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La présente invention se rapporte aux dispositifs électriques pour des circuits de commutation et similaires utilisant des tubes de déclenchement à cathode froide.
Un tube de déclenchement à cathode froide typique comprend, dans une enveloppe à remplissage gazeux, des électrodes définissant un intervalle de décharge principal et un intervalle de déclenchement qui amorce l'intervalle principal . La tension d'allumage de l'intervalle principal est prévue comme étant considé- rablement plus grande que la tension nécessaire pour maintenir la déckerge à lueur dans cet intervalle, tandis que l'intervalle de dé- clenchement a une tension d'allumage beaucoup plus basse, la déchar- ge dans l'intervalle de déclenchement amorce l'intervalle principal dans le sens qu'en présence d'une telle décharge,
l'intervalle princ
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pal s'amorce à la tension inter-électrode fournie par une source
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de tension plus basse que celle requise pour l'allumage sans 8cror- En général, l'amorçage
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çagee .L'intervalle principal 28 se produit pas simultanément avec l'établissement de la décharge dans l'intervalle de déclenchement .
Un nombre de facteurs détermine l'intervalle de temps requis entre
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Inapplication d'une impulsion aux électrodes de l'intervalle de dé- cienchement et l'amorçage 'de l'intervalle principal, un de ces fac- teurs est I,'amplitude de l'impulsion de déclenchement. On !p|ut d'ire qu'avec la plupart des tubes de-déclenchement, il est nécessaire pour amorcer l'intervalle principal d'appliquer à l'intervalle de dé
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clenchement une impulsion dont la largeur et l'amplitude excèdent toutes deux certains minima. Ces deux minime sont,cependant, inter- correlatifs de telle façon qu'une largeur d'impulsion plus. grande diminuera l'amplitude d'impulsion correspondante et vice versa.
Le alor
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délai dans l'amorçage subséquent de l'intervalle principal v?rie/- T comme une certaine fonction de l'amplitude de l'impulsion, l'inter- valle principal s'amorçant à un certain moment pendant l'impulsion.
Dans un circuit de commutation, l'application d'une impulsion à l'intervalle de déclenchement et l'amorçage de l'inter- valle principal peuvent être comparés à la transmission d'un ordre et son exécution subséquente. ue qui peut être requis est que l'ordre soit complété avant l'action subséquente, ou, pour le circui de commutation, que 1 amorçage de l'intervalle principal se produise à la fin de l'impulsion de déclenchement. Si l'impulsion de déclen- chement a des minime correspondants de largeur et d'amplitude, ceci se produira généralement, mais naturellement, il n'est pas désirable devoir limiter l'impulsion de déclenchement à des vcleurs minima.
Différents expédients de circuits c -t été proposés antérieurement
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pour retarder l'amorçage de atüi.crr1¯8 principal d'un tube de 1m déclenchement; jusqu'à la fin d'une/pulsion de ëfc13ncheBI1t, mais, pour autant que le de:::.eLè.eresse seche r-'Lér2Leure:aert ce moyen de retardèrent n'a pes été inhérent 8. la construction du tube et de :::2', C3:.r.e:cior.± directes, mais oc a dû. plutôt employer des
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redresseurs additionnels ou des circuits à constante de temps.
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Selon la présente invention on a prévu un i8'positL comprenant des électrodes définissait dans une enceinte à reraplièst*- Le, gazeux, un intervalle à décharge à lueur prirxciyl at liE intcrv[..J le de déclenchement pour amorcer le dit intervalle principal et Ces moyens pour appliquer uneimpulsion de déclenchement aux électrodes de l'intervalle da déclenchement et pour maintenir la décharge à lueur à travers l'intervalle principal, caractérisé par le fait qu'a
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moins une électrode additionnelle est situé en dehors de l'atmosphè- re gazeuse de le dite enceinte de sorte que son potentiel peut encoK affecter le champ électrique dans cette enceinte et que la dite élec trode additionnelle est reliée pour être sensiblement au potentiel cathodique,
1-' arrangement étant tel que l'intervalle principal s'amorce après la fin de la dite impulsion.
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Naturellement il est 6n ndu que dans l'énoncé ci- dessus et dans les revendications ci-annexées la dite impulsion de déclenchement n'est pas à un minimum quant à l'amplitude et le temps.
Des réalisations de l'invention seront décrites en se référant aux dessins ci-annexés où :
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La .ri6,l représente en coupe partielle, un tube de déclenchement et ses connexions de circuit selon l'invention;
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La .!!'ig.2 représente une vue similaire d'une autre réalisation.
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La 1."in.3 montre une illustration similaire d'une réalisation combinant les caractéristiques des réalisations des figs.l et 2 et
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la jf'ig.4 montre des courbes illustrant les résultats obtenus avec la présente invention.
Dans les figs.l à 0, on a représenté un tube de dé-
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clenchement 1 ayant une enveloppe en verre 2 pourvue d'une presse à travers 1" quelle sont scellés des fils conducteurs #-, 5 et reliés respectivement à une cathode ¯¯ 1'OI'"lE d'Lnnesu 7;
Ç, une élec--
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trode de déclenchement 8, tenue sur une tie débordent de la cathode et à une anode de l'intervclle principal en forme de tige située eu dessous du plan de la cathode, une extension du support de l'élec trode de déclenchement porte un porte-get@er conventionnel 10.
L'ar rangement des électrodes corne décrit ci-dessus et les caractéristi- ques générales du tube de déclenchement ont été décrites plus complè- tement dans la spécification du brevet britannique ? 701507. Dans la présente invention une électrode additionnelle est prévue dont le potentiel influence le champ électrique de l'intervalle principal et de l'intervalle de déclenchement ruais qui est disposée de telle manière qu'elle ne peut prendre part dans une décharge à lueur vers n'importe laquelle des électrodes mentionnées ci-dessus .
Dans la Fig.1, .cette électrode additionnelle est une couche conductrice 11 à l'extérieur de l'enveloppe 2 située exactement en dessous de la cethode 7. Dans la Fig.2 l'électrode additionnelle est en forme d'une tige 12 débordent dans la direction de la/cathode à travers la presse en verre 3 mais couverte d'une matière isolatrice dans le cas présent un manchon en verre 15 - pour éviter ur.e déch&rge à lueur vers ce point.
Dans les arrangements de circuit des figs. 1 à 3, qui ont été simplifiés autant que possible pour illustrer l'invention la cathode 7 est reliée à travers une résistance 14 au pôle négatif d'une source d'alimentation de l'intervalle principal représentée comme une batterie 15, La résistance 14 est de valeur basse et n'af- fecte pas l'opérption'du tube; elle est incluse comme un moyen conve- nable pour mesurer le forie d'onde du courant de la cathode en vertu de la chute de potentiel à travers la résistance. L'anode de l'inter- valle principe! est amenée au pôle positif de cette source à travers une résistance limitant le courant le. Une borne de sortie 17 portant ' la référence OUT, est reliée à l'anode à travers .un condensateur de blocage de courant continu lE.
Les valeurs des résistances 14 et 16 et la tension de la source 15 sont telles que la décharge $. lueur
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peut être maintenue dans l'intervalle principal entre la cathode 7 et l'arode 6 niais ne peut être commencée en l'absence de décharge dans l'intervalle de déclenchement entre l'électrode de déclencherez 8 et la cethode 7,
Four amo@eer l'intervalle de déclenchement, une im- pulsion positive est appliquée à la borne d'entrée d'impulsion 12, qui est reliée & l'électrode de déclenchement 8 à travers une résis- tance limitant le courent 20.
Dans les Figs.l, 2 et 3 les électrodes additionnelle respectives 11 et 12 sont reliées directement à la cathode. Il a été trouvé satisfaisant de les relier à n'importe quel point conve- nable dont le potentiel est sensiblement celui de la cathode, et va- rie, si celle-ci vsrie, en phase avec les changements du potentiel de la cathode.
Avec le tube de déclenchement ordinaire dont l'élec- trode additionnelle 11 ou 12 est omise, le relation mesurée entre l'amplitude de l'impulsion de déclenchement et le temps d'amorçage de l'intervalle principal, une largeur d'impulsion constante de 100 microsecondes étent utilisée,' est montrée ci-dessous pour3 amplitu- des d'impulsion différentes.
Les impulsions étaient sensiblement de forme rectangulaires, la source 15 était de 150 Volts, la résis- tance 16 était de 100.000 ohms et la résistance de la cathode 14 était de 100 ohms ,
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<tb> de
<tb> Amplitude/l'impulsion <SEP> Temps <SEP> approximatif <SEP> d'amorçage
<tb>
<tb> de <SEP> déclencheraent <SEP> de <SEP> l'intervalle <SEP> principal <SEP> mesuré
<tb> à <SEP> partir <SEP> du <SEP> front <SEP> avnt <SEP> de
<tb>
<tb> l'impulsion <SEP> de <SEP> déclenchement
<tb>
<tb>
<tb> 75 <SEP> Volts <SEP> 90 <SEP> microsecondes
<tb>
<tb>
<tb> 83 <SEP> Volts <SEP> 75 <SEP> microsecondes
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> Volts <SEP> 60 <SEP> microsecondes
<tb>
L'impulsion de 75 .Volts était tout juste suffisante pour amorcer l'in tervrlle principal.
Dans la Fig.4, on a désigné confie ordonnée la tension V apparaissant à travers la résistance de le cathode 14de l'arren-
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C0,;:eJ:.1" de la i,ig.1, le temps t, mesuré à partir du front Lvanb ue t'-.a--ulsion de déclenchement, étant désigné cornue abscisse, l t c..::1IJ1i- @ude de l'impulsion employée étant marquée sur les courbes.
Dans
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",q,- claque cas on verra que la pension due eu courant de l'intervalle de déclenchement xoabe à zéro VéLt que le courent de l'intervalle prin cipal commence, la tension due à la décharge de l'intervalle princi- pal s'élevant instantanément au niveau constant parqué A, à la fin de l'intervalle de 100 microsecondes occupé par l'impulsion de dé- clenchement.
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Luarc l'électrode additionnelle 11 est reliée à l'électrode de déclenchement au lieu d'être reliée à la csthode, on a trouvé que virtuellement les mêmes résultats sont obtenus comme dans le tube non modifié et le circuit auquel la table précédente se rapporte.
Dans l'arrangement de la Fig.2, avec l'électrode addi- tionnelle reliée à la cathode, pour la même largeur d'impulsion
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de 100 microsecondes, l'"intervalle principal s'amorce à la fin de l'impulsion de déclenchement pour une plage des amplitudes d'isipul- @ sion de déclenchement s'étendant de 94 à 155 volts. ;
Dans l'arrangement de la Fig.S, avec les deux élec- trodes additionnelles reliées à la cathode, des résultats similaires s.mt obtenus mais la plage permise pour les amplitudes d'impulsion s'étend de 94 à 210 volts. Sur l'ensemble de cette plage, le temps
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d'euorcage de l'intervalle principal varie souplement de trois micro " secondes", 'èti-éf h'éordeticé avec 'l'amplitude -de l'impulsion de déclen- ve¯e:tent.
On verra que le présente intention procure un moyen simple et convenable pour retarder l' snorçae de l'intervalle prin- cirl d'un tubs de déclenchement jusqu'à le fin de l'impulsion de ...1 = e =:.ert sens eu 'on e it besoin .....0 c..ioa.es additionnelles et de circuits 1. constante de temps extérieurs au tube.
Des résultats Sicile ires ont été obtenus avec des .L-r-1'-:'1--?'''' d'impulsion J1US cran- --.J....J...,L .....¯,,::) or-t ,""v obte- c........:-....-'...(.....- ......!. ....... 1:""" '--' ---.... des que ou in êriecr e 4 une largeur ds 1C : ¯icrosecondes employée
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pour obtenir les chiffres cités ci-dessus,
Bien que les principes de l'invention aient éte dé- @ cfits -ci-dessus en se réfèrent à des exemples particuliers, il est bici. entendu que cette description est feite seulement à titre d'exemple et ne constitue aucunement une limitation de la portée de l'invention.
REVENDIC-TIONS.
1) Un dispositif comprenant des électrodes définis- sent, dans une enceinte à remplissage gazeux, un intervalle de dé- cherge à lueur principal et un intervalle de déclenchement pour amor cer le dit intervalle principal et des moyens pour appliquer une impulsion de'déclenchement aux électrodes de l'intervalle de déclen- chement et pour maintenir la décharge à lueur à travers l'intervcllc principal, caractérisé par le fait, qu'au, moins une électrode addi- tionnelles est située à l'extérieur de l'atmosphère gazeuse de la dite enceinte, de sorte que son potentiel puisse-encore affecter le champ électrique de celle-ci et que la dite électrode additionnelle est reliée afin d'être sensiblement au potentiel cathodique,
l'arren genent étant tel que :l'intervalle principal s'amorce après le fin de la dite impulsion.
2) Un dispositif comme revendiqué dans la revendica- tion 1, dans lequel une enveloppe en verre entoure ladite enceinte, et le dite électrode additionnelle est une couche conductrice sur la dite enveloppe à proximité- de le dite cathode.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to electrical devices for switching circuits and the like using cold cathode trip tubes.
A typical cold cathode trigger tube includes, in a gas-filled jacket, electrodes defining a primary discharge interval and a trigger interval that initiates the primary interval. The ignition voltage of the main interval is predicted to be considerably greater than the voltage necessary to maintain the glow trigger in that interval, while the trigger interval has a much larger ignition voltage. low, the discharge in the trip interval initiates the main interval in the sense that in the presence of such a discharge,
princess interval
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pal starts at the inter-electrode voltage supplied by a source
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voltage lower than that required for ignition without 8cror- In general, the ignition
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The main interval 28 does not occur simultaneously with the establishment of the discharge in the trip interval.
A number of factors determine the time interval required between
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In the event of applying a pulse to the trigger interval electrodes and initiating the main interval, one such factor is the magnitude of the trigger pulse. It is desirable that with most de-trigger tubes it is necessary to prime the main interval to apply to the die interval
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triggering a pulse whose width and amplitude both exceed certain minima. These two minims are, however, interrelated in such a way that a longer pulse width. large will decrease the corresponding pulse amplitude and vice versa.
The alor
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delay in the subsequent initiation of the main interval true / - T as some function of the amplitude of the pulse, the main interval starting at some point during the pulse.
In a switching circuit, the application of a pulse to the trigger interval and the initiation of the main interval can be compared to the transmission of a command and its subsequent execution. What may be required is that the command be completed before the subsequent action, or, for the switching circuit, that the prime of the main interval occurs at the end of the trigger pulse. If the trigger pulse has corresponding minimums in width and amplitude, this will generally occur, but of course it is not desirable to have to limit the trigger pulse to minimum values.
Different expedients of circuits c -t been proposed previously
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to delay the priming of the main atüi.crr1¯8 of a 1m trigger tube; until the end of a / drive of ëfc13ncheBI1t, but, insofar as the of :::. eLè.eresse seche r-'Lér2Leure: aert this means of delaying was not inherent 8. the construction of the tube and de ::: 2 ', C3: .re: cior. ± direct, but oc had to. rather use
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additional rectifiers or time constant circuits.
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According to the present invention there is provided an i8'positL comprising electrodes defined in a reraplièst * - Le, gaseous chamber, a prirxciyl at liE intcrv [.. J le glow discharge interval to initiate said main interval and These means for applying a trigger pulse to the electrodes of the trigger interval and for maintaining the glow discharge through the main gap, characterized by the fact that
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at least one additional electrode is located outside the gaseous atmosphere of said enclosure so that its potential can also affect the electric field in this enclosure and that said additional electrode is connected so as to be substantially at the cathode potential,
1- 'arrangement being such that the main interval begins after the end of said pulse.
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Of course, it is understood that in the above statement and in the appended claims said trigger pulse is not at a minimum as to amplitude and time.
Embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings where:
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The .ri6, l shows in partial section, a trigger tube and its circuit connections according to the invention;
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La. !! 'ig.2 shows a similar view of another embodiment.
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The 1. "in.3 shows a similar illustration of an embodiment combining the characteristics of the embodiments of figs.l and 2 and
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jf'ig.4 shows curves illustrating the results obtained with the present invention.
In figs. 1 to 0, there is shown a de-
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latch 1 having a glass envelope 2 provided with a press through 1 "which are sealed conductive wires # -, 5 and respectively connected to a cathode ¯¯ 1'OI '" lE of Innesu 7;
Ç, an elec--
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trigger trode 8, held on a tie protruding from the cathode and at a rod-shaped main gap anode located below the plane of the cathode, an extension of the trigger electrode holder carries a holder. get @ er conventional 10.
The arrangement of the horn electrodes described above and the general characteristics of the trigger tube have been described more fully in the British patent specification. 701507. In the present invention an additional electrode is provided, the potential of which influences the electric field of the main interval and of the trigger interval ruais which is arranged in such a way that it cannot take part in a glow discharge towards any of the electrodes mentioned above.
In Fig. 1, this additional electrode is a conductive layer 11 on the outside of the casing 2 located exactly below the method 7. In Fig. 2 the additional electrode is in the form of a rod 12 protrude in the direction of the / cathode through the glass press 3 but covered with an insulating material in this case a glass sleeve 15 - to prevent glow tearing towards this point.
In the circuit arrangements of Figs. 1 to 3, which have been simplified as much as possible to illustrate the invention the cathode 7 is connected through a resistor 14 to the negative pole of a power source of the main gap shown as a battery 15, The resistor 14 is low and does not affect the operation of the tube; it is included as a suitable means of measuring the waveform of the cathode current by virtue of the potential drop across the resistor. The anode of the principle interval! is brought to the positive pole of this source through a resistance limiting the current le. An output terminal 17 bearing the reference OUT, is connected to the anode through a DC blocking capacitor IE.
The values of resistors 14 and 16 and the voltage of source 15 are such that the discharge $. glow
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can be maintained in the main gap between cathode 7 and arode 6 but cannot be started in the absence of discharge in the trigger gap between trigger electrode 8 and method 7,
To increase the trigger interval, a positive pulse is applied to the pulse input terminal 12, which is connected to the trigger electrode 8 through a current limiting resistor 20.
In Figs. 1, 2 and 3 the respective additional electrodes 11 and 12 are connected directly to the cathode. It has been found satisfactory to connect them at any suitable point whose potential is substantially that of the cathode, and varies, if the latter is seen, in phase with changes in the potential of the cathode.
With the ordinary trigger tube from which the additional electrode 11 or 12 is omitted, the measured relation between the amplitude of the trigger pulse and the starting time of the main interval, a constant pulse width of 100 microseconds was used, is shown below for 3 different pulse amplitudes.
The pulses were substantially rectangular in shape, source 15 was 150 volts, resistor 16 was 100,000 ohms, and cathode 14 resistance was 100 ohms,
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<tb> from
<tb> Amplitude / pulse <SEP> Approximate start time <SEP> <SEP>
<tb>
<SEP> <tb> will trigger <SEP> <SEP> the main <SEP> interval <SEP> measured
<tb> to <SEP> from <SEP> of <SEP> front <SEP> before <SEP> of
<tb>
<tb> the <SEP> pulse of <SEP> trigger
<tb>
<tb>
<tb> 75 <SEP> Volts <SEP> 90 <SEP> microseconds
<tb>
<tb>
<tb> 83 <SEP> Volts <SEP> 75 <SEP> microseconds
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> Volts <SEP> 60 <SEP> microseconds
<tb>
The pulse of 75 .Volts was just enough to prime the main in tervlle.
In Fig. 4, the voltage V appearing across the resistance of the cathode 14 of the arrangement has been designated as ordered.
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C0,;: eJ: .1 "of i, ig.1, time t, measured from the front Lvanb ue t '-. A - trigger ulsion, being designated retort abscissa, lt c .. :: 1IJ1i- @ude of the pulse employed being marked on the curves.
In
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", q, - in this case we will see that the pension due in the current of the trigger interval xoabe to zero VéLt that the current of the main interval begins, the voltage due to the discharge of the main interval s 'instantaneously rising to the constant parked level A, at the end of the 100 microsecond interval occupied by the trigger pulse.
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When the additional electrode 11 is connected to the trigger electrode instead of being connected to the method, it has been found that virtually the same results are obtained as in the unmodified tube and the circuit to which the previous table relates.
In the arrangement of Fig. 2, with the additional electrode connected to the cathode, for the same pulse width
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of 100 microseconds, the main interval starts at the end of the trigger pulse for a range of trigger isipulse amplitudes ranging from 94 to 155 volts.
In the arrangement of Fig. S, with the two additional electrodes connected to the cathode, similar results are obtained but the allowable range for the pulse amplitudes extends from 94 to 210 volts. On the whole of this beach, the weather
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interval of the main interval varies smoothly by three micro "seconds", eti-ef h'ordeticé with the amplitude of the trigger pulse: tent.
It will be seen that the present intention provides a simple and convenient means of delaying the snoring of the prin- cirl interval of a trigger tubs until the end of the pulse of ... 1 = e = :. ert meaning that we need ..... 0 additional c..ioa.es and time constant 1. circuits outside the tube.
Sicily ires results have been obtained with .Lr-1 '-:' 1--? '' '' J1US cran- -. J .... J ..., L ..... ¯ ,,: :) or-t, "" v obte- c ........: -....-'... (.....- ......!. ....... 1: "" "'-' ---.... as soon as 4 a width in 1C: ¯icroseconds used
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to obtain the figures quoted above,
Although the principles of the invention have been set forth above with reference to particular examples, it is hereby. It is understood that this description is given only by way of example and in no way constitutes a limitation on the scope of the invention.
CLAIMS.
1) A device comprising electrodes defines, in a gas-filled enclosure, a main glow discharge interval and a trigger interval for initiating said main interval and means for applying a trigger pulse to them. electrodes of the trigger interval and to maintain the glow discharge through the main interval, characterized in that at least one additional electrode is located outside the gas atmosphere of said enclosure, so that its potential can still affect the electric field thereof and that said additional electrode is connected so as to be substantially at the cathode potential,
the arrival being such that: the main interval begins after the end of said impulse.
2) A device as claimed in claim 1, wherein a glass casing surrounds said enclosure, and said additional electrode is a conductive layer on said casing near said cathode.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.