Entladungsröhre mit doppelter Steuerung des Entladungsstromes. Um die bei den Überlagerungsempfängern notwendige Frequenzumwandlung mit mög lichst gutem Wirkungsgrad durchführen zu lsönnen, sind in den letzten Jahren eine Reihe von besonderen Röhren, .sogenannte "Misch röhren", entwickelt worden.
Das Prinzip die ser bisher bekannten Mischröhren ist über einstimmend folgendes: Von .der Glühkathode geht ein Elektronenstrom aus, der durch ein .der Kathode unmittelbar vorgelagertes erstes Steuergitter gesteuert werden kann.
Dieser Elektronenstrom passiert ein hinter diesem Steuergitter liegendes Schirmgitter, das auf festem Potential gehalten wird und tritt in ein zweites, hinter diesem Schirmgitter lie gendes Steuersystem ein. Dieses Steuer- system besteht in Anlehnung an die primären Steuersysteme ebenfalls aus einem Steuer gitter, hinter dem eine Anode bezw. ein System aus Schirmgitter, Fanggitter und Anode gelagert ist.
Hat das zweite Steuer gitter das Potential Null, so ist das Effektiv- potential in dieser Steuergitterebene ge nügend hoch, damit die durch -das vor gelagerte Schirmgitter hindurchtretenden Elektronen zum grossen 'Teil diese :Steuer- gitterfläche passieren und zur dahinterliegen- den Anode gelangen können.
Wird an das zweite .Steuergitter ein negatives Potential gegeben, so sinkt das Effektivpotential der zweiten Steuergitterfläche, und ein Teil der durch das vorgelagerte Schirmgitter hin durchtretenden Elektronen ist nicht mehr in der Lage, diese -Steuergitterfläche zu passie ren und die dahinterliegende Anode zu er reichen, sondern muss vor der zweiten Steuer- gitterfläche umkehren und zum vorgelager ten Schirmgitter,
das es kurz vorher passiert hat bezw. direkt zur Kathode zurückfliessen. Je stärker negativ das Potential des zweiten Steuergitters .gemacht wird,
. desto grösser ist die Zahl der umkehrenden Elektronen. Durch genügend hohes negatives Potential am zwei ten Steuergitter kann schliesslich der Elek- tronenstrom zur hintern Anode vollkommen abgeriegelt werden. Der Elektronenstrom, der zur Arbeitsanode gelangen kann, wird also durch zwei voneinander völlig unab hängige Steuergitter beeinflusst.
Dabei be stimmt die erste Steuerung die Stärke des von der Kathode ausgehenden Elektronen stromes und die zweite Steuerung die Ver teilung dieses Elektronenstromes auf Anode und inneres .Schirmgitter bezw. Kathode. In der konstruktiven Ausführung dieses Prin- zipes sind eine Reihe von Variationen in den letzten Jahren ausgeführt worden, ,die zum Beispiel ausser den bisher genannten Elek troden noch weitere Hilfselektroden enthal ten, die zur Erzeugung der Überlagerungs- schwingung benutzt werden.
Diese Hilfs elektroden ändern jedoch nichts an der be schriebenen Wirkungsweise -der Röhre.
Im Gebrauch der soeben beschriebenen Röhren mit doppelter Steuerung des Anoden stromes stellt sich eine Reihe von Mängeln heraus. So neigen diese Röhren bei empfind lichen Empfangsgeräten zur Erzeugung von Störgeräuschen, dem sogenannten "Rauschen" der Empfänger.
Bei Benutzung .der Röhren für kurze Wellen von zirka 20 bis 3'0 m nehmen die Elektronen Energie von den Hochfrequen.zfeldern auf und sind dadurch imstande, gegen negative Potentiale anzu laufen, so dass die Steuergitter auch bei nega tiver Vorspannung einen Strom aufnehmen und die angeschlossenen Schwingungskreise gedämpft werden.
Wie Untersuchungen ge zeigt haben, werden nun alle diese bei den bisher bekannten Mischröhren auftretenden Störeffekte durch die Umkehr der Elek tronen vor dem zweiten Steuergitter und die dadurch bedingte lange Laufzeit der Elek tronen, sowie -die damit zusammenhängenden Raumladeeffekte verursacht.
Diese Schwierigkeiten werden erfindungs gemäss dadurch behoben, dass die zweite Steuerung .des von der Kathode abgehenden und durch das erste Steuergitter hindurch tretenden Elektronenstromes zwar ebenfalls durch ,Stromverteilung erfolgt, durch beson dere Konstruktionen und Dimensionierung der Elektroden aber dafür gesorgt wird, dass die Elektronen, die nicht zur Anode gelangen können, nicht umkehren oder zum innern Schirmgitter zurückkehren, sondern dass diese Elektronen durch die zweite Steuerelc-htro#le lediglich in ihrer Riehtung abgelenkt und als Folge dieser Ablenkung nicht mehr zur Anode,
sondern zu einer an sich beliebigen Hilfselektrode gelangen.
Um die Erfindung an Beispielen etwas näher zu erläutern, sollen einige Konstruk- tionsmöglichkeiten gezeigt werden.
In der Abb. 1 ist beispielsweise ein Ent ladungssystem im -Querschnitt gezeigt. Um die Glühkathode 1 ist ein ovalzylindrisches Steuergitter 2 und ein ebenfalls ovaIzylin- drisches Schirmgitter 3 herumgelegt. Aus diesem Entladungssystem tritt vorzugsweise in den beiden Winkeln a je ein Elektronen schwarm .aus.
Hinter dem Schirmgitter 3 liegt jetzt, vorzugsweise in diesen Winkel bereichen, ein weiteres Steuergitter 4 und ein weiteres Schirmgitter 5, wobei letzteres nur in dem Bereich der Winkel a für die Elek tronen @durchlägsig ist, während es in den übrigen Winkeln aus Vollblech besteht und Elektronen nicht hindurchtreten lässt. Hinter dem durchlässigen Teil des Schirmgitters 5 liegt, eventuell unter Zwischenschaltung eines nicht dargestellten Fanggitters, die Anode 6.
Durch geeignete Formgebung des Steuer gitters 4 und des dazugehörigen Schirm gitters 5 muss dafür gesorgt werden, dass beim Anlegen negativer Potentiale an die 8teuer- eleh-trode 4 die in den Winkeln a austreten den Elektronen ohne allzu grossen Geschwin digkeitsverlust seitlich auf die Elektrode 5 abgelenkt werden. Ein solcher Steuervorgang entspricht also tatsächlich -den oben gestellten Forderungen, indem keine merkliche Umkehr von Elektronen auf das aus den Elektroden 1, 2 und 3 bestehende System erfolgt.
In der Ausbildung der Elektroden 4, 5 und 6 sind eine sehr grosse Reihe von Variations- möglichkeiten gegeben. Durch geeignete Formgebung des primären Elektrodensystems 1, 2, 3 kann man erreichen, dass die Elek tronen in gewissem Umfange gebündelt (nämlich nur innerhalb der Winkel a) in das sekundäre Entladungssystem eintreten.
Dabei wird das zweite Steuersystem kon struktiv so gestaltet, dass die Elektronen bei dieser Ablenkung möglichst wenig an Ge schwindigkeit verlieren, auf keinen Fall aber - wie bei den bisher bekannten Kon struktionen - bis auf die Geschwindigkeit Null abgebremst werden. Ist diese Haupt forderung erfüllt, so besitzen alle Elektronen nur noch Laufzeiten, die vergleichbar sind mit den Laufzeiten bei den normalen Pen- toden, und ausserdem können in der Um gebung der zweiten Steuerelektrode keine allzu starken Elektronenraumladungen mehr auftreten.
Damit ist auch die Ursache der oben geschilderten Störeffekte beseitigt.
In der Abb. 2 ist ein weiteres Konstruk tionsbeispiel im Längsschnitt gezeigt. Im Gegensatz zum ersten _ Beispiel erfolgt dabei die Verteilung der Elektronen im zweiten Steuersystem nicht auf verschiedene radiale Segmente, sondern auf verschiedene, in der Längsrichtung der Kathode liegende Teile des .Systems. Wiederum bilden die Kathode 1, das erste Steuergitter 2 und das Schirm gitter 3 zusammen das primäre Steuersystem.
Hinter dem Schirmgitter 3 liegt das ver hältnismässig grobmaschige zweite Steuer- gitter -1 und hinter diesem ein weiteres Schirmgitter 5. Dieses Schirmgitter ist so gewählt, .dass es nur an :den hinter den Dräh ten des Steuergitters 4 liegenden Stellen für Elektronen durchlässig ist, jedoch nicht in den dazwischen befindlichen Teilen.
Hinter dem Schirmgitter 5 liegt wiederum - even tuell unter Zwischenschaltung eines Fang gitters - die Anode 6, die sich entweder über die ganze Länge des Elektrodensystems erstreckt oder auch nur aus Teilen zu be stehen braucht, die hinter den durch brochenen Teilen des Schirmgitters liegen.
Bei diesem System ist nun der Vorgang folgender: Besitzt das Steuergitter 4 das Potential Null, so können die von der Ka thode kommenden Elektronen verhältnis mässig gleichmässig hindurchtreten und ge langen mit verhältnismässig gleichmässiger Dichte auf das Schirmgitter 5; ein Teil dieser Elektronen wird dann durch die Öff nungen des Schirmgitters 5 hindurchtreten und zur Anode 6 gelangen.
Erhält nun das Steuergitter 4 ein negatives Potential, so werden die Elektronen, die durch das,Schirm- gitter 3 hindurchtreten, in .die Lücken zwi schen den Drähten des Gitters 4 zusammen- gedrängt und vorzugsweise auf die massiven Teile des Schirmgitters 5 auftreffen, so dass der Anodenstrom geringer wird. Es wird also auch bei diesem Beispiel eine Steuerung des Anodenstromes durch das Gitter 4 er reicht,
wobei aber der Steuervorgang im Gegensatz zu den bisher bekannten Ausfüh rungen nicht auf einer Umkehr, sondern auf einer mehr oder weniger ausgeprägten Kon zentration der Elektronen auf die verschie denen Teile des Schirmgitters 5 beruht. Durch geeignete Dimensionierung, vor allem durch geeignete Wahl der Abstände zwischen 3 und 4 bezw. 4 und 5, sowie durch geeignete Wahl der Windungsabstände des Gitters 4 und geeignete Spannungen an .den Elektro den 3,
4 und 5 lässt sich diese Forderung ebenso wie bei den bekannten Anordnungen der Elektronenmikroskope weitgehend er reichen.