DE751163C - Braunsche Roehre fuer Messzwecke, insbesondere zur Tonfrequenzspektrometrie - Google Patents

Description

• Braunsche Röhre für MeBzwecke, insbesondere zur Tonfrequenzspektrometrie Es ist bekannt, Frequenzgemische elektrischer Schwingungen in der Weise zu analysieren, daß man. sie -durch Bandfilter trennt und die Bandfrlterschwnngungen nacheinander dem Meßplattenpaar einer Braunschcn Röhre zuführt. Wenn man dann die Gesehwind'igkeit, mit der diie Eiüzelschwingungen nacheinander an das Plattenpaar gelegt werden, in ein geeignetes Verhältnis zu der Frequenz der die Zeitablenkung bewirkenden Wechselspannung bringt, !ist es möglich; die Intensitäten aller Einzelschwingungen gleichzeitig, und zwar jede an einer für sie festen Stelle, auf dem Schirm der Braunsehen Röhre wahrzunehmen und zu messen. Dieser Meßmethode hat sich auch die Tonfrequenzspektrometrie bedient (Untersuchung von Geräuschgemischen), wobei in bekannter Weise die akustischen Schwingungen zunächst noch in elektrische übertragen werden müssen.
• Indessen leidet diese Einrichtung unter einem empfindlichen Mangel, der auf die Übertragung aller Einzelschwingungen auf dasselbe Ablcnkplattenpaar zurückzuführen ist. Dies geschieht beider bekannten Anordnung auf mechanischem Wege, und zwar so, d'aß eine rotierende Walze mit allen Bandfiltern durch Gleitkontakte in Verbindung steht und eine Schwingung nach der anderen in bestimmten Zeitabständen dem Ablenkplattenpaar zuführt. Hierbei, kann es dann vorkommen, daß fehlerhafte Kontakte, Funkenbildeng an den Gleitkontakten, Nichtsynchronlaufen der Walze mit der Zeitablenkung und kleine Unregelmäßigkeiten im Bau der übertragungseinrichtung die Genauigkeit der Messungen nicht unbeträchtlich mindern.
• Alle diese Mängel lassen sich dadurch beseitigen, daß zur gleichzeitigen Messung oder Beobachtung von Vorgängen in verschiedenen Stromkreisen, insbesondere zur Tonfrequenzspektrometrie,eine Braunsche Röhre verwendet wird, bei welcher Einrichtungen zur Erzeugung eines Elektronenstrahles mit im Mittel linienförmigem Querschnitt und mehrere, jeweils an einen derverschiedenen Stromkreise angeschlossene Ablenkmaittel vorhanden sind, wobei erfindungsgemäß diese Ablenkmittel derart angeordnet sind, daß sie den Elektronenstrahl senkrecht zur Strahllinie ablenken. Jeder Einzelschwingung ist also ein eigenes Ablenkelement zugeordnet. Alle diese Ablenkelemente sind nebeneinander in einer Reihe angeordnet, die senkrecht zur Röhrenachse steht. Für den Betrieb der Braunsehen Röhre ist es notwendig, daß der Kathodenstrahl alle :!£blenlcel@emente durchsetzt und auf dem Leuchtschirm einen strichförmigen, geradlinigen Leuchtfleck erzeugt, solange an den Ablenkplatten keine Meßspannung liegt. Ein Kathodenstrahl von dieser Beschaffenheit wird im folgenden auch als Elektronenstrahl von im Mittel linienförmigem Querschnitt beschrieben und der Ort seines Leuchtflecks auf dem Schirm als Nullinie bezeichnet werden. Es ist bereits bekannt, einen Elektronenstrahl von linienförmigem Querschnitt mit Hilfe einer Zylinderlinse zu erzeugen, die einen Strahl mit kreisförmigem Querschnitt auseinander zieht. Es ist ferner möglich, zu diesem Zweck eine oder mehrere Schlitzblenden vorzusehen.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, zum gleichzeitigen Aufnehmen der Spannungskurven mehrere Meßkreise mittels einer Kathodenstrahlröhre, deren Elektronenstrahl abwechselnd in schneller Folge den Spannungsverlauf der verschiedenen Meßkreise wiedergibt, zwischen einem Vorablenksystem und dem Auffangschirm mehrere in den verschiedenen Meßkreisen liegende zusätzliche Ablenkpplattensysteme anzubringen und die Spannung am Vorablenksystem in Stufen so zu ändern, daß der Elektronenstrahl ruckweise in die verschiedenen Meßplattensysteme verlegt wird. Diese Stufenspannung am Vorablenksystem ist dadurch bedingt, daß die in den Meßkreisen liegenden Ablenkplattensysteme zusätzlich zu dem Vorablenksystem, d. h. in gleicher Richtung wie dieses wirken. Bei nicht völlig exakter Form der Stufenspannung werden daher die geschriebenen Kurven verzerrt, da ja das Vorablenksystem in derselben Richtung wie die Meßablenksysteme wirkt und deshalb solange wirksam sein tnuß, wie die Aufzeichnung erfolgt. Diese Störanfälligkeit ist bei der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß die Ablenkelemente den Elektronenstrahl senkrecht zu der von ihm geschriebenen Linie ablenken. Nach einem weiteren Vorschlag kann die erwähnte ältere Einrichtung mit einer Wechselspannung beliebiger Kurvenform an dem Vorablenksystem betrieben werden, wenn diese Wechselspannung mit umgekehrtem Vorzeichen und gegebenenfalls verkleinert oder vergrößert den in den Meßkreisen liegenden Ablenksystemen oder einem ihnen zugeordneten weiteren Ablenksystem zur Kompensation der N'orablenkung zugeführt wird. Eine solche Kompensationsschaltung ist beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich.
• Ist die Rühre im Betrieb, so lenkt jedes Plattenpaar den ihm zukommenden Teil des Kathodenstrahles und somit den ihm zugehörigen Teil des strichförmigen Leuchtflecks senkrecht zur Nullinie ab, so daß dadurch ein senkrecht zur Nullinie liegender Leuchtstrich entsteht. Es erscheint dementsprechend auf dem Leuchtschirm eine helle Fläche auf dunklem Grund, deren Erstreckung senkrecht zur Nullinie ein Maß für die Intensität der Wechselspannung gibt, die die @@blenkung an dieser Stelle bewirkt.
• Nach einem weiteren Erfindungsgedanken kann man bei den eingangs erwähnten Braunsehen Röhren zur gleichzeitigen Messung oder Beobachtung von Vorgängen in verschiedenen Stromkreisen mit mehreren, jeweils an einen der v erschiedenen Stromkreise angeschlossenen Ablenkmitteln, statt eines Kathodenstrahles mit linienförmigem Querschnitt auch einen solchen verwenden, der erfindungsgemäß auf dem Leuchtschirm einen größeren Fleck mit einer intensitätslosen Linie in der Mitte erzeugt, wobei die Ablenkelemente für die verschiedenen zu beobachtenden Stromkreise so angeordnet sind, d:aß sie den Strahl senkrecht zu dieser Mittenlinie ablenken. Definiert man diese Stelle auch als Nullinie, so kann man die obige Anordnung auch auf diesen Fall übertragen, und man erhält auf dem Leuchtschirm einen hellen Fleck, in dessen Mitte sich eine dunkle Fläche befindet, deren Breite senkrecht zur Nullinie die Intensität der jeweils die Ablenkung an dieser Stelle bewirkenden Wechselspannung darstellt.
• Die nähere Erläuterung der Erfindung möge an Hand der Abbildungen, in denen Ausführungsform,en der Röhre nach derErfindung beispielsweise dargestellt sind, geschehen.
• In Abb. i stehlt i die Kathode dar. Mit a, 3 und q. ist ein elektronenoptischer Kondensor bezeichnet, in dem 4 die Rollle einer geerdeten Anode übernimmt. Dieser Kondensor dient zur Erzeugung eines Elektronenstrahles mit kreisförmigen Querschnitt. 7 bedeutet ein Ablenkplattenpaar, an das eine Wechsel- oder Stufenspannung gelegt wird und das auch durch ein Ablenkspulenpaar ersetzt werden kann. Diese Einrichtung hat den Zweck, den aus dem Kondensor austretenden @ Elektronenstrahl durch Oszillation in einen Strahl mit im Mittel linienförmigem Querschnitt zu verwandeln. Dieser so entstandene Strahl durchläuft dann das System der zur Messjung dienenden Ablenkelemente 5, 6 usw., welche in einer Reihe senkrecht zur Richtung der Röhrenachse angeordnet sind. Die Ablenkpl;atten sind zur Vermeidung gegenseitiger Störungen mit ge- erdeten Käfigen, etwa 5', 6' usw. versehen.
• In Abb. 2 ist das System der Ablenkplatten und der Schutzkäfige noch einmal wiedergegeben. Der Elektronenstrahl mit linienförmigem Querschnitt stellt in diesem Fall senkrecht zur Zeichenebene.
• Abb. 3 untersieheidet ich von Abb. 2 durch die Anordnung zur Erzeugung des Elektronenstrahles mit linilenfö@rm:igem Querschnitt. Hier isst eine Zyl,inderlins,e 3 vorgesehen, die an :die Stelle der rotationssymmetrischen Elektrode 3 nach Abb. i tritt, und deren Platten sieh auf geeignetem konstanten Potential befinden, wobei j e zwei: gegenüberliegende Platten dasselbe Potential haben. Tritt nun ein Kathodenstrahl durch die Blende 2, das System 3 und die geerdete Anode q., so wird er durch diese Einrichtung zu einem Strahl mit linienförmigem Querschnitt awseinandergezogen. In Abb. 3 befinden sich vor den Abtenkele@menten noch Trennwände 7, 8 usw., die den Kathodenstrahl entsprechend der Zahl der Ablenkelemente in an sich bekannter Weise aufteilen, was z. B. zur Vermeidung von Verwaschungen des Leuchtschirmbildes nützlioh sein kann. Hierbei brauchen die Trennwände nicht unbedingt mit dem System der Käfige 5', 6' usw. zu sammenhän gen. Die Trennwände können auf einem solchen Potential liegen, daß nicht nur eine Trennung in Einzelstrahlen, sondern zugleich eine Fokussierung dieser Einzelstrahlen erfolgt.
• Die als Beispiele in den Abb. i und 3 dargestellten Einrichtungen zur Erzeugung eines E'lektronenstralhles mit im Mittel linienförmigem Querschnitt sind natürlich nicht die einzigen ihrer Art; so ist es, augenscheinlich, daß man auch durch Verwendung einer oder mehrerer Schlitzbllenderi oder durch die Benutzung magnetischer .statt eiliektrostatischer Ablenkelemente die Erzeugung :eines Strahles mit .linienförmigem Ouers,dhnitt bewirken kann.
• Abb. q. zeigt eine Einrichtung zur -.Erzeugung eines Kathodenstrahles, dessen Leuchtfleck eine geradlinige: intensitätslose Stelle aufweist. Dies wird z. B. in. der Weise erreicht, daß zwischen Kathode i und Anode 3 ein Draht 2 gespannt wird.
• Die Röhre nach der Erfindung eignet sich nicht nur zu Meßzwecken (etwa Tonfrequ:enzspekt.rometrie) ; man erkennt, daß sie beispiel,sweis@e auch zur gleichzeitigen Überwachung mehrerer Zustände und zur gleichzeitigen Übermittlung von Zeichen dienen kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Braunsche Röhre zur gleichzeitigen Messung oder Beobachtung von Vorgängen in verschiedenen Stromkreisen, insbesondere zur Tonfrequenzspektrometrie, bei welcher Einrichtungen zur Erzeugung eines Elektronenstrahles mit im Mittel liniiienförmigem Querschnitt und mehrere, jeweils an einen der verschiedenen Stromkreise angeschlossene Ablenkmittel vorhanden sind, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung dieser Ablienkmittel, daß sieden Elektronenstralhl senkrecht zur Strahlliinie ablenken. z. Braunsche Röhre nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein Ablenkelement, das vermöge einer daran gelegten, insbesondere sinus- oder stufenförmigen Spannung bzw. eines solchen Stromes den Elektronenstralhl mit einem im Mitteil linienförmigem Querschnitt entstehen läßt durch Oszillation eines in diese Einrichtung eintretenden Kathodenstrahltes mit kreisförmigem Querschnkt. 3. Braunädhe Röhre nach Anspruch i, gekennzeichnet durch leine Zylinderlinse, die den Strahl mit li,ni,enförmigem Querschnitt in der Weise eerzeugt,- d:aß ein ün diesle Einrichtung eintretender Kathodenstrahl mit kreisförmigem Querschnitt zu einem Strahl mit linienförmigem 0.uierschnitt ausgezogen wird. q.. Braunische Röhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahles mit im Mittel linienförmigem Querschnitt ein oder mehrere Schlitzblenden enthält. 5. Brauns:che Röhre zur gleichzeitigen Mestsung oder Beobachtung von Vorgängen in verschiedenen Stromkreisen, -iins-beson-@dere zur Tonfrequenzspektrometrie, bei welcher mehrere, jeweils an einen der verschiedenen Stromkreüse angeschlossene Ablenkmittel für den in seiner Gestalt bereits durch Vorablenkmittel beeinflußten Kathodenstrahl vorgesehen. sind, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Erzeugung eines Strahles mit einem auisgedehnten Leuchtfleck, der in seiner Mitte eine linienförmige intensitätslose Stelle enthält, sowie durch :eine derartige Anordnung der an die verschiedenen zu beobachtenden Stromkreise angeschlossenen Ablenk-Mittel, daß sie den Ellektronenstrahl senkrecht zur intensitätslosen Mittellinie ablenken. 6. Braunsche Röhre nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der intensitätslosen Linie im Leuchtfleck zwischen der diesen in üblicher Weise erzeugenden Kathode und derAnode ein Draht senkrecht zur Strahlrichtung gespannt ist. ' 7. Braunsche Röhre nach einem der Ansprüche i biss 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Messung dienenden Ablenkplattenpaare mit Sdhutz'käfigen versehen sind, die die Plattenpaare gegeneinander abschirmen und vorzugsweise auf das Potential der Anode gelegt sind. B. Braunsche Röhre nach einem der Ansprüche i bis 7, gekennzeichnet durch Trennwände, die den Elektronenstrahl mit im Mittel linienförmigem 0-u--rschnitt entsprechend der Anzahl der Meßplattenpaare aufteilen und gegebenenfalls fokusseren. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften 1r. 430 701, 573 752; amerikanische Patentschrift Nr. 2 075 717 : Zeitschrift für techniische Physik, 16. JaJir. (i935) S. 533 bi,s 539; .l£rchiv für Elektrotechnik, Bd.28 (i934.), S. 4 bis 5 ; Ardenne, Die Kathodenstrahlröhre, (i933) S. i07 bis i08.