DE718480C

DE718480C - Screen lattice tubes

Info

Publication number: DE718480C
Application number: DES134453D
Authority: DE
Inventors: Dr Martin Harnisch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1938-11-03
Filing date: 1938-11-03
Publication date: 1942-03-13

Description

Schirmgitterröhre Es ist bekannt, @daß man :eine Schirmgitterröhre (Tetrode) so aufbauen und dimensionieren kann, daß ihre iä ud Kennlinie keine Einsenkung für den Betriebsfall besitzt, daß die Schirm.gitterspannung größer ist als die Anodenspannung. Es ist auch bekannt, daß es gelingt, eine solche Kennli@nien.form ohne Zuhilfenahme eines Bremsgitters zu erzielen. Die Einsattelung oder Einsenkung der i,-u"-Kennlinie für den Fall, daß die Schirmgitterspan@nung größer ist als die Anodenspannung, läßt sich nun in besonders vollkommener Weise beseitigen, wenn man die Elektrode der Röhre soaufbaut, .daß die Anoden radial in bezug -zur Kathodenachse ,angeordnet sind. Die Arbeitskennliniederartiger Röhren besitzt im allgemeinen bei .kleinen Außenwiderständen den in Abb. i dargestellten Verlauf, der erheblich von ,dem erwünschten, punktiert eingezeichneten Verlauf abweicht. Die Erfindung befaßt seich mit der Linearisierung von Arbeitskennlinien (i" - f [ug]) von Röhren mit radial angeordneten Anoden und geht von folgender Überlegung aus: Die id ud Charakteristiken von Röhren der in Frage stehenden Art zeigen für verschiedeneGitterspannungen und konstanteSchirmgitterspannungen (und unter der Annahme, daß der Auß.enwi,derstand gleich Null ist) den in Abb. z dargestellten Verlauf. Als Parameter wird dabei die Spannung des Steuergitters verwendet. Entnimmt man diesem Kennlinienfeld bei verschiedenen Anodenspannungen, beispielsweise an den durch die gestrichelten Linien I, II, III gekennzeichneten Spannungen, die Werte .des Anodenstromes in Abhängigkeit von der Steuergitterspannung, so erhält man mehrere Arbeitscharakteristiken (i" - f (us]), die in Abb. 3 dargestellt sind. Die Charakteristiken sind entsprechend den Anodenspannungen mit I bis III bezeichnet. A.bb.3 läßt erkennen, daß die derAnorlerispannung II entsprechende Charakteristik am geradlinigsten ist. Der Grun1 hierfür liegt .darin, daß die Spannung II an einer Stelle am Kennlinienfel-l liegt, an der infolge der Raumladung in der Nähe des Schirmgitters sich eine solche Stromverteilung zwischen Schirmgitter und Anode einstellt, daß der erwähnte Verlauf der Kennlinie zustande kommt. Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, diesen Arbeitspunkt unabhängig von der jeweiligen Anodenspannung aufrechtzuerhalten. Um dies zu erreichen, wird zwischen Schirmgitter und Anode ein weiteres, im folgenden als L inearisierungsgitter bezeichnetes Gitter eingefügt, dessen Abstand vom Schirmgitter so gewählt und dessen Spannung so bemessen ist, daß der der günstigsten Kennlinie entsprechende Zustand ganz oder annähernd aufrechterhalten bleibt. Da für das Zustandekommen der Linearisierung die Raumladung in der Nähe des Schirmgitters, und zwar der der Anode benachbarten Seite, wesentlich ist, so müsse die Abstände zwischen Schirmgitter und L inearisierungsgitter genügend groß gewählt werden, damit sich eine ausreichende Raumladung zwischen diesen Gittern bilden kann. Dem Linearisierungsgitter erteilt man eine Spannung, welche dem am Ort des Linearisierungsgitters Potential der Röhre entspricht, und zwar für eine dem Wert II nach Abb. 2 entsprechende Anodenspannung. Dieser Entladungszustand wirrt durch das Linearisierungsgitter unabhängig von der jeweiligen Anodenspannung aufrechterhalten. Die Röhre hat also vor und nach= dem Einbau des Linearisierungsgitters eine i"-zig-Kennlinie ohne Einsattelung, die auf Sekundäremission zurückzuführen ist. Die Röhre mit Linearisierungsgitter besitzt aber den Vorteil, daß sie den gewünschten, möglichst geradlinigen Verlauf der iä icb-Kennlinie entsprechend dem Wert II der Anodenspannung aufweist. Da das Linearisierungsgitter den Einf=uß der Anodenspannung herabsetzt, ist die Charakteristik der Röhr;. auch in weiten Grenzen unabhängig von der Größe des Außenwiderstandes und behält ihren linearen Verlauf. In den Fällen, in welchen es auf besonders kleinen Klirrfaktor ankommt, wird man neben der günstigen Einstellung der Gitter- und Anodenspannungen auch noch den Außenwiderstand so wählen, daß das Maximum an Linearität erreicht «-ird. Der Einfluß des Außenwiderstandes wirkt sich beim Erfindungsgegenstand schwach, aber im gleichen Sinne aus wie bi normalen Schirrngitterröhren oder Penthoden, "in-1 zwar so, daß mit. steigendem Außenwiderstand der obere Teil der Charakteristik sich allmählich nach unten verlagert. Auch hier gibt es einen günstigsten Widerstand, welcher einen Kennlinienverlauf gemäß der Kennlinie II (Fig. 3) zeigt.Screen lattice tube It is known that: a screen lattice tube (tetrode) can be constructed and dimensioned in such a way that its iä ud characteristic curve has no depression in the event that the screen lattice voltage is greater than the anode voltage. It is also known that it is possible to achieve such a Kennli@nien.form without the aid of a brake grille. The dip or depression of the i, -u "characteristic in the event that the screen grid voltage is greater than the anode voltage, can now be completely eliminated if the electrode of the tube is constructed so that the anodes radially in The working characteristic of such tubes generally has the course shown in Fig. - f [ug]) of tubes with radially arranged anodes and is based on the following consideration: The id ud characteristics of tubes of the type in question show for different grid voltages and constant screen grid voltages (and assuming that the external wi, equals zero is) the curve shown in Fig. z. The voltage of the control grid is used as a parameter. If one takes the values of the anode current as a function of the control grid voltage at different anode voltages, for example at the voltages marked by the dashed lines I, II, III, then one obtains several operating characteristics (i " - f (us]), which are shown in Fig. 3. The characteristics are labeled I to III corresponding to the anode voltages.Abb.3 shows that the characteristic corresponding to the anode voltage II is the most straightforward The point on the characteristic field is where, due to the space charge in the vicinity of the screen grid, such a current distribution is established between the screen grid and anode that the course of the characteristic curve comes about To achieve this, a n further grid, hereinafter referred to as linearization grid, is inserted, whose distance from the screen grid is selected and whose voltage is dimensioned such that the state corresponding to the most favorable characteristic curve is fully or approximately maintained. Since the space charge in the vicinity of the screen grid, namely the side adjacent to the anode, is essential for the linearization to occur, the distances between the screen grid and linearization grid must be large enough so that a sufficient space charge can form between these grids. The linearization grid is given a voltage which corresponds to the tube potential at the location of the linearization grid, for an anode voltage corresponding to value II according to Fig. 2. This discharge state is maintained by the linearization grid regardless of the respective anode voltage. Before and after the installation of the linearization grating, the tube has an i "zigzag characteristic without dip, which can be traced back to secondary emissions corresponding to the value II of the anode voltage. Since the linearization grid reduces the influence of the anode voltage, the characteristic of the tube is also largely independent of the magnitude of the external resistance and maintains its linear course If the harmonic distortion factor is particularly low, in addition to the favorable setting of the grid and anode voltages, the external resistance will also be selected in such a way that the maximum linearity is reached normal Schirrngitterröhren or penthodes, "in-1 so that with. As the external resistance increases, the upper part of the characteristic gradually shifts downwards. Here, too, there is a favorable resistance, which shows a characteristic curve according to characteristic curve II (FIG. 3).

Es ist bei Röhren, deren Anodensystem die Anode umgibt, bekannt, Hilfselektroden oder Schirene zu verwenden, welche die Aufgabe haben, einen mehr oder weniger gebündelten Elektronenstrom gegen die Anode zu leiten. Es handelt sich aber hierbei nicht umRöhren, bei welchen durch Benutzung radial stehender Anodenbleche die Einsenkung der Kennlinie beseitigt ist. Auch dienen diese Hilfselektroden nicht dazu, den günstigsten Arbeitspunkt unabhängig von der Anodenspannung aufrechtzuerhalten.It is known in tubes whose anode system surrounds the anode, auxiliary electrodes or to use Schirene, which have the task of creating a more or less bundled To conduct electron flow towards the anode. But these are not tubes, in which by using radially standing anode sheets the lowering of the characteristic curve is eliminated. These auxiliary electrodes also do not serve to find the most favorable operating point to be maintained regardless of the anode voltage.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abb. 4. und 5 dargestellt. Die in ihrer Funktion übereinstimmenden Teile tragen die gleichen Bezugszeichen. i ist die Kathode. beispielsweise eine indirekt beheizte Kathode. 2 ist ein Steuergitter, 3 ein Schirmgitter, :I ist die Anode. j ist das zwischen Anode und Schirmgitter gemäß der Erfindung angeordnete Linearisierun.gsgitter, welches vom Schirmgitter 3 in genügend großem Abstand angeordnet ist. Damit das Schirmgitter den Elektronenstrom möglichst wenig behindert, empfiehlt es sich, die im ähnlichen Zusammenhang bekannten Maßnahmen anzuwenden. Man ,kann beispielsweise die Gitterstäbe, von der Kathode aus gesehen, hintereinander anordnen. Wenn der Abstand zwischen dem Schirmgitter 3 und der Innenkante des Anodenbleches .1. groß genug gewählt wird, so haben die Kennlinien den in Abb..I dargestellten Charakter. Der Grund hierfür liegt in der Ausbildung einer Raum-Ladungsschwelle. Das Linearisierungsgitter sorgt aus den oben dargelegten Gründen für eine Linearisierung der Charkteristik. Bei der Röhre nach Abb. d. wird die Anode vom Linearisierungsgitter umgeben.Exemplary embodiments of the invention are shown in FIGS. 4 and 5. The parts that correspond in their function have the same reference numerals. i is the cathode. for example an indirectly heated cathode. 2 is a control grid, 3 a screen grid,: I is the anode. j is that between the anode and the screen grid according to the invention arranged Linearisierun.gsgitter, which from the screen grid 3 is arranged at a sufficiently large distance. So that the screen grid controls the flow of electrons as little as possible, it is advisable to use those known in a similar context To apply measures. One can, for example, the bars, from the cathode as seen, arrange one behind the other. When the distance between the screen grid 3 and the inner edge of the anode plate .1. is chosen large enough, so have the Characteristic curves as shown in Fig..I. The reason for this lies in the Formation of a space charge threshold. The linearization grid takes care of the above reasons for a linearization of the characteristics. At the tube after Fig. D. the anode is surrounded by the linearization grid.

Abb. 3 zeigt eine andere Anordnung des Linearisierungsgitters, und zwar in Gestalt mehrerer zwischen der Innenkante der Anodenbleche und dem Schirmgitter liegenden Elektroden (Drähte).Fig. 3 shows another arrangement of the linearization grid, and although in the form of several between the inner edge of the anode plates and the screen grid lying electrodes (wires).

In manchen Fällen kann es Schwierigkeiten machen, für das Linearisierungsgitter eine Spannung zu finden, bei welcher eine möglichst geradlinige Arbeitskennlinie erhalten wird. Der Grund hierfür liegt dann meistens darin, daß die Krümmungen der iä irr Charakteristiken zu wenig oder zu stark in bezug auf die Anodenspannung gegeneinander verschoben sind. In diesen Fällen kann man dadurch Abhilfe schaffen, d.aß man besondere Mittel vorsieht, um .die Krümmung der Kennlinie zu beeinflussen. Man kann zu diesein Zweck beispielsweise einen ungleichmäßigen Abstand zwischen Schirmgitter und Linerarisierun:gsgitter anwenden; auch kann man durch seitlich in der Nähe der Gitterholme angebrachte Blenden oder durch ungleichmäßige Steigung der Schirmgitterdrähte die Kennlinienkrümmung beeinflussen.In some cases it can be difficult for the linearization grid to find a voltage at which the most straight-line working characteristic is possible is obtained. The reason for this is usually that the curvatures of the There are too few or too strong characteristics in relation to the anode voltage in relation to one another are shifted. In these cases one can remedy this, i.e. one special Provides means in order to influence the curvature of the characteristic. One can be to this purpose For example, an uneven distance between the screen grille and the linerarizing grille use; you can also use panels attached to the side near the bars or the curvature of the characteristic curve due to the uneven slope of the screen grid wires influence.

Einen weiteren Weg zur Herbeiführung der gewünschten linearen Abhängigkeit zwischen Anodenstrom und Gitterspannung kann man .dadurch erhalten, däß man die Spannung des Linearisierungsgitters nicht konstant hält, sondern stromabhängig macht, so daß die Spannung des Linearisierungsgitters beispielsweise den in Abb. 2 IV bezeichneten Verlauf erhält. Die SAnnung des Linearisierungsgitters kann beispielsweise in der Weise Üadurch vorn Strom abhängig gemacht werden, .daß man in seine Schaltung einen Widerstand einschaltet. Man hat es damit in der Hand, durch Wahl dieses Widerstandes die Steilheit der in Abb. 2 mit IV dargestellten Linie zu verändern und erhält damit die Möglichkeit, aus .dem Kennlinienfeld die für die Linearisierung passenden Stellen herauszusuchen.Another way to achieve the desired linear dependency between anode current and grid voltage can be obtained by using the Does not keep the voltage of the linearization grid constant, but makes it dependent on the current, so that the voltage of the linearization grating, for example, that indicated in Fig. 2 IV Course receives. The SAnnung of the linearization grid can, for example, in the Wise to be made dependent on the current, that one in his circuit Resistance turns on. You have it in your hand by choosing this resistance to change the steepness of the line shown in Fig. 2 with IV and thus obtain the possibility of .the characteristic curve field, the appropriate places for the linearization to pick out.

Es ist leicht einzusehen, daß die Elektrodenanordnungen nach den Abb. 4 und 5 noch durch weitere Gitter ergänzt werden können, wie sie im modernen Röhrenbau für die verschiedensten Zwecke angewendet werden. Man kann beispielsweise noch besondere Fanggitter anordnen, um die Sekundäremission .an .der Anode oder an einem der positiven Gitter unschädlich zu machen.It is easy to see that the electrode arrangements according to Fig. 4 and 5 can be supplemented by additional grids, as they are in modern tube construction can be used for a wide variety of purposes. One can, for example, still special Arrange catching grids to reduce the secondary emission .at .the anode or one of the positive To render the grid harmless.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Screen grid tube, in which the anodes are arranged radially with respect to the cathode axis, characterized in that a further grid (linearization grid) is provided between the actual screen grid and .the anode, the distance of which from the dedicated screen grid is so large that a secondary space charge forms in the space between the two grids and that the voltage at the linearization grid is selected so that the working characteristic of the tube has the greatest possible linearity.

2. Screen grid tube according to claim r, characterized in that the formation of a space charge between the screen grid and linearization grid Potential sink between the screen grid and the linearization grid is facilitated.