DE315627C

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Publication number: DE315627C
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Description

AUSGEGEBEN AM 10. NOVEMBER 1919

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordl· πung· zur Verstärkung veränderlicher elektrischer Ströme mit Hilfe eines Elektronenrclais, und sie bezweckt, mittels einer einzigen derartigen Verstärkungsanordnung entweder verschiedene Ströme ohne Interferenz oder einen und denselben Strom wiederholt verstärken zu können. Zu diesem Zwecke wird ein Elektronenrelais derjenigen Art ver-

Iu Avendet,' welches aus einer Glühkathode, einer rings um oder an der Seite der Kathode angeordneten Hilfselektrode in der Form eines Gitters oder einer gelochten Platte und einer außerhalb der Hilfselektrode oder um dieselbe herum angeordneten positiv geladenen Anode besteht, wobei diese drei Teile in einem Vakuum eingeschlossen sind. Die- Wirkungsweise eines derartigen Elektronenrelais besteht darin, daß im Ruhezustande ein Thermoionenstrom von der Anode zu der Kathode geht. Wenn nun die zwischenliegende Hilfselektrode eine positive Ladung erhält, so. wird der genannte Thermoionenstrom verstärkt, während im Falle einer negativen Ladung der Hilfselektrode der Strom geschwächt wird. Gemäß der Erfindung wird ein derartiges Elektronenrelais mit mehreren Hilfselektrodcn *und mehreren Anoden entweder in einer einzigen Glasbirne eingeschlossen oder auch auf z. B. zwei derartige Birnen verteilt verwendet. Im letzteren Falle enthält jede Glasbirne eine Kathode.

Die Erfindung ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfseltektroden in einen elektrischen Stromkreis eingeschaltet sind, welcher einen Primärstromkreis bildet oder zu diesem im induktiven Verhältnis steht, während die Anoden in einen Stromkreis eingeschaltet sind, welcher einen dem genannten Primärstromkreise entsprechenden Sekundärstromkreis bildet oder zu diesem in einem induktiven Verhältnis steht, und daß ein dritter Stromkreis, der einen zweiten Primärstromkreisbifdet oder zu diesem in induktivem Verhältnisse steht, durch Verbindung eines neutralen Punktes des die Hilfselektrode enthaltenden Stromkreises mit der Kathode gebildet ist, während; ein vierter Stromkreis, welcher einen zweiten, diesem zweiten Primärstromkreise entsprechenden Sekundär-Stromkreis bildet oder zu diesem in einem induktiven Verhältnis steht und eine Stromquelle enthält, durch Verbindung der Kathode mit einem neutralen Punkt des anderen die Anode enthaltenden Stromkreises gebildet ist.

Hierdurch wird erreicht, daß ein veränderlicher elektrischer Strom in dem ersten Primärstromkreis ungleichnamige Ladungen auf

den ITilfselektroden und dadurch einen verstärkten Strom zwischen den Anoden und somit auch in dem ersten Sekundärstromkreis herstellt, während ein veränderlicher elek-5. irischer Strom in dem zweiten Primärstromkreise gleichnamige Ladungen auf den Hilfselektroden und dadurch einen verstärkten Strom zwischen dem neutralen Punkt des zweiten Stromkreises und der Kathode und

ίο somit auch in dem zweiten Sekundärstromkreis herstellt. Wie in dem Folgenden nachgewiesen werden soll, sind die zwei genannten Systeme, die je einen Primärstromkreis und einen Sekundärstromkreis umfassen, voneinander unabhängig, weshalb sie gleichzeitig" zur Verstärkung von zwei verschiedenen veränderlichen elektrischen Strömen verwendet werden können. Es ist auch möglich, einen und denselben Strom zweimal zu verstärken, und zwar dadurch, daß er zuerst durch das eine und dann durch das andere System gesendet wird.

Auf der Zeichnung zeigt· Fig'. 1 eine Anordnung zur Verstärkung¹ von zwei verschiedenen Strömen mittels eines einzigen Relais, und Fig. 2 zeigt eine ähnliche Anordnung mit zwei Relais. Fig. 3 zeigt eine Anordnung zur wiederholten Verstärkung eines und desselben Stromes, und Fig. 4 zeigt eine ähnliche Anordnung für Hochfrequenzströme.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besteht das Elektronenrelais aus einer Glühkathode, z. B. einem leuchtenden Metallfaden 1, der aus der Batterie 6 gespeist wird, zwei Hilfselektrode«, den auf beiden Seiten der letzteren angeordneten Gittern 2 und 3 und zwei Anoden 4.und 5, denen eine hohe positive Ladlung durch die Batterie 7 gegeben wird. Die Hilfselektroden 2 und 3 sind mit den Klemmen 14 und 12 des Transformators A₁ verbunden, und die Anoden 4 und 5 mit' Klemmen 17 und 19 des Transformators B₁ verbunden. Die Mitte 13 (cfer neutrale Punkt) der Wicklungen 12-14 ist ^1TU't der Klemme 15 der Wicklung 15-16 des Transformators A., und deren, anderes Ende 16 mit der Glühkathode 1 verbunden.. In derselben Weise ist der Mittelpunkt 18 (der neutrale Punkt) der Wicklung 17-19 des Transformators B₁ über die Wicklung 20-21 des Transformators B₂ mit dem positiven Pol der Batterie 7 verbunden, deren negativer Pol an der Glühkathode liegt.

Es werde angenommen, daß ein veränderlieber Strom in das System I, d.h.· durch die Wicklung 8-9 des Transformators A₁ fließt, wodurch ein Induktionsstrom in der Wicklung 12-14 entsteht. Von d'er Mitte 13 der letzteren kann der Strom nicht nach .der Wicklung 15-16 fließen, weshalb das System II nicht durch das System I auf dieser Seite beeinflußt wird. Es mag angenommen werden, daß in einem gewissen Augenblick die Klemme 12 positive und die Klemme 14 negative Ladung erhält. Der Mittelpunkt 13 ist mit dem Leuchtfaden 1 verbunden und erhält das Potential des letzteren. Also wird die Hilfselektrode; 3 positiv und die Hilfselektrode 2 negativ im Verhältnis zu der Kathode ι geladen. Die positive Ladung der Hilfselektrode 3 verstärkt dann den Thermoionenstrom 5-1, d. h. gibt einen Stromimpuls in der Richtung 18-19. in dem Transformator B₁, und die negative Ladung der Hilfselektrode 2 schwächt den Thermoionenstrom 4-1 und entspricht also einem Stromimpuls in der Richtung 17-18 in dem Transformator B₁. .

Diese Stromänderungen in den Wicklungen 17-18 und 18-19 werden in der Wicklung 22-23 summiert, wo der verstärkte Strom aus dem System I entnommen wird.· Auf Grund der Symmetrie sind die Ströme 17-18 und 18-19 gleich. Der eine geht zum Punkte 18 hin und' der andere von demselben fort. Es geht somit kein Strom durch die Leitung ι δ-20-21, weshalb das System II auch nicht auf dieser Seite durch das System I beeinflußt wird.

Es soll nun angenommen Averden, daß ein veränderlicher Strom in das System II einfließt. Dieser Strom geht durch die Wicklung 10-11 des Transformators A₂ und erzeugt einen Induktionsstrom in der Wicklung 15-16 des letzteren. Dieser Strom verzweigt sich bei 13 nach den Richtungen 13-12 und 13-14, Avelche Stromzweige ihre Wirkungen auf die Wicklung 8-9 aufheben und gleichnamige Ladungen auf beiden Hilfselek-trodtn 2 und 3 ergeben. Wenn .diese Ladungen in einem gcwissen Augenblick positiv sind, verursachen sie eine Verstärkung der Thermoionenströme 4-1, 5-1, d.h. Stromimpulse in den Richtungen 18-17, !8-19, deren Wirkungen auf die Wicklung 22-23 ^s^^cn aufheben. Diese Stromimpulse 18-17 ^und 18-19 werden in der Leitung 18-20-21 summiert, so daß der verstärkte Strom aus dem System II an den Klemmen 24 und 25 des Transformators B₂ entnommen wird. Da, wie erwähnt, die Ströme in den Wicklungen 12-13-14 bzw. 17-18-19 sich mit Rücksicht auf die Wicklungen 8-9 bzw. 22-23 aufheben, ist das .System I unabhängig von den Vorgängen im System II. Mit dieser Anordnung können also zwei verschiedene Ströme verstärkt werden, ohne daß die ursprünglichen oder die verstärkten Ströme vermischt werden.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der das oben beschriebene Elektronenrelais gegen zwei handelsübliche Relais ausgetauscht ist. Die' Bezeichnungen in Fig. 2

sind dieselben wie in Fig. i, gleichfalls ist die Wirkungsweise dieselbe, so daß eine nähere Beschreibung unnötig ist.

Für gewisse, besondere Zwecke kann die

5 oben beschriebene Anordnung vereinfacht werden, z. B. wenn man sie nicht zur Verstärkung zweier verschiedener Ströme verwendet, sondern statt dessen wünscht, ein und denselben Strom zweimal zu verstärken

ίο und somit theoretisch eine quadratische Verstärkung' zu erhalten. Es ist dann nur nötig, ίο mit 22 und ii mit 23 in Fig. 1 zu verbinden; dann wird der in das System I fließende Strom in 22-23 verstärkt entnommen, um dann, durch io-ti in das System II zu fließen und an den Klemmen 24 und 25 weiter verstärkt entnommen werden zu können. Diese Anordnung kann aber, vereinfacht werden, wodurch die Anordnung nach Fig. 3 entsteht.

Die Transformatoren A₂ und B₁ in Fig. 1 können zu einem einzigen B₃ in Fig. 3 zusammengezogen werden, indem in Fig. 1 die Wicklungen 10-11 in A₂ und 22-23 iⁿ ^ weggelassen werden, und aus den beiden anderen Wicklungen 15-16 in A₂ und 17-18-19 InB₁ ein neuer Transformator B_s (Fig. 3) gebildet wird: Ferner kann der Transformator B₂ in Fig. 1 weggelassen werden und der Hörer 26 in Fig·. 3 unmittelbar zwischen 20 und 21 in Fig. ι eingeschaltet werden. Die entsprechende Anordnung kann natürlich auch aus Fig. 2 erhalten werden.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung, die der Fig. 3 entspricht und für Hochfrequenzströme bestimmt ist. A ist die Antenne mit der Selbstinduktionsspule L₁. L₂ ist eine andere Selbstinduktionspule und Cj, C₂ zwei Kapazitäten an Stelle der Wicklungen 12-13-14 in Fig. 1.. Die Anodenbatterie 7 ist mit dem Ronderisator C₃ und der Detektor D mit dem Kondensator C₁. und dem Hörer 26 überbrückt. λ^Γοη der Antenne kommen Schwing'ung'en in den Kreis /„,, C₁, C, hinein, wodurch die Hilfseleki roden 2 und 3 ungleichnamige Ladüngen erhalten und! ein verstärkter Strom in der Wicklung 15-16 des Transformators Β_Λ entsteht. Dieser Strom gibt seinerseits den Hilfselektroden 2 und 3 gleichnamige Ladungen über die Punkte 13, 12 und 14, und der Strom gelangt noch weiter verstärkt in den. Hörer 26. Die übrigen Bezeichnungen sind dieselben wie in Fig. 1 bis 3. Eine entsprechende Anordnung kann auch aus Fig. 2 erhaltem werden.

hi .''amtlichen beschriebenen Fällen kann der Vcrstärkungsgrad durch Reihenschaltung mehrerer Elemente noch erhöht werden.

Claims

,'Patent-Ansprüche :

1. Anordnung zur Verstärkung veränderlicher elektrischer Ströme mittels Elektronenrelais mit Glühkathode, zwei Hilfselektroden und zwei Anoden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Verstärkung zweier Ströme unabhängig voneinander die Hilfselektroden in einen elektrischen Stromkreis eingeschaltet sind, welcher einen Primärstromkreis bildet oder zu einem solchen in induktivem Verhältnis steht, während die Anoden in einen .Stromkreis eingeschaltet sind, welcher einen dem genannten Primärstromkreis entsprechenden Sekundärstromkreis bildet oder zu diesem in induktivem Verhältnis steht, und daß ein dritter Stromkreis, der einen anderen Primärstromkreis bildet oder zu diesem in induktivem Verhältnis steht, durch Verbindung eines neutralen Punktes des die Hilfselektroden enthaltenden Stromkreises mit der Kathode gebildet ist, während ein vierter Stromkreis, welcher einen diesem zweiten Primärstromkieis entsprechenden zweiten Sekundärstromkreis bildet oder zu diesem in induktivem Verhältnis steht, und der eine Stromquelle ■ enthält, durch Verbindung der Kathode mit einem neutralen Punkte des zweiten, die Anoden enthaltenden Stromkreises gebildet ist.

2. Verstärkungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der in induktivem Verhältnis zu dem die Anode enthaltenden Stromkreis stehende Sekundärstromkreis mit dem dritten Stromkreis (dem zweiten Primärstromkreis) verbunden ist oder diesen Stromkreis selbst bildet, zum Zwecke "der Verstärkung ein und desselben Stromes in zwei Stufen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.