontre le ohamp perturbateur provoqué par le oourant de chauffage.
La figure 6 représente une forme de réalisation du tube
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à décharge E dans laquelle la cathode est subdivisée de telle fa- çon qu'il y a quatre parties émettrioes, placées en parallèle l'une par rapport à l'autfe, K1, K2, K3 et K4. Des deux conduo- teurs d'amenée Hl et H2 du courant de chauffage, l'un se trouve à l'intérieur du cylindre fermé A de l'anode.
Dans les exemples de réalisation représentés, l'aide et la cathode sont disposées symétriquement l'une par rapport à l'au- tre dans le sens de la longueur du récipient,
On peut obtenir une nouvelle amélioration des tubes à dé- charge suivant le nouveau principe par le fait que dans le même récipient à décharge on n'emploie pas seulement un système de ce genre mais plusieurs, o'est-à-dire plusieurs cathodes qui sont en face d'une ou de plusieurs anodes.
Dans ces systèmes multi- ples également, on peut produire une Douvelle élévation de l'ef- fet de commande par le fait que la section transversale du réai, pient n'est pas circulaire mais est pourvue de niches, les catho- des étant placées dans chaque niche, et que ces niches sont entou- rées par l'éleotrode de commande, comme on le voit à la figure 7 où Kl, K2, K3 et K4 sont les oathodes disposées dans les niches spéoiales, A est l'anode commune et G1, G2, 03 et 04 sont les électrodes de commanda placées autour des niches.
La figure 8 représente quatre systèmes d'électrodes oom- plètement séparés dans lesquels les différentes cathodes Kl, K2, K3 et K4 sont en face d'anodes correspondantes Al, A2, A3 et A4.
La figure 9 représente sohématiquement un montage dans lequel on peut utiliser un tube multiple avec anode commune.
L'anode A est reliée au pôle positif d'une batterie B dont le pôle négatif est relié par l'intermédiaire de résistances Rl, R2, R3 aux différentes cathodes Kl, K2 et K3 et par le téléphone T à la cathode K4. Les vibrations qui arrivent sont envoyées au pre- mier système d'électrodes en passant par une bobine L qui est placée entre l'électrode de commande 01 et le pôle négatif de la batterie. La cathode de ce premier système d'électrodes est
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reliée à l'électrode de commande 02 du second système d'éleo- trodes, dont la oathode est de nouveau reliée à l'électrode de oommande 03 du troisième système, et la cathode K3 est reliée à l'électrode de commande 04 du quatrième système.
Il s'agit dans le oas présent ; comme on le voit, d'un montage en cascade de quatre systèmes d'électrodes qui possèdent une anode commu- ne. L'amenée d'oscillations ne doit pas se faire, comme on l'a représenté, entre une électrode de commande et le pôle négatif de la batterie d'anode; la bobine L pourrait au oontraire éga- lement se trouver entre l'électrode de commande et l'anode.
Dans les montages dans lesquels les tubes suivant la présente invention sont employés, il est avantageux de donner à l'électrode de commande une tension initiale positive. L'im- protance d'une semblable tension initiale positive apparaît lorsqu'on considère un montage en série comme on l'a représenté à la figure 10. Les tubes El et E2, aveo les électrodes exté- rieures 01 et 02, sont raooordés à la batterie oommune B. Les anodes sont raocordées à la batterie par l'intermédiaire des résistanoas R1 et R2. L'anode du premier tube est reliée par l'intermédiaire du condensateur 0 à l'électrode de oommande du second tube, laquelle possède par l'intermédiaire de la résis- tanoe R3 une liaison aveo le pôle positif de la batterie B et par oonséquent une tension initiale positive.
Si cette tension initiale positive n'était pas appliquée à l'électrode 0 et si à la plaoe de la liaison oapaoitive de l'électrode de commande il y avait une liaison directe, il pourrait se produire en fono- tionnant le phénomène suivant : Sous l'effet d'une tension al- ternative élevée à l'électrode G1, il se produit pendant la de- mi-onde positive une forte oharge de paroi dans le tube El. Le tube est bloqué, de sorte qu'aucun oourant ne le traverse.
A l'électrode de Commande G2 est alors appliquée la tension po- sitive totale de la batterie B. Celle-ci provoque des oharges de paroi dans le tube E2, oharges dont le oham négatif ne trou-
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ble pas la décharge dans le tube aussi longtemps qu'il est oom- pensé par le champ extérieur positif. Mais au moment où la migra- tion dans le tube El s'este coulée, il se produit une chute de tension à la résistance RI. La tension initiale de l'électrode C2 diminue par conséquent de la valeur de cette chute de tension, une partie des charges de paroi devient libre et bloque alors le tube R2. Ceci peut provoquer dans certaines circonstances une perturbation extrême dans le fonotionnement.
Si au contraire la liaison est conçue de la manière représentée à la figure, la tension initiale de courant continu persiste à l'électrode de commande C2 indépendamment des états de fonctionnement du pre- mier tube. La résistance R3 peut être une résistance ohmique ou bien une résistance inductive. Elle sert à éviter un court-oir- cuit pour la haute fréquence par la batterie B. Cette tension initiale à l'électrode de commande du second tube peut également être produite par la disposition d'une batterie spéciale.
Pour le premier tube également, auquel les oscillations de commande sont amenées directement, l'emploi d'une tension initiale positive est avantageux lorsqu'on doit éviter des phé- nomènes de blocage par suite des charges de paroi. Il est à re- commander par conséquent de raooorder, du coté de l'anode, le circuit de commande de la manière représentée à la figure 11.
L'éooulement des charges de paroi négatives se produit en effet plus rapidement dans le cas d'une tension initiale positive éle- vée, c'est-à-dire que l'oscillation d'écoulement, pour la même quantité d'électricité, est plus petite pour une tension plus élevée. Suivant l'application du tube comme amplificateur ou comme redresseur pour la haute fréquence ou pour la basse fré- quence, le montage sera différent et les éléments de celui-ci devront être choisis différemment.
Pour beaucoup d'applications il est avan ageux d'employer dans le même récipient à décharge, outre un ou plusieurs proces- sus de décharges influencés par une commande ext érieure, une
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déoharge aveo commande intérieure. Une semblable disposition se .recommande par exemple lorsqu'on désire un débit élevé du dernier à étage, et pour ce dernier étage on emploie alors un système/oom- mande intérieure. Un tube de ce genre est représenté à la figure
12. Il y a ioi deux systèmes d'électrodes à oommande extérieure, oomprenant la cathode Kl et l'anode Al et respectivement la oa- thode K2 et l'anode A2, qui sont commandés par les électrodes extérieures G1 et G2.
Il y a en outre dans le tube un système à trois éleotrodes oomportant la cathode incandescente K3, l'ano- de A3 et la grille de commande G3. Pour éviter une influence ré- ciproque des différents systèmes d'électrodes l'un sur l'autre, ces différents systèmes peuvent être séparés par des écrans con- ducteurs, désignés sur la figure par S.
Une forme de réalisation oonvenant encore mieux au point de vue construotif est représentée en coupe longitudinale et en coupe transversale aux figures 13 et 13a. Le récipient à déohar- ge possède à la partie inférieure un repli El de faon qu'il se forme un espaoe intérieur annulaire dans lequel sont disposés les systèmes à oommander de l'extérieur, comme on le voit d'a- près la coupe transversale. Kl, Al et K2, A2 sont les deux sys- tèmes à deux électrodes qui sont placée entre les parois E et El du réoipient. La partie El est plus courte et est fermée du haut de sorte qu'au-dessus de oelle-oi il se forme une grande oham- bre de réoipient dans laquelle est logé . un système à trois éleo- trodes à commande intérieure pour plus grand débit.
Ce système à trois éleotrodes oomprend la oathode K3, la grille de commande C3 et l'anode A3. Les électrodes de commande pour les systèmes à commande extérieure sont en outre avantageusement disposées de telle façon qu'elles entourent la partie inférieure du réci- pient à décharge intérieurement et extérieurement, totalement ou partiellement.
Pour la produotion d'oscillations o peut employer un tube suivant la présente invention de telle manière que dans le
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circuit d'anode est intercalé un système oscillatoire qui est relié à l'électrode de commandé extérieure par un couplage à réaction. Pour rendre variable le degré du couplage à réaction. il est à recommander de disposer l'électrode de commande de tel- le façon qu'elle peut être rapprochée ou écartée du récipient à décharge.
Une autre application des tubes suivant la présente in- vention consiste en ce qu'ils peuvent être employés pour la transformation de vibrations mécaniques ou acoustiques en vibra- tions électriques. Suivant la présente invention, l'électrode de commande est rendue mobile et est disposée de telle façon que sous l'effet de vibrations mécaniques ou acoustiques, par exemple de la parole, elle peut être déplaoée de telle façon que la distance entre l'électrode de commande et le récipient à décharge se modifie. Si l'on donne à l'électrode de commande une tension initiale, la tension de oommande qui agit sur l'es- paoe de décharge varie par conséquent sous la dépendance de la distance de la plaque de commande.
Une disposition de ce genre est représentée sohématiquement à la figure 14, où E est la sec- tion transversale faite dans un récipient à décharge qui compor- te deux électrodes intérieures, la oathode K et l'anode A. St est l'électrode de commande qui, comme on l'a indiqué par les lignes en pointillé, peut se meLtre en mouvement perpendiculaire ment à sa surface. Le circuit de décharge contient d'une maniè. re connue une batterie B et'un appareil consommateur R qui est établi suivant le but de la disposition. A l'électrode de com- mande est appliquée une tension initiale qui est donnée par la batterie G.
Suivant les mouvements de l'électrode de commande St, la tension agissant sur l'espace de décharge varie en conséquen- ce et l'effet de commande est proportionnel à la tension oonti- nue. Pour certaines applications, on peut également appliquer à l'électrode de commande une tension alternative comme cela est représenté à la figure 15 où une source de courant alterna-
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tif N est reliée par l'intermédiaire d'un transformateur à la cathode et à l'électrode de oommande. Cette disposition qui vient d'être déorite est extrêmement sensible et peut être employée à la place d'un microphone.
Pour les électrodes de commande, on emploie avantageusement une mince pellicule de métal par exemple une feuille de papier d'étai, ou bien une grille métallique ou bien une matière isolante appropriée qui-est reoouverte d'une oouohe conductrice.
On a représenté à la figure 16 une disposition dans la- quelle une source à haute fréquence H est couplée à l'électrode de commande. On peut voir d'après ce montage que les oscillations de l'éleotrode de commande peuvent être utilisées également pour la modulation de la haute fréquence.
Outre une électrode de commande mobile, il peut être né- cessaire dans certaines circonstances d'employer encore d'autres électrodes de commande extérieures auxquelles les'tensions ini- tiales sont appliquées. Le présent appareil peut naturellement être employé aussi à d'autres applications que la téléphonie, par exemple pour l'enregistrement de ohoos, de variations de pres- sion, tec.., o'est-à-dire donc dans tous les cas où l'on oomman- de le phénomène de décharge par le mouvement de l'électrode de oommande, Ce ohamp d'application des tubes à éleotrons à comman- de extérieure aveo électrode extérieure mobile ne dépend pas non plus de la forme sépoiale du tube à commande extérieure, ainsi qu'elle a été déorite ci-dessus.
On peut employer également les tubes à commande extérieure connus jusqu'à présent pour autant qu'on rend mobile de faon appropriée l'électrode extérieure. Le rendement du tube qui ne présente pas les caractéristiques cons- tructives des tubes mentionnés plus haut est toutefois plus mini- me que dans les formes de réalisation considérées.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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DISCHARGE CONTAINER.
The present invention relates to a discharge reoipient which serves for amplification, rectification or production of electrical dilations or can also be used as a rectifier for mechanically produced alternating current. The discharge tube according to the present invention represents a special construction of tubes in which the discharge between a cathode and an anode is controlled by an electrode disposed outside the container.
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pient of discharge. It has already been proposed on several occasions to construct, for the purposes indicated, discharge tubes and externally controlled tubes.
The application of such discharge tubes in practice, however, did not become widespread because the yield produced was too small. The low efficiency of the externally controlled tubes hitherto customary is largely due to the capacitance ratio between the outer electrode and the incandescent filament on the one hand, and between the inoandes- cent filament and the anode on the other hand was unfavorable.
The ratio of these capacitances exerts a considerable influence on the control effect of the outer electrode, just as the passage through a tube with three electrodes gives the measure of the amplification effect. On the basis of this observation, the present invention provides a construction such as a tube as the distance of the cathode or parts thereof from the glass wall against which the outer electrode comes to rest, is smaller than the distance between the incandescent cathode or the parts considered and the anode. The incandescent cathode should therefore be placed as close as possible to the glass wall of the vessel and the anode should be disposed as far as possible from the incandescent filament and its area should be made relatively small.
A particularly advantageous embodiment of a tube meeting the abovementioned oondiotions is to give the discharge vessel, deviating from what has hitherto been customary, a cross section which does not present. circular symmetry, so that the discharge container is, for the main cross section, e.g. extended in length, or triangular or any other shape but not the circular shape anyway.
As a result of such a conformation, it is notably possible to produce for the control electrode a very efficient arrangement with respect to the other two electrodes.
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Another particularly advantageous constitution is that a plurality of unloading systems consisting of an cathode and an anode are arranged inside a tube, in which case of course the cathodes must be arranged in such a way that a discharge is produced. effective position thereof with respect to the external electrodes which are oonjugués them.
Other embodiments of the invention relate to methods of mounting the new discharge container as well as particularly advantageous arrangements of the discharge container for the production of oscillations.
The accompanying drawings show in view and in section a series of different embodiments of the invention which will be explained in the description given below.
In the embodiment shown in Figure 1 of the invention is designated by E the discharge container in which is arranged the cathode K in the form of an incandescent filament.
A is the area of the anode.
The cathode can be heated either directly or indirectly. It is advantageously constituted and arranged so as to extend essentially in a straight line and parallel to the anode. The cross-section of the container may be rolled as shown in Fig. 2. As can be seen, the distance of the oathode from the neighboring wall of the container is much smaller than the distance from the oathode to the oathode. anode. G denotes the outer electrode which is applied directly against the glass container.
For the production of an even more favorable control effect, it is advantageous not to give the cross section of the container a circular shape but rather an elongated shape as shown in figure 2a or a polygonal shape as shown in figure 2a. - ma in figure 2b. With a similar shape of the cross-section, the aotion of the ohamps of the control electrode G on the discharge path between the oathode and the anode is notably greater as the control electrode applying any con - being the flat parts of the tube is closer than, in a container
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pient of oiroular form. The control electrode may be attached to the discharge vessel itself or may form independently of the discharge vessel a component in which the discharge tube is employed.
The control electrode may be placed laterally around the entire container or alternatively it may be arranged only at those places in the discharge container from which the control effect on the electron current is greatest.
In FIG. 3, the electron tube is shown with the external control electrode G. For tubes heated by alternating current, it is recommended to arrange or constitute the control electrode so that it does not. only surround the wall of the vessel with a portion of the glowing cathode. This reduces the disturbing noises of alternating current, which are caused by the variations in voltage of the ends of the filament relative to the control electrodes, variations in voltage which are due to heating by alternating current. As a result of the shortening of the control electrode, the ends of the filament, where the greatest potential variations occur, are in fact now outside the influence of the control electrode.
In order to reduce the disturbing noises due to the alternating current, it is customary to earth the middle of the incandescent electrode or the middle of a potentiometer or a transformer mounted in parallel on the oathode. incandescent.
To avoid the placement of a potentiometer for which the correct connection point for the tubes considered can be set, it is recommended to make the external control electrode capable of sliding along the glowing filament in such a way that the external control electrode can be easily brought into the most favorable position with respect to the incandescent oathode,
ON is shown schematically in Figure 4 for a
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tube heated with alternating current, to which the alternating voltage is supplied via a transformer T,
the control electrode which is shorter than the incandescent filament. The electrode is rooorded in the middle of the transformer and can slide along the receptacle. Another possible way to ward off alternating current noises is that the incandescent oathode is made active from the point of view of emission over only part of its length and that the small discharge therefore mainly originates from one part. which is surrounded by the control electrode.
Another embodiment of the tube according to the present invention is shown in FIG. 5. The cathode consists of an incandescent filament K guided in the shape of a round, and the anode of a metal helix A, The anode helix is immediately against the inner wall of the glass. The cross section is elongated as can be seen in Figure 5a. In this arrangement also, the condition indicated for the construction is fulfilled because in many places of the discharge vessel the distance from a point of the oathode to the glass wall is smaller than the distance from the same. point from the oathode to the anode, seen in the plane of the transverse segment of the container.
It must naturally be assumed for this purpose that the pitch height of the anode helix is not too small. In this case, the tube would also be unfavorable for the control from the outside because the anode would then act as an eoran. Instead of a propeller, it is of course also possible to use another tubular body with interruptions as the anode.
The control operation in the tubes with an external control electrode is effected both by dire influence on the eleotrons leaving the oathode and by the fact that it forms at the wall of the vessel. Wall loads which are influenced by the control voltage and react from them on the unloading operation. For different butt
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application of the new discharge tube, this wall charging effect plays an essential role. Under the influence of a positive voltage, negative charges accumulate on the internal wall of the receptacle which, however, do not persist for a long time and flow on the anode in contact with the glass or disappear under the glass. action of existing gaseous residues.
This disappearance of wall loads, however, requires some time depending on the vacuum of the tube and the construction thereof. As a result of the appearance of the wall charges and their gradual disappearance, there is a decrease in the average anode current, so that an alternating control voltage releases a current effect. continued. The phenomenon is quite analogous to that of audio editing, where the charge of the gate condenser and the flow of charges through the gate resistor influence the average gate current in such a way that there is an effect. recovery.
If one wants to use this straightening effect in high vacuum tubes it is advantageous to put the anode intimately oontaot with the glass wall so that the path that the wall loads must pass. run to flow either raooouoi. In the case considered where -The anode has the shape of a helium the turns of which are against the glass wall, this condition is fulfilled.
The anode may of course in a similar embodiment also be made of perforated sheet metal or of a mesh or similar conformation. Conductive contact with a large area of the glass wall may also be obtained by other means, for example by the form of a partial metal mirror on the internal wall of the tube, the anode being connected oonduotively to this metal mirror.
Depending on the application of the tube, depending on whether it is used for amplification or for the production of high or low frequency oscillations or for rectification, the tube will preferably be constructed in a different way and its parts will have different dimensions. , so that in one case
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@ Wall loads do not form less strongly or hold up for a shorter time than in other cases where a more intense wall load effect is desired. Depending on the circumstances, the vacuum degree of the tube must therefore be chosen different or the distance of the electrodes and the size of the conductive contact surfaces between the anode and the wall of the container must be chosen appropriately.
Another way to influence the wall load effect is to use an initial voltage at the exterior control gate. By applying an initial tension to the tube, the working point on the tube characteristic can be shifted. As the initial voltage, we can consider the direct voltage, or an alternating voltage, or a continuous voltage with the superposition of an alternating voltage. The initial voltage can be applied to the same external electrode at which the voltage of control is applied or to another special external electrode. Such outer electrodes may be arranged in isolation one above the other or one beside the other.
To make the control action of the different electrodes different, they can be given different dimensions. In the case of control electrodes arranged one above the other with isolation, the control effect of different electrodes can be varied by the fact that these electrodes have interruptions, for example in the form of grids and have different mesh widths.
As far as the anode is concerned, it is particularly advantageous to give it the shape of an oylinder with a closed directrix since the metal allows, in this form, in a particularly easy manner, the elimination of gases.
It is furthermore possible, by placing the heating current return line inside the anode cylinder, to obtain protection against the disturbing field caused by the heating current.
Figure 6 shows an embodiment of the tube
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discharge E in which the cathode is subdivided in such a way that there are four emitting parts, placed in parallel with respect to each other, K1, K2, K3 and K4. Of the two conductors H1 and H2 for supplying the heating current, one is inside the closed cylinder A of the anode.
In the embodiments shown, the aid and the cathode are arranged symmetrically with respect to each other in the direction of the length of the container,
A further improvement of the discharge tubes according to the new principle can be obtained by the fact that in the same discharge vessel not only one system of this kind is employed but several, that is to say several cathodes which are in front of one or more anodes.
In these multiple systems, too, a further elevation of the control effect can be produced by the fact that the cross section of the sheave is not circular but is provided with niches, the cathodes being placed. in each niche, and that these niches are surrounded by the control eleotrode, as seen in figure 7 where K1, K2, K3 and K4 are the oathodes arranged in the special niches, A is the common anode and G1, G2, 03 and 04 are the control electrodes placed around the niches.
FIG. 8 shows four completely separate electrode systems in which the different cathodes K1, K2, K3 and K4 are opposite corresponding anodes A1, A2, A3 and A4.
FIG. 9 schematically shows an assembly in which a multiple tube with a common anode can be used.
The anode A is connected to the positive pole of a battery B, the negative pole of which is connected by means of resistors R1, R2, R3 to the various cathodes K1, K2 and K3 and by the telephone T to the cathode K4. The incoming vibrations are sent to the first system of electrodes passing through a coil L which is placed between the control electrode 01 and the negative pole of the battery. The cathode of this first system of electrodes is
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connected to the control electrode 02 of the second electrode system, the oathode of which is again connected to the control electrode 03 of the third system, and the cathode K3 is connected to the control electrode 04 of the fourth system.
It is in the present oas; as seen, of a cascade arrangement of four electrode systems which have a common anode. The supply of oscillations should not take place, as has been shown, between a control electrode and the negative pole of the anode battery; the coil L could on the other hand also be located between the control electrode and the anode.
In the arrangements in which the tubes according to the present invention are employed, it is advantageous to give the control electrode a positive initial voltage. The im- protance of such a positive initial voltage appears when considering a series connection as shown in figure 10. The tubes E1 and E2, with the outer electrodes 01 and 02, are connected. to the common battery B. The anodes are connected to the battery by means of resistances R1 and R2. The anode of the first tube is connected via the capacitor 0 to the control electrode of the second tube, which has via the resistor R3 a connection with the positive pole of the battery B and therefore a positive initial voltage.
If this positive initial voltage was not applied to electrode 0 and if at the place of the oapaoitive connection of the control electrode there was a direct connection, it could occur by operating the following phenomenon: Under the effect of a high alternating voltage at the electrode G1, during the positive half-wave, a strong wall load occurs in the tube El. The tube is blocked, so that no current occurs. crosses it.
To the Control electrode G2 is then applied the total positive voltage of battery B. This causes wall oharges in tube E2, oharges whose negative oham does not find.
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bleed the discharge in the tube as long as it is overshadowed by the positive external field. But as the migration through tube E1 has ceased, there is a voltage drop at resistance RI. The initial voltage of the electrode C2 consequently decreases by the value of this voltage drop, a part of the wall charges becomes free and then blocks the tube R2. This can cause in certain circumstances an extreme disturbance in the funotation.
If, on the contrary, the link is designed in the manner shown in the figure, the initial direct current voltage persists at the control electrode C2 regardless of the operating states of the first tube. Resistor R3 can be an ohmic resistance or else an inductive resistance. It serves to avoid a short-circuit for the high frequency by the battery B. This initial voltage at the control electrode of the second tube can also be produced by the arrangement of a special battery.
Also for the first tube, to which the control oscillations are brought directly, the use of a positive initial voltage is advantageous when blocking phenomena due to wall loads are to be avoided. It is therefore recommended to reorder, on the anode side, the control circuit as shown in FIG. 11.
The flow of negative wall charges occurs more rapidly in the case of a high positive initial voltage, that is to say than the flow oscillation, for the same quantity of electricity, is smaller for higher voltage. Depending on the application of the tube as an amplifier or as a rectifier for the high frequency or for the low frequency, the assembly will be different and the elements of this one will have to be chosen differently.
For many applications it is advantageous to use in the same discharge vessel, in addition to one or more discharge processes influenced by an external control, a
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unloading with interior control. A similar arrangement is recommended, for example, when a high flow rate from the last to stage is desired, and for this last stage an internal control system is then employed. A tube of this kind is shown in figure
12. There are two systems of externally controlled electrodes, comprising the cathode K1 and the anode A1 and respectively the electrode K2 and the anode A2, which are controlled by the external electrodes G1 and G2.
In addition, there is a three-electrode system in the tube, comprising the incandescent cathode K3, the anode A3 and the control grid G3. In order to avoid a reciprocal influence of the different electrode systems on one another, these different systems can be separated by conductive screens, designated in the figure by S.
An even better construotif embodiment is shown in longitudinal section and in cross section in Figures 13 and 13a. The discharge container has at the bottom a fold El so that an annular interior space is formed in which the systems to be controlled from the outside are arranged, as seen from a close cross section. . K1, A1 and K2, A2 are the two two-electrode systems which are placed between the walls E and El of the container. The part E1 is shorter and is closed from the top so that above it a large container of container is formed in which is housed. a system with three internally controlled electrodes for greater flow.
This three-electrode system includes the K3 oathode, the C3 control grid and the A3 anode. The control electrodes for externally controlled systems are further advantageously arranged such that they surround the lower part of the discharge vessel internally and externally, totally or partially.
For the production of oscillations a tube according to the present invention can be employed in such a way that in the
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Anode circuit is interposed an oscillatory system which is connected to the outer control electrode by a feedback coupling. To make the degree of reaction coupling variable. it is recommended to arrange the control electrode in such a way that it can be moved towards or away from the discharge vessel.
Another application of the tubes according to the present invention is that they can be used for the transformation of mechanical or acoustic vibrations into electrical vibrations. According to the present invention, the control electrode is made mobile and is arranged such that under the effect of mechanical or acoustic vibrations, for example speech, it can be moved so that the distance between the electrode control and the discharge vessel changes. If the control electrode is given an initial voltage, the control voltage acting on the discharge spacer therefore varies depending on the distance from the control plate.
One such arrangement is shown schematically in Fig. 14, where E is the cross section made in a discharge vessel which has two interior electrodes, the oathode K and the anode A. St is the discharge electrode. control which, as indicated by the dotted lines, can be set in motion perpendicular to its surface. The discharge circuit contains in a way. re known a battery B and a consumer device R which is established according to the purpose of the arrangement. An initial voltage is applied to the control electrode which is given by battery G.
Depending on the movements of the control electrode St, the voltage acting on the discharge space varies accordingly and the control effect is proportional to the voltage oontinued. For some applications, an alternating voltage can also be applied to the control electrode as shown in Figure 15 where an alternating current source
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tif N is connected via a transformer to the cathode and to the control electrode. This arrangement which has just been deorit is extremely sensitive and can be used in place of a microphone.
For the control electrodes, a thin film of metal, for example a sheet of prop paper, or else a metal grid or a suitable insulating material which is reopened with a conductive oouohe is advantageously employed.
FIG. 16 shows an arrangement in which a high frequency source H is coupled to the control electrode. It can be seen from this assembly that the oscillations of the control electrode can also be used for the modulation of the high frequency.
In addition to a movable control electrode, it may be necessary in certain circumstances to employ still other external control electrodes to which the initial voltages are applied. The present device can of course also be used for applications other than telephony, for example for recording ohoos, pressure variations, tec, etc., that is to say therefore in all cases where the discharge phenomenon is controlled by the movement of the control electrode. This scope of application of the externally controlled eleotron tubes with the movable external electrode does not depend on the sepoial shape of the tube to be controlled either. external control, as described above.
The externally controlled tubes known heretofore can also be used provided that the external electrode is suitably made movable. The yield of the tube which does not have the structural characteristics of the tubes mentioned above is, however, lower than in the embodiments considered.
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