DE730627C

DE730627C - Multi-grate tubes

Info

Publication number: DE730627C
Application number: DET47418D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Joachim-Erik Scheel
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1936-09-04
Filing date: 1936-09-04
Publication date: 1943-01-14
Also published as: FR826161A

Description

Mehrgitterröhre Die Erfindung besteht in Angaben über die zweckmäßige Anordnung und Ausbildung von Gitterelektroden in Entladungsröhren mit mindestens zwei Gittern.Multi-grid tube The invention consists in information about the appropriate Arrangement and design of grid electrodes in discharge tubes with at least two grids.

In den sogenannten Schirmgitterröhren befindet sich zwischen der Anode und dem Steuergitter das sogenannte Schirmgitter, das auf. einem positiven Potential gehalten wird.. Man hat bald feststellen müssen, daß das Schirmgitter nicht nur verhältnismäßig viel Strom verbraucht, sondern daß die Stromaufnahme außerdem noch bei verschiedenen Röhren gleicher Sorte sehr stark streut. Beide Erscheinungen sind naturgemäß beim Gebrauch der Röhre sehr unangenehm. Der Stromverbrauch des Schirmgitters bedeutet eine zusätzliche Belastung der Spannungsquelle, und die Streuung der Stromaufnahme bereitet insbesondere dann Schwierigkeiten, wenn das Schirmgitter über einen Vorschalt-%;, iderstand oder einen Spannungsteiler mit der Spannungsquelle verbunden ist.- Zur Abhilfe hat man Steuergitter und Schirmgitter zur Deckung gebracht, so-daß sich das Schirmgitter im Elektronenschatten des Steuergitters befindet.' Dabei ging man so vor, daß man beide Gitter mit gleicher Steighöhe wickelte und durch eine eingeschobene Leihre so ausrichtete, daß die Drähte beider Gitter in einer orthogonalen Schraubenfläche mit der Kathode als Achse lagen. Der Erfolg dieser Maßnahme entsprach aber nicht den Erwartungen, da die Stromaufnahme des Schirmgitters wesentlich größer blieb, als wegen der Schattenstellung anzunehmen war.The so-called screen grid tubes are located between the anode and the control grid, the so-called screen grid, which is on. a positive potential is held .. You soon discovered that the screen grid is not only consumes a relatively large amount of power, but that the power consumption also still Scattered very heavily with different tubes of the same type. Both appearances are naturally very uncomfortable when using the tube. The power consumption of the screen grid means an additional load on the voltage source and the spread of the current consumption causes difficulties in particular if the screen grid has a ballast% ;, resistor or a voltage divider is connected to the voltage source To remedy this, the control grid and screen grid have been brought to congruence, so that one another the screen grid is in the electron shadow of the control grid. ' One went there in such a way that both grids are wrapped with the same height and inserted through one Leihre aligned so that the wires of both grids in an orthogonal helical plane with the cathode as an axis. The success of this measure, however, did not correspond the expectations, since the power consumption of the screen grid remained much higher, than was to be assumed because of the shadow position.

Erfindungsgemäß beträgt bei einer Entladungsröhre mit mindestens zwei wendelförmigen, von in einer Ebene liegenden Haltestreben getragenen Gitterelektroden, von denen eine praktisch im Elektronenschatten der anderen liegt. die Steighöhe der abzuschattenden Gitterelektrode ein ungrades, ganzzahliges Vielfaches der Steighöhe der vorhergehenden Gitterelektrode.According to the invention, in a discharge tube with at least two helical grid electrodes supported by retaining struts lying in one plane, one of which is practically in the electron shadow of the other. the height of the climb of the grid electrode to be shaded is an uneven, integer multiple of the height of rise the previous grid electrode.

Eine genaue Untersuchung der Schirmgitter, welche die gleiche Steighöhe wie das vorhergehende Steuergitter besaßen, hat gezeigt, daß die unerwartet hohe Stromaufnahme mit der Feinmaschigkeit dieser Gitter zusammenhängt. Beim Wickeln und beim Einbau dieser naturgemäß dünndrahtigen Schirmgitter ergaben sich Spielräume, die eine völlige Abdeckung der Schirmgitterdrähte durch die Steuergitterdrähte nicht zustande kommen ließen, Es klingt zunächst überraschend, daß es möglich sein soll, zwei Gitter miteinander zur Deckung zu bringen, die eine verschiedene Steighöhe besitzen. Bei näherer Prüfung zeigt sich aber, daß dann, wenn die beiden Steighöhen in einem ungeradzahligen Verhältnis zueinander stehen, eine praktisch völlig ausreichende Abschattung eintritt. Es soll zunächst ein stark schematisiertes Bild der beiden Gitter betrachtet werden.A close examination of the screen grids, which have the same height of rise possessed as the previous control grid, has shown that the unexpectedly high Current consumption is related to the fine mesh of these grids. When changing and when installing these naturally thin-wire screen grids, there was room for maneuver, which do not completely cover the screen grid wires by the control grid wires at first it sounds surprising that it should be possible Bring two grids to coincide with each other, which have a different height of rise own. On closer examination, however, it turns out that if the two Heights of climbing are in an odd ratio to each other, a practically completely sufficient one Shadowing occurs. First of all, I want a highly schematic picture of the two Grid to be considered.

Die Abb. i soll die Projektion der beiden Gitterwicklungen auf die Zeichenebene andeuten, wobei die einzelnen Gänge der Einfachheit halber durch Zickzacklinien statt durch Sinuskurven dargestellt sind. Die vorn liegenden Teile der Wicklungen sind jeweils ausgezogen, die hinten liegenden Teile gestrichelt. Die Steighöhe der äußeren Wendel 2 beträgt das Dreifache der Steighöhe der inneren Wendel i. .U an sieht, daß immer ein vorn liegender Teil der Wendel 2 mit einem vorn liegenden Teile .der Wendel i zusammenkommt und ebenso auch ein hinten liegender Teil mit dem anderen. Dieses Zusammentreffen wird aber nur dann gewährleistet, wenn die Steighöhen in einem ungeradzahligen Verhältnis stehen. Am zweckmäßigsten ist das Steighöhenverhältnis 1 :3.Fig. I is intended to project the two grid windings onto the Indicate the plane of the drawing, with the individual courses by zigzag lines for the sake of simplicity instead of being represented by sine curves. The front parts of the windings are drawn out, the parts at the back are dashed. The rise of the outer helix 2 is three times the height of rise of inner helix i. .U at sees that there is always a front part of the helix 2 with a front part .the helix i comes together and also a rear part with the other. This coincidence is only guaranteed if the heights are in have an odd ratio. The most appropriate is the rise ratio 1: 3.

Die Abb. 2 stellt in maßstäblicher V ergrö-13erung einenAusschnittauseinemElektrodenscstem mit ovaler Gitterwicklung dar. In einer durch die Kathode K gelegten Ebene sind die Streben ä 1 für das Steuergitter und für das Schirmgitter angeordnet. Die Wicklung 2 des Schirmgitters besitzt wieder die dreifache Steighöhe wie die Wicklung i des Steuergitters. plan sieht, daß in der Tat eine brauchbare Abschattung des Schirmgitters eintritt, indem sich eine vordere Halbwindung des Schirmgitters mit einer vorderen Halbwindung des Steuergitters und die anschlielende hintere Halbwindung des Schirmgitters mit der hinteren Halbwindung des nächsten Ganges der Steuergitterwicklung decken.Fig. 2 shows a section of an electrode system, enlarged to scale with oval grid winding. In a plane laid through the cathode K are the struts ä 1 arranged for the control grid and for the screen grid. The winding 2 of the screen grid again has three times the height of rise as the winding i des Control grid. plan sees that in fact a useful shadowing of the screen grid occurs by connecting a front half-turn of the screen grid with a front one Half turn of the control grid and the subsequent rear half turn of the screen grid cover with the rear half turn of the next gear of the control grid winding.

Die durch die angegebene Maßnahme erzielten Ergebnisse sind sehr günstig. Bei gleichen Spannungsverhältnissen beträgt die Schirmgitterbelastung jetzt nur mehr die Hälfte im Vergleich zu einem mit gleicher Steigung wie das Steuergitter gewickelten Schirmgitter. Außerdem stellt sich eine größere Steilheit der Anodenstromkennlinie ein, was bei Berücksichtigung der zwischen Anode und Schirmgitter vor sich gehenden Stromverteilung ohne weiteres einleuchtet. Selbst wenn man dieselben Toleranzen wie früher zuläßt, wirken sich diese Abweichungen nicht mehr so stark aus wegen der geringeren Windungszahl des Schirmgitters. Die beobachtete Verbesserung ist sogar größer, als dem vergrößerten Steighöhenverhältnis entsprechen würde.The results achieved by the specified measure are very favorable. With the same voltage ratios, the screen grid load is now only more than half compared to one with the same slope as the control grid wrapped screen grid. In addition, there is a greater steepness of the anode current characteristic one thing when taking into account what is going on between the anode and the screen grid Power distribution is obvious. Even if you have the same tolerances as previously allowed, these deviations no longer have such a strong impact the lower number of turns of the screen grid. The improvement observed is even greater than would correspond to the increased height-to-climb ratio.

In Abb.3 ist der Querschnitt durch ein ovales Gitter angedeutet. Die beiden Normalen, die auf der Gitterwicklung in ihren Berührungspunkten mit den Stegen errichtet sind, schließen einen Winkel a ein, der gleichzeitig den Anteil der Steighöhe angibt, der auf diesen Teil der Gitterwicklung entfällt. Bei den üblichen Gitterwickelmaschinen zur Herstellung von Gittern konstanter Steighöhe ist nämlich der Vorschub des Wickeldrahtes proportional dem Drehwinkel des Wickeldornes, da die den Vorschub erzeugende Leitspindel der Maschine über ein Vorgelege mit dem Wickeldorn gekoppelt ist. Dreht sich nun der Wickeldorn um 36o°, so wird gerade einmal die eingestellte Steighöhe verbraucht. Der auf einen Bruchteil einer Umdrehung des Wickeldornes entfallende Anteil der Steighöhe ist daher gleich 2/36o der Gesamtsteighöhe. Der in Abb. 3 dargestellte Winkel x gibt nun den Winkel an, um den sich der Wickeldorn beim Bewickeln dieses Bereiches einer Windung drehen muß, also entfällt auf diesen Teil der Windung ein Anteil der Steighöhe von 2/36o. Die restliche Steighöhe entfällt auf die Haltestreben. 1e kleiner nun der Winkel x wird, desto weniger der Steighöhe entfällt auf den freitragenden Teil einer Windung zwischen den Haltestreben. Iin Grenzfalle bei x= Ü, d. h. einem Flachgitter, entfällt überhaupt kein %nteil der Steighöhe auf diesen Teil der Windung. Die gesamte Steighöhe wird also beim Bewickelte der Haltestreben verbraucht. :Mithin verlaufen hei einem Flachgitter sämtliche Windungen, ganz gleich mit welcher Steighöhe das Gitter gewickelt wurde, annähernd senkrecht zu den Haltestreben. Verhält sich dabei erfindungsgemäß die Steighöhe des zweiten abzudeckenden Gitters zu der des abdeckenden Gitters wie 1 :3, so «erden abwechselnd auf der Vor- und Rückseite der Gitter die freitragenden Teile der Windungen des Gitters mit dem dreifachen Steighöhenverhältnis ioo°/oig voll den Windungen des ersten Gitters abgedeckt. Bei den heute üblichen Gittern mit elliptischem Querschnitt, bei denen immer die Krümmung des freitragenden Teiles einer Windung zwischen den Haltestreben klein ist. läßt sich auf diese Weise ebenfalls eine praktisch hinreichend genaue Abdeckung der Windungsteile zwischen den Haltestreben des zweiten Gitters erzielen. ,ja, sogar bei Gittern mit kreisförmigem Querschnitt, bei denen eine Überschneidung der sich abdeckenden Gitterwindungen stattfindet, ist die Abdeckgenauigk_eit praktisch vollkommen ausreichend, da durch die Gitterhaltestreben d'es ersten Gitters stets eine gewisse Bündelung der Entladung auftritt, in deren Bereich dann gerade die Überschneidung stattfindet. Infolge der bei Entladungsröhren meistens sehr kleinen Steighöhe des ersten Gitters verläuft diese Überschneidung außerordentlich flach, so daß der Fehler in der Abdeckung in keiner Weise ins Gewicht fällt. Bei dieser Gelegenheit soll darauf hingewiesen werden, daß es nicht notwendig ist, die größten Durchmesser der beiden aufeinanderfolgenden Gitter in das gleiche Verhältnis zu setzen wie die Steighöhen, da man es in der Hand hat, durch Wahl des ,Zentriwinkels, innerhalb dessen die Gitterwicklung auf den Gitterstegen aufliegt, eine willkürliche Aufteilung der Steighöhe auf dem freien und auf dem aufliegenden Teil der Wicklung vorzunehmen.In Fig.3 the cross-section is indicated by an oval grid. the two normals on the lattice winding at their points of contact with the webs are erected, enclose an angle a, which is also the proportion of the height of rise indicates which is allotted to this part of the grid winding. With the usual lattice winding machines for the production of grids of constant rise height is namely the advance of the winding wire proportional to the angle of rotation of the winding mandrel, as the lead screw generating the feed of the machine is coupled to the winding mandrel via an intermediate gear. Now turns the winding mandrel by 36o °, the set height of rise is used up. The proportion of the The climbing height is therefore equal to 2 / 36o of the total climbing height. The one shown in Fig. 3 Angle x now indicates the angle at which the winding mandrel moves when it is being wound Area of a turn must rotate, so this part of the turn is omitted Share of the climb height of 2 / 36o. The rest of the rise is due to the support struts. 1e the smaller the angle x is, the less the height of rise is due to the self-supporting one Part of a turn between the retaining struts. In borderline case at x = Ü, i.e. H. one Flat grid, there is absolutely no percentage of the rise in this part of the turn. The entire height of the climb is therefore used up when the struts are wound. : Well In a flat grid, all turns run, regardless of the height of the rise the grid was wrapped approximately perpendicular to the support struts. Behaves according to the invention, the height of rise of the second grid to be covered to that of the covering grids such as 1: 3, earth alternately on the front and back of the Lattice the cantilevered parts of the turns of the lattice with three times the height-to-rise ratio 100 per cent fully covered by the turns of the first lattice. With the usual ones today Grids with an elliptical cross-section, where always the curvature of the self-supporting Part of a turn between the support struts is small. can be done this way likewise a practically sufficiently precise covering of the winding parts between achieve the struts of the second grid. , yes, even with grids with circular ones Cross-section in which the overlapping lattice windings overlap takes place, the coverage accuracy is practically completely sufficient, as through the grid holding struts d'es first grid always a certain concentration of the discharge occurs in the area of which the overlap is taking place. As a result of in the case of discharge tubes there is usually a very small rise in the first grid this overlap is extremely flat, so that the flaw in the coverage in no way matters. On this occasion, aim at it It should be noted that it is not necessary to use the largest diameter of the two to set successive grids in the same ratio as the heights of rise, since you have it in your hand, by choosing the central angle within which the grid winding rests on the bars, an arbitrary division of the height of rise on the free and on the resting part of the winding.

Es soll noch bemerkt werden, daß das angegebene Steighöhenv erhältnis durchaus keine Beschränkung in der Wahl des Durchgriffes durch einzelne Elektroden mit sich bringt. Man kann vielmehr durch Änderung der Elektrodennahstände der Gitterdrahtstärke usw. ohne weiteres genau die gleichen Durchgriffsverhältnisse herstellen wie dann, wenn Schirmgitter und Steuergitter gleiche Steighöhe besitzen.It should also be noted that the specified climbing height ratio There is absolutely no restriction in the choice of penetration through individual electrodes brings with it. Rather, you can change the electrode proximity of the grid wire thickness etc. without further ado create exactly the same penetration conditions as then, if the screen grid and control grid have the same rise height.

Die Erfindung wurde in ihrer :Anwendung auf eine Schirmgitterröhre beschrieben. Selbstverständlich können sich in der Röhre auch noch weitere Gitter befinden, oder es kann der Erfindungsgedanke wiederholt angewendet werden, wenn eine Röhre beispielsweise zwei Schirmgitter enthält, vor deren jedem ein Steuergitter liegt. Dann wird man die Steighöhe jedes Schirmgitters zu der des jeweils vorangehenden Steuergitters in ein ungeradzahliges Verhältnis- setzen.The invention was in its: application to a screen grid tube described. Of course, there can also be other grids in the tube are located, or the inventive concept can be applied repeatedly if a tube, for example, contains two screen grids, in front of each of which a control grid lies. Then the height of rise of each screen grid becomes that of the previous one Put the control grid in an odd-numbered ratio.

Es gibt auch noch andere Fälle, in denen es darauf ankommt, eine Gitterelektrode in den Elektronen- oder Ionenschatten einer anderen zu legen. In gas- oder dampfgefüllten Röhren, bei denen Ionisierungserscheinungen auftreten, liegt häufig die Aufgabe vor, negativ vorg espannteGitter vor dem Ionenaufprall zu schlitzen. Dies kann man unter Benutzung des Erfindungsgedankens wieder dadurch erreichen, daß man das betreffende Gitter, bezogen auf den Entstehungsort der Ionen, hinter einem anderen Gitter -anordnet und dem zu schützenden Gitter eine Steighöhe gibt, die ein ungeradzahliges Vielfaches der Steighöhe des abschattenden Gitters ist. Abschattungswirkungen sind ferner auch bei Bremsfeldröhren erwünscht, um eine übermäßige Stromaufnahme der Gitteranode zu verhindern. In diesem Falle ordnet man zwischen Kathode und Gitteranode ein Hirfsgitter an und bringt die Steighöhen dieser beiden Elektroden wieder in das angegebene Verhältnis zueinander.There are other cases when it comes down to a grid electrode to place in the electron or ion shadow of another. In gas or steam filled Tubes that show signs of ionization are often the task propose to slit negatively prestressed grids prior to ion impact. One can do this using the inventive concept to achieve again by the fact that one Lattice, based on the origin of the ions, behind another lattice and gives the grille to be protected a rise that is an odd multiple is the height of rise of the shading grid. There are also shading effects Desired for braking field tubes to avoid excessive power consumption by the grid anode to prevent. In this case, a cage grid is placed between the cathode and the grid anode and brings the heights of rise of these two electrodes back into the specified ratio to each other.

Manchmal liegt auch die entgegengesetzte Forderung vor, nämlich die, daß ein Gitter möglichst genau zwischen den Lücken eines anderen Gitters liegen soll. Derartige Verhältnisse treten bei Röhren, deren Aufbau nach elektronenoptischen Gesichtspunkten gewählt wird, auf. Wenn man aus irgendwelchen Rücksichten für die zwei in Lückenstellung@zueinander zu bringenden Gitter nicht dieselbe Steighöhe wählen kann, bietet die Erfindung einen Ausweg.Sometimes there is also the opposite requirement, namely that a grid should be as exactly as possible between the gaps of another grid target. Such conditions occur with tubes whose structure is based on electron-optical Is chosen from the point of view. If, out of any consideration for the two grids to be brought together in a gap position @ do not have the same height of rise can choose, the invention offers a way out.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Discharge tube with at least two helical, grid electrodes carried by retaining struts lying in one plane, of which one is practically in the electron shadow of the other, characterized by that the height of rise of the grid electrode to be shaded is an odd, integer Is a multiple of the height of rise of the preceding grid electrode.

2. Discharge tube according to claim i, characterized in that the heights of rise of the two grids are identical behave like i: 3.