Elektronenröhre zur Verstfirkung elektrischer Schwingungen. Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf eine Elektronenröhre zur Verstärkung elektrischer Schwingungen.
Bei einer Triode verläuft die Ia-Vg-Kenn- linie bekanntlich gemäss der 3/,-Potenzkurve, bei gewissen andern Röhren ist sie sogar noch stär ker gekrümmt. Diese Ia-Vg-Kennlinie ist daher nur über einen verhältnismässig klei- rten Teil als praktisch geradlinig zu betraeh- ten, so dass nur ein kleiner Teil des negativen Gitterspannungsgebietes benutzt werden kann, wenn ein bestimmter zulässiger 'Verzerrungs prozentsatz nicht überschritten werden darf.
Für das übliche Arbeitsgebiet der Röhre gilt dies sowohl für die statisehe, als auch für die dynamische Ia-VG-Kennlinie.
Es wurde bereits versucht, Verstärkerröh- ren in der Weise zu bauen, dass diese Ver zerrung in geringerem. Masse auftritt, was dann in der Ia-Vg-Kennlinie derart zum Ausdruck kommt, dass diese Kennlinie über eine grössere Länge praktisch geradlinig ist. Es ist bekannt, zu diesem Zweck Röhren zu verwenden, bei denen die Steuerung des An odenstromes durch Ablenkung eines Elek tronenbündels erfolgt. Solche Röhren sind aber verhältnismässig verwickelt und erfor dern im allgemeinen hohe Spannungen für die optimale Wirkung.
Die erwähnten Nachteile lassen sieh durch Verwendung einer Elektronenröhre nach der Erfindung vermeiden, da es sieh aus vielen Untersueliungen ergeben hat, dass es möglich ist, einen bestimmten Teil der la-Vg-Kenn- linie weniger gekrümmt verlaufen zu lassen als die"/,-Poten7kurve, Lind zwar insbesondere den im Arbeitsgebiet liegenden Teil.
Zu die sem Zweck hat die Anmelderin bereits vorge schlagen, in einer Röhre Steuer- und Schirm gitter mit gleicher Steigung zu wickeln und derart anzuordnen, dass die wirksamen Teile, von der Kathode her gesehen, hintereinan- derliegen, wobei dann das Verhältnis zwischen dem Abstand dieser Gitter und der Steigung wenigstens 2<B>: 1</B> beträgt, und das zweite Git ter aus Drähten besteht, deren Stärke wenig stens 1./" der Steigung ist. Das gleiche Er gebnis lässt sich praktisch mit einfaeheren Mitteln erzielen.
Zu diesem Zweck ist erfindungs,-,emäss in einer Elektronenröhre zür Verstärkung elek- triseher Schwingungen, die wenigstens eine Kathode, ein Steuergitter und eine Anode enthält, und bei welcher der Elektronenstrom, zu mindestens einem Bündel zusammenge drängt ist, dessen Breite sieh mit der Span- nun- des Steuergitters ändert, zwischen dem Steuergitter und der Anode wenigstens ein auf einem festen positiven Potential zu hal tendes, sieh mindestens nahezu parallel zur Kathode erstreckendes leitendes Organ ange bracht, das derart gestaltet und angeordnet ist,
dass bei Steuergitterspannungen in der Nähe des vorbestimmten Arbeitspunktes der Röhre dieses Organ einen solchen Teil des Elektronenstromes auffängt, dass das entspre- ehende Gebiet der Ia-Vq-Kennlinie weniger gekrümmt ist als der '/"-Potenzkurve ent spricht.
Hierbei wird der Umstand benutzt, dass bei Änderung der Spannung an den Bün- delungsorganen, in diesem Falle z.B. den Halterungsstäben des Steuergitters oder den mit diesem Gitter verbundenen Bündelungs- organen, die Bündelbreite sich ändert. Eine Abnahme der negativen Steuergitterspannung bewirkt dann immer eine Zunahme der Bün delbreite. Die vorliegende Erfindung benutzt diese Erscheinung zur Erzielung des beschrie benen Effektes.
Infolge des Vorhandenseins der erfin dungsgemässen Organe wird erreicht, dass bei Zunahme der Bündelbreite diese Organe in einem bestimmten Augenblick von den Rän dern des Bündels erreicht und daher strom führend werden, so dass der Anodenstrom -verhältnismässig in geringerem Masse zunimmt als bei Abwesenheit dieser Organe. Auf diese Weise wird erreicht, dass im Arbeitsgebiet der Röhre die Steilheit der Ia-Vg-Kenn- linie in geringerem Masse zunimmt als der ',',-Potenzkurve entspricht und daher weniger gekrümmt verläuft.
Bei Vorhandensein eines Schirmgitters können die Organe mit diesem Gitter verbun den werden oder einen Teil desselben bilden.
Zur Erzielung der richtigen Wirkung dürfen die Organe nicht eine zu grosse Breite haben. Im allgemeinen können diese Organe eine Breite von<B>0,3</B> nun aufweisen.
Die erlindungsgemässe Bauart bietet den Vorteil, dass sie sieh ohne besondere Schwie- rigkeiten bei bestehenden Ty <B>.</B> pen von Ent- ladungsröhren verwenden lässt. Dabei werden an die Bauart und den Abstand zwischen den Elektroden keine andern Anforderungen ge stellt als die, welche bereits im allgemeinen für eine gute Wirkung der Röhre berück sichtigt werden.
Die Bündel-ung der Elek tronen wird in den meisten Fällen bereits in hinreichendein Masse infolge des Vorhanden seins der Halter-ungsstäbe des Steuergitters erhalten, wenn diese Halterungsstäbe von hinreichender Stärke sind und sich beid seitig der Kathode befinden, Die Bündelung kann aber dadurch ver bessert werden, dass in bekannter Weise der Kathode ein ovaler, elliptischer oder kreis- föriniger Querschnitt gegeben wird.
Der für Endverstärkerröhren übliche, linsenförmige Kathodenquersehnitt, bei dem die Seiten flächen nicht mit einem emittierenden Stoff versehen sind, ist in dieser Hinsicht weniger günstig. Auch bei Verwendung einer solchen Kathode kann die Bündelung daher in der Weise verbessert werden, dass in bekannter Weise Stäbchen am Steuergitter angebracht werden.
Die erfindungsgemässen leitenden Organe können die Form von geraden Stäben haben. Diese Stäbe können sich in etwas schräger Lage gegenüber der Kathode befinden. Aueii lassen sich die Stäbe durch Streifen oder Plättehen ersetzen, wobei letztere z. B. trapez- förmig gestaltet sind oder durch Einkerbun gen oder dergleichen an den Rändern eine i-mgleichmässige Breite erhalten können. Auf diese Weise ist die Zunahme des von diesen Organen aufgefangenen Stromes regelbar. Zu diesem Zweck wären auch gebogene Stäbchen -verwendbar.
Ferner ist es möglich, die er wähnten Organe gleichzeitig als Halterungs- stäbe eines Schirmgitters dienen zu lassen. Es ist möglich, ein einziges Organ zu verwenden, im allgemeinen aber werden mehrere Organe in einem Abstand beiderseitig eines Bündels angebracht, der grösser als die kleinste Bün delbreite, aber kleiner als die grösste Bündel breite ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der beiliegenden Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. <B>1</B> und 2 Kennlinien und Fig. <B>3</B> einen Querschnitt einer Pentode. In Fig. <B>3</B> ist mit<B>5</B> die Kathode, mit<B>6</B> das Steuergitter, mit<B>7</B> das Schirmgitter und mit <B>8</B> die Anode einer Pentode bezeichnet. Zwi- sehen dem Schirmgitter<B>7</B> und der Anode<B>8</B> kann noch ein (nicht dargestelltes) Fanggitter -vorgesehen sein, das mit der Kathode ver bunden sein kann.
Die Halterungsstäbe <B>10</B> des Steuergitters bewirken eine Bündelung des Elektronenstromes.
In Fig. <B>1</B> ist mit<B>1</B> eine dynamische Ia-Vg- Kennlinie der Pentode bezeichnet, die bis zum Punkt b annähernd gemäss der '/,-Po- tenz verläuft, während mit 2 eine nach der Erfindung verbesserte Kennlinie bezeichnet ist. Der Punkt c ist der Arbeitspunkt der Röhre.
Bei der Linie 2 ist der Teil a-b, der dem Arbeitsgebiet der Röhre entspricht, weniger gekrümmt als der entsprechende Teil der Linie<B>1.</B> Dies wird erreicht, indem, wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist, in diesem Gebiet das Schirmgitter einen verhältnismässig grö sseren Strom zu führen anfängt (Linie 4), da infolge der Spannungsänderung des Steuergitters die Breite der Elektronenbündel dermassen zunimmt, dass die in diesem Falle parallel zur Kathode befindlichen dünnen Stäbe<B>9</B> (Fig. <B>3)</B> stromführend werden. Diese.
Stäbe werden in einem solche gegenseitigen Abstand angeordnet, dass sie im Arbeitspunkt der Röhre etwa zur Hälfte ihrer Breite inner halb des Bündels liegen. Diese Lage lässt sieh an Hand von Prüfungen, beispielsweise in Verbindung mit Untersuchungen mit der Gummihaut, in einfacher Weise festsetzen. Liegen die Stäbe<B>9</B> völlig innerhalb des Bün dels, so verläuft die Zunahme des Schirm- gitterstromes wieder entsprechend der ur- sprüngliehen Linie<B>3</B> (Fig. 2).
Die Bündel haben eine Breite<B>1</B> (Fig. <B>3)</B> bei einer stark negativen Steuergitterspannung. Erreichen die Bündel eine Breite II, so nimmt der Schirmgitterstrom in verhältnismässig grö- sserein Masse zu als gemäss der Linie<B>3.</B> Die ser Moment muss somit bei einer negativen Steuergitterspannung erreicht werden, die dem Punkt a entspricht, und die Stäbe<B>9</B> müs sen vorzugsweise bei einer Steuergitterspan- nung entsprechend dem Punkt<B>b</B> völlig inner halb der Bündel liegen.
Bei einer noch posi tiver werdenden Steuergitterspannung erhal ten die Bündel eine Breite, wie sie in Fig. ") mit III angedeutet ist. Die Stäbe<B>9</B> müssen im allgemeinen eine geringere Stärke aufwei- ken als die Stützstäbe<B>11,</B> aber diese Stärke ist veränderlich entsprechend der Länge des G',
ebietes a-b und dem Masse der Breiten- änderung der Bündel bei Änderung der Steuergitterspannung. Gegebenenfalls können die Säbe als Halterungsstäbe des Schirm gitters dienen, wobei dann dessen Halterungs- stäbe <B>11</B> entfallen können.
Electron tube for amplifying electrical vibrations. The present invention relates to an electron tube for amplifying electrical vibrations.
As is well known, the Ia-Vg characteristic of a triode runs according to the 3 /, power curve, with certain other tubes it is even more curved. This Ia-Vg characteristic curve can therefore only be regarded as practically straight over a relatively small part, so that only a small part of the negative grid voltage range can be used if a certain permissible distortion percentage must not be exceeded.
For the usual working area of the tube, this applies to both the static and the dynamic Ia-VG characteristic.
Attempts have already been made to build amplifier tubes in such a way that this distortion is reduced. Mass occurs, which is then expressed in the Ia-Vg characteristic in such a way that this characteristic is practically straight over a greater length. It is known to use tubes for this purpose in which the control of the anode current is carried out by deflecting a bundle of electrons. Such tubes are, however, relatively intricate and generally require high voltages for optimal effect.
The disadvantages mentioned can be avoided by using an electron tube according to the invention, since it has shown from many investigations that it is possible to make a certain part of the Ia-Vg characteristic curve less curved than the "/, - Poten7kurve, Lind especially the part lying in the work area.
For this purpose, the applicant has already proposed to wind control and screen grids with the same pitch in a tube and to arrange them in such a way that the effective parts, viewed from the cathode, lie one behind the other, with the ratio between the distance then this grid and the slope is at least 2 <B>: 1 </B>, and the second grid consists of wires whose strength is at least 1. / "of the slope. The same result can practically be achieved with simpler means .
For this purpose, the invention, -, emäss in an electron tube for amplification of electrical oscillations, which contains at least a cathode, a control grid and an anode, and in which the electron stream is compressed into at least one bundle, the width of which see the Span- now- the control grid changes, between the control grid and the anode at least one conductive member to be kept at a fixed positive potential, at least almost parallel to the cathode, is attached, which is designed and arranged in such a way that
that with control grid voltages in the vicinity of the predetermined working point of the tube, this organ absorbs such a part of the electron flow that the corresponding area of the Ia-Vq characteristic curve is less curved than the '/ "power curve.
Here the fact is used that when the tension on the bundling organs changes, in this case e.g. the support rods of the control grid or the bundling organs connected to this grid, the bundle width changes. A decrease in the negative control grid voltage then always causes an increase in the bundle width. The present invention uses this phenomenon to achieve the described effect.
As a result of the presence of the organs according to the invention, it is achieved that when the bundle width increases, these organs are reached at a certain moment by the edges of the bundle and are therefore energized, so that the anode current increases to a lesser extent than in the absence of these organs. In this way it is achieved that in the working area of the tube the slope of the Ia-Vg characteristic curve increases to a lesser extent than the ',', power curve corresponds and is therefore less curved.
In the presence of a screen grid, the organs can be verbun with this grid or form part of it.
To achieve the correct effect, the organs must not be too wide. In general, these organs can now have a width of 0.3.
The design according to the invention offers the advantage that it can be used with existing types of discharge tubes without any particular difficulties. The design and the distance between the electrodes are not subject to any other requirements than those which are generally taken into account for a good effect of the tube.
In most cases, the bundling of the electrons is already sufficient due to the presence of the holding rods of the control grid, if these holding rods are of sufficient strength and are located on both sides of the cathode, but bundling can be improved as a result that the cathode is given an oval, elliptical or circular cross-section in a known manner.
The lenticular cathode cross-section that is customary for power amplifier tubes, in which the side surfaces are not provided with an emitting substance, is less favorable in this regard. Even when using such a cathode, the bundling can therefore be improved in such a way that small rods are attached to the control grid in a known manner.
The conductive organs according to the invention can have the shape of straight rods. These rods can be in a somewhat inclined position in relation to the cathode. Aueii the rods can be replaced by strips or plates, the latter z. B. are designed trapezoidal or can be obtained by indentations or the like at the edges of a uniform width. In this way the increase in the current collected by these organs can be regulated. Curved sticks could also be used for this purpose.
It is also possible to have the organs mentioned simultaneously serve as holding rods for a screen grid. It is possible to use a single organ, but in general several organs are attached at a distance on both sides of a bundle that is larger than the smallest bundle width but smaller than the largest bundle width.
The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings Darge. In the drawing, FIGS. 1 and 2 show characteristic curves and FIG. 3 shows a cross section of a pentode. In Fig. 3, with <B> 5 </B> the cathode, with <B> 6 </B> the control grid, with <B> 7 </B> the screen grid and with < B> 8 </B> denotes the anode of a pentode. Between the screen grid <B> 7 </B> and the anode <B> 8 </B>, a catch grid (not shown) can be provided which can be connected to the cathode.
The holding rods <B> 10 </B> of the control grid cause the electron flow to be bundled.
In FIG. 1, <B> 1 </B> denotes a dynamic Ia-Vg characteristic of the pentode, which runs approximately according to the '/, power up to point b, while with 2 a characteristic curve improved according to the invention is designated. Point c is the working point of the tube.
In line 2, the part ab corresponding to the working area of the tube is less curved than the corresponding part of line 1. This is achieved in that, as can be seen from FIG The area where the screen grid begins to carry a relatively larger current (line 4), because the change in voltage of the control grid increases the width of the electron bundle to such an extent that the thin rods 9, which are parallel to the cathode in this case (Fig . <B> 3) </B> become live. This.
Rods are arranged at such a mutual distance that they are about half of their width within the bundle at the working point of the tube. This position can be established in a simple manner on the basis of tests, for example in connection with tests with the rubber skin. If the bars <B> 9 </B> lie completely within the bundle, then the increase in the screen grid current runs again according to the original line <B> 3 </B> (FIG. 2).
The bundles have a width <B> 1 </B> (Fig. <B> 3) </B> with a strongly negative control grid voltage. If the bundles reach a width II, the screen grid current increases by a relatively larger mass than according to line <B> 3. </B> This moment must therefore be achieved with a negative control grid voltage, which corresponds to point a, and the bars <B> 9 </B> must preferably lie completely within the bundle with a control grid voltage corresponding to point <B> b </B>.
If the control grid voltage becomes even more positive, the bundles are given a width as indicated by III in FIG. "). The bars 9 generally have to have a smaller thickness than the support bars > 11, </B> but this thickness is variable according to the length of the G ',
ebietes a-b and the mass of the change in width of the bundles when the control grid voltage changes. If necessary, the saws can serve as holding rods of the screen grid, in which case its holding rods 11 can be omitted.