Anordnung zur Herabsetzung der Empfindlichkeit von Sekundärelektronenvervielfachern
mit magnetischem Querfeld gegen -Änderungen der Speisespannung Die Erfindung bezieht
sich auf eine Anordnung zur Herabsetzung der Empfindlichkeit Von Sekundärelektronenvervielfachern
mit magnetischem Querfeld gegen Änderungen der Speisespannung. Bei Sekundärelektronenvervielfachern
mit magnetischem Querfeld -zeigt sich, daß de Gesamtverstärkung der Einrichtung
durch geringe Spannungsschwankungen an den Elektroden merklich beeinflußt werden
kann. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei konstantem Magnetfeld die Krümmungen
der Bahn der Elektronen sich bei Spannungsänderungen an den Elektroden so stark
ändern, daß ein großer Teil der Elektronen nicht mehr auf die folgende Elektrode
auftrifft, sondern diese verfehlt. Eine geringere Empfindlichkeit gegen SpannungsschWankungen
wird dadurch erzielt- daß man das magnetische Feld von der gleichen Spannung wie
die Elektroden speist und so Magnetfeld und Elektrodenspannung in gleichem Sinne
voneinander aibhängig macht. Um nun eine weitgehende Unempfindlichkeit eines solchen
Vervielfachers gegen Spannungsschwankungen zu erhalten, muß die Form der Elektronenhahnen
in genügendem .Maße spannungsunabhängig gemacht «erden.Arrangement for reducing the sensitivity of secondary electron multipliers
with magnetic transverse field against changes in the supply voltage The invention relates
relies on an arrangement to reduce the sensitivity of secondary electron multipliers
with magnetic transverse field against changes in the supply voltage. With secondary electron multipliers
with transverse magnetic field-shows that de overall gain of the device
can be noticeably influenced by small voltage fluctuations at the electrodes
can. The reason for this is that when the magnetic field is constant, the curvatures
The path of the electrons changes so strongly when the voltage changes at the electrodes
change that a large part of the electrons no longer reach the next electrode
hits, but misses it. Less sensitivity to voltage fluctuations
is achieved by having the magnetic field of the same voltage as
feeds the electrodes and thus the magnetic field and electrode voltage in the same sense
making them dependent on each other. To a large extent insensitivity of such a thing
To maintain a multiplier against voltage fluctuations, the shape of the electron taps must be
earthed to a sufficient extent.
Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Herabsetzung der Empfindlichkeit
von Sekundärelektronenvervielfachern mit magnetischem Querfeld gegen Änderungen
der Speisespannung, bei der die magnetische Feldstärke und die Speisespannung voneinander
abhängig sind und praktisch der Bedingung H = C # Y U @ entsprechen,
wenn H
die magnetische Feldstärke, L% die Speisespannung der Elektroden und
C eine Konstante bedeuten. Da es bei verhältnismäßig geringen Spannungsänderungen
in der Größe von 5 bis io °/o, wie sie bei Licht- oder Kraftnetzen auftreten, nicht
auf eine ganz exakte Innehaltung dieser Beziehung ankommt. so kann man die erwähnte
Abhängigkeit mit Hilfe strom- oder spannungsabhängiger Widerstände erzeugen. Man
kann auch von der Tatsache Gebrauch machen, daß bei
:1nrlerungen
einer Größe innerhalb weniger Prozente (bis zu io °/") die prozentuale Abweichung
des Quadrates der geänderten Größe vom Quadrat der urspriingliclien Größe doppelt
so groß ist wie die prozentuale Abweichung der geänderten Größe von der ursprünglichen
Größe.The invention relates to an arrangement for reducing the sensitivity of secondary electron multipliers with a transverse magnetic field to changes in the supply voltage, in which the magnetic field strength and the supply voltage are mutually dependent and practically correspond to the condition H = C # Y U @, if H is the magnetic field strength, L% is the supply voltage of the electrodes and C is a constant. Since in the case of relatively small voltage changes of the magnitude of 5 to 10 per cent, as occur in light or power networks, it is not important to maintain this relationship exactly. so you can create the mentioned dependency with the help of current or voltage dependent resistors. One can also make use of the fact that if a size is determined within a few percent (up to 10%) the percentage deviation of the square of the changed size from the square of the original size is twice as great as the percentage deviation of the changed size from the original size.
Ausführungsbeispiele der Erfindung :find in den Figuren dargestellt.
In Fig. i ist mit i ein Elektronenvervielfacher iiiilicher Bauart be-r_eiclinet.
Es sei angenommen, daß der zu verstärkende Strom durch das in Richtung des Pfeiles
= auf die Elektrode 3 einfallende Licht ausgelöst wird. Zur Erzeugung des
den
Elektronennervielfaclier durchsetzenden Magnetfeldes dient die Magnetspule
d, die um das Entladungsgefäß des Elektronenvervielfachers gelegt oder aber auch
in Gestalt zweier etwa: kleinerer Spulen zu beiden Sehen des Entladungsgefäßes angeordnet
sein kann. Die den Elektroden 3, 5, 7, S, 9 zugeführten Spannungen werden am Spannungsteiler-
io abgegriffen, welchem die Spannung L" zugeführt wird. Diese Spannung dient gemäß
der Erfindung auch zur Speisung der :Magnetwicklung d.. Uni die durch die Gleic1iung
H = C # y`-1' dargestellte quadratische Abhängigkeit bei größeren Spannungsänderungen
herbeizuführen, kann in der Zuleitung zur Magnetspule ein spannungsal)-hängiger
Widerstand i i liegen. 'Man kann zu diesem Zweck beispielsweise einen Widerstand
.mit positivem Temperaturkoeffizienten, z. 13. einen Eisenwiderstand, benutzen.Embodiments of the invention: are shown in the figures. In FIG. I, an electron multiplier of a similar type is labeled i. It is assumed that the current to be amplified is triggered by the light incident on the electrode 3 in the direction of the arrow =. To generate the magnetic field penetrating the electron multiplier, the magnetic coil d is used, which can be placed around the discharge vessel of the electron multiplier or in the form of two approximately: smaller coils on both sides of the discharge vessel. The electrodes 3, 5, 7, S, 9 supplied voltages are tapped at the voltage divider io, where the voltage L "is supplied to this voltage to the invention serves as also to supply the. Magnet winding d .. Uni by the Gleic1iung H = C # y`-1 'to bring about the quadratic dependence shown in the case of larger voltage changes, there can be a voltage-dependent resistor ii in the supply line to the magnet coil. For this purpose, for example, a resistor with a positive temperature coefficient, e.g. a Iron resistance, use.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei welchen die quadratische
_Miliängigkeit zwischen H und (' für mäßige Änderungen der Spannung (bis etwa io°/o)
dadurch mit genügender Genauigkeit herbeigeführt wird, daß die Feldänderung in der
Magnetspule etwa der Hälfte der Änderung der Spannung an den Elektroden entspricht,
sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Die finit Fig. i übereinstimmenden Teile tragen
die gleichen Bezugszeichen. Zur Erzeugung de Magnetfeldes dienen hier zwei Spulen,
von welchen der Übersichtlichkeit halber nur je eine `Findung dargestellt ist. Die
Spule i? wird finit konstantem Strom von der Batterie 13 gespeist. Die Spule
14 ist an die Spannung L" angeschlossen. Die Stromstärken werden so eingestellt,
daß die Zahl der Amperewindungen der Spule 1z und i.t annähernd gleich groß ist,
dann entspricht die Feldänderung in den Spulen etwa dem halben Wert der Änderung
der Spannung U.Further embodiments of the invention in which the quadratic _miliängigkeit between H and ('for moderate changes in voltage (up to about 10%) is brought about with sufficient accuracy that the field change in the magnet coil is about half the change in voltage at the 2 and 3. The parts that correspond to FIG ? is fed finitely constant current from the battery 13. The coil 14 is connected to the voltage L. The current intensities are set so that the number of ampere turns of the coil 1z and it is approximately the same, then corresponds to the field change in the coils about half the value of the change in voltage U.
Anstatt die Hälfte des Betrages der lIagnetfeldstärke mit konstanten
stromgespeisten Spulen zu erzeugen, kann man auch einen permanenten 'Magneten zu
diesem Zweck verwenden. Eine derartige EinrMitung ist
schematisch in Fig. 3 dargestellt. 'Mit t ist
Dias I?iitladttngsgefäl.l '),-zeichnet, tini welches
Clie Spule rd (cgl. Fig. z) gelegt ist. -'\n
Stelle du Spule 12 tritt der permanente
Magnet i;. der zur Erzeugung einer an-
ii:iiiernd gleichmäßigen Feldstärke finit ge-
eignetc#n Polschuhen ausgerüstet ist.
13: im _@usführungsbeispiel nach den Fig. i
103 wurde davon ausgegangen. daß dieFeld-
närke in Abhängigkeit von C' verändert wird.
Man kann auch in umgekehrter Weise vor-
gchun lind die Spannung all den Elektrodeli
in Abhängigkeit von der Feldstärke lwein-
Hussen. Ein Ausführungsbeispiel dieser Art
ist in Fig.4 dargestellt. Auch hier sind für
die mit Fig. i uliereinstimnieiden Teile die
gleichen Bezugszeichen verwendet. Die Ma-
gnetsllti]e d. ist unmittelbar an die Netzspan-
nung L- gelegt. Uni die Spannung C.' hin,
1lektronenvervielfacher in quadratische Ab-
bängigkeit von der Spanntang I_' zti bringen,
ist in Reihe mit dem Spanntuigsteiler io eine
steuerbare Entladungsröhre 16 geschaltet.
Dein Gitter dieser Entladungsröhre wird mit
Hilfe des aus den Widerständen i j und i lic-
stehenden Spannungsteilers eine Steuerspan-
nung zugeführt, die derart eingestellt wird.
da?) durch die Beeinflussung des Elekti-onen-
stronies in der Röhre 16 sich die Spannung L"
um etwa den doppelten Betrag verändert \vie
die Spannung L . Durch Verschieben des An-
zapfpunktes ig kann man die richtigen Ver-
hältnisse leicht einstellen. 20 ist eine Bat-
terie, nut deren Hilfe der Arbeitspunkt der
Röhre 16 auf einen gewünschten Wert ge-
bracht werden kann. Wenn man nicht iin
geradlinigen Teil der Charakteristik der Röhre
16 arbeitet, so kann man die quadratische
Abhängigkeit z«'1sAen L" und L a"h noch
mit größerer Annäherung herstellen, als dies
dadurch möglich ist, da13 man die Änderungen
der Spannung L-' gleich dem doppelten Betrag
der Spannung L' macht. Gegebenenfalls kann
zu der Röhre i6 noch ein Widerstand 21
parallelgeschaltet werden, welcher einen we-
sentlichen Teil des zur Speisung des Span-
nungsteilers io erforderlichen Stromes hin-
durchläßt. Die Röhre 16 braucht dann nur
die notwendigen Strom:inlerungen herimifüh-
ren zu können.
Bei Elektronenvervielfachern ist der Ver-
stärlatngsfal@tor nicht nur von der Bahn-
krümmung der Elektronen abhängig, sondern
er wird auch von der Abhängigkeit der Elelk-
tronenvervielfachting von der zwischen den
Elektroden liegenden Spannung beeinflußt.
Diese Abhängigkeit wird durch eine Kurve
dargestellt, welche zunächst ansteigt, dann
ein Maximum erreicht und später wieder ab-
fällt. Wenn man ini Bereich des erwähnten
\Iazilnums arbe'itet, so wirken sich Span-
nungsänderungen nur unmerklich aus. Praktisch arbeitet man wegen
der höheren Ausbeute je Spannungseinheit aber me?st in dem Teil der die Abhängigkeit
der Ausbeute an Sekundärelektronen von der Spannung darstellenden Kurve, in welchem
diese Kurve noch stark ansteigt. Mit steigender Spannung wird also der Verstärkungsfaktor
zunehmen, und es wird dadurch die Verminderung des Verstärkungsfaktors infolge der
durch die Änderung der Bahnkrümmung die Prallelektroden verfehlenden und nicht weiter
vervielfachten Elektronen zum Teil wieder aufgehoben. Man kann diesen Verhältnissen
dadurch Rechnung tragen, daß man die Feldstärke H weniger 'stark oder auch stärker
von der Spannung U abhängig macht, als durch die Gleichung H = C # 1/
Ü gegeben ist und dadurch mit steigender Spannung durch Beeinflussung der
Bähnkrümmung der Elektronen einen die Verstärkung herabsetzenden Einfluß ausübt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 oder 3 wird man deshalb .den Anteil des
von der .Spannung U abhängigen Feldes .anders als So °/o, z. B. 35 bis -.[5 °/o
oder 55 bis 65 %, wählen. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4. muß man entsprechend
den Zuwachs der Spannung U' etwas größer oder kleiner machen als den doppelten Betrag
der Änderung der Spannung U.Instead of generating half the amount of magnetic field strength with constant current-fed coils, one can also use a permanent magnet for this purpose. One such arrangement is shown schematically in FIG. 3. 'With t is
Dias I? Iitladttngsgefäl.l '), - draws, tini which
Clie coil rd (cgl. Fig. Z) is placed. - '\ n
If you have coil 12, the permanent one occurs
Magnet i ;. which is used to generate a different
ii: almost uniform field strength finitely
is suitable for pole pieces.
13: in the exemplary embodiment according to FIGS
103 was assumed. that the field
is changed depending on C '.
One can also proceed in the opposite way.
gchun lind the tension of all the electrodeli
depending on the field strength
Slipcovers. An embodiment of this kind
is shown in Fig.4. Also here are for
which coincide with Fig
the same reference numerals are used. The MA-
gnetsllti] e d. is directly to the mains voltage
tion L- laid. Uni the tension C. ' out,
1 electron multiplier in square
bring fear of the tension tang I_ 'zti,
is in series with the voltage divider io
controllable discharge tube 16 switched.
Your grid of this discharge tube will be with
The help of the resistances ij and i lic-
standing voltage divider a control voltage
voltage supplied, which is set in this way.
there?) by influencing the elections
stronies in the tube 16 the voltage L "
changed by about twice the amount \ vie
the voltage L. By moving the
the right tapping point can be
Adjust ratios easily. 20 is a bat-
terie, with the help of which the working point of the
Tube 16 to a desired value
can be brought. If you are not iin
rectilinear part of the characteristic of the tube
16 works, so you can get the square one
Dependency z «1sAen L" and L a "h still
with closer approximation than this
this makes it possible to make the changes
the voltage L- 'is twice the amount
the tension L 'makes. If necessary, can
a resistor 21 in addition to the tube i6
connected in parallel, which has a
essential part of the
voltage divider io required current to
lets through. The tube 16 then only needs
the necessary electricity:
to be able to ren.
In the case of electron multipliers, the
strenglatngsfal @ tor not only from the railway
curvature of the electrons depending on, rather
he is also dependent on elelk-
electron multiplication of the between the
Electrodes affected voltage.
This dependency is represented by a curve
shown, which rises first, then
reached a maximum and later decreased again
falls. If you look in the area of the mentioned
\ Iazilnums is working, so span
changes only imperceptibly. In practice, however, because of the higher yield per voltage unit, work is usually carried out in that part of the curve representing the dependence of the yield of secondary electrons on the voltage in which this curve still rises sharply. As the voltage rises, the gain factor will increase, and the reduction in the gain factor due to the electrons missing the impact electrodes due to the change in the curvature of the path and not being multiplied any further is partially canceled out. These conditions can be taken into account by making the field strength H less or more dependent on the voltage U than is given by the equation H = C # 1 / Ü and thus with increasing voltage by influencing the path curvature of the electrons exerts a gain-reducing influence. In the embodiment according to FIG. 2 or 3, the proportion of the field dependent on the voltage U will therefore be different from So ° / o, e.g. B. 35 to -. [5 % or 55 to 65%. In the embodiment according to FIG. 4, the increase in voltage U 'must be made somewhat larger or smaller than twice the amount of change in voltage U'.
Da der Verstärkungsfaktor in Abhängigkeit von der Spannung ein Maximum
aufweist, d. h. beim -Unter- oder Überschreiten der günstigsten Spannung abfällt,
so würde bei unvollkommener Kompensation des Einflusses der Spannung auf die Bahnkrümmung
der Elektronen unterhalb der günstigsten Spannung ein besonders starker Abfall der
Verstärkung eintreten, weil sich dann die Einflüsse der Spannung auf die Elektronenausbeute
und auf die Bahnkrümmung addieren. Man wird deshalb die i\Tormalspannung an den
Elektroden so wählen, daß bereits bei der geringsten im Betrieb auftretenden Spannung
die Elektroden voll beaufschlagt werden.Because the gain factor is a maximum depending on the voltage
has, d. H. when the voltage falls below or above the most favorable voltage,
this would be the case with imperfect compensation of the influence of the tension on the curvature of the path
of the electrons below the most favorable voltage there is a particularly strong drop in the
Amplification occur because then the influences of the voltage on the electron yield
and add to the curvature of the path. One therefore becomes the normal stress at the
Choose electrodes so that even the slightest voltage occurring during operation
the electrodes are fully loaded.