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Braunsche Röhre mit einer Anodenspannung von einigen hundert Volt,
einem gaskonzentrierten Strahl, einem Fluoreszenzschirm und einem metallischen Belag
auf der Innenwand zwischen den Ablenkplatten und dem Schirm zum Oszillographieren
hochfrequenter Schwingungen oberhalb 10'4 Hz Beim Oszillographieren von hochfrequenten
Schwingungen oberhalb von io4 Hertz mittels einer mit Anodenspannungen von einigen
hundert Volt betriebenen Braunschen Niederspannungsröhre mit gaskonzentriertem Strahl
und Fluoreszenzschirm zeigt die Empfindlichkeit der Röhre gewisse Anomalien, die
sich zunächst in einem starken Anstieg und alsdann in einem steilen Abfall der Empfindlichkeit
.äußern, wie dies in Abb. i der Zeichnung dargestellt ist. Es ist hier als Abszisse
die Frequenz in Hertz und .als Ordinate die Amplitude der Auslenkung des Strahles
bei konstanter Ablenkspannung, beispielsweise für eine Argonfüllung (Kurve i) und
eine Xenonfüllung (Kurven), aufgetragen. Wie',ersichtlich, zeigt die Auslenkung
oberhalb i04 Hertz einen starken Anstieg, der bei rund 5 # i o4 Hertz ein sehr ausgespTochenes
Maximum zeigt, worauf die Auslenkung für Frequenzen- im Bereich von i o5 Hertz bis
106 Hertz einen starken Abfall zeigt. Die Ursache für diese Erscheinung ist
darauf zurückzuführen, daß innerhalb des Raumes zwischen den Ablenkplatten und dem
Fluoreszenzschirm durch den Einfluß der nahen Glaswände sich eine negative -Raumladung
ausbildet, die - zunächst eine zusätzliche Schwingung des Elektronenstrahles zur
Folge hat, die sich der durch die Plattenspannung hervorgerufenen Schwingung des
Strahles überlagert, wodurch die Amplitude vergrößert und die Kurvenform der aufgezeichnetem.
Schwingung verzerrt wird:'..'t?er steile Abfall der Empfindlichkeit bei -io5 Hertz-und
mehr. ist dadurch zu erklären,- daß die Verweilzeit der Ionen im Strahl größer wird
als. die Periodendauer des durch die Ablenl<;spannung bewegten Strahles. Je größer
die Konzentration (Gasdruck) ist; um so stärker macht sich der Abfall bemerkbar.
-. Diese störenden Erscheinungen lassen -sich bei einer Braunschen Röhre mit . einer
Anodenspannung von einigen. hundert Volt, einem gaskonzentrierten Strahl,- einem
Fluoreszenzschirm und einem metallischen Belag auf der Innenwand zwischen den Ablenkplatten
und dem Schirm,,- zum Oszillographieren hochfrequenter Schwingungen oberhalb i 04
Hertz, erfindungsgemäß . dadurch
vermeiden, daß der auf dem Potential
der Anode oder einem etwas niedrigeren Potential befindliche Wandbelag aus Silber
besteht und in einigem Abstand, vorzugsweise von mindestens 3 cm, in der Längsrichtung
vor den Ablenkplatten endet, und daß der Druck des Füllgases gering ist, z. B. bei
Argon etwa io-gmm Hg beträgt. Das Potential des Belages darf nur so niedrig gewählt
werden, daß eine wesentliche Behinderung des Strahles beim Durchgang durch den von
dem Belag begrenzten Raum nicht stattfindet. Durch die Anbringung des Belages werden
die negativen Raumladungen abgeführt und dadurch die zusätzlichen Schwingungen unterbunden.
Daß bei der Röhre nach der Erfindung der Druck der Gasfüllung erheblich geringer
gewählt werden kann, als er normalerweise zur Konzen= tration der Elektronenstrahlen
benutzt wird, erklärt sich daraus, daß durch die Versilberung der Glaswand eine
zusätzliche Konzentration des Elektronenstrahles stattfindet. Während, wie erwähnt,
bei Verwendung einer Argonfüllung der Druck von 3 # i o-3 mm Hg auf i # i o-3
mm Hg herabgesetzt werden kann, sind bei Verwendung anderer Gasfüllungen
die Drucke entsprechend dem Ionisierungsvermögen der Gase so zu wählen, daß die
gleiche Ionenzahl in dem vom Elektronenstrahl durchflossenen Raum entsteht. Auch
hierdurch wird erreicht, daß die übermäßige Konzentration und dadurch der steile
Abfall der Empfindlichkeit bei höheren Frequenzen wesentlich verringert .wird, so
daß durch die gleichzeitige Anwendung von. I,nnenmetallisierung an geeigneter Stelle
und verringertem Gasdruck eine .weitgehende Glättang der Empfindlichkeitskurve .der
Braunsehen Röhre erreicht wird.' Die bei einer derartigen Röhre erzielte Empfindlichkeitskurve
ist in Abb. i durch die Kurve 3 für eine Argonfüllung veranschaulicht.
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An sich sind Braunsche Röhren mit einer Innennletallisierung bereits
bekannt. So hat man gelegentlich in Hochvakuumröhren eine dünne Metallschicht auf
der Innenwand vorgesehen, welche aus einem oder mehreren Teilen besteht und ein
Potential gleich oder nahezu gleich dem der Anode hat bzw. selbst als Anode dient.
Man hat aber nicht erkannt, daß ein Silberbelag für gaskonzentrierte Röhren zur
Aufnahme von hochfrequenten Schwingungen von Bedeutung ist noch überhaupt diese
Maßnahmen auf solche Röhren übertragen. Weiterhin hat man in edelgasgefüllten Röhren
einen gasabsorbierenden Stoff, z. B. Calcium, Magnesium o. dgl., in Form eines Wandbelages
eingebracht, der gleichzeitig auch den Schutz gegen elektrostatische Einflüsse übernehmen
kann, wenn man ihn von außen erdet. Die Anbringung eines derartigen Belages mit
wohldefinierter Begrenzung (Freilassen der Leuchtschirm$äche) ist aber mit erheblichen
technischen Schwierigkeiten verknüpft, wenn nicht unmöglich, da sie, um die Gettenvirkung
zu erhalten und eine unerwünschte Gasabgabe der getternden Stoffe zu vermeiden,
bereits im Vakuum erfolgen muß. Ein Ersatz dieser Getterstoffe durch ein gleichfalls
als elektrostatischer Schutz bekanntes, aber leichter zu behandelndes Metall, wie
Nickel, ist aber nach der genannten Literaturstelle nicht möglich, da hier die Fähigkeit
zur Gasabsorption die Eigenschaft ist, durch die die Auswahl der zu verwendenden
Metalle beschränkt, also Nickel gerade ausgeschlossen wird. Es bedeutet daher einen
wesentlichen Fortschritt, daß erkannt wurde, daß für die Beseitigung der Hochfrequenzanomalie
in gasgefüllten Braunschen Röhren die Anwendung eines Metallbelages aus einem äußerst
einfach anzuwendenden, allerdings nicht getternden Stoff, nämlich Silber, hinreicht.
Diese Erkenntnis ist aber auch nicht dadurch nahegelegt, daß man. den erwähnten
Schutz in Form von Nickelgaze in gaskonzentriertem Röhren mit extrem niedriger Anodenspannung
von maximal 3o Volt verwendet hat. Bei solchen Röhren, die nicht mit Fluoreszenzschirm
arbeiten, bei denen vielmehr eine direkte Beobachtung des sichtbaren leuchtenden
Strahles erfolgt, ist eine metallische, den Strahl umgebende Ableitung deshalb notwendig,
weil schon geringe negative Raumladungen den Strahl so weit abbremsen können, daß
die Strahlelektronen das Gas .nicht mehr ionisieren können, so daß auch die Konzentrationswirkung
des Gases aufhört. Bei Röhren mit Fluoreszenzschirm und dementsprechend höheren
Anodenspannungen von einigen hundert Volt entfällt dagegen dieser Gesichtspunkt
völlig.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Röhre nach der Erfindung wird an Hand
der Abb.2 näher beschrieben. Hier bedeutet R eine Braunsche Röhre mit einem Elektronenbeschleunigungssystem
B sowie den üblichen Ablenkplattenpaaren P1 und P2. Das Elektronenbeschleunigungssystem
kann beispielsweise aus einer indirekt geheizten Glühkathode I(, die als Hohlraumkathode
ausgebildet ist, einer Voranode Al, einem Wehneltzylinder 147 und einer Hauptanode
A2 bestehen. Die Anoden A, und A2 befinden sich vorzugsweise ,auf dem gleichen Potential.
Die Röhre ist mit einem Gas zur Konzentrierung des Elektronenstrahles, z. B. mit
Argon, gefüllt und wird mit Anodenspannungen von einigen hundert Volt betrieben.
Die Röhre besitzt ferner einen Fluoresz°nzschirm F,
Der Erfindung
entsprechend ist die Innenwandung der Röhre, um eine gleichmäßige Empfindlichkeit
der Röhre bei der Oszillographie hochfrequenter Schwingungen oberhalb 104 Hertz
zu erreichen, zwischen. dem Ablenkplattenpaar P2 und dem Fluoreszelzschirm F mit
einem metallischen Belag l aus Silber versehen; dieser Belag erhält das Anodenpotential
oder ein etwas ,niedrigeres Potential. Es ist darauf zu .achten, daß der Innenbelag
nicht zu weit an die Ablenkplatten heranreicht; damit nicht eine gegenseitige Beeinflussung
zwischen den Ablenkplatten und dem Metallbelag stattfindet. Es empfiehlt sich die
Einhaltung eines Abstandes von mindestens 3 cm in der Längsrichtung. Dem Metallbelag
kann eine etwas geringere Spannung als die Anodenspannung gegeben werden, indem
beispielsweise in die Anschlußleitung zwischen Metallbelag und Anodenzuführung ein
in der Zeichnung punktiert eingetragener hochohmiger Widerstand0 eingeschaltet wird.
In -diesem Falle kann der Abstand zwischen Metallbelag und Ablenkplatten verringert
werden. Das Potential des Metallbelages darf jedoch nicht so niedrig gewählt werden,
daß eine merkliche Behinderung des Elektronenstrahles beim Durchtritt durch den
von dem Metallbelag begrenzten Raum stattfindet. Der Druck des Füllgases ist der
Erfindung entsprechend wesentlich niedriger gewählt,] als er unter sonst gleichen
Verhältnissen bei Röhren ohne Inneninetallisierung gewählt wird. Z. B. beträgt der
Gasdruck bei einer Füllung mit Argon etwa i # i o-3 mm Hg.