DE489660C

DE489660C - Arrangement for generating vibrations through glow cathode tubes with a grid whose potential is lower than that of the anode

Info

Publication number: DE489660C
Application number: DEG57407D
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1921-09-08
Filing date: 1922-09-09
Publication date: 1930-01-22

Description

Anordnung zur Schwingungserzeugung durch Glühkathodenröhren mit einem Gitter, dessen Potential niedriger ist als das der Anode Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Schwingungserzeugung mittels Glühkathodenröhren. Zweckmäßig wird eine bekannte Röhre. mit drei zylindrischen Elektroden verwendet. Eine derartige Röhre erhält eine Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes in dem Raum zwischen den Elektroden rechtwinklig zum Elektronenweg. Dieses magnetische Feld wird beispielsweise durch eine Spüle erzeugt, welche die Röhre umgibt und vom Energieabnahmekreis mit Strom gespeist wird. Wenn das magnetische Feld richtig bemessen ist, besitzt die Anordnung gemäß der Erfindung gegenüber dem Bekannten eine Reihe von Vorteilen.Arrangement for generating vibrations through hot cathode tubes with a Grid whose potential is lower than that of the anode. The invention relates to an arrangement for generating vibrations by means of hot cathode tubes. Appropriate becomes a well-known tube. used with three cylindrical electrodes. Such a one Tube receives a device for generating a magnetic field in the room between the electrodes at right angles to the electron path. This magnetic field is generated, for example, by a sink that surrounds the tube and from the power take-off circuit is fed with electricity. If the magnetic field is measured correctly, it possesses the arrangement according to the invention has a number of advantages over the known.

Die Steigung der Kurve; welche die Beziehung zwischen Gitterpotential und dem abgeführten Strom darstellt, kann durch eine magnetische Feldsteuerung in Verbindung mit der elektrostatischen Feldsteuerung über einen bestimmten Bereich des Gitterpotentials hinaus beträchtlich über den Wert vermehrt werden; der bei Abwesenheit eines magnetischen Feldes zu erreichen ist.The slope of the curve; which is the relationship between lattice potential and the discharged current can be controlled by a magnetic field in Connection with the electrostatic field control over a certain area of the grid potential are increased considerably beyond the value; the at Absence of a magnetic field can be achieved.

Bei einer Röhre ohne Magnetfeld fließt der Strom zwischen Kathode und Anode weiter, selbst wenn das Gitterpotential negativ wirkt, und nimmt langsam in dem Maße ab, als das negative Gitterpotential nach einem Punkte anwächst, bei dem kein Strom mehr fließt. Durch die Verbindung eines magnetischen Feldes gemäß der Erfindung kann man den Stromfiuß sehr schnell nach Null abnehmen lassen, selbst bei positivem Gitterpotential.In a tube without a magnetic field, the current flows between the cathode and anode continues even if the grid potential acts negatively, and slowly decreases to the extent that the negative grid potential increases after a point where no more electricity flows. By connecting a magnetic field according to According to the invention, the current flow can be reduced very quickly to zero, even with positive grid potential.

Das scharfe Abschneiden des Stromes kann mit Vorteil benutzt werden, wenn die Röhre zur Schwingungserzeugung verwendet wird. Zweckmäßigerweise wird dem Schwingungskreise der Strom nur während bestimmter Teile der Periode zugeführt.The sharp cut of the current can be used to advantage when the tube is used to generate vibrations. Appropriately, the Oscillating circuits are supplied with electricity only during certain parts of the period.

Die . ällgemeine Wirkung eines magnetischen Feldes rechtwinklig zum Elektronenwege ist bekanntlich die, daß die Elektronen so abgelenkt werden, daß sie sich auf einer Spirale anstatt auf einer Geraden bewegen. Ein Ergebnis eines magnetischen Feldes ist daher das, daß mehr Elektronen auf das Gitter treffen als bei Abwesenheit des Magnetfeldes.The . General effect of a magnetic field perpendicular to the Electron paths are known to mean that the electrons are deflected so that they move in a spiral rather than a straight line. A result of one magnetic field is that more electrons hit the grid than in the absence of the magnetic field.

Bei entsprechender Wahl der Potentiale der Elektroden kann jedes Elektron, welches auf das Gitterwerk auftrifft, mehrere Sekundärelektronen auslösen, welche nach der positiveren Anode wandern. Infolgedessen kann der im Energieabnehmerkreis erzeugte Strom ein Mehrfaches von dem Strom sein, der durch die von der Kathode ausgesandten primären Elektronen erzeugt wird. Bei Anwendung als Schwingungserzeuger kann dadurch die Amplitude der Schwingungen stark vermehrt werden. In den meisten Fällen wird die Ausstrahlung sekundärer Elektronen von dem Gitter groß genug sein, um eine negative Widerstandscharakteristik im Gitterkreise zu erzeugen. Diese Charakteristik kann zur Erhöhung der Verstärkung und zur Schwingungserzeugung benutzt werden.With an appropriate choice of the potentials of the electrodes, each electron, which hits the latticework, trigger several secondary electrons, which migrate to the more positive anode. As a result, the energy consumer can The current produced will be a multiple of the current carried by the cathode emitted primary electrons is produced. When used as In this way, the vibration generator can greatly increase the amplitude of the vibrations. In most cases, secondary electrons are emitted from the grid be large enough to create a negative resistance characteristic in the lattice circles. This characteristic can be used to increase the gain and to generate vibrations to be used.

In vier Figuren ist der Gegenstand der Erfindung erläutert. An Hand der Fig. i ist eine Sendeschaltung dargestellt. Fig. 2 bis q. zeigen Charakteristiken.The subject matter of the invention is explained in four figures. Based FIG. i shows a transmission circuit. Fig. 2 to q. show characteristics.

z ist die Glühkathode, 2 die Heizbatterie, 3 ein zylindrisches Gitter um die Kathode; q. eine zylindrische Anode um Gitter und Kathode, 5 die evakuierte Röhre. Der Energiezuführungskreis zwischen Kathode und Gitter enthält eine Spule 6. Der Energieabnahmekreis zwischen Kathode und Anode enthält die Stromquelle 8, die Spule 9 und eine zweite Spule zo, welche zweckmäßig die Röhre 5 umgibt und deren größere Achse zweckmäßig mit der Symmetrieachse der Elektroden zusammenfällt. Ein Kondensator zr von großer Kapazität liegt im Nebenschluß zur Spule zo. Die Spule 9 ist-mit einer Spule =3 gekoppelt. Diese Spule 13 ist in eine Antenne 1q. eingeschaltet, welcher die Schwingungen für Sendezwecke zugeführt werden. Die Schwingungen können erzeugt werden durch eine Rückkopplung zwischen dem Energiezuführungskreise und dem Abnahmekreise. Eine derartige Rückkopplung ist in der Figur mittels der Spulen r5 und 16. dargestellt.z is the hot cathode, 2 the heating battery, 3 a cylindrical grid around the cathode; q. a cylindrical anode around the grid and cathode, 5 which is evacuated Tube. The energy supply circuit between the cathode and the grid contains a coil 6. The energy consumption circuit between the cathode and anode contains the current source 8, the coil 9 and a second coil zo, which appropriately surrounds the tube 5 and their The larger axis expediently coincides with the axis of symmetry of the electrodes. A Large capacity capacitor zr is shunted to coil zo. The sink 9 is coupled to a coil = 3. This coil 13 is in an antenna 1q. switched on, to which the vibrations are fed for broadcast purposes. The vibrations can are generated by a feedback between the energy supply circuits and the acceptance circles. Such feedback is in the figure by means of the coils r5 and 16. shown.

Wenn man im Gitterkreise einen negativen Widerstand erzeugen. und diese Charakteristik zur Schwingungserzeugung benutzen will:, kann man: von der Rückkopplung absehen und einen Kondensator 17, wie dargestellt, in den Energiezuführungskreis im Nebenschluß zur Spule 6 einschalten, wobei die Frequenz der so erzeugten Schwingungen durch die Abstimmung des Resonanzkreises 6, 17 bestimmt wird.If you create a negative resistance in the grid circle. and wants to use this characteristic to generate vibrations :, one can: from the Refrain from feedback and place a capacitor 17, as shown, in the power supply circuit turn on in the shunt to the coil 6, the frequency of the vibrations thus generated is determined by the tuning of the resonance circuit 6, 17.

Die Kurve in Fig. 2 zeigt das Verhältnis zwischen Gitterpotential und Anodenstrom unter verschiedenen Arbeitsverhältnissen. Die Kurve A ist die typische Charakteristik einer gewöhnlichen Röhre mit drei Elektroden. Die KurveB zeigt eine entsprechende Charakteristik bei Verwendung eines magnetischen Feldes. Aus Kurve B ersieht man, daß der Anodenstrom nicht allmählich, sondern sehr schnell abnimmt, sobald das Gitter mehr negativ wird, und der Nullwert wird bei einem viel niedrigeren Gitterpotential erreicht als in dem Fall, wo kein Magnetfeld vorhanden ist. Der Teil der Kurve B zwischen den. Punkten ei und 6a ist steiler als irgendein Teil der Kurve A. Es ist auch darauf hinzuweisen,, das an den beiden Punkten el und e2 viel stärkere Spannungsänderungen sind als an der Kurve A. Der Wert des Gitterpotentials, bei dem der Stromfluß unterbrochen wird, hängt bei jeder besonderen Vorrichtung von der Stärke des magnetischen Feldes ab. Der Abfall der Charakteristik wird um so steiler, je größer das magnetische Feld ist. Fig. 3 zeigt die Charakteristik für den Fall, wo das magnetische Feld stark genug ist, um den Strom bei einem relativ hohen positiven Gitterpotential abzuschneiden. Die Einstellung wird bei der Anordnung der Schwingungserzeugung zweckmäßig vorgenommen.The curve in Fig. 2 shows the relationship between grid potentials and anode current under different working conditions. Curve A is the typical one Characteristics of an ordinary tube with three electrodes. Curve B shows one corresponding characteristics when using a magnetic field. From curve B it can be seen that the anode current does not decrease gradually, but very quickly, once the grid becomes more negative, and the zero value becomes at a much lower one Grid potential is reached than in the case where there is no magnetic field. Of the Part of curve B between the. Points ei and 6a is steeper than any part of curve A. It should also be pointed out, that at the two points el and e2 are much stronger voltage changes than on curve A. The value of the grid potential, at which the flow of current is interrupted depends on any particular device on the strength of the magnetic field. The drop in characteristic will be around the steeper the larger the magnetic field. Fig. 3 shows the characteristic for the case where the magnetic field is strong enough to carry the current at a relative cut off high positive grid potential. The setting is made when arranging the vibration generation is expediently made.

Die Kurve C in Fig. 3 zeigt die Zeitbeziehung und Amplitude des Gitterpotentials bei der Schwingungserzeugung. Es ist aus dieser Kurve im Zusammenhang mit der Kurve B zu entnehmen, daß der Anode der Strom nur während der Zeiträume zugeführt wird, welche den schraffierten Teilen der Kurve entsprechen. Wenn die Gitterschwingungen im Verhältnis zu den Schwingungen des Anodenpotentials in richtiger Phase sind, ergibt eine derartige Anordnung einen besseren Wirkungsgrad, als wenn der Strom der Anode während eines größeren Teils der Periode der Gitterspannung zugeführt wird.Curve C in Fig. 3 shows the time relationship and amplitude of the grid potential in the generation of vibrations. It is from this curve related to the curve B it can be seen that the anode is supplied with current only during the periods which correspond to the hatched parts of the curve. When the lattice vibrations are in the correct phase in relation to the oscillations of the anode potential, such an arrangement gives better efficiency than when the current to the anode during a major part of the period of the grid voltage will.

In Fig. q: ist der Effekt einer großen Sekundärelektronenemission dargestellt. A ist hierbei die Charakteristik beim Fehlen des magnetischen Feldes, B bei Anwesenheit des Feldes, D gibt das Verhältnis zwischen Gitterstrom und Gitterpotential an, wobei dieser Strom, wie ersichtlich, wegen der hohen Sekundäremission im Negativen verläuft, d. h. gegenüber dem gewöhnlichen Gitterstrom eine entgegengesetzte Richtung hat. Wegen der hohen Sekundäremssion ist der Strom, der dem Energieabnahmekreis zugeführt werden kann,. größer als der, der durch primäre .Emission bei Abwesenheit eines magnetischen Feldes allein geliefert werden kann. Durch diesen Effekt kann die Amplitude der Schwingungen, die durch den Energieabnahmekreis .geliefert werden, beträchtlich über die Amplitude bei Abwesenheit eines magnetischen Feldes vermehrt werden.In Fig. Q: is the effect of large secondary electron emission shown. A is the characteristic in the absence of a magnetic field, B in the presence of the field, D gives the ratio between grid current and grid potential with this current, as can be seen, because of the high secondary emission in the negative runs, d. H. opposite to the normal grid current Has. Because of the high secondary emission, the current is fed into the energy consumption circuit can be fed. greater than that generated by primary .emission in the absence a magnetic field alone can be supplied. This effect allows the amplitude of the oscillations that are delivered by the energy consumption circuit, increased considerably over the amplitude in the absence of a magnetic field will.

Bei Verwendung einer Kathodenröhre zur Schwingungserzeugung besteht die Gefahr der Zerstörung der Röhre durch große Stromstöße bei zufälligen Kurzschlüssen. Solche starken Ströme rühren wahrscheinlich von mehreren Ursachen her. Insbesondere wird, wenn die Belastung ganz öder teilweise kurzgeschlossen wird, das Anodenpotential viel höher als normal und verursacht ein großes Anwachsen des Stromes in der Röhre. Dieses Anwachsen wird durch das magnetische Feld verhindert.When using a cathode tube to generate vibrations the risk of the tube being destroyed by large current surges in the event of accidental short circuits. Such strong currents are likely to result from several causes. In particular becomes, if the load is completely or partially short-circuited, the anode potential much higher than normal and causes a large increase in the current in the tube. This growth is prevented by the magnetic field.

Die dargestellten Charakteristiken zeigen die Wirkung eines konstanten magnetischen Feldes, und es kann dieses konstante magnetische Feld nötigenfalls durch eine konstante Stromquelle erzeugt werden. Es kann aber auch die Serienspule io zur Erzeugung des magnetischen Feldes benutzt werden. Wegen der großen Kapazität des Kondensators ii im Nebenschluß zur Spule zo ist das erzeugte Feld in diesem Falle auch nahezu konstant. In manchem Falle ist es zweckmäßig, einen Teil des magnetischen Feldes durch eine besondere Energiequelle und den Rest durch eine Serienspule zu liefern: Der Kondensator ix kann zweckmäßig einstellbar gemacht werden und der Kreis io, ii entsprechend der zu erzeugenden Schwingungsfrequenz abgestimmt werden.The characteristics shown show the effect of a constant magnetic field, and it can use this constant magnetic field if necessary can be generated by a constant power source. But it can also be the series coil ok can be used to generate the magnetic field. Because of the large capacity of the capacitor ii shunted to the coil zo is the field generated in this Fall also almost constant. In some cases it is useful to use part of the magnetic Field through a special energy source and the rest through a series coil supply: The capacitor ix can be made adjustable and the circuit io, ii are tuned according to the oscillation frequency to be generated.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for generating vibrations through hot cathode tubes with a grid whose potential is lower than that of the anode, in particular with hot cathode tubes with three cylindrical electrodes, characterized in that that means for generating a magnetic field of constant direction is provided at right angles to the electron path.

2. Arrangement according to claim i, characterized characterized in that the generation of the magnetic field by a surrounding the tube Magnetizing coil takes place, the larger axis of which with the axis of symmetry of the electrodes coincides.

3. Arrangement according to claim i and 2, characterized in that the Current for the magnetizing coil is supplied from the circuit between the anode and cathode will. q ..

Arrangement according to claim =, characterized in that the frequency The circle that determines the vibrations is arranged between the hot cathode and the grid electrode is.

5. Arrangement according to. Claim r, characterized in that the vibrations through feedback between the energy supply circuit and the energy consumption circuit be generated.

6. Arrangement according to claim i, characterized in that the voltages are chosen so that such secondary electron emission occurs from the grid, that this creates a negative resistance in the lattice circles.