DE349921C

DE349921C - Gas or vapor filled discharge tubes

Info

Publication number: DE349921C
Application number: DE1920349921D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1920-01-18
Filing date: 1920-01-18
Publication date: 1922-03-10

Description

Bei Entladungsröhren, die an Stelle eines Glühfadens eine Elektronen und Ionen spendende Glimmlicht- oder Glimmbogenentladung besitzen, ist eine gleichmäßig gute Herstellung S und Wirkung nicht durchweg erzielbar. Dies beruht auf dem Umstand, daß das Auftreten einer positiven Säule, d. h. einer Lichterscheinung am Anodengitter, möglich war, wobei positive Ionen dieses Gitter durchdringen. BeiIn the case of discharge tubes that replace a Filament a glow light or glow arc discharge that donates electrons and ions have a consistently good production S and effect is not always achievable. this is based on the fact that the appearance of a positive column, i.e. H. a light phenomenon on the anode grid, was possible, with positive ions penetrating this grid. at

ίο einer Röhre, die z. B. zur Verstärkung von Wechselströmen dient und zu diesem Zweck hinter dem Anodengitter — von der Kathode aus gerechnet — ein Steuergitter besitzt, wird durch diese positive Säule das Steuergitter entladen und somit eine elektrostatische Steuerung unmöglich gemacht bzw. verhindert. Bei Röhren, die z. B. infolge ihres negativen Widerstandes als Verstärker oder Sender dienen und zu diesem Zweck hinter dem Anodengitter einίο a tube that z. B. is used to amplify alternating currents and for this purpose behind the anode grid - counted from the cathode - has a control grid, the control grid is discharged through this positive column and thus an electrostatic control is made impossible or prevented. For tubes that z. B. due to their negative resistance as an amplifier or transmitter and for this purpose behind the anode grid

ao Beschleunigungsgitter haben, wird durch dg.s Auftreten von Stoßionisation die Beschleunigung der durch das Anodengitter hindurchgedrungenen negativen Ionen und Elektronen erschwert und gegebenenfalls unmöglich gemacht. ao have acceleration grids, the acceleration is due to the occurrence of impact ionization the negative ions and electrons penetrating through the anode grid made difficult and possibly made impossible.

Durch die Erfindung wird die positive Säule am Entstehen verhindert, indem je nach der Betriebsstromstärke und dem Druck der Gasfüllung der Abstand zwischen der Kathode und dem Anodengitter geeignet gewählt wird. Diese Beziehung ist derart, daß bei größerem Druck des Gases der Abstand der genannten Elektroden kleiner, somit im allgemeinen die Röhre kürzer wird. Eine ähnliche Beziehung besteht zwischen dem Abstand der genannten Elektroden und der Betriebsstromstärke, und zwar muß der Abstand um so kleiner gemacht werden, je kleiner die Betriebsstromstärke ist. Das richtige Verhältnis der Größen ist jeweils erzielt, wenn die Lichterscheinung am Anodengitter ausbleibt und der Faradaysche Dunkelraum sich bis zum Anodengitter hin erstreckt. Dieser Dunkelraum ist in diesem Falle anormalerweise nicht leitend, was z. B. mittels seitwärts eingeführter Sonden festgestellt werden kann, die dabei keinen +5 Querstrom zeigen.The invention prevents the positive pillar from arising by depending on the Operating current and the pressure of the gas filling the distance between the cathode and the anode grid is chosen appropriately. This relationship is such that under greater pressure of the gas, the distance between the electrodes is smaller, so the tube is generally shorter will. A similar relationship exists between the spacing of said electrodes and the operating current, namely, the smaller the distance must be made, the smaller is the operating current. The correct ratio of sizes is achieved when the There is no light appearance on the anode grid and the Faraday dark room extends up to Anode grid extends out. This dark room is abnormally non-conductive in this case, what z. B. can be determined by means of sideways inserted probes that do not have a +5 Show cross flow.

Die erfindungsgemäße Wirkung beruht darauf, daß nur negative Teilchen der Entladung (Ionen und Elektronen) durch das Anodengitter hindurchtreten und somit die ungünstigen Einflüsse positiver Ionen an dieser Stelle ausgeschaltet werden.The effect according to the invention is based on the fact that only negative particles of the discharge (ions and electrons) pass through the anode grid and thus the unfavorable influences positive ions are switched off at this point.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung näher veranschaulicht. Zunächst sind in Abb. 1 und 2 zwei beispielsweise Schaltungen für verschiedene Anwendungen der Röhre dargestellt. Diese Schaltungen entsprechen dem Bekannten und haben mit der erfindungsgemäßen Maßnahme, die sich nur auf die Röhre selbst bezieht, nichts zu tun. Die Röhre ist demgemäß auch in anderen Schaltungen anwendbar.The invention is illustrated in more detail in the drawing. First are in Fig. 1 and 2 two example circuits shown for different applications of the tube. These Circuits correspond to the known and have with the measure according to the invention, which only relates to the tube itself, doing nothing. The tube is accordingly also in others Circuits applicable.

Abb. ι veranschaulicht eine Anordnung zur Verstärkung schwacher Wechselströme. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgendermaßen. Durch die von der Batterie e_t erzeugte 6g Potentialdifferenz wird zwischen der Kathode a und der Gitteranode i der Röhre eine Glimmlichtentladung hervorgerufen. Aus dieser Entladung treten Elektronen und negative Ionen durch die Gitteranode i in den Raum i-b. Fig. Ι illustrates an arrangement for amplifying weak alternating currents. The operation of this arrangement is as follows. The 6g potential difference generated by the battery e _t causes a glow light discharge between the cathode a and the grid anode i of the tube. From this discharge electrons and negative ions pass through the grid anode i into space ib.

Das Steuergitter b besitzt je'doch ein Minuspotential, das ebenfalls von der Batterie ^₁ abgenommen wird, und wirkt daher als elektrostatische Sperrung, so daß die Elektronen und negativen Ionen gewöhnlich nicht über b hinausdringen können. Sobald jedoch der Übertrager t zur Wirkung kommt, findet infolge Verringerung des negativen Gitterpotentials im Tempo der Sprechströme ein sofortiger starker Ionenübertritt in die Strecke b, d statt, der die Energie der Batterie e_z im Stromkreis des Empfängers h auslöst. Dem Hörer h werden auf diese Weise die vom Übertrager t aufgenommenen Wechselströme verstärkt zugeführt.However, the control grid b has a negative potential, which is also taken from the battery ^ ₁ , and therefore acts as an electrostatic blocker, so that the electrons and negative ions usually cannot penetrate beyond b. As soon as the transformer t comes into effect, however, as a result of the reduction in the negative grid potential at the rate of the speech currents, there is an immediate strong ion transfer into the path b, d , which triggers the energy of the battery e _z in the circuit of the receiver h. In this way, the alternating currents picked up by the transformer t are fed to the listener h in an amplified manner.

»5 Abb. 2 stellt eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung hochfrequenter Schwingungen dar, wobei die Röhre mittels ihrer negativen Charakteristik zur Wirkung kommt. Die Röhre ist beispielsweise mit Neon von 0,2 mm Druck gefüllt und die Kathode K besteht aus Kalium^ die anderen Elektroden Ga, Gb, P aus Elektrolyteisen. Durch die Batterie B₁ wird in dem Raum K-Ga eine ständige Glimmlicht- oder Glimnibogenentladung unterhalten. Es treten daher negative Ionen undElektronen durch die Gitteranode Ga hindurch und gelangen in ein zwischen Ga und Gb durch die Batterie B_z erzeugtes Beschleunigungsfeld. Die Entfernung der beiden Gitter darf nur so groß sein, daß keine Stoßionisation zwischen ihnen stattfindet, da sonst die aus Gb heraustretenden Ionen nur wieder maximal die Geschwindigkeit der Ionisierungsspannung haben wurden, mit der sie bereits durch das Gitter Ga hindurchtreten. Durch die Batterie B₃, die den oberen Teil der Batterie JS₂ bildet, wird in dem Raum P-Gb ein Gegenfeld hervorgerufen, welches bremsend auf die Ionen wirkt. Letztere lösen durch Stoß in der Gasmasse dieses Raumes sekundäre Elektronen aus und zwar um so mehr, je kleiner das Gegenfeld ist, d. h. der Strom von Gb nach P ist um so stärker, je kleiner die Spannung ist, die jeweils an der Strecke P-Gb liegt. Diese Spannung setzt sich zusammen aus der. Spannung der Gegenfeldbatterie B_a und der zwischen den Klemmen F liegenden Spannung. Der Gasraum P-Gb stellt dabei einen an den Klemmen F liegenden negativen Widerstand dar, der z. B. zu dem Schwingungskreis L, C einer Antenne A parallelgeschaltet ist. Die Antenne ist bei E geerdet und enthält einen regulierbaren Kondensator Ca nebst der Kopplungsspule La. Die Röhre, dient hier, wie erwähnt, als Hochfrequenzgenerator und wird durch die Taste t eingeschaltet. Die negative Charakteristik der Röhre bedingt eine Verstärkung der beim Niederdrücken der Taste eingeleiteten schwachen Schwingungen, die nunmehr als kontinuierliche ungedämpfte Schwingungen von erheblicher Energie auf die Antenne übertragen werden. Der Blockkondensator BC überbrückt dabei den Widerstand der Batterie B₃ für die schnellen Schwingungen.»5 Fig. 2 shows a circuit arrangement for the generation of high-frequency vibrations, whereby the tube comes into play by means of its negative characteristics. The tube is for example filled with neon of 0.2 mm pressure and the cathode K consists of potassium ^ the other electrodes Ga, Gb, P of electrolyte iron. The battery B ₁ maintains a constant glow light or glow arc discharge in the room K-Ga. Negative ions and electrons therefore pass through the grid anode Ga and get into an acceleration field generated between Ga and Gb by the battery B _z. The distance between the two grids may only be so great that no impact ionization takes place between them, since otherwise the ions emerging from Gb would only again have at most the speed of the ionization voltage with which they already pass through the grid Ga . The battery B ₃ , which forms the upper part of the battery JS ₂ , creates an opposing field in the space P-Gb , which has a braking effect on the ions. The latter release secondary electrons through impact in the gas mass of this space, the more the smaller the opposing field is, ie the current from Gb to P is the stronger, the smaller the voltage on the line P-Gb lies. This tension is made up of the. Voltage of the opposing field battery B _a and the voltage between the terminals F. The gas space P-Gb represents a negative resistance at the terminals F , which z. B. to the resonant circuit L, C of an antenna A is connected in parallel. The antenna is grounded at E and contains an adjustable capacitor Ca together with the coupling coil La. As mentioned, the tube serves as a high-frequency generator and is switched on by pressing the t key. The negative characteristic of the tube causes the weak vibrations introduced when the key is pressed to be amplified, which are now transmitted to the antenna as continuous undamped vibrations of considerable energy. The blocking capacitor BC bridges the resistance of the battery B ₃ for the fast oscillations.

Die Abb. 3 bis 12 erläutern schematisch die erfindungsgemäße Methode, um das Auftreten der positiven Säule zu verhindern. Die Abb. 3 'bis 6 stellen eine Röhre dar, die z. B. mit Argon von 0,5 mm Druck gefüllt ist, und es ist das positive Glimmlicht P angedeutet, dessen Ausdehnung 'verschieden ist, je nachdem mit welcher Stromstärke die Röhre betrieben wird. Bei der geringsten Stromstärke von 0,5 Milliampere (Abb. 3) hat die positive Säule die größte Länge; sie .ist kurzer bei den Stromstärken von 3 und 10 Milliampere (Abb. 4 und 5) und verschwindet vollständig erst bei der Stromstärke von 20 Milliampere (Abb. 6). Steigert man den Druck des Argons auf 1 mm, so tritt bei 20 Milliampere, die- Säule wieder auf (Abb. 7). Verkürzt man nun die Röhre entsprechend, so verschwindet die- Säule wieder (Abb. 8), um bei sinkender Stromstärke (Abb. 9 bis 11) wieder hervorzutreten. Bei 0,5 Milliampere (Abb. 11) ist sie am ausgedehntesten. Sie kann durch abermalige Verkürzung der Röhre (s. Abb. 12) wieder zum Verschwinden gebracht werden. Die Röhren Abb. 6, 8, 12 sind erfindungsgemäß brauchbar. :FIGS. 3 to 12 illustrate schematically the method according to the invention in order to prevent the occurrence of the positive column. Figs. 3 'to 6 represent a tube which, for. B. is filled with argon of 0.5 mm pressure, and the positive glow light P is indicated, the extent of which 'is different, depending on the current with which the tube is operated. At the lowest current strength of 0.5 milliamperes (Fig. 3), the positive column has the greatest length; it is shorter at the currents of 3 and 10 milliamps (Fig. 4 and 5) and only disappears completely at the current of 20 milliamps (Fig. 6). If the pressure of the argon is increased to 1 mm, the column reappears at 20 milliamps (Fig. 7). If the tube is shortened accordingly, the column disappears again (Fig. 8), only to emerge again when the current intensity decreases (Fig. 9 to 11). It is most extensive at 0.5 milliamps (Fig. 11). It can be made to disappear again by shortening the tube again (see Fig. 12). The tubes Fig. 6, 8, 12 can be used according to the invention. :

Das negative Glimmlicht JV an der Kathode K bleibt bei diesen Wandlungen für den betreffenden Druck des Argons praktisch konstant, wie die Abbildungen ebenfalls erkennen lassen. Mit D j ist der Crookesche Dunkelraum, mit D₂ der Faradaysche Dunkelraum bezeichnet. Der letztere erstreckt sich erfindungsgemäß bis zum Anodengitter Ga, wie die Abb. 6, 8,12 erkennen lassen.The negative glow light JV at the cathode K remains practically constant during these conversions for the relevant pressure of the argon, as can also be seen in the figures. D j denotes the Crooke dark room, D ₂ the Faraday dark room. According to the invention, the latter extends to the anode grid Ga, as can be seen in FIGS. 6, 8, 12.

Claims

Patent claim:

Gas or vapor-filled discharge tube in which a glow light or glow arc discharge serves as the electron source and the electrons emerging from the discharge space are influenced by a control or acceleration grid, characterized / that the distance between the electrodes (K, Ga) between which the electrons are donating discharge comes about, furthermore the amperage and the gas. or vapor pressure is chosen so that, while avoiding a positive column on the anode grid (Ga), the Faraday dark space, which is non-conductive, extends to the anode grid (Fig. 6, 8, 12) and therefore only negative particles the latter n ₅ . penetrate.

For this ι sheet of drawings. '