DE632744C - Verfahren zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Verstaerkerroehren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Verstärkerröhren mit Hilfsentladung, nämlich von Wandstromverstärkern, bei denen der Steuereinsatz konzentrisch um den als Elektronenquelle dienenden Lichtbogen angeordnet ist. Als ElektronenqueEe wird zumeist ein Quecksilberdampflichtbogen verwendet. Der Steuereinsatz besteht wie bei allen derartigen Röhren aus dem Steuergitter und der Verstärkeranode, deren Abstand voneinander kleiner ist als die freie Weglänge der den Steuerraum erfüllenden Ionen.

Es ist bekannt, daß bei derartigen Entladungsröhren der Potentialverlauf in der positiven Säule zwischen der Kathode· und der Lichtbogenanode in ausschlaggebender Weise mit dem Wirkungsgrad des Rohres zusammenhängt. Die Leistung eines solchen Rohres hängt nämlich u. a. von der Größe des die positive Säule umschließenden Steuereinsatzes ab. Man kann aber die Höhe des Steuereinsatzes nicht beliebig vergrößern, weil bei Überschreiten einer gewissen Grenze im oberen und unteren Teil des Steuergitters der Potentialunterschied zwischen Gitter und Bogenentladung zu verschieden wird, um eine gute Steuerwirkung zu ermöglichen.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren, um den einen hinreichend kleinen Potentialgradienten aufweisenden Teil der positiven Lichtbogensäule und damit zugleich die mögliche Länge des Steuereinsatzes zu vergrößern; und zwar besteht gemäß der Erfindung das Verfahren zur Vergrößerung des einen minimalen Potentialgradienten aufweisenden Bereiches der positiven Säule des Lichtbogens eines dampfgefüllten Entladungsgefäßes, bei dem der Lichtbogen in Richtung der Gefäßachse zwischen einer Anode und Kathode übergeht und bei dem konzentrisch zu dem einen minimalen Gradienten aufweisenden Bereich der positiven Säule ein aus Verstärkeranode und Verstärkergitter bestehender Steuereinsatz angeordnet ist, dessen Länge entsprechend der Länge des den minimalen Gradienten aufweisenden Bereiches gewählt ist, darin, daß durch Formung des Entladungsgefäßes der Querschnitt der Entladungsbahn oberhalb des Kathodenfallgebietes, aber unterhalb des Steuereinsatzes, sprungartig vergrößert und der größere Querschnitt bis zur Lichtbogenanode beibehalten wird.

Es sind wohl Wandstromverstärker bekannt, bei denen der Raum, in dem sich die Kathode befindet, einen geringeren Durchmesser hat als der Raum, in dem das Steuersystem angeordnet ist; jedoch hat man nicht das Steuersystem in bezug auf die Potentialverteilung so angeordnet, daß es sich im Bereich eines minimalen Gradienten befindet. Es wurde auch nicht erkannt, daß durch

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Ernst Lübcke in Berlin-Charlottenburg.

geeignete Wahl der,.Rohrquerschnitte eine f einen darauffolgenden längeren Bereich einen Vergrößerung - des - vorteilhaft nur ausnutz- außerordentlich geringen Wert an. In diebaren Bereiches der""positiven Säule möglich··;rgsem Bereich ist dann gemäß der Erfindung ist. ~ Μ--9Ά ~ - ..--

Der Potentialverlauf zwischen Kathode j|f_; Anode einer Gasentladung ist bekanntlie:1||j außer von anderen Faktoren vornehmlich vom Dampfdruck und vom Durchmesser des Rohres abhängig. Die Größe des Kathodenfalls und des Anodenfalls kann verhältnismäßig wenig beeinflußt werden, der Kathodenfall z. B. in geringem Maß durch Anbringen einer _t zusätzlichen Kühlung. In hohem Maß ist dagegen derjenige Teil des Potentialverlaufs.beeinflußbar, der zwischen Kathoden- und Anodenfall liegt, und auf diesen Teil kommt es im vorliegenden Fall besonders an, weil der Steuereinsatz in dem diesem Teil des Potentialverlaufs entsprechenden räumlichen Bereich des Rohres angeordnet werden muß.

Von größerer Bedeutung als die Wahl des Dampfdruckes im Rohr, der zur Erreichung günstigster Betriebsverhältnisse weitgehendverändert werden kann, ist in diesem Zusammenhang die Wahl des Rohrdurchmessers, also die Festlegung des Querschnitts der Entladungsbahn. Bei . engen Rohren ist der Potentialgradient im Bereich zwischen Kathoden- und Anodenfall bekanntlich am größten und nimmt mit Vergrößerung des Rohrdurchmessers allmählich ab. Doch läßt sich durch die bekannte Maßnahme der Vergrößerung des Rohrdurchmessers allein nicht eri^-eichen, daß der Potentialgradient über einen größeren Bereich, wie es bei Wandstromverstärkern erwünscht ist, praktisch gleich Null wird.

Dieses Ziel wird, wie eingangs, bereits ausgeführt, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Querschnitt des Rohres längs der Entladungsbahn sich sprungartig ändert. Beispielsweise kann das Glasgefäß zu diesem Zweck aus zwei Rohrstücken mit stark yerschiedenem Durchmesser bestehen, die miteinander durch ein kreisringförmiges, senkrecht zu den Rohrwandungen stehendes Zwischenstück verbunden sind. Am Ende des engeren Rohrstückes befindet sich die Kathode, am Ende des weiteren Rohrstückes die Anode. Von der Kathode aus gesehen, vergrößert sich dann der Querschnitt der Entladungsbahn in einem gewissen Abstand von der Kathode sprungartig und behält diesen größeren Wert bis zur Bogenanode bei, abgesehen von der geringen Einschnürung durch den SteuereiiiSatz.

Bei Anwendung dieser Maßnahme wird

nämlich in dem sprungartig sich erweiternden Rohrabschnitt der Potentialgradient negativ, nimmt dann auf eine kurze Strecke einen außerordentlich großen und schließlich für έϊ Steuereinsatz anzuordnen und seine Länge 'entsprechend der Länge des den minimalen K-P'otentialgradienten aufweisenden Bereiches zu •"Wählen.

Die Verhältnisse sollen an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.

In Fig. ι ist der "Potentialverlauf in einem der Erfindung !entsprechenden Rohr dargestellt. Der Abschnitt vom Koordinatenanfang bis zum Punkte entspricht dem Kathodenfall, der Abschnitt b-c der positiven Säule und der Abschnitt C-d dem Anodenfall. Der Verlauf der. Kurve ist qualitativ der gleiche, wie er in einem überall gleich weiten Rohr auftritt. Jedoch wird der quantitative Verlauf der Potentialkurve innerhalb des Abschnitts a-c maßgeblich von der erfindungsgemäß anzuwendenden Querschnitts veränderung der Entladungsbahn beeinflußt. Vor allem hat der Abschnitt b-c, der den minimalen Gradienten aufweist und in dem der durch st schematisch dargestellte Steuereinsatz anzubringen ist, bei entsprechend, der Erfindung gebauten Röhren eine größere Länge als bei sonst unter den gleichen Bedingungen arbeitenden, aber überall gleich weiten Roh- go ren,

• In Fig. 2 ist ein der Erfindung und dem Diagramm der. Fig. r entsprechender Wandstromverstärker dargestellt. Die Kathode ist mit /£, die Bogenanode mit A, das Steuergitter mit G und die Verstärkeranode mit VA bezeichnet. 1 stellt das Glasgefäß dar, 2 den 'engeren Rohrabschnitt, in dem der erste Teil der Entladungsbahn liegt. 3 stellt eine innerhalb oder außerhalb des Glasgefäßes liegende Kühlvorrichtung dar. Mit 4/ sind ringartige Glasvorsprünge bezeichnet, die dazu dienen, den Steuereinsatz zu halten und den Steuerraum von der übrigen Entladungsbahn abzutrennen, so daß die Elektronen nur durch das Gitter G an die Verstärkeranode VA gelangen können. Der Durchmesser des weiteren Teiles des Rohres ist mit d und die Länge des Steuereinsatzes längs der Entladungsbahn mit st bezeichnet.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Verfahren zur Vergrößerung des einen minimalen .Potentialgradienten aufweisenden Bereiches der positiven Säule des Lichtbogens eines dampfgefüUten Entladungsgefäßes, bei dem der Lichtbogen in Richtung der Gefäßachse zwischen einer Anode und Kathode übergeht und bei dem konzentrisch zu dem einen minimalen Gradienten aufweisenden Bereich der positiven

   Säule ein aus Verstärkefänode und Verstärkergitter bestellender Steuereinsatz angeordnet ist, dessen Länge entsprechend der Länge des den minimalen Gradienten aufweisenden Bereiches gewählt ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch Formung des Entladungsgefäßes der Querschnitt der Entladungsbahn oberhalb des Kathodenfallgebietes, aber unterhalb des Steuereinsatzes, sprungartig vergrößert und der größere Querschnitt bis zur Lichtbogenanode beibehalten wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen