DE1038194B - Kaltkathoden-Gasentladungsroehre - Google Patents

Description

• Kaltkathoden-Gasentladungsröhre Die Erfindung betrifft eine Kaltkathoden-Gasentladungsröhre mit einer Anode in Form eines in einer Ausnehmung in einem Körper aus Isoliermaterial versenkten Stabes und einem Verhältnis des Durchmessers der Ausnehmung zu dem Anodendurchmesser in dem Bereich von 5: 1 und 2: 1 und einer mit der Anode zusammenarbeitenden Kathode direkt gegenüber dem offenen Ende der Ausnehmung.
• Es sind Gasentladungsröhren bekannt, bei denen die Anode innerhalb eines Metallrohres angeordnet ist und die Kathode die Form einer Platte hat, welche seitwärts nach einer Seite der Achse des Anodenstabes versetzt ist und parallel zu dieser Achse liegt. Somit handelt es sich um eine andere Anordnung als bei der der Erfindung zugrunde liegenden Ausführung.
• Ferner ist es bekannt, einen Anodenstab innerhalb eines Rohres aus Isoliermaterial anzuordnen. Bei dieser bekannten Ausführung hat die zugeordnete Kathode jedoch die Form eines Zylinders, der koaxial zu dem Anodenstab liegt und somit keinen - dem offenen Ende des Isolierrohres gegenüber angeordneten Teil aufweist.
• Im Zusammenhang mit solchen Kaltkathoden-Gasentladungsröhren ist bereits bekannt, daß bei Anlegung einer zur Aufrechterhaltüng der Entladung geeigneten Gleichspannung an die Elektroden der Strom durch die Röhre verschiedene Geräuschkomponenten enthält. Obgleich einige von ihnen durch die Einstellung oder Ausführung der äußeren mit der Röhre verbundenen Schaltung unterdrückt oder verhindert werden können, können andere Komponenten nicht in dieser Weise beseitigt werden, ünd 'die Verwendbarkeit der Röhre für bestimmte Zwecke, wie z. B. Sprachübertragung, wird nachteilig beeinflußt. Eine besondere nachteilige Erscheinung ist die Erzeugung von Schwingungsgeräuschkomponenten, insbesondere wenn deren Frequenz nahe oder innerhalb des Bereiches der hörbaren Frequenzen liegt (sogenanntes Röhrenrauschen).
• Zur Vermeidung dieser Schwingungsgeräuschsignale ist bereits vorgeschlagen worden, eine Kaltkathoden-Gasentladungsröhre zu bauen, in der die Anode so angeordnet ist, daß sie in dem Faradayschen Dunkelraum der Anoden-Kathoden-Entladung an einer Stelle liegt, wo ein Glimmen der Anode nicht auftritt. Obgleich eine derartige Ausführung zur Vermeidung von Schwingungsgeräuschspannungen vorteilhaft ist, bewirkt sie eine wesentliche Verminderung des Spannungsunterschiedes zwischen der Zündspannung und der zur Aufrechterhaltung der Entladung erforderlichen Spannung. Dies ist außerordentlich nachteilig bei den meisten Schaltungsanwendungen insofern, als es wesentlich die Freiheit in der Ausführung der Schaltung beschränkt. Gasentladungsröhren der Art, mit welcher sich die vorliegende Erfindung befaß.t, haben, wenn sie zur Sprachübertragung und bestimmten anderen Zwecken verwendet werden, wünschenswerterweise einen geringen positiven dynamischen Widerstand oder auch, unter bestimmten Bedingungen, einen negativen dynamischen Widerstand. Bestimmte Röhrenausführungen, die bereits vorgeschlagen sind, können einen derartigen niedrigen positiven oder auch negativen Wert des dynamischen Widerstandes schaffen, aber bisher sind derartige niedrige positive oder negative Werte nur bei verhältnismäßig hohen Werten des Entladungsstromes, etwa 10 mA oder darüber, aufgetreten. Solche hohen Stromwerte sind an sich häufig nachteilig, indem sie wiederum unerwünschte Grenzen für die Parameter der angeschlossenen Schaltungen festsetzen und auch eine verhältnismäßig schwere Stromabführung bewirken, insbesondere wenn eine beträchtliche Anzahl Röhren gleichzeitig in Betrieb sind, was bei der Anwendung solcher Röhren in Fernsprechwählschaltungen u. dgl. der Fall sein kann.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röhre mit geringen selbsterregten Schwingungsgeräuschspannungen zu schaffen, die aber dabei noch einen klar abgegrenzten und merklichen Spannungsunterschied zwischen der Zündspannung und der Brennspannung aufweist. Weiterhin sieht die Erfindung die Schaffung einer Kaltkathoden-Gasentladungsröhre vor, welche zur Erzeugung eines niedrigen positiven oder auch negativen Wertes des dynamischen Widerstandes in Verbindung mit einer verhältnismäßig geringen Stärke des Hauptentladungsstromes in der Lage ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kathode in einer derartigen Stellung angeordnet ist, daß bei der besonderen Gasfüllung, den verwendeten Gasdrücken und bei der angewendeten Arbeitsspannung die Anode gerade außerhalb des Faradayschen Dunkelraumes der Kathoden-Anoden-Entladung liegt. Hierdurch werden die selbsterregten Schwingungsgeräuschspannungen auf niedrige Werte vermindert, wobei sie eine mittlere Frequenz haben, die wesentlich über dem Bereich der hörbaren Frequenzen liegen.
• Der Ausdruck »niedriger `Vertu, der oben in bezug auf die selbsterregten Schwingungsgeräuschspannungen verwendet worden ist, bezeichnet Spannungswerte. welche in ihrer Wirkung wenigstens 40 db unter der der Hauptsignalspannungen liegen, die die Röhre unter normalen Arbeitsbedingungen aufnehmen kann.
• Die Erfindung ist für Diodenausführungen anwendbar, aber besonders vorteilhaft in Verbindung mit Drei-Elektrodenröhrenvorrichtungen, bei denen die Entladung zwischen der Kathode und Anode mittels einer geeigneten Steuerspannung eingeleitet wird, die an eine Zündelektrode angelegt wird. Bei der Ausführung einer derartigen Röhre gemäß der Erfindung besitzt die Kathode üblicherweise einen Teil, der eine Endwandfläche schafft, die dem offenen Ende der Ausnehmung zugekehrt ist, und die Zündelektrode ist in dein Raum zwischen der Kathodenfläche und dem offenen Ende der Ausnehmung angeordnet. Die verwendete Gasfüllung besteht vorzugsweise aus reinem Helium oder einer Gasmischung, die einen größeren Anteil Helium enthält, während der verwendete Gasdruck vorzugsweise über 50 mm Hg liegt.
• Die Ausführung der Röhre in kleinsten Größen ist besonders vorteilhaft für Telefonie- und andere Verbindungszwecke, wo geringe Abmessungen wesentlich sind, während die Fähigkeit der Röhre zur Schaffung eines negativen dynamischen Widerstandes zur Verminderung von Stromverlusten höchst vorteilhaft ist. Die Röhre ist z. B. auch zur Verwendung als Spannungsstabilisator oder zum Zwecke der Steigerung des »O-Wertes« (Blindwiderstandsverhältnisses) einer LC-Filterschaltung geeignet.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Kaltkathoden-Gasentladungsröhre mit einer Anode in Form eines in einer Ausnehmung in einem Körper aus Isoliermaterial versenkten Stabes und einem Verhältnis des Durchmessers der Ausnehmung zu dem Anodendurchmesser in dem Bereich von 5 : 1 und 2 : 1 und einer mit der Anode zusammenarbeitenden Kathode direkt gegenüber dem offenen Ende der Ausnehmung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode in einer derartigen Stellung angeordnet ist, daß bei der besonderen Gasfüllung, den verwendeten Gasdrücken und bei der angewendeten Arbeitsspannung die Anode gerade außerhalb des Faradayschen Dunkelraumes der Anoden-Kathoden-Entladung liegt.
2. 2. Gasentladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündelektrode zwischen dem offenen Ende der Ausnehmung und der Kathode angeordnet ist.
3. 3. Gasentladungsröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfüllung aus Helium besteht.
4. 4. Gasentladungsröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet. daß die Gasfüllung aus einer Mischung besteht, deren größerer Teil Helium ist.
5. 5. Gasentladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dal1 die Kathode so geformt und angeordnet ist, daß sie im wesentlichen den Raum, in welchem die Anoden-Kathoden-Entladung stattfindet, einschließt.
6. 6. Gasentladungsröhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode eine Kappe oder tassenförmiges Element mit einer flachen scheibenförmigen Endwand und einer Einfassung um den Umfang der Scheibe besteht, wobei die Einfassung zu der Anode hin gerichtet ist.
7. 7. Gasentladungsröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung in einem Körper aus Isoliermaterial ausgebildet ist, der als randwulstartiger Teil geformt ist, der im wesentlichen das offene Ende der Einfassung abschließt. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 709 103, 708 636, 725 685, 721973.