DE634257C - Elektrisches Entladungsgefaess - Google Patents

Description

Es sind bereits elektrische Entladungsgefäße, insbesondere Elektronenröhren, mit Glühkathode bekannt, bei denen eine Steuerung des Anodenstromes durch ein Überlager tes magnetisches Feld vorgenommen wird. Derartige unter dem Namen Magnetron bekannte Steuerröhren haben die Eigenschaft, daß die Empfindlichkeitscharakteristik sehr leicht steil zu machen ist. Außerdem reichen zur Beeinflussung des Anodenstromes verhältnismäßig schwache Magnetfelder aus. Abb. ι der Zeichnung zeigt an der Kurve 1 die Abhängigkeit des Anodenstromes / von dem magnetischen Feld H. Die Kurve 1 geht in die gestrichelte Kurve 2 über, wenn die Anodenspannung vergrößert wird, in die Kurve 3, wenn die Anodenspannung verkleinert wird. Diese Eigenschaft, einen veränderlichen Emissionsstrom zu geben, nicht nur wenn das Magnet- feld schwankt, sondern auch wenn andöre Parameter schwanken, wie die Anodenspannung oder der Heizstrom, kann man durch die Verwendung zweier Röhren ausgleichen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß in bekannter Weise zwei Anoden vorgesehen sind, an denen durch eine Änderung des magnetischen Feldes der von der Kathode zu der einen Anode fließende Strom vermindert, der zur zweiten Anode fließende Strom verstärkt wird.

Die Erfindung betrifft eine besonders zweckmäßige Ausführung der Elektronenanordnung bei einem Entladungsgefäß mit kontinuierlicher Steuerung des Entladungsstromes durch ein veränderliches magnetisches Feld, derart, daß zwei Anoden vorgesehen sind, an denen bei einer Änderung des magnetischen Feldes der Strom der einen Anode vermindert und der der zweiten Anode verstärkt wird. Erfindungsgemäß ist eine vollwandige Anode vorgesehen und eine zwischen dieser Anode und der Kathode angeordnete Anode aus streifenförmigen Elementen, die mit ihrer Fläche in Richtung der zwischen der Kathode und der voUwandigen Anode verlaufenden elektrostatischen Kraftlinien liegt. Man erzielt dadurch eine besonders starke Überleitung des Stromes von der einen Anode zur zweiten bei einer Änderung des magnetischen Feldes und dementsprechend auch eine sehr günstige Steuerwirkung. Bei einer Krümmung der Elektronenbahnen infolge des Magnetfeldes werden diese Elektronen die streifenförmigen Elemente der einen Anode in weit höherem Maße treffen müssen, als wenn etwa diese eine Anode die Form eines Drahtgitters hätte.

An sich ist bereits ein Entladungsgefäß mit Beeinflussung des Entladungsstromes durch ein magnetisches Feld bekannt, bei

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

Dr. Rudolf G. Berthold in Berlin-Siemensstadt.

dem eine voUwandige Anode und eine zwischen dieser Anode und der Kathode angeordnete Anode aus streifenförmigen Elementen vorgesehen sind. Bei dieser Anordnung ist aber das Magnetfeld kein steuerndes ujäcldaher unveränderliches Magnetfeld. W Magnetfeld besitzt vielmehr während des !Betriebes eine konstante Stärke. Die Spannungen zwischen der inneren Anode und der to Kathode sollen dabei derart hoch sein, daß die von der Kathode ausgehenden und unter der Einwirkung des magnetischen Feldes auf die Anodenstreifen auftreffenden Elektronen hier Sekundär elektronen auslösen, die dann von der restlichen Spannung zur äußeren Anode hinübergezogen werden. Zwischen der inneren Anode und der Kathode ist das eigentliche elektrostatische Steuergitter angeordnet, das je nach seiner Aufladung zur inneren Anode und damit auch infolge Sekundärauslösung zur äußeren Anode mehr oder weniger Elektronen durchläßt. Die Steuerung erfolgt also nicht durch ein Magnetfeld, sondern durch eine Elektronenröhre, und sie vollzieht sich auch nicht derart, daß dabei der Strom zur einen Anode vermindert und der zur zweiten verstärkt wird. Es ist auch bereits bekannt, in einem elektrischen Entladungsgefäß einen Elektronenstrahl mit Hilfe eines veränderlichen Magnetfeldes von einer Anode zu einer zweiten überzuleiten. Es handelt sich dabei aber um keine kontinuierliche Steuerung des Anodenstromes, da der volle Anodenstrom plötzlich von der einen Anode auf die zweite übergeleitet wird. Außerdem ist auch die räumliche Anordnung der Anoden eine ganz andere wie bei der Erfindung. Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele der Zeichnung näher veranschaulicht. Abb. 2 imd 3 zeigen im schematischen Längsschnitt und im Grundriß ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Entladungsgefäß besitzt eine fadenförmige Glühkathode 4, eine diese umgebende zylindrische Anode 5 und zwischen diesen beiden eine zweite Anode 6. Die Anode 5 ist vollwandig, während die Anode 6, wie aus dem Grundriß zu ersehen ist, aus einzelnen in der Längsrichtung parallel zum Glühfaden 4 verlaufenden Streifen besteht, die mit ihrer . Fläche in Richtung der von dem Glühfaden 4 zur Anode 5 verlaufenden elektrostatischen Kraftlinien liegen. 8 ist " eine die beiden Anodenzylinder umgebende Spule, die ein in Richtung des Glühfadens 4 verlaufendes magnetisches Feld für die Steuerung der von der Kathode ausgehenden Emissionsströme erzeugt. Die Spule 8 ist an den Stromkreis für die Steuerung des Entladungsgefäßes angeschlossen. Wenn das die Entladung beeinflussende Magnetfeld nicht vorhanden ist, treten die von der Kathode ausgehenden Elektronen zum großen Teil durch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Streifen ^-der Anode 6 hindurch und gelangen zur An- ^'öae 5. Bei passender Bemessung der beiden ■ Äfioden kann man es erreichen, daß dann -3er von der Kathode ausgehende Strom zu gleichen Teilen zur Anode 6 und zur Anode 5 übertritt. Erzeugt hingegen die Spule 8 ein magnetisches Feld, so werden bekanntlich die aus der Kathode 4 austretenden Elektronen in der zur RicStung der elektrostatischen Kraftlinien und des Magnetfeldes normalen Richtung abgelenkt, so daß die einzelnen Anodenstreifen 6 den Elektronenbahnen nunmehr mehr oder weniger ihre Fläche zukehren; dementsprechend wird ein größerer Teil der Elektronen zur Anode 6 übertreten und der Strom an der Anode 5 entsprechend sinken.

Abb. 4 der Zeichnung zeigt an einem Diagramm die Änderung des Stromes J₆ an der Anode 6 und die des Stromes J₅ an der Anode 5 in Abhängigkeit von der magnetisehen Feldstärke H. Man sieht, daß die Charakteristik des Stromes für die Anode 5 etwa der Charakteristik an dem bekannten Magnetron entspricht (Abb. 1), während die Anode 6 eine umgekehrt proportionale Charakteristik aufweist. Wie bereits erwähnt, sind die Abstände und Abmessungen der Anoden 5 und 6 derart gewählt, daß bei der Stärke Null des Magnetfeldes (H₀) die Anoden S und 6 gleich große Ströme führen, was in Abb. 4 durch den Schnitt der Kurven/g und J₆ zum Ausdruck kommt. In diesem Fall ist die Spule 8 des Elektronensteuerrohres unerregt, und erst bei Abweichungen der gesteuerten Größe vom Sollwert too wird die Spule 8 mit Strom beschickt. Man könnte aber auch die Anordnung derart ausbilden, daß die Kurven J₅ und J₆ der Abb. 4 sich für einen bestimmten Wert des Magnetfeldes schneiden. Wenn das Entladungsgefäß beispielsweise zur Konstanthaltung der Spannung einer Gleichstrommaschine dient, so wird die Spule.8 von dieser konstant zu haltenden Maschinenspannung gespeist, und eine Abweichung dieser Spannung vom Sollwert verursacht dann entsprechende Änderungen der Ströme J₅ und /₆.

Abb. 5 der Zeichnung zeigt, in welcher , Weise man die Änderung der Ströme J₅ und J₆ gemäß Abb. 4 in ihrer Wirkung auf den vom Entladungsgefäß gesteuerten Stromkreis summieren kann. An dem im Grundriß dargeitellten Entladungsgefäß ist wieder 4 die Kathode, 6 die eine Anode und 5 die zweite. ist die Magnetisierungsspule, die beispielsweise an eine konstant zu haltende Maschinenspannung oder an die Spannung einer

Tachometerdynamo zwecks Konstanthaltung der Drehzahl angeschlossen ist. io ist der vom Entladungsgefäß gesteuerte Stromkreis, der etwa auf die Erregung einer Maschine 5 oder auf einen Drehzahlregler einwirkt. Die beiden Pole des Stromkreises io sind nun an die beiden Anoden 5 und 6 angeschlossen. Außerdem ist an diese beiden Anoden ein Ohmscher Widerstand 11 angeschlossen, dessen mittlerer Potentialpunkt über die Leitung 12 mit der Kathode 4 verbunden ist. In die Leitung 12 ist noch eine Batterie 13 für die Erzeugung der Anodenströme eingeschaltet. Die Anordnung ist derart eingestellt, daß beim normalen Betrieb die Ströme zu den Anoden 5 und 6 einander gleich sind, so daß auch in den beiden Teilen des Ohmschen Widerstandes 11 gleiche Ströme fließen. Befindet sich der Anschluß der Leitung 12 an den Ohmschen Widerstand in dessen Mitte, so besitzen dann die äußeren Endpunkte 14 und 15 des Ohmschen Widerstandes keine Potentialdifferenz, und die Leitung 10 ist unerregt. Tritt eine unzulässige Änderung der zu regelnden Maschinengröße ein, so ändert sich der Strom in der Spule 8, und dementsprechend ändern sich die Anodenströme J₅ und J₆ in entgegengesetzter Richtung. Die Ströme in den beiden Teilen des Ohmschen Widerstandes 11 weichen nunmehr erheblich voneinander ab, und an den Punkten 14 und 15 entsteht eine Potentialdifferenz, die im Stromkreise 10 einen Strom verursacht, der etwa auf den Regler der Maschine einwirkt.

Man kann bei dem Entladungsgefäß der Abb. 2 und 3 noch ein normales Steuergitter 9 vorsehen, welches durch die innere Anode 6 durchgreifend die Ströme sowohl auf die Anode 5 wie auch auf die Anode 6 in dem gleichen Sinne wie bei einem Raumladesteuergitter beeinflußt. Dieses Steuergitter 9 wirkt im Sinne einer Verschiebung des Arbeitspunktes (Abb. 4), auch \venn das Magnetfeld einen festen Wert hat. Man kann durch

4.5 Anlegen einer festen Vorspannung an dieses Gitter 9 den Arbeitspunkt beliebig wählen, und zwar wird man ihn vorzugsweise auf den Schnittpunkt der beiden Emissionskurven J₅ und J₆ legen. Wenn das auch an sich durch Variierung des magnetischen Feldes möglich ist, so erhält man durch Anbringung dieses Steuergitters und einer festen Gitterspannung daran noch eine weitere Mioglicikkeit genauer Einstellung.

. Für Maschinenregelung hat die Anwendung der neuen Röhre den besonderen Vorteil, daß man das Magnetfeld sehr leicht einstellen kann, was bei einem gittergesteuerten Rohr von der Gitterspannung nicht zu sagen ist. '

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Entladungsgefäß mit kontinuierlicher Steuerung des Entladungsstromes durch ein veränderliches magne- tisches Feld, derart, daß zwei Anoden vorgesehen sind, an denen bei einer Änderung des magnetischen Feldes der Strom der einen Anode vermindert und der der zweiten Anode verstärkt wird, gekennzeichnet durch eine vollwandige Anode und eine zwischen dieser Anode und der Kathode angeordnete Anode aus streifenförmigen Elementen, die mit ihrer Fläche in Richtung der zwischen der Kathode und der vollwandigen Anode verlaufenden elektrostatischen Kraftlinien liegt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pole des von dem Entladungsgefäß gesteuerten Stromkreises an die beiden Anoden angeschlossen sind und an die beiden Anoden noch eine oder mehrere in Reihe geschaltete Impedanzen angeschlossen sind, an denen ein zweckmäßig in der Mitte zwischen den beiden Anodenpotentialen gelegener Punkt mit der Kathode verbunden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung zwischen den Impedanzen und der Kathode die das Entladungsgefäß speisende Anodenspannung eingeschaltet ist.

4. Anordnung nach Anspruchs oder 3, gekennzeichnet durch ein zwischen den beiden Anoden angeordnetes Steuergitter, das mit einer konstanten und zweckmäßig einstellbaren Spannung gespeist ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen