Einrichtung mit mindestens einer Gasentladungsröhre mit ungeheizter Kathode. Es sind Gasentladungsröhren mit kalter Kathode und mehreren Entladungsstrecken bekannt (Patent Nr. 271240), bei denen die Entladungsstrecken in einer bestimmten Rei henfolge nacheinander zünden, wenn eine Folge elektrischer Impulse gleichzeitig an alle Entladungsstrecken angelegt wird. Die Zün dung jeder Entladungsstrecke wird durch die von der Entladung einer danebenliegenden Entladungsstrecke verursachten Ionisation ermöglicht.
Der erste an die Röhre angelegte Impuls zündet nur die sogenannte Startentladungs- strecke. Dies kann durch einen gegenüber den andern Entladungsstrecken kleineren Ab stand der Elektroden der Startstrecke, durch eine nur an diese angelegte Vorspannung oder durch eine dauernd gezündete Hilfsentla- dungsstrecke, welche neben der Startstrecke liegt und durch die von ihr gelieferten Ionen die Zündspannung der Startstrecke verrin gert, erreicht werden.
Nachdem der Reihe nach alle Entladungs strecken gezündet haben, werden alle Entla dungen gelöscht, worauf' nach erfolgter Entionisierung aller Entladungsstrecken die nächste Zündfolge beginnen kann.
wenn eine derartige Röhre durch eine Folge zeitlich äquidistanter Impulse betätigt werden soll, ist der Impulsfrequenz eine Höchstgrenze gesetzt, da die Impulspausen lange genug sein müssen, um die Entionisie- rung der Entladungsstrecken zu gestatten.
Wenn zu Beginn eines neuen Zündzyklus noch ionisierte Strecken vorhanden sind, be steht die Gefahr, dass die Startentladungs- strecke nicht als erste zündet.
Damit höhere Impulsfrequenzen verwen det werden können, können besondere Mass nahmen getroffen werden, um die Entionisie- rungszeit herabzusetzen. Gewisse Gasfüllun gen der Röhre haben zum Beispiel eine der artige Wirkung. Es kann auch verhindert werden, dass ein oder mehrere Impulse, welche auf den die Zündung der letzten Strecke verursachenden Impuls folgen, ir gendeine Entladungsstrecke der Röhre zün den, so dass eine längere Zeit als die Dauer einer Impulspause für die Entionisierung der Entladungsstrecken zur Verfügung steht. Dies kann durch vorübergehende Herabset zung der an den Elektroden liegenden Span nung erreicht werden.
Eine längere Ruhezeit der einzelnen Röhre kann auch dadurch er zielt werden, dass zwei oder mehr abwech selnd arbeitende derartige Röhren verwendet werden.
Es besteht ausserdem die Möglichkeit, eine konstante Spannung an die Elektroden der Entladungsstrecken anzulegen, die zwar nicht zur Zündung, wohl aber zur Aufrechterhal tung einer Entladung ausreicht. Wenn eine solche Spannung vorhanden ist, werden sämt- liche gezündeten Entladungsstrecken leitend bleiben, so dass am Ende eines Zyklus sämt liche Strecken leitend sind und vor dem Be ginn des nächsten Zyklus gelöscht werden müssen.
Wenn keine solche konstante Spannung vorhanden ist, werden die Entladungen in den Impulspausen erlöschen, so dass das Zeit intervall zwischen den Impulsen nicht so gross sein darf, dass die Ionisierung unter das für die Zündung der nächsten Strecke erforder liche Mass fallen könnte. Dies bedingt die Ver wendung von derartigen Impulsfrequenzen, die so hoch sind, dass zur Entionisierung der Röhre am Ende des Zündzyklus nicht genü gend Zeit vorhanden wäre.
Es ist eine Erscheinung bekannt, welche in gasgefüllten Entladungsröhren auftritt und im folgenden als Nachwirkeffekt bezeichnet wird.
Dieser Effekt besteht in der Tatsache, dass bei Verwendung bestimmter Elektrodenmate- rialien und Füllgase die Zündspannung einer Entladungsstrecke während eines kurzen Zeitintervalles nach ihrer Löschung höher ist, als längere Zeit nach der Löschung bzw. bei einer erstmaligen Zündung.
Wenn in solchen Röhren an sämtliche Entladungsstrecken gleichzeitig Impulse an gelegt werden, ohne dass eine konstante Span nung für die Erhaltung der Entladung vor handen ist, so ionisiert eine gezündete Ent ladungsstrecke die danebenliegende, nicht gezündete Strecke und löscht nach dem Auf hören des sie zündenden Impulses. Der nächste Impuls zündet die nächste ionisierte, noch nicht gezündete Entladungsstrecke, kann jedoch keine Neuzündung der gelösch ten Strecke bewirken, da die Impulsampli tude etwas kleiner als die durch den Nach wirkeffekt erhöhte Zündspannung gewählt wird.
Der Nachwirkeffekt hält so lange an, dass einmal gezündete Strecken während dessel ben Zündzyklus der Röhre nicht noch einmal zünden; wenn jedoch sämtliche Entladungs strecken gezündet haben und alle den Nach wirkeffekt aufweisen, ist die erste Zünd- strecke, welche in den Normalzustand über geht, diejenige, welche am längsten gelöscht war, das heisst die Startstrecke, so dass nur diese beim ersten Impuls des nächsten Zyklus zündet. Ein entsprechendes Nachlassen des Nachwirkeffektes erfolgt in der festgelegten Zündfolge bei allen übrigen Strecken der Röhre und geht den erfolgenden Zündungen voraus, so dass diese in der vorgeschriebenen Reihenfolge zünden werden.
Eine kleine Vorspannung kann an die Startstrecke angelegt werden, damit die Zünd folge mit Sicherheit bei dieser Strecke beginnt. Diese Vorspannung darf jedoch nicht so hoch sein, dass eine Dauerentladung über die Start strecke erfolgt.
Die beschriebenen Röhren können zum Beispiel bei Frequenzteilern und Impulszäh lern verwendet werden.
Die erfindungsgemässe Einrichtung mit mindestens einer Gasentladungsröhre mit un geheizter Kathode, die mindestens drei Zünd- strecken aufweist, ist dadurch gekennzeich net, dass die Entladungsstrecken derart aus gebildet und angeordnet und mit den äussern Schaltelementen verbunden sind, dass beim Anlegen einer Impulsfolge an die Eingangs klemmen der Einrichtung die Entladungs strecken in einer vorgegebenen Reihenfolge nacheinander gezündet werden und nach der Zündung der letzten alle Entladungsstrecken wieder gelöscht werden, so dass die Röhre für einen neuen Arbeitszyklus bereit ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der beigelegten Zeichnung er läutert.
Die Gasentladungsröhre 1 mit ungeheiz ter Kathode hat eine Startentladungsstrecke ,? und weitere Entladungsstrecken 3-9. Eine von der Batterie 10 gelieferte Spannung wird an alle Entladungsstrecken angelegt, und zwar über die Impedanz<B>11</B> an die für sämt liche Strecken gemeinsame Anode 12, über die Impedanz 13 an die Kathode der Start strecke 2, über die Impedanz 14 an die Katho den der Strecken 3-3 und über die Impedanz 15 an die Kathode der letzten Strecke 9. Die Startstrecke 2 ist kürzer als die übri gen, so class besondere Impedanzen im Strom kreis der Strecken 2 und 3-S nicht unbe dingt notwendig sind.
Wenn eine besondere Vorspannung für die Startstrecke 2 vorhan den wäre (bei gleicher Länge derselben wie die übrigen Strecken), so müsste diese in Serie zum Widerstand 13 eingeführt werden.
Die Impulse werden an die Klemmen 16 angelegt und über den Kondensator 17 der Anode zugeführt. Die Entladungsstrecken zünden nun wie oben beschrieben.
Nachdem die letzte Strecke 9 gezündet hat, entlädt sich der Kondensator 18, der zwischen der Anode und der Kathode dieser Strecke liegt und normalerweise auf' eine etwas über der Spannung der Batterie 10 lie gende Spannung aufgeladen ist, über die Strecke 9 und setzt dadurch die Anodenspan nung derart herab, dass alle Entladungsstrek- ken gelöscht werden.
Die Kathode der Entladungsstrecke 9 kann eine grössere Oberfläche als die andern Kathoden aufweisen, so dass diese Strecke einen grösseren Strom als die andern durch lässt und die Entladung des Kondensators 18 beschleunigt wird. Der dadurch erhöhte Span nungsabfall an der gemeinsamen Impedanz 11 verringert das Potential der Anode.
Das Ansteigen der Spannung an den Ent ladungsstrecken nach erfolgter Löschung geht mit einer Geschwindigkeit vor sich, die durch die Zeitkonstante des Kreises 11, 18, 15 be stimmt ist. Die Impedanz 11 ist im allgemei nen gross im Verhältnis zu 15.
Der Ausgangsstromkreis ist entweder mit den Klemmen 19 oder mit den Klemmen 20 verbunden. Im ersteren Fall müssen die Klemmen 20 miteinander verbunden werden, damit ein geschlossener Stromkreis vorhan den ist. Wenn die Zeitkonstante des Kreises 11, 18, 15 etwas kleiner ist als das Zeitinter vall zwischen aufeinanderfolgenden Impul sen, so wird der nächste Impuls nach dein, welcher die Strecke 9 zündete, die Start strecke neuerdings zünden und einen neuen Arbeitszyklus einleiten. Es kann jedoch eine längere Zeitkonstante gewählt werden, so dass ein oder mehrere Im pulse nach dein Zündimpuls der Strecke 9 keine Entladungsstrecke zünden.
Dies er laubt dann die Verwendung einer höheren Impulsfrequenz, da nun für die Entionisie- rung der Entladungsstrecken mehrere Im pulsperioden zur Verfügung stehen.
Um trotz der wechselnden Anzahl der gleichzeitig gezündeten Strecken und des da mit variierenden Spannungsabfalles an den Widerständen 11 und 14 eine konstante Span nung zu erhalten, sind die Drossel 21 und der Gleichrichter 22 zwischen die Anode 12 und einen Abgriff 23 der Batterie 10 geschaltet. Der Abgriff ist derart gewählt, dass, wenn das Potential der Anode beim Zünden mehrerer Entladungsstrecken sinkt, der Gleichrichter eine Vorspannung erhält, die den Strom durchgang bei der Einleitung der Entladung der Strecke 9 verhindert, so dass die Entla dung dieser Strecke 9 keinen weiteren Span nungsabfall bewirkt.
Wenn weniger Strecken gezündet sind, ist die Anodenspannung höher und der Gleichrichter leitend, so dass die An ode stets angenähert auf dem Potential der Abgreifstelle 23 gehalten wird, bis die Strecke 9 zündet.
Die Fläche der Kathode der Strecke 9 darf nicht so gross gewählt werden, dass die Ioni- sierung in der ganzen Röhre einen zu hohen Wert annimmt, da die Zündspannung der Entladungsstrecken in extremen Fällen hier- i durch derart herabgesetzt werden könnte, dass sie vom Impuls, welcher eine Entladung in 9 hervorruft, ebenfalls gezündet werden, und zwar trotz der reduzierten Anodenspan nung. Im allgemeinen ist zu beachten, dass je i grösser die Anzahl der Entladungsstrecken der Röhre, desto grösser muss die Oberfläche der letzten Kathode sein, um den erforder lichen Spannungsabfall hervorzurufen.
Es kann daher Schwierigkeiten verursachen, wenn die Anzahl der Entladungsstrecken bei Verwendung der dargestellten Schaltung über eine gewisse Anzahl hinaus vergrössert wird.
In einem solchen Fall können die Ent ladungen beispielsweise durch einen äussern Stromkreis gelöscht werden, welcher von der Entladung der letzten Strecke betätigt wird und die Batterie abschaltet oder eine ent gegengesetzte Spannung anlegt. Es können auch zwei oder mehr derartige Röhren in einer Einrichtung verwendet werden, wobei jede Röhre einen Arbeitszyklus ausführt, während die andern abgeschaltet sind. Nach dem die letzte der vorgesehenen Röhren ihren Zyklus vollendet hat, wird die erste wiederum betätigt.
Eine derartige Anordnung bietet einen offensichtlichen Vorteil, wenn eine längere Zählperiode für einen Zähler benötigt wird, oder Frequenzteilung mit einem grossen Di visor erfolgen soll. In einer solchen Anord nung mit mehreren Röhren kann jeder be liebigen oder allen Röhren ein zur Zählung oder Frequenzteilung dienendes Signal ent nommen werden. Bei der Verwendung von Röhren der oben beschriebenen Art als Zähler gelangt ein Zählimpuls über einen beispielsweise an die Klemmen 19 oder 20 gelegten Stromkreis nach aussen.
Es ist jedoch selbstverständlich möglich, alle Entladungsstrecken oder einige derselben aus der Röhre hinauszuführen und ein Signal bei der Entladung dieser Strecken zu erhalten. Das gleiche gilt bei der Verwen dung der Röhren als Frequenzteiler, wobei die Teilfrequenz durch die Zündfrequenz der betreffenden Strecke bzw. Strecken bestimmt ist.
Falls einer oder mehrere Impulse am Schlusse jedes Zyklus zwecks Vergrösse rung der Entionisierungszeit unterdrückt werden, muss diesen nicht zur Geltung kom menden Impulsen bei der Zählung bzw. Fre- quenzteilung Rechnung getragen werden. Be zeichnet man mit N die Anzahl der Entla dungsstrecken der Röhre und mit Y die An zahl der Impulse, welche nach der Zündung der letzten Strecke keine Entladung der Röhre bewirken, so wird das erste Signal nach <I>N</I> und die weiteren Signale nach<I>N</I> + x Im pulsperioden an den Ausgangsstromkreis ab gegeben.
Der Umstand, dass der erste Zyklus kürzer ist, wird meist keine Rolle spielen und kann, falls nötig, berücksichtigt werden.
Bei der Verwendung von Röhren mit dem Nachwirkeffekt ist eine bedeutend einfachere Schaltungsanordnung möglich: Eine kon stante Spannung zur Erhaltung der Entla dung ist nicht mehr nötig; und da die Ent ladung zwischen den Impulsen unterbrochen wird, brauchen keine Mittel vorgesehen zu werden, um die Entladung zwischen den Arbeitszyklen der Röhre zu löschen. Der Nachwirkeffekt gibt ausserdem eine Gewähr, dass die Entladungsstrecken in der festgeleg ten Reihenfolge zünden, trotzdem eine er hebliche Ionisierung beim Anfang eines zwei ten oder späteren Arbeitszyklus vorhanden sein kann.
Eine Spannungsstabilisierungsan- ordnung (wie 21 und 22 in der Figur) fällt ausserdem dahin, da nur eine Entladungs strecke gleichzeitig gezündet ist.
Wenn Röhren mit Nachwirkeffekt ver wendet werden, ist es von Vorteil, einen hohen Widerstand in den gemeinsamen Impulszu- führungsstromkreis vorzusehen, so dass beim Zünden einer Entladungsstrecke ein Span nungsabfall in diesem gemeinsamen Wider stand auftritt, welcher die Impulsspannung auf einen Wert reduziert, der in der Nähe der , Minimalspannung liegt, welche für die Auf rechterhaltung einer Entladung notwendig ist.
Bei der Zündung einer Entladungsstrecke bewirkt dieser Spannungsabfall somit, dass es wenig wahrscheinlich ist, dass eine an- i dere Strecke durch den gleichen Impuls gezündet wird. Bei einer Röhre mit einer grossen Anzahl von Entladungsstrecken sind die für die Zündung beispielsweise der zwei ten und dritten Strecke notwendigen Span- r nungen nicht sehr verschieden voneinander, da die Differenz ihrer Zündzeit klein im Ver hältnis zum ganzen Arbeitszyklus ist.
Diese kleine Differenz hat sich jedoch praktisch als ausreichend erwiesen, um eine sichere Bevor-! zugung der zweiten Strecke vor der dritten zu gewährleisten. Wenn die zweite Strecke gezündet hat, verhindert der am gemeinsa men Widerstand auftretende Spannungsab fall die Zündung der dritten Strecke. s Bei der Verwendung mehrerer Röhren der beschriebenen Art in einer Einrichtung kön nen die Ausgangsimpulse einer Röhre als Ein gangsimpulse einer andern dienen usw.
Eine solche Anordnung könnte beispiels weise eine Kombination von Röhren sein, von denen jede einen Zählzyklus von l o Impulsen hat. Der Ausgangsstromkreis der ersten Röhre zählt die Zehner, der der zweiten die Hunderter und der der dritten die Tausender usw. Es können auch Röhren mit verschie denen Impulszyklen verwendet werden, wo bei beispielsweise Röhren mit einem Arbeits zyklus von zwölf undzwanzig Impulsen zusam men arbeiten und die erste Pennies darstel lende Impulse erhält und Shillings darstel lende Impulse liefert, während die zweite Röhre Ausgangsimpulse abgibt, von denen jeder einem Pfund entspricht.
Eine ähnliche Anordnung könnte bei der Verwendung als Frequenzteiler gleichzeitig mehr als eine Teilfrequenz abgeben.
Die zweite und folgenden Röhren einer solchen Kette haben eine progressiv abneh mende Arbeitsgeschwindigkeit, so dass jede Röhre einer andern Impulsfrequenz anzupas sen wäre.
Die an den Ausgangsklemmen auftreten den Impulse können gewünschtenfalls bezüg lich ihrer Form umgewandelt werden, zum Beispiel eine Sinuswellc, wozu besondere Stromkreise vorgesehen werden, oder die Ausgangsimpulse können zur Synchronisie rung eines besonderen Impulsgenerators ver wendet werden.