DE838170C

DE838170C - Elektrischer Mehrfachgenerator

Info

Publication number: DE838170C
Application number: DENDAT838170D
Authority: DE
Inventors: Buckenhof über Erlangen Dr. phil. nat. Helmut Katz
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Publication date: 1952-03-27

Description

Zur Erzeugung einer Mehrzahl von Spannungen unterschiedlicher Frequenz kann man mit Vorteil eine Elektronenstrahlröhre anwenden, bei welcher der Elektronenstrahl gleichzeitig oder im raschen Wechsel eine Mehrzähl von nebeneinanderliegenden, voneinander isoliert angeordneten, beispielsweise als Metallbelegungen nebeneinander auf einer nicht leitenden Platte aufgebrachten Elektroden überstreicht.

Der Elektronenstrahl wird in bekannter Weise auf der Elektrodenebene strichförmig fokussiert. Das gleiche kann auch erreicht werden, wenn der Elektronenstrahl in einer gegenüber der Ablenkung vorzugsweise um 90⁰ verdrehten Richtung in raschem Wechsel, z, B. mit einer Frequenz von 100 kHz, pendelt. Die einzelnen Elektroden sind so ausgebildet, daß der Elektronenfluß in seiner Intensität verschieden beeinflußt wird und so die die verschiedenen Elektroden durchfließenden Ströme verschiedene periodische Intensitätsschwankungen aufweisen.

Besondere Bedeutung hat eine derartige Elektronenstrahlröhre als Generator für ein elektrisches Musikinstrument. Bildet man beispielsweise zehn Metallbelegungen so aus, daß sich die Frequenzen der durch sie fließenden Sfröme wie 1:2:3...: 10

verhalten, so erhält man an einem gemeinsamen Außenwiderstand eine Spannung, die, auf einen Lautsprecher gegeben, einen hörbaren Klang erzeugt, der außer der Gnindwelle noch neun Obertön» enthält. Durch Zu- oder Abschaltung von einzelnen Belegungen kann die Klangfarbe variiert werden.

Es hat sich als sehr nachteilig gezeigt, daß man innerhalb der Elektronenröhre nicht beliebig viele

ίο Elektroden, z. B. nicht beliebig viele Metallbelegungen, auf einer isolierten Platte nebeneinander anordnen kann, so daß man in der Anzahl der erzeugten Spannungen verschiedener Frequenz begrenzt ist. Die Erfindung gibt nun- die Möglichkeit einer raumsparenden Anordnung der Elektroden bzw. Metallbelegungen, die gleichzeitig den Vorteil hat, daß die zwischen den einzelnen Belegungen auftretenden Zwischenräume ohne Verwendung weiterer Hilfsmittel ein Minimum werden.

ao Gemäß der Erfindung weist der isolierte Zwischenraum zwischen benachbarten Elektroden längs der ganzen Elektrodenausdehnung im wesentlichen die gleiche Breite auf. Es ist lediglich' die Bedingung einzuhalten, daß sich die Breite jeder Elektrode bzw. jeder Belegung mit der Ablenkung entsprechend der jeweils erforderlichen Funktion ändert. Bei zeitproportionaler Ablenkung des Elek-. tronenstrahls muß sich z. B. die Elektrodenbreite sinusförmig ändern, wenn sinusförmige Teiltöne entstehen sollen. Man kann unter dieser Bedingung die einzelnen Elektroden bzw. Belegungen ineinanderschachteln. Man macht also etwas ähnliches wie bei der Fourieranalyse, nur im umgekehrten Sinn. Die isolierten Zwischenräume zwischen den einzelnen Elektroden können ganz wegfallen, wenn man nur das Frequenzgemisch benötigt und keine Regelung der Teilamplituden, z. B. keine Klangfarbenregelung, vorzunehmen braucht.

Je nach den erzeugten Frequenzen, z. B. nach den für das Musikgerät erforderlichen Obertönen und ihren Amplituden, erhält man eine mehr oder weniger glatte Endkurve der Belegungen. Man hat im allgemeinen noch die Freiheit, die einzelnen Funktionen mit beliebiger Phasenverschiebung anzuwenden, um die Endkurve möglichst glatt zu erhalten. Das Ohr ist nämlich nicht in der Lage, Phasenverschiebungen zwischen Grund- und Oberwellen wahrzunehmen. Außerdem ist es auch möglich, reziproke Funktionen zu benutzen. So kann sich z. B. bei zeitproportionaler Ablenkung des Elektronenstrahls die Breite der einzelnen Belegungen statt nach einer sin-Funktion nach einer cos-Funktion ändern.

In Fig. ι ist beispielsweise die Anordnung der Elektroden bzw. Metallbelegungen bei zeitproportionaler Ablenkung des Elektronenstrahls in der bisher üblichen Weise dargestellt, während die Fig. 2 sie bei Anwendung der Erfindung zeigt. Es sind in beiden Fällen der Einfachheit halber nur drei Belegungen dargestellt. In beiden Figuren ist mit ι die für die Grundwelle vorgesehene Belegung, mit 2 die der ersten und mit 3 die der zweiten Oberwelle entsprechende Belegung bezeichnet. Die Ineinanderschachtelung erfolgte ohne Phasenverschiebung der für die Änderung der Elektrodenbreit« maßgeblichen sin-Funktionen, also für den ungünstigsten Fall. Trotzdem ergibt sich bereits eine merkbare Raumeinsparung, wobei die Zwischenräume ο und b gegenüber der Anordnung nach Fig. ι ein Minimum werden. Eine glattere Endkurve läßt sich z. B. dadurch erzielen, daß man das Minimum der Begrenzungskurve von 3 über das Maximum der Summenkurve von 1 und 2 legt, wie gestrichelt angedeutet.

Eine vollkommen glatte Begrenzungskurve erhält man, wenn man über den Elektrodenbelegungen noch durch Spiegelung der einzelnen Elektroden entstandene weitere Belegungen anordnet. Man erhält so zwei gleichwertige Anodensysteme. Die Belegungen der beiden Systeme kann man so an- ordnen, wie es z. B. die Fig. 3 zeigt. Bei dieser Anordnung wechseln die Belegungen der beiden Systeme miteinander ab. Auf die der Grundwelle entsprechende Belegung 1 des einen Anodensystems folgt die entsprechende Belegung 1' des anderen Anodensystems. Beide ergänzen sich zu einem Rechteck. Ebenso verfährt man mit den den Oberwellen entsprechenden Belegungen 2, 2', 3, 3' usf. Die mittlere Höhe der einzelnen Belegungen kann dabei verschieden gewählt sein.

Man kann aber auch die beiden Anodensysteme voneinander trennen und zunächst die Belegungen des einen Systems ineinanderschachteln und darüber die ineinandergeschachtelten Belegungen des anderen Systems anordnen. Beide Systeme weisen die gleiche Begrenzungslinie auf und ergänzen sich wieder zu einem Rechteck. Ein Beispiel hierfür zeigt die Fig. 4. Hierbei ist angenommen, daß nur ungeradzahlige Harmonische verlangt sind. Man erhält dann als Summenkurve bekanntlich eine im wesentlichen rechtwinklig verlaufendeBegrenzungslinie, wie sie das System I zeigt. Das System II hat die spiegelbildliche Begrenzungslinie und ergänzt daher die gesamten Elektrodenbelegungen zu einem Rechteck.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrischer Mehrfachgenerator mit einer Elektronenstrahlröhre, bei der der Elektronenstrahl gleichzeitig oder in raschem Wechsel eine Mehrzahl von nebeneinanderliegenden, voneinander isoliert angeordneten Elektroden überstreicht, die so ausgebildet sind, daß der Elektronenfluß in seiner Intensität verschieden beeinflußt wird und so die die verschiedenen Elektroden durchfließenden Ströme voneinander verschiedene Frequenzen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende Zwischenraum zwischen benachbarten Elektroden längs der ganzen Elektrodenausdehnung im wesentlichen die gleiche Breite aufweist.

2. Mehrfachgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Breite der Elektroden bestimmenden Funktionen, z. B. sin-

Funktionen, derart phasenverschoben angewendet sind, daß sich eine möglichst glatte Begrenzungslinie der ineinandergeschachtelten Elektroden ergibt.

3. Mehrfachgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode nochmals spiegelbildlich vorhanden ist.

4. Mehrfachgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf jede Elektrode die spiegelbildliche Elektrode folgt.

5. Mehrfadhgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ursprungselektroden und die durch Spiegelung entstandenen Elektroden für sich zusammengefaßt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen