DE653300C

DE653300C - Discharge tubes with cathode, anode and at least two helically wound grid electrodes, pushed coaxially one inside the other and lying on cylindrical or prismatic surfaces

Info

Publication number: DE653300C
Application number: DEI41698D
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1930-05-29
Filing date: 1931-05-30
Publication date: 1937-11-20

Description

Die Erfindung betrifft eine Entladungsröhre mit Kathode, Anode und mindestens zwei auf koaxial ineinandergeschobenen und auf Zylinder- oder Prismenflächen liegenden, schraubenförmig gewickelten Gitterelektroden und insbesondere Maßnahmen zur Entlastung des Schirmgitters durch geeignete Führung der Gitterdrähte.The invention relates to a discharge tube with a cathode, anode and at least two lying on coaxially nested and on cylindrical or prismatic surfaces, helically wound grid electrodes and, in particular, measures for relief of the screen grid by suitable guidance of the grid wires.

Die Gitterelektroden von Elektronenröhren bestehen zumeist aus schraubenlinienförmig mit gleichsinniger Steigung gewickelten Drähten, welche auf koaxialen Zylinder- oder Prismenflächen liegen. Diese Anordnung wird wegen ihrer völligen Symmetrie und mechanischen Stabilität mit Vorzug verwendet. Die Schirmgitter sind allgemein durch einen kleinen Durchgriff, also eine Wicklung mit kleinerer Steigung als das vorhergehende Steuergitter, ausgezeichnet. Da an das Schirmgitter betriebsmäßig eine hohe positive Spannung gelegt wird, nimmt dieses Elektronen auf und wird dabei erhitzt. Nur an den Stellen, welche durch die Drähte des vorhergehenden Steuergitters abgeschirmt sind, treffen keine Elektronen auf das Schirmgitter auf, und diese Punkte bleiben daher kalt. Wenn das Steuer- und das Schirmgitter gleichsinnig gewickelt sind, wird ein Teil der Windungen des Schirmgitters, welcher gerade zwischen zwei Windungen des Steuergitters liegt, an keiner Stelle abgeschirmt, während andere Windungen sich ganz im Schatten des Steuergitters befinden. Auf diese Weise entsteht eine ungleichmäßige Erwärmung des Schirmgitters, welche leicht zu Verwerfungen und Formänderungen und infolge«, davon zu Kapazitätsänderungen und einer Verschlechterung der Schirmwirkung führt. In geringerem Umfange wurden Elektrodensysteme auch in ebener Anordnung ausgeführt, deren Gitter aus parallel zueinander gespannten und in.einer Ebene liegenden Drähten bestehen und so orientiert sind, daß die Drähte der einzelnen Gitter sich kreuzen. Diese Bauart besitzt den Vorteil, daß das Schirmgitter gleichmäßiger durch das^v Steuergitter abgedeckt wird, konnte aber aus verschiedenen, teils elektrischen, teils herstellungstechnischen Gründen bisher keine Verbreitung finden.The grid electrodes of electron tubes mostly consist of helical wires wound in the same direction, which lie on coaxial cylindrical or prismatic surfaces. This arrangement is used with preference because of its complete symmetry and mechanical stability. The screen grids are generally characterized by a small penetration, i.e. a winding with a smaller pitch than the previous control grid. Since a high positive voltage is applied to the screen grid during operation, it absorbs electrons and is heated in the process. Only at the points that are shielded by the wires of the previous control grid do no electrons strike the screen grid, and these points therefore remain cold. If the control grid and the screen grid are wound in the same direction, part of the turns of the screen grid, which is currently between two turns of the control grid, is not shielded at any point, while other turns are completely in the shadow of the control grid. This results in uneven heating of the screen grid, which easily leads to warping and changes in shape and, as a result, to changes in capacitance and a deterioration in the screen effect. To a lesser extent, electrode systems were also designed in a planar arrangement, the grids of which consist of wires stretched parallel to one another and lying in one plane, and which are oriented in such a way that the wires of the individual grids cross one another. This design has the advantage that the screen grid is evenly covered by the ^v control grid, but could not find a proliferation of different, sometimes electric, sometimes manufacturing reasons previously.

Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, eine gleichmäßigere Abdeckung der Schirmgitterdrähte durch die Windungen des Steuergitters und damit günstigere thermische Ver-The present invention aims to provide more uniform coverage of the screen grid wires through the turns of the control grid and thus more favorable thermal

hältnisse auch bei koaxialen Elektrodensystemen zu erzielen. 'can also be achieved with coaxial electrode systems. '

Erfindungsgemäß wird für eine gleichmäßigere Verteilung der Elektronen auf die einzelnen Windungen des äußeren Gitters, insbesondere Schirmgitters, dadurch gesorgt, daß einander benachbarte, durch Elektronen-' strom erwärmte Gitterelektroden in entgegengesetztem Schraubensinn; (links- und ίο rechtsgängige Schraube) gewickelt werden, so daß die benachbarten Windungen der beiden Gitter sich kreuzen. Auf diese Weise wird die größtmögliche und außerdem gleichmäßigste Abschirmung der Schirmgitterdrähte erzielt. Es ist dabei unerheblich, ob die Gitterwindungen in einer zylindriscnen oder prismatischen Fläche verlaufen.According to the invention for a more uniform distribution of the electrons on the individual turns of the outer grid, in particular the screen grid, that adjacent grid electrodes, heated by the flow of electrons, are in opposite directions Screw sense; (left- and ίο right-hand screw) are wound, so that the adjacent turns of the two grids cross each other. In this way becomes the largest possible and also most even shielding of the screen grid wires achieved. It is irrelevant whether the lattice turns in a cylindrical shape or prismatic surface.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung in sechs Abbildungen dargestellt. Abb. ι zeigt eine Röhre gemäß der Erfindung. The invention is shown in the drawing in six figures. Fig. Ι shows a tube according to the invention.

Abb. 2 ist eine Draufsicht auf das Elektrodensystem. Figure 2 is a top plan view of the electrode system.

Abb. 3 zeigt einen Teil des Elektrodensystems. Fig. 3 shows part of the electrode system.

Abb. 4 zeigt schematisch auf der rechten Seite die frühere Anordnung und auf der linken Seite die erfindungsgemäße Anordnung der Gitter.
Abb. 5 zeigt schematisch die Elektronenwege.Fig. 4 shows schematically on the right side the previous arrangement and on the left side the arrangement of the grids according to the invention.
Fig. 5 shows schematically the electron paths.

Abb. 6 zeigt das Schaltbild einer Dreigitterröhre. Fig. 6 shows the circuit diagram of a three-grid tube.

ι ist das Glasgefäß mit dem Quetschfuß 2 und dem Nl-förmigen Heizfaden 3, der unten durch drei Drähte 4 und oben durch zwei Träger 5 gehalten wird. Symmetrisch zu den Heizfäden liegen das Steuergitter 6, das Schirmgitter 7 und das Fanggitter 8, das die Sekundäremission von der Anode verringern oder unterdrücken soll, sowie die Anode 9. Die Gitter werden durch senkrechte Streben 10 gehalten, die in den Quetschfuß 2 eingelassen und mit Steckern 11 verbunden sind, die in dem Sockel 12 sitzen. Die .-oberen Enden der Gitterstreben werden durch eine Glimmerscheibe 13 gehalten. Die Anode 9 von rechteckigem Querschnitt ist mittels der Ansätze 15 an den Streben 14 befestigt. Das äußerste Gitter 8 (Fanggitter), das zurUnterdrückung der Sekundäremission dient, ist zweckmäßig als grobmaschiges Gewebe ausgebildet, während die inneren Gitter 6 und 7 schraubenlinienartig gewickelt sind. 8 besteht zweckmäßig aus Nickel, 6 aus Nickelchrom und 7 aus Molybdän.ι is the glass vessel with the pinch foot 2 and the Nl-shaped filament 3, which is held at the bottom by three wires 4 and at the top by two carriers 5. The control grid 6, the screen grid 7 and the catch grid 8, which is intended to reduce or suppress the secondary emission from the anode, as well as the anode 9 are symmetrical to the filaments Connectors 11 are connected, which sit in the base 12. The upper ends of the lattice struts are held by a mica washer 13. The anode 9 of rectangular cross-section is attached to the struts 14 by means of the lugs 15. The outermost grid 8 (catching grid), which serves to suppress the secondary emission, is expediently designed as a coarse-meshed fabric, while the inner grids 6 and 7 are wound in a helical manner. 8 is suitably made of nickel, 6 of nickel chrome and 7 of molybdenum.

In dem in Abb. 6 dargestellten Schaltbild ist 16 der Eingangsübertrager, der unter Zwischenschaltung der Vorspannungsbatterie 19 zwischen der Kathode 3 und dem Steuergitter 6 liegt. Das Fanggitter 8 ist an den Mittelpunkt des Heizfadens gelegt. Der Anodenkreis enthält die Anodenbatterie 17 und den Ausgangsübertrager 18.In the circuit diagram shown in Fig. 6, 16 is the input transformer, which is below Interposition of the bias battery 19 between the cathode 3 and the control grid 6 lies. The catch grid 8 is placed at the center of the filament. Of the The anode circuit contains the anode battery 17 and the output transformer 18.

Aus dem Schaltbild erkennt man, daß dem Schirmgitter 7 während des Betriebes eine Verhältnismäßig hohe positive Spannung zu- :'geführt wird. Versuche haben ergeben, daß gewisse Teile der Schirmgitterdrähte übermäßig erhitzt werden, wenn die Windungszahl des Gitters 7 wesentlich größer als diejenige des Steuergitters und unter Umständen sogar ein Mehrfaches davon ist. Die Gründe, hierfür erkennt man aus der Betrachtung der Abb. 5, welche die Feldverteilung im Entladungsraum andeutet. Der Heizdraht 3 emittiert Elektronen, die sich unter dem Einflüsse der von der Anode 9 ausgehenden Kraftlinien zu dieser hin bewegen. Diese Elektronen werden -zum Teil durch das Steuer- und das Schirmgitter aufgefangen. Um die Drähte, 6 bilden sich negative Potentialflächen aus, welche durch die gestrichelten Linien α angedeutet sind; diese stoßen die Elektronen ab und drängen sie in die gestrichelt eingezeichneten. Bahnen b zusammen. Die größte Dichte des Elektronenstromes tritt in der Mitte zwischen den Drähten auf. Es ist klar, daß diejenigen Teile 7* des Schirmgitters, die in dem direkten Elektronenweg und insbesondere in der Mitte zwischen den Drähten 6 liegen, einem stärkeren Elektronenaufprall ausgesetzt sind als diejenigen Schirmgitterdrähte 7^C, die hinter den Steuergitterdrähten liegen und daher von diesen abgeschirmt-werden. From the circuit diagram it can be seen that the screen grid 7 is supplied with a relatively high positive voltage during operation. Tests have shown that certain parts of the screen grid wires are excessively heated if the number of turns of the grid 7 is significantly greater than that of the control grid and, under certain circumstances, even a multiple thereof. The reasons for this can be seen from the consideration of Fig. 5, which indicates the field distribution in the discharge space. The heating wire 3 emits electrons which move towards the anode 9 under the influence of the lines of force emanating from the anode 9. These electrons are partly captured by the control grid and the screen grid. Negative potential surfaces are formed around the wires 6, which are indicated by the dashed lines α ; these repel the electrons and force them into the dashed lines. Tracks b together. The greatest density of the electron flow occurs in the middle between the wires. It is clear that those parts 7 * of the screen grid which lie in the direct electron path and in particular in the middle between the wires 6 are exposed to a stronger electron impact than those screen grid wires 7 ^C which lie behind the control grid wires and are therefore shielded from them. will.

In der Abb. 5 ist das Fanggitter zur Unterdrückung der Sekundäremission der besseren Deutlichkeit wegen weggelassen. ■In Fig. 5, the grille for suppressing secondary emissions is the better one Omitted for clarity. ■

Um eine gleichmäßigere Erhitzung des Schirmgitters über die gesamte Gitterfläche zu erreichen, wird dieses erfindungsgemäß in einem dem Steuergitter entgegengesetzten Schraubensinn gewickelt, wie die linke Seite von Abb. 4 zeigt. Bei dieser Wicklungsart kreuzen sich die Drähte unter einem Winkel, welcher gleich der Summe der Steigungswinkel beider schraubenförmig gewickelten Gitterelektroden ist, so daß die Länge der von den Windungen des Steuergitters beschatteten Abschnitte der Schirmgitterdrähte no an den Kreuzungsstellen der einande/ benachbarten Windungen beider Gitter auf ein Minimum verringert wird und diese beschatteten Stellen über die gesamte Oberfläche des Schirmgitters gleichmäßiger verteilt werden. Wenn die Drähte nach der früher üblichen Art mit gleichsinniger Steigung gewickelt werden, ist der Kreuzungswinkel zwischen den Drähten des Steuer- und Schirmgitters sehr spitz und gleich der Differenz der beiden Steigungswinkel. Die Unterschiede beider _Wicklungsarten erkennt man leicht ausTo ensure a more even heating of the screen grid over the entire grid surface reach, this is according to the invention in an opposite to the control grid As shown on the left-hand side of Fig. 4. With this type of winding the wires cross at an angle which is equal to the sum of the angles of inclination of both helically wound grid electrodes, so that the length of the Sections of the screen grid wires shaded by the turns of the control grid no is reduced to a minimum at the crossing points of the one another / adjacent turns of both grids and shaded them Places are more evenly distributed over the entire surface of the screen grid. If the wires are wound in the same way as they used to be is the crossing angle between the wires of the control and screen grid very acute and equal to the difference between the two angles of inclination. The differences between the two _Types of winding are easy to recognize

einem Vergleich der beiden Hälften der . Abb. 4. Bei der früheren Anordnung der rechten Seite waren die Drähte y^b des Schirmgitters über ihre ganze Länge zwischen den Stäben 10 dem Elektronenaufprall ausgesetzt und wurden daher sehr heiß, während die danebenliegenden Drähte 7^C größtenteils durch die Steuergitterdrähte 6 abgeschirmt waren und nicht merklich heiß wurden. Wenn jedoch die Drähte gemäß der linken Hälfte der Abb. 4 in entgegengesetztem Schraubensinn gewickelt sind, werden die freie Länge des Schirmgitterdrahtes zwischen je zwei Windungen des Steuergitters und die einzelnen beschatteten Abschnitte des Schirmgitterdrahtes wesentlich verkürzt; dadurch wird eine gleichmäßigere Erhitzung des Schirmgitters erzielt.a comparison of the two halves of the. Fig. 4. In the earlier arrangement on the right, the wires y ^{b of} the screen grid were exposed to the electron impact along their entire length between the rods 10 and therefore became very hot, while the adjacent wires 7 ^{C were} mostly shielded by the control grid wires 6 and not became noticeably hot. If, however, the wires are wound in opposite directions as shown in the left half of Fig. 4, the free length of the screen wire between every two turns of the control screen and the individual shaded sections of the screen wire are significantly shortened; this results in a more even heating of the screen grid.

Claims

Patent claims:

1. Discharge tube with cathode, anode and at least two pushed together coaxially and helically wound grid electrodes lying on cylindrical or prismatic surfaces, from which the outer is heated by the electron stream, characterized by that adjacent grid electrodes work in opposite directions (left and right-handed Screw) are wound.

2. screen grid tube according to claim 1, characterized in that the slope the control grid winding a multiple of the pitch of the screen grid winding amounts to.

1 sheet of drawings