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Modulationsfähige Entladungslampe mit Punkt- oder schlitzförmiger
Lichtquelle Für Zwecke des Fernsehens, der Bildtelegraphie, der Lichttonaufnahme
u. dgl. pflegt man als trägheitsfrei modulationsfähige Lichtquelle vielfach Glimmröhren
zu benutzen. Die hierbei verwendeten Lampenkonstruktionen drängen das Glimmlicht
Punkt- oder strichförmig zusammen, wobei man sich entweder des in der Achse eines
Kathodenrohres bzw. zwischen zwei einander genäherten kathodischen Platten entstehenden
negativen Glimmlichtes oder der in einer Glas- oder Quarzkapillare entstehenden
positiven Säule als Lichtquelle bediente. Bei den letztgenannten Konstruktionen
kam neben der Lichtausstrahlung der positiven Säule teilweise noch die Leuchtwirkung
des als Elektronenquelle dienenden negativen Glimmlichtes, welches von der hinter
der Kapillare liegenden Kathode ausging, zu geringer Mitwirkung.
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Die Erfindung betrifft eine Entladungslampe, bei der sowohl das in
einem Kathodenrohr entstehende negative Glimmlicht als auch die in einer Kapillare
entstehende positive Säule gleichzeitig in vollem Maße zur Wirkung kommen, so daß
eine Lichtquelle von geringer Betriebsspannung, hoher Leistung und besonders günstiger
Aussteuerbarkeit entsteht. Die erfindungsgemäßen Lampen benutzen eine negativ vorgespannte
Hilfselektrode und sind dadurch gekennzeichnet, daß diese Hilfselektrode einen zwischen
Anode und Kathode liegenden, die Lichtquelle darstellenden £n gen mit metallischen
Wänden bilde diesem Kanal entsteht dann gleichzeitig negatives Glimmlicht und eine
positive Säule; denn während die Wände des metallischen Kanals sich infolge ihrer
negativen Vorspannung selbst mit Glimmlicht bedecken, sind andererseits die von
der eigentlichen Kathode kommenden Elektronen gezwungen, diesen Kanal zu passieren,
und veranlassen, hierbei innerhalb dieses bereits mit negativem Glimmlicht erfüllten
Kanals das Entstehen einer positiven Säule, die sich dem Glimmlicht überlagert.
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Besondere Vorteile der erfindungsgemäßen Röhre sind niedrige Betriebsspannung,
hohe Flächenhelligkeit bei nahezu weißer Farbe des ausgestrahlten Lichtes und große
Modulationsfähigkeit.
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Ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. i. In dem
Lampengefäß i befindet sich die Anode 2, welche von dem massiven Metallblock 3 vollkommen
umschlossen wird. Es entsteht auf diese Weise rings um die Anode ein kleiner Anodenraum.
Dieser Anodenraum ist durch den Kanal .I mit dem eigentlichen Entladungsraum verbunden,
der durch die Innenwand des Zylinders 5 und die Außenoberfläche des hiermit verschraubten
Metallblockes 3 gebildet wird. Der Metallblock 3 dient also gleichzeitig mit seiner
Innnenseite (Kanal.) als Hilfselektrode und mit seiner Außenseite als Teil der Kathode.
Nach oben hin, d. h. in Richtung der Lichtausstrahlung, ist der Kathodentopf 3,
5 durch die mittels angeschweißter Häkchen befestigte Isolierkappe 6 abgeschlossen.
Diese wirkt gleichzeitig als optische Blende.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Lampe ist
folgende: Bei Anlegung einer langsam steigenden Spannung an die beiden Elektroden
zündet zunächst bereits bei einem sehr niedrigen Potential die Glimmentiadung im
Anodenraum. Bei steigender Spannung dringt die Glimmentladung durch den Kanal ,4
vor, breitet sich dann, vom Zentrum ausgehend, über die ganze Außenoberfläche des
Blockes 3 und anschließend über die Innenseite des Zylinders 5 aus. Sobald die Glimmlichtbedeckung
in den Kathodentopf 3, 5 übertritt, entsteht innerhalb des Kanals q. neben der normalen
Glimmentladung eine positive Säule, welche die ausgestrahlte Lichtmenge verstärkt.
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Die Stromhelligkeitscharakteristik einer erfindungsgemäßen Lampe ist
nahezu geradlinig. Die Lampe zündet infolge der geringen Elektrodenabstände- im
Anodenraum außerordentlich niedrig und läßt sich im Gegensatz zu Lampen mit reiner
positiver Säule bis zu sehr geringen Stromstärken aussteuern. Andererseits kann
ihre Belastung und Lichtaustrahlung auf das Vielfache dessen gesteigert werden,
was eine Lampe abgibt, die mit,-- reiner Kathodenbedeckung im Leuchtkanal arbeitet.
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Die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Lampe wird bei sehr hohen
Stromstärken dadurch beeinträchtigt, daß die im Kanal q. entstellende positive Säule
mit der dort ebenfalls bestehenden Glimmentladung in Ionenaustausch tritt. Die Stromaufnahme
des Kanals wird dann zu groß. Dieser Nachteil wird nach der Erfindung dadurch überwunden,
daß der im Sinne der Erfindung als Hilfselektrode dienende Teil des Metallblockes
3, d. h. sein den leuchtenden Kanal q. und die Umgebung seiner Lichtaustrittsöffnung
umfassender Teil, mit einer gesonderten Zuleitung versehen und in seiner Stromaufnahme
begrenzt wird. Den Innenaufbau einer Lampe dieser Art zeigt Abb.2. Wie man ersieht,
ist auf den Ouetschsockel 7 außer dem Glasstengel der Anode 2 noch ein Glasrohr
8 aufgesetzt, welches die Hilfselektrode 3 eng umfaßt. Die Hilfselektrode 3 und
der Kathodentopf 9 sind getrennt leerausgeführt. Die Strombegrenzung für die Hilfselektrode
3 (Abb.2) erfolgt gemäß Abb.3 mit Hilfe einer Elektronenröhrenschaltung,in der diese
Hilfselektrode 3 über eine Röhre io kleiner Emission, der Kathodentopf 5 bzw. 9
dagegen über eine Röhre i i hoher Emission an Spannung gelegt wird. Die Gitter der
beiden Röhren sind verbunden, werden also gleichzeitig der Modulation ausgesetzt.
Der Glühfaden der kleinen Röhre io ist gegenüber dem Glühfaden der großen Röhre
i r mit Hilfe einer Batterie 12 positiv vorgespannt. Auf diese Weise wird erreicht,
daß bei Rufprägung einer Modulationsspannung zunächst die kleine Röhre io ausgesteuert
wird und die Aussteuerung der großen Röhre i i erst dann beginnt, wenn die Steuerspannung
die Charakteristik der kleinen Röhre io bereits praktisch voll durchlaufen und dä.mit
der aus ihr herauszuholende Strom seine Begrenzung gefunden hat. Es werden also
gewissermaßen die Charakteristiken der beiden Röhren aneinandergesetzt und die kleinen
Stromstärken ausschließlich auf die Hilfselektrode 3, die größeren Stromstärken
hingegen ausschließlich auf den Kathodenkopf 5. bzw. 9 übertragen.
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Von besonderer Wichtigkeit für das saubere Arbeiten erfindungsgemäßer
Lampen ist es häufig, daß die Ausbreitung des Glimmlichtes bei steigender Klemmenspannung
völlig sprunglos und gleichmäßig erfolgt. Man erreicht dies am einfachsten, indem
man bei der Querschnittsformung der Kathode darauf achtet, daß alle Einzelflächen
entweder in spitzen oder aber sehr stumpfen Winkeln aufeinanderstoßen. Gegebenenfalls
empfiehlt es sich sogar, dem Rohr 5 (Abb. i) zu diesem Zwecke eine konisch sich
nach oben erweiternde Form zu geben.