DE342609C - Einrichtung zur Erzeugung nieder- oder hochfrequenter Schwingungen mittels einer Entladungsroehre - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 20. OKTOBER 1921

REICH S PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 342609 KLASSE 21a GRUPPE 66

Johannes Nienhold in Berlin.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Januar 1918 ab.

lo

Schwingungen von hoher oder niederer Frequenz, beispielsweise für Zwecke der drahtlosen Telegraphie und Telephonie, können mittels einer Glühkathodenröhre '(Liebenröhre, de-Forest-Röhre).., deren Steuergitter mit dem Schwingungskreis rückgekoppelt ist, erzeugt werden.

Erfindungsgemäß wird eine Entladungsröhre benutzt, bei der an Stelle der GKihkathode ein in Metalldampf (Quecksilber, Kalium usw.) brennender Licht- oder Glimmbogen verwendet ist. Dieser Licht- oder Glimmbogen brennt mit konstanter Spannung und Stromstärke, ohne also von außen beeinflußt zu werden. Er bildet also eine mit Glühkathoden nicht zu vergleichende, äußerst reichhaltige Quelle von negativen Ionen und Elektronen. Nur diese Ionen und Elektronen, nicht aber die Lichtentladung

ao selbst, werden durch das Steuergitter beeinflußt, welches die Rückkopplung mit dan Schwingungskreis herstellt.

Die Rückkopplung zwischen diesem Steuergitter und dem Schwingungskreis wird, um

die erforderliche Kapazität zu ergänzen oder zu ersetzen, vorteilhaft in der Weise ausgeführt, daß das Steuergitter auf der Außenseite der Röhre oder im Innern derselben in einer Faltung der Wandung angeordnet wird, so daß es nicht in direkte Berührung mit dem Ionen- und Elektronenstrom tritt -und infolgedessen nur kapazitiv auf letzteren winkt. Statt dessen kann zu dem gleichen Zweck das Steuergitter aus. isoliertem Draht bestehen und alsdann im Röhrenquerschnitt liegen. Die Rückkopplung kann anderseits auch rein induktiv ausgebildet werden.

Die Erfindung betrifft ferner die Anordnung des Steuergitters, in der Schaltung derart, daß zwischen Lichtbogen und Steuergitter ein Gegenfeld erzeugt wird, dessen Spannung kleiner als die Ionisierungsspannung des die Röhre erfüllenden Dampfes ist. Hierdurch wird eine Verbesserung der Wirkung erzielt, die im nachstehenden erläutert wird.

Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung schematisch veranschaulicht, .und zwar besitzt die Röhre durchweg im wesentlichen zylindrische Form, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt werden soll. Ferner sind stets nur vier Elektroden in der Röhre angedeutet, nämlich die Kathode k, die Anode α und zwei Gitter G₁, G₂. An sich können weitere Gitter für Hilfs- und Zweigstromkreise nach Bedarf eingefügt werden. Die Kathode k ist durchweg becherförmig ausgebildet, um die Entladung von der an das Gitter angrenzenden Röhrenwandung abzuhalten. Auch hierfür können andere Vorkehrungen (z. B. eine Einziehung der Röhrenwandung) dienen.

Der Licht- oder Glimmbogen, welcher im Ra¹UMi R der Röhre (s. Abb. Ί) zwischen der Kathode k und dem ersten Gitter G₁ entsteht, wird durch die von einem Kondensator C₂ überbrückte Batterie B₁ unterhalten. Ein Vorschaltwiderstand W mit Gleitkontakt dient zur Einregulierung der Stromstärke, die bei einer Spannung der Batterie B₁ von etwa

16 Volt 3 bis ίο Ampere betragen kann, wenn beispielsweise die Kathode aius Quecksilber besteht und der Gliminbogen in Quecksilberdampf übergeht. Bei einer Kaliumkathode S z. B. geht der Glimmbogen in Kaliumdampf über und besitzt eine Batteriespannung von 4 bis io Volt und eine Stromstärke von o,i bis io Ampere, je nach der Länge des Bogens. Im Falle des Glimmbogens zeigt die Kathode einen scharfen weißglühenden Ansatzpunkt der Lkhterscheinung, während das kalt bleibende Gitter G₁, das für den Glimmbogen die Anode bildet, von einem positiven Glimmlicht bedeckt ist. Die Entladung wird durch vorübergehendes Niederdrücken der Taste T eingeleitet, indem dabei ein Kurzschluß der Drosselspule D aufgehoben und die Entladungsstrecke kurzgeschlossen wird. Der Selbstinduktionsstoß der Spule D zündet die Röhre in dem Augenblick,, wo in der Schwebestellung der Taste beide Kurzschlüsse aufgehoben sind, sofern ein, wenn auch geringer Dampfdruck in der Röhre vorhanden ist. Andernfalls wendet man die bei den Quecksilberdampflampen bekannte Kippzündung an. . Die Anode α ist an den aus der Selbstinduktion¹ L₁ und der regelbaren Kapazität C₁ bestehenden Schwingungskreis angeschlossen, der seinerseits, beispielsweise induktiv mittels der Spule L₂, mit der bei E geerdeten Antenne yi gekoppelt ist. (Statt dessen könnte die Erde zwischen L₁ und der Batterie B₂ angelegt und die Antenne zwischen α und L₁ angeschlossen werden.) Die Batterie B₂ liefert die Energie für die Entladungsstrecike G₁-US, die von L₁ aus durch das. Steuergitter G₂ beeinflußt wird. Letzteres ist über einen Kondensator C₃ und einen Gleitkontakt ah die Spule L₁ angeschlossen. Mittels dieses An-Schlusses, der den Kondensator C₃ enthält, ist die Rückkopplung zwischen dem Gitter G₂ bzw. der Strecke G₂-a und dem Schwingungskreis L₁, C₁ ausgeführt. Die Wirkung der Rückkopplung beruht bekanntlich auf einer gegenseitigen Unterstützung der gekoppelten Stromkreise, ähnlich wie beim Telephonsummer, indem die geringen Anfangsschwingungen des- Kreises L₁, C₁, die beim Einschalten der Röhre entstehen, der letzteren zugeführt und nach Verstärkung durch sie in den Kreis L₁, C₁ zurückgeleitet werden, was sich so lange fortsetzt, bis der Maximalwert der Amplituden des dem Batteriestrom sich überlagernden Wechselstromes dem. Batteriestrom gleich wird (vgl, Barkhaitsen: »Problem der Schwingungserzeugung« S, 28, 29). Die Rückkopplung wirkt hier kapazitiv zufolge der Einfügung des Kondensators C₃..

. Abb. 2 unterscheidet sich von der Abb. 1 durch eine Erweiterung des Raumes J? der Röhre, wodurch eine höhere Strombelastung der Röhre ermöglicht wird. Die Schaltung ist im übrigen gleich derjenigen in Abb. i, jedoch ist die Rückkopplung induktiv durchgebildet^ indem in die Verbindung vom Steuergitter G₂ zum Schwingungskreis L₁, C₁ eine Übertragerspule L₃ außer dem Kondensator C₃ eingefügt ist. Der Anschluß ist beispielsweise am unteren Pol der Batterie B₂ hergestellt. ^:

In Abb. 3 ist der Kondensator C₃ der Rückkopplung dadurch entbehrlich gemacht, daß das Steuergitter G₂ in Form eines Ringes die Röhre außen umgibt. Der Ring ist beispielsweise in eine Nut der äußeren Röhrenwandung eingelegt. Statt dessen könnte er, wie erwähnt, in eine ringförmige Faltung der inneren Röhrenwandung eingelegt oder es könnte ein Vollgitter wie in Abb. 1 und 2, jedoch* aus isoliertem Draht angeordnet sein. Die Schaltung der Röhre ist die gleiche wie ~ in Abb. 2, abgesehen davon, daß die Übertragerspule L₃ der Rückkopplung zwischen B₂ und L₁ angeschlossen ist.

In Abb. 4 ist der Anschluß der Spule L₃, bei sonst gleicher Schaltung wie in Abb. 1 bis 3, derart, daß durch eine Teilspannung der Batterie B₁ ein Gegenfeld zwischen den Gittern G₁ und G₂ hergestellt wird, und zwar ist dieses Gegenfeld etwas kleiner als die lonisierungsspannung des die Röhre erfüllenden Dampfes zu bemessen. Da dieser lonisierungsspannung die Geschwindigkeit (in Volt) entspricht, mit der die Elektronen und negativen Ionen das Gitter G₁ durchfliegen -bzw. verlassen, so wird durch das Gegenfeld die Geschwindigkeit vermindert, so daß die Elek- ■ tronen und Ionen auf Parabelbögen zum Gitter G₁ zurückfliegen oder das Gitter G₂ nur mit sehr geringer Geschwindigkeit erreichen. In dam Raum G₁, G₂ findet infolgedessen keine Stoßionisation der Elektronen statt, dagegen werden jetzt die durch das Gitter G₂ in den Raum G₂, — α eintretenden Elektronen so stark beschleunigt, daß dort eine Stoßionisation durch die freien Elektronen oder in gewissen Fällen auch- noch durch die negativen Ionen eintritt und somit eine erhebliche Verstärkung der Wirkung zwischen dem Raum G₁, G₂ und dem Raum G₂, — α bzw. der ganzen Einrichtung zustande kommt. ^:

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche: .

   i. Einrichtung zur Erzeugung nieder- oder hochfrequenter Schwingungen mit-' tels einer Entladungsröhre mit rückge-. koppeltem Steuergitter, dadurch gekennzeichnet, daß ein von außen nicht beeinflußter, also konstanter, im Metalldampf brennender Licht- oder Glimmbogen als ^;

   Quelle von Elektronen dient, die allein durch das Steuergitter beeinflußt werden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i_s dadurch gekennzeichnet, daß ein statt des Steuergitters (G₂) dienender Ring auf der Außenseite der Röhre oder im Innern derselben in einer Falte angeordnet oder das Steuergitter aus isoliertem Draht ausgebildet ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem den Licht- oder Glimmbogenraum abgrenzenden Gitter (G₁) und dem Steuergitter (G₂) durch geeigneten Batterieanschluß ein Gegenfeld erzeugt wird, dessen Spannung kleiner als die Ionisierungsspannung des betreffenden Gases oder Dampfes ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.