DE858115C - Elektronenroehre mit verschiebbarem Emissionsbereich - Google Patents

Elektronenroehre mit verschiebbarem Emissionsbereich

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DE858115C
DE858115C DEP28951D DEP0028951D DE858115C DE 858115 C DE858115 C DE 858115C DE P28951 D DEP28951 D DE P28951D DE P0028951 D DEP0028951 D DE P0028951D DE 858115 C DE858115 C DE 858115C
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DE
Germany
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cathode
electron tube
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anode
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DEP28951D
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English (en)
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Alexander Dr Phys Rusterholz
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Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Original Assignee
Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J43/00Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
    • H01J43/02Tubes in which one or a few electrodes are secondary-electron emitting electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/02Cathode ray tubes; Electron beam tubes having one or more output electrodes which may be impacted selectively by the ray or beam, and onto, from, or over which the ray or beam may be deflected or de-focused
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Description

  • Elektronenröhre mit verschiebbarem Emissionsbereich Speziell die Impulsinehrkanaltechnik benötigt eine Einrichtung, die erlaubt, nacheinander in verschiedenen Zweigen eines elektrischen Leitungssystems Ströme zu erzeugen, welche innerhalb zweier Grenzwerte linear mit der Zeit veränderlich sind. Fig. i zeigt einen derartigen linearen Stromverlauf zwischen zwei (srenzwerten 1o und il innerhalb des Zeitintervalls ti to. Mit einfachen Steuerinitteln muß es zudem möglich sein, in diesem Zeitintervall eine zu einer Steuerspannungsänderung d V proportionale Parallelverschiebung A t' des linearen Stromverlaufes zu erzielen. Dabei soll der Quotielit i v mindestens io-s v betragen und die Steuerspannungsänderung AV einen Spannungsbereich voll wenigstens 2 Volt umfassen. In Fig. i zeigt die strichpunktierte gerade zwischen den Grenzwerten i@' und il' den aus einer Steuerspannungsänderung d h' resultierenden Stromverlauf, der gegenüber dem ursprünglichen Stromverlauf zwischen den Grenzwerten io und il um den Betrag A i parallel verschoben ist.
  • Zur Lösung des Problems wurde bereits vorgeschlagen, mittels eines Kathodenstrahls eine ganz speziell gekrümmte Sekundäremissionskathode abzutasten, so daß der Sekundärelektronenstrom im Zeitintervall tl-to den in Fi.g. 1 dargestellten linearen Verlauf aufweist. Die Herstellung der speziell gekrümmten Sekundäremissionskathode ist aber nicht ganz einfach, und eine Lösung, welche allein mit ebenen oder einfach gekrümmten Elektroden auskommt, ist natürlich eleganter.
  • Versuche haben nun gezeigt, daß es prinzipiell möglich ist, in einer Elektronenröhre mit drei Elektroden ein Steuersystem aufzubauen, das unter bestimmten Voraussetzungen die an Hand von Fig. 1 erläuterten Bedingungen bei denkbar einfachster Form und Betriebsweise weitgehend zu erfüllen vermag.
  • Die allgemeinen Eigenschaften eines Drei-Elektroden-Systems sind leicht zu überblicken und lassen sich mit Hilfe der Fig.2 erläutern. Diese Fig.2 zeigt den Querschnitt durch ein aus drei beispielsweise zylinderförmigen, zur Zeichenebene senkrecht stehenden Elektroden aufgebautes System, dessen Wirkungsweise für die prinzipiellen Überlegungen zweidimensional angenommen werden darf. Die Kathode K dieses Systems weist einen emittierenden Bereich E auf, dessen Ausdehnung klein ist im Vergleich zur Ausdehnung der ganzen Kathode. Der emittierende Bereich kann auf der Kathode bei gleichbleibender Zahl der pro Sekunde emittierten Elektronen verschoben werden, und seine Lage sei durch die Koordinate x festgehalten. Für eine vorgegebene Lage des Emissionsbereiches, also für x = konstant, stellt die Anordnung, bestehend aus Emissionsbereich E, Anode A und Steuerelektrode S, eine Triode mit bestimmter Steuercharakteristik dar, wobei diese Steuercharakteristik lediglich durch Verlagerung des Emissionsbereiches E verändert werden kann.
  • Der in der Kathodenleitung 20 fließende Kathodenstrom iK ist eine Funktion der Anodenspanung, der Steuerelektrodenspannung und der Emissionshereichskoordinate x. Ist die Emissionsbereichskoordinate x selbst eine Funktion der Zeit, so wird es in einem solchen Drei-Elektroden-System möglich, bei konstanter Anoden- und Steuerelektrodenspannung den Kathodenstrom iK allein zeitabhängig zu machen. Besteht im speziellen zwischen der Zeit und der Emissionsbereichskoordinate ein linearer Zusammenhang, so wird es möglich, wie Versuche gezeigt haben, nur durch Formwahl und gegenseitige Anordnung der drei Elektroden ein System derart aufzubauen, daß der Kathodenstrom iK zur linearen Funktion der Zeit oder der Emissionsbereichskoordinate x wird, d. h. iK = ax + b, vorausgesetzt, daß die Steuerelektrode ein gegenüber der Kathode konstantes, negatives Potential bestimmter Größe besitzt. Eine Änderung des Steuerelektrodenpotentials innerhalb gewisser Grenzen hat eine parallele Verlagerung des linearen Strom-Zeit-Verlaufes zur Folge, d. h. der Differenzenquotient d. h. bis auf eine Abweichung von höchstens zoll/o, der Funktion iK = ax + b bleibt praktisch, konstant.
  • Die Erfindung betrifft nun eine Elektronenröhre, welche mindestens ein Steuersystem enthält, das aus einer Kathode, einer Anode und einer Steuerelektrode besteht, wobei erfindungsgemäß der die Elektronen emittierende Bereich der Kathode, bei gleichbleibender Zahl der pro Zeiteinheit emittierten Elektronen, innerhalb eines Gebietes der Kathode verschiebbar ist, und der bei vorgegebener negativer Spannung der Steuerelektrode gegenüber der Kathode durch die gegenseitige Anordnung von Kathode, Anode und Steuerelektrode bedingte Kathodenstrom iK eine lineare Funktion des Abstandes x des emittierenden Kathodenbereiches von einem Fixpunkt ist, wobei der Differenzenquotient aus Kathodenstrom und Fixpunkteabstand innerhalb eines negativen Steuerspannungsbereiches von wenigstens 2 Volt nur höchstens zoo/o von einem konstanten Wert abweicht.
  • An Hand von Ausführungsbeispielen und mit Hilfe der Fig.2 bis 9 sei die Erfindung nun erläutert.
  • Der auf der Kathode verschiebbare Emissionsbereich läßt sich auf verschiedene Weise verwirklichen. Vorzugsweise wird dieser Bereich dadurch erzeugt, daß gemäß Fig. 2 ein mit den üblichen Mitteln ablenkbarer primärer Kathodenstrahl i, auf die Kathode K auftrifft und an der Auftreffstelle Sekundärelektronen auslöst, wodurch diese Auftreffstelle zum Emissionsbereich E wird, der sich entsprechend der Kathodenstrahlverschiebung auf der Kathode verlagern läßt. Andere Möglichkeiten der Erzeugung eines verschiebbaren Emissionsbereiches werden weiter unten beschrieben.
  • In den folgenden Erläuterungen wird stets vorausgesetzt, daß der Emissionsbereich mittels eines primären Kathodenstrahls erzeugt wird. Die von dem Kathodenstrahl der Stromstärke ip erzeugten Sekundärelektronen verteilen sich auf die Anode A und die Steuerelektrode S und erzeugen in der Anodenleitung 21 bzw. der Steuerelektrodenleitung 22 die Ströme iA bzw. i5. Falls die Steuerelektrode gegenüber der Kathode negatives Potential besitzt, gelangt ein Teil der Sekundärelektronen als Strom der Stärke iR auf die Kathode zurück. Der in der Kathodenzuleitung 20 fließende Kathodenstrom iK ist gleich der Differenz der Ströme, die durch die der Kathode zu- und wegfließenden Elektronen erzeugt werden. Der Kathodenstrom 'K gehorcht somit der Beziehung: iK = i" - (iA + is), oder wenn wir die Tatsache formulieren, daß ein Teil der Sekundärelektronen wohl die Kathode verlassen, aber wieder auf diese zurückkehren, ergibt sich: ?K = ip-iA-ig-'R + iR.
  • Bezeichnen wir den gesamten Sekundärelektronenstrom mit i"k, so folgt daraus: i"k = zA + t, + 2R und .somit iK = i, - i"k + 2R.
  • Der Sekundärelektronenstrom '"k ist aber proportional dem einfallenden primären Kathodenstrahlstrom, wobei der Proportionalitätsfaktor a den für das betreffende die Sekundärelektronen emittierende Material charakteristischen Sekundäremissionskoeffizienten bedeutet. Somit ist 'sek = ß - ip und folglich iK = ip - ß ip + ip oder ZK = i, ( 1- ß) + 2R.
  • Abgesehen von geringen örtlichen Schwankungen ist a längs der Kathodenoberfläche eine Funktion des Auftreffwinkels des primären Kathodenstrahls gegenüber der Normalen zur Kathodenoberfläche. Die örtlichen Schwankungen sind darauf zurückzuführen, daß die Kathoden aus Kristalliten bestehen und die Sekundäremission für die verschiedenen kristallographischen Flächen verschieden ist, abgesehen davon, daß auch Schwankungen der Oberflächenbeschaffenheit und veränderte Adsorl>-tionseigenschaften die Sekundäremission einer Kathode störend beeinflussen können.
  • Bei konstantem Einfallswinkel des primären Kathodenstrahls gegenüber der Kathode bleibt somit a konstant, und falls .die Stromstärke ip des primären Kathodenstrahls ebenfalls-' konstant gehalten wird, so ist eine Änderung des Kathodenstromes iK allein möglich durch die Änderung des durch die auf die Kathode zurückkehrenden Sekundärelektronen bedingten Stromes iR.
  • Dieser Strom iR wird aber durch die Stellung des Sekundä remissionsbereiches E gegenüber der negativen Steuerelektrode S bedingt, d. h. der Kathodenstrom iK wird bei konstantem Potential der drei Elektroden K, A und S zur Funktion der Koordinate x des Sekundäremissionsbereiches F_, also iK = f (x).
  • Wird das Drei-Elektroden-System beispielsweise entsprechend der Fig. 3 gebaut, so wird die Funktion iK = f (x) zur linearen Funktion. Gemäß der Fig. 3 ist die Kathode K als Ebene ausgebildet, so daß der sich parallel verschiebende primäre Kathodenstrahl i, stets unter dem gleichen Winkel a auf die Kathode auftrifft, wodurch der Sekundäremissionskoefhzient a zur Konstanten wird. Die Anode A ist als ebene Spaltblende mit einer Spaltbreite a ausgebildet, und die Steuerelektrode S hat ein Uförmiges Profil, dessen eine Seitenfläche eine etwas breitere Spalte als die Anode besitzt. Die parallelen Spaltebenen der Anode und der Steuerelektrode stehen senkrecht zum einfallenden Kathodenstrahl, und die Kathode liegt derart schräg in dem von der Steuerelektrode gebildeten Winkelraum, daß dieser durch die Kathode dreieckförmig abgeschlossen wird.
  • Die Lage des primären Kathodenstrahls ist gegenüber der Anode A und damit auch die Lage des Emissionsbereiches E gegenüber der Kathode K durch die Koordinate x festgehalten. Bringt man nebst der Anode A auch die Steuerelektrode S auf ein gegenüber der Kathode positives Potential, so daß alle aus der Kathode austretenden Sekundärelektronen auf die Anode oder die Steuerelektrode laufen, dann ergibt sich ein Kathodenstrom ix = ip (r-a), denn iR = o. Da zufolge des konstant bleibenden Einfallswinkels bei Änderung der Lage des primären Kathodenstrahls ß konstant bleibt, wird auch iK = korst. Fig. 4a zeigt diesen theoretischen Stromverlauf iK = f (x bzw. t) = korst. Praktisch ergibt sich ein Bild, wie F@ig.4b darstellt. Die Schwankungen sind offenbar bedingt durch örtliche Änderungen von ß, welche bedingt sind durch die verschiedene Emissionsfähigkeit der die Kathodenoberfläche bildenden Kristallite. Wird der laufende Kathodenstrahl in der zur Zeichenebene senkrechten Ebene etwas verschoben, ergibt sich sofort eine Änderung der in Fig.4b dargestellten Feinstruktur, da durch diese Verschiebung andere Kristallite abgetastet werden.
  • Durch Vergrößerung des Kathodenstrahlquerschnittes gelingt es, die Feinstruktur zum Verschwinden zu bringen, doch ist dieser Feinstruktureffekt von untergeordneter Bedeutung, da er ohne-I hin verschwindet, sobald die Betriebsbedingungen sich dem praktisch bedeutungsvollen Fall nähern.
  • Wird nämlich das Potential derSteuerelektrodeS des Systems gemäß Fig. 3 gegenüber der Kathode immer negativer gemacht, so wird iK kleiner, da nun immer mehr Elektronen wieder auf die Kathode zurücklaufen (Vergrößerung von iR). Die Abnahme des Kathodenstromes setzt vorerst dort ein, wo die Kathode der Steuerelektrode am nächsten liegt und von der Anode am weitesten entfernt ist, also dort, wo x klein ist. Zugleich verschwindet auch die Feinstruktur. Da durch die negativer werdende Steuerelektrode in erster Linie die langsamen Sekundärelektronen zurUmkehrgezwungenwerden, deutet dies darauf hin, daß die Feinstruktur in erster Linie auf Ungleichmäßigkeiten der Emission von langsamen Sekundärelektronen zurückzuführen ist.
  • F,ig. 4c zeigt den Verlauf von iK in Abhängigkeit von x bzw. t für verschiedene Steuerelektrodenspannungen, wobei U1 die kleinste, U2 eine mittlere und U3 die größte negative Steuerelektrodenspannung bedeuten. Man erhält folglich mit der Anordnung gemäß Fig.3 einerseits für eine konstante Steuerspannung einen linearen Anstieg von iK in Abhängigkeit von x bzw. t, anderseits bei variabler Steuerspannung eine parallele Verschiebung dieser linearen Strom-Zeit-Kurve. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Elektronenröhre zur Modulation und Demodulation von Impulsen für die NIehrkanalübertragung wird an Hand der Fig.8 weiter unten erläutert.
  • Wird der Einfallswinkel a in Fig. 3 geändert, indem die Richtung des primären Kathodenstrahls verändert wird, so kann dadurch der Absolutwert des Kathodenstromes über den ganzen Steuerbereich a vergrößert bzw. verkleinert werden, je nachdem ob durch die Richtungsänderung des primären Kathodenstrahls eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Einfallswinkels a erzielt wird, was eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Emissionskoeffizienten bewirkt. Es kann aber auch der Einfallswinkel a dadurch geändert «erden, <iaß die Kathode gegenüber der in Fig. 3 gezeichneten Lage um eine zur Zeichenebene senkrechte Achse verdreht wird. Dadurch wird die Steilheit der in Fig.4c dargestellten Kurvenschar derart beeinflußt, daß mit Verkleinerung des Einfallswinkels a die Steilheit zunimmt, wobei aber für die verschiedenenEinfallswinkel derLinearitätsbereich variabel ist und überdies abgesehen vom Einfallswinkel auch von der Entfernung der Kathode K von der Steuerelektrode S und der Anode A abhängt.
  • Eine andere Anordnung der drei Elektroden zeigt Fig. 5, die sich von der in Fig. 3 dargestellten Anordnung dadurch unterscheidet, daß die Steuerelektrode S als einfache ebene Elektrode ausgebildet ist. Je nach der Neigung der Steuerelektrode S und der Kathode K gegenüber der Anode A und damit gegenüber dem primären Kathodenstrahl ergibt sich unter anderen auch eine Schar von Kathodenstromkurven, die über einen genügend breiten Bereich einen der Fig.4c entsprechenden linearen Verlauf aufweisen können. Fig. 6 zeigt den Stromverlauf für ein der Fig. 5 entsprechendes Elektrodensystem bei vorgegebener, gegenüber der Kathode K negativer Spannung der Steuerelektrode. Befindet sich der Emissionsbereich E auf der linken Seite des Elektrodensystems, d. h. in nächster Nähe der Steuerelektrode S, dann werden praktisch alle Sekundärelektronen auf die Kathode zurücklaufen und innerhalb des Gebietes L einen annähernd konstanten Kathodenstrom il erzeugen. Befindet sich dagegen der Emissionsbereich auf der rechten Seite des Elektrodensystems, also in nächster Nähe der Anode A, dann werden nahezu alle Sekundärelektronen auf die Anode A laufen und innerhalb des Gebietes R einen annähernd konstanten Kathodenstrom i2>il erzeugen. Der Stromverlauf zwischen diesen beiden Extremwerten il und i, muß somit eine Wendetangente aufweisen, so daß innerhalb eines Gebietes J der Stromverlauf praktisch linear ist. Die Breite des Gebietes M hängt dabei weitgehend von der gegenseitigen Anordnung der drei Elektroden ab.
  • Eine weitere mögliche Elektrodenanordnung zeigt Fig. 7,. gemäß welcher die Steuerelektrode S und die Anode A in einer gemeinsamen Ebene parallel zur ebenen Kathode K liegen. Der primäre Kathodenstrahl fällt schräg zwischen die Elektroden. Weist wiederum die Steuerelektrode S gegenüber der Kathode K ein negatives Potential auf, so ergibt sich mit Verschiebung des Emissionsbereiches durch Parallelverschiebung des primären Kathodenstrahls i, wiederum ein Kathodenstrom iK, wie er in Fig.6 dargestellt ist, wobei für die Bereiche L, 31 und R die an Hand der Fig. 5 und 6 gemachten Bemerkungen gelten.
  • Durch Verlagerung der Steuerelektrode beispielsweise in die Stellung S' kann die Steilheit des Kathodenstromes im Bereich 11I beeinflußt werden, und zwar im Sinn der strichpunktierten Kurve in Fig. 6, wodurch die Breite des linearen Bereiches JI eine Änderung erfahren kann.
  • In allen diesen Beispielen wird natürlich durch die Änderung des negativen Potentials der Steuerelektrode S eine Verschiebung der Stromkurve erfolgen, wobei im Bereich M eine Parallelverschiebung des linearen Teils möglich ist, solange die Änderung des Steuerelektrodenpotentials innerhalb gewisser Grenzen bleibt, die für jede Elektrodenanordnung empirisch festgestellt werden muß.
  • Zur Erzeugung eines verschiebbaren Emissionsbereiches bestehen außer der vorgenannten Erzeugung mittels eines primären Kathodenstrahls noch andere --Möglichkeiten. Beispielsweise können mit Hilfe eines bewegten Lichtstrahls aus einem geeigneten 1@Iaterial Elektronen durch Photoeffekt ausgelöst werden, wobei die Wellenlänge des verwendeten Lichtstrahls nicht im sichtbaren Gebiet zu liegen braucht, sondern sowohl im Ultrarot wie im kürzesten Ultraviolett liegen kann.
  • Es können aber auch thermisch Elektronen ausgelöst werden, indem beispielsweise die Kathode als dünner Draht mit kleiner Wärmekapazität und mit geringer Wärmeableitung in der Längsrichtung ausgebildet ist, wobei der Draht durch den Einfall ' von Primärelektronen (Kathodenstrahl) auf Emissionstemperatur gebracht wird.
  • Die Kathode selbst kann nach Belieben massiv sein oder bei teuren Metallen als Blech auf einen beliebigen Träger aufgeschweißt oder aufgelötet werden. Es ist auch möglich, die Kathode als dünne Schicht einem Träger aufzudampfen oder aufzuspritzen. Die Wahl des Kathodenmaterials richtet sich dabei ganz nach der Wahl des den Emissionsbereich erzeugenden Strahls sowie nach der Größe der gewünschten Elektronenemission.
  • Es sei nun noch mit Hilfe der Fig. 8 gezeigt, wie die erfindungsgemäße Elektronenröhre in einer Mehrkanalanlage mit insgesamt n Kanälen verwendet werden kann.
  • Von der Elektronenröhre 8o ist nur der Teil, welcher die Steuersysteme enthält, dargestellt. Es sind von den n Steuersystemen die zu den Kanälen i, 2 und n gehörigen Steuersysteme eingezeichnet, die übrigen Systeme sind zwischen dein System 2 und n angeordnet zu denken, wobei es gleichgültig ist, ob die Steuersysteme kreisförmig, spiralförmig oder zeilenweise angeordnet sind.
  • Die Anoden 8i1, 812 ... 81n können aus einem einzigen Stück Blech gebildet werden, in welchem die verschiedenen Schlitze passend angeordnet sind. Die gemäß der Fig. 3 geformten Steuerelektroden 821, 822 ... 82n sind über die Sekundärwicklungen der Eingangstransformatoren 831, 832...83" an der gemeinsamen Spannungsquelle 84 angeschlossen, die so zu wählen ist, daß die Steuerelektroden gegenüber den Kathoden 85l, 852..85n negatives Potential besitzen und der Kathodenstrom jedes Steuersystems entsprechend Fig. 4c linear verläuft. Diese Kathoden 851, 852 ... 85n sind untereinander verbunden und über den Widerstand 86 an Erde gelegt.
  • Überstreicht ein Kathodenstrahl i, periodisch die Steuersysteme, so erhält man am Ausgang 87 eine Folge von Impulsen, deren Höhe sich entsprechend den an den Primärwicklungen der Eingangstransformutoren 831, 832 ... 83n liegenden momentanen Modulationsspannungen der Nachrichtenkanäle 1. 2 ... 1t ändert. Eine solche Impulsfolge zeigt beispielsweise Fig. 9. Führt man vom Ausgang 87 die Impulse h, l., . . . Ir, von verschiedener Höhe einer Spannungsschwelle A zu, so variiert der Zeitpunkt t1, t2 . . . t" der Schwellenüberschreitung. Werden die Impulse noch nach oben durch eine weitere Spannungsschwelle A' begrenzt, so erhält man dauermodulierte Impulse, wie sie die schraffierten Teilstücke P1, 1'2 . . . 1'" darstellen. Der Anfang der Impulse Pl, P2 ... 1'n wird somit durch die Zeitpunkte t1, t2 . . . t, und das Ende durch die äquidistanten Zeitpunkte to festgelegt. Durch bekannte einfache Schaltungen können diese dauermodulierten Impulse in phasenmodulierte umgewandelt werden, d. h. in kurze, einander gleiche Impulse, deren zeitliche Lage den Zeitpunkten t1, t2 ... t" entspricht.
  • Schaltungen zur Begrenzung der Impulse im Sinn der Fig.9 sind bereits bekannt und in speziellen Ausführungen Gegenstand früherer Erfindungen. Am Empfangsort «-erden die ankommenden phasenmodulierten Impulse einem Steuergitter 88 des nur schematisch angedeuteten, den Kathodenstrahl ip erzeugenden Systems 89 einer genau der Elektronenröhre 8o am Sendeort entsprechenden Elektronenröhre 9o -zugeführt. Der Kathodenstrahl der Empfangsröhre go tastet die Steuersysteme genau synchron mit dein Strahl der Röhre 8o ab, wobei aber der Katliodenstralll in den Impulspausen unterdrückt bleibt. jeder ankommende Impuls gilt den Kathodenstrahl frei, so daß je nach der zeitlichen Lage t1, t, . . . t" der phasenmodulierten lnipulse I'1, 1'z . . . I'" der Kathodenstrahl eine h#,-stimmte Stelle der Kathoden 911, 9i2... 9i" trifft, wodurch Impulse verschiedener Höhe entstehen. In den mit den Kathoden verbundenen Transformatoren 921, 922 ... 92" entsteht dann nach Ausfilterung der nicht benötigten Impulsfrequenzen eine der ursprünglichen Modulationsspannung der zu übertragenden Nachricht entsprechende Spannung. Die Steuerelektroden 931, 932...93" sind zu diesem Zweck alle an einer Spannungsduelle 94 angeschlossen, die so zu wählen ist, daß die Steuerelektroden gegenüber den Kathoden konstantes negatives Potential aufweisen und der Kathodenstrom jedes Steuersystems entsprechend Fig. 4c linear verläuft. Die Anoden 951, 952 ... 95" können wiederum aus einem durchgehenden Blech mit der nötigen Anzahl Schlitze gebildet sein.
  • Die Synchronisierung der Kathodenstrahlablenkung der beiden Röhren 8o und 9o kann beispielsweise so verwirklicht werden, daß an eines der lt Steuersysteme eine spezielle Spamnunggelegtwird, so daß ein urmodulierter Impuls entsteht, dessen Breite sich von den anderen unterscheidet und der als Synchronisierungssignal verwendet wird.
  • Zwischen dem Ausgang 87 der Röhre8o und dem Eingang 88 der Röhre 9o liegen natürlich die üblichen bekannten Einrichtungen zur Übertragung von Impulsen per Draht oder Funk.
  • Aus dem beschriebenen Beispiel ist ersichtlich, daß die Erfindung soNvohl im Sender wie im Empfänger genau gleich gebaute Elektronenröhren zu verwenden erlaubt, wobei für die Empfangs- und Sendezwecke lediglich die Elektroden verschieden zu schalten sind, was aber außerhalb der Röhre geschieht und somit auf den Bau der Röhre keinen Einfluß ausübt.
  • Für eine Mehrkanalverbindung zwischen zwei Orten A und 13 kann sogar sowohl am Ort A wie am Ort B für Sende- und Empfangszwecke die gleiche Röhre verwendet werden. Am OrtA werden beispielsweise alle Steuersysteme mit ungerader Ordnungsnummer genau so geschaltet wie in der Röhre 8o der Fig. 8 und alle Steuersysteme mit gerader Ordnungsnummer so wie in der Röhre 9o der Fig. B. Am Ort B dagegen werden alle Steuersysteme ungerader Ordnungszahl wie in Röhre 9o der Fig. 8 und alle Steuersysteme gerader Ordnungszahl wie in Röhre 8o der Fig. 8 geschaltet. Auf diese Weise laufen somit die Nachrichten von A nach B von den Steuersystemen i, 3, 5 ... der Röhre in A zu den Steuersystemen i, 3, 5 ... der Röhre in B, und umgekehrt laufen die Nachrichten von B nach A von den Steuersystemen 2, 4, 6 ... der Röhre in B zu den Steuersystemen 2, 4, 6 ... der Röhre inA. Eine Mehrkanalanlage für n gegengegenseitige Nachrichtenübertragungen braucht somit zwei Elektronenröhren mit je 2n Steuersvstemen, wobei natürlich dasAbtastprogrammganz beliebig gewählt sein kann. Beispielsweise kann abwechslungsweise je ein Steuersystem, welches einem leingang eines Nachrichtenkanals und ein Steuersvstem, welches einem Ausgang eines Nachrichtenkanals zugeordnet ist, abgetastet werden, aber es können auch Gruppen von Steuersystemen, welche den Eingängen bzw. den Ausgängen der Nachrichtenkanäle zugeordnet sind, abgetastet werden.
  • Außer dem genannten Verwendungszweck läßt sich die erfindungsgemäße Elektronenröhre vorteilhaft auch in der Fernmeß- und Fernsteuertechnik verwenden, wo es sich darum handelt, eine Folge von Meß- oder Steuerimpulsen nacheinander zu übertragen und den entsprechenden Meß- oder Steuerorganen zuzuführen; ferner in Mehrfachtelegraphieanlagen für die Zuordnung der Signale zu den entsprechenden Schreibgeräten. Es handelt sich dabei vorzugsweise darum, in einer kurzen Zeitspanne eine große Zahl von Impulsen zu verarbeiten, was begünstigt wird durch die trägheitslose Abtastung der Steuersysteme mittels Kathoden-oder Lichtstrahls.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i Elektronenröhre, welche mindestens ein Steuersystem enthält, das aus einer Kathode, einer Anode und einer Steuerelektrode besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der die Elektronen emittierende Bereich der Kathode, bei gleichbleibender Zahl der pro Zeiteinheit emittierten Elektronen, innerhalb eines Gebietes @derKathode verschiebbar ist, und der bei vorgegebener negativer Spannung der Steuerelektrode gegenüber der Kathode durch die gegenseitige Anordnung von Kathode, Anode und Steuerelektrode bedingte Kathodenstrom (iK) eine lineare Funktion des Abstandes (x) des emittierenden Kathodenbereiches von einem Fixpunkt ist, wobei der Differenzenquotient aus Kathodenstrom und Fixpunktabstand innerhalb eines negativen Steuerspannungsbereiches von wenigstens 2 Volt nur höchstens iol/ovon einem konstanten Wert abweicht.
  2. 2. Elektronenröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode, Kathode und die Steuerelektrode zusammen einen dreiseitigen prismatischen Raum abgrenzen, wobei die Anode eine Spalte aufweist, durch welche ein den Emissionsbereich erzeugenderStrahl die Kathode trifft.
  3. 3. Elektronenröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode ein L-förmiges Profil aufweist, dessen eine zur Anode parallel laufende Seitenfläche eine gegenüber der Anodenspalte breitere Spalte besitzt. 4. Elektronenröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Emissionsbereich erzeugende Strahl die Anode senkrecht durchsetzt. 5. Elekronenröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Emissionsbereich erzeugende Strahl die Kathode innerhalb eines Winkelbereiches von 3o bis 6a'° trifft. 6. Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode und die Steuerelektrode nebeneinander auf der gleichen Seite der Kathode zu derselben parallel liegen. 7. Elektronenröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode und die Steuerelektrode in der gleichen Ebene liegen. 8: Elektronenröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein gebündelter elektromagnetischer Strahl einen Photoelektronen emittierenden Bereich auf der Kathode erzeugt. g. Elektronenröhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge des elektromagnetischen Strahls im Gebiet zwischen Ultrarot inklusive und Ultraviolett inklusive liegt. i o. Elektronenröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein gebündelter Korpuskularstrahl einen Sekundärelektronen emittierenden Bereich auf der Kathode erzeugt. i i. Elektronenröhre nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß der Korpuskularstrahl ein Kathodenstrahl ist. 12. Elektronepröhre nach ; Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet,-,daß die von dem Kathodenstrahl getroffene Kathode als dünner Draht mit kleiner Wärmekapazität und mit- geringer Wärmeableitung in der Längsrichtung ausgebildet ist. 13. Elektronenröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode aus einer auf einen massiven Träger aufgebrachten Metallschicht besteht. 14. Elektronenröhre nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus einem auf den Träger aufgeschweißten Blech besteht. 15. Elektronenröhre nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus einem auf denTräger aufgelötetenBlechbesteht. 16. Elektronenröhre nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht auf den Träger aufgedampft ist. 17. Elektronenröhre nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht auf den Träger aufgespritzt ist. 18. Elektronenröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Steuersystem dem Eingang eines Nachrichtenkanals einer Impulsmehrkanalanlage zugeordnet ist. i g. Elektronenröhre nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden aller Steuersysteme zu einem einheitlichen flächenhaften Körper zusammengefaßt sind, der eine ,der Anzahl Steuersysteme entsprechende Anzahl Schlitze aufweist. 20. Elektronenröhre nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden aller Steuersysteme über Transformatoren ar die einzelnen Nachrichtenquellen gekoppelt sind und gleichzeitig alle so an einer Spannungsquelle angeschlossen sind, daß die Steuerelektrodengegenüberden untereinanderverbundenen und über einen Widerstand an Erde liegenden Kathoden negatives Potential aufweisen. 21. Elektronenröhre nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die die Elektronenröhre verlassende Impulsfolge in einer Begrenzerschaltung eine Spannungsschwelle überschreiten muß und gleichzeitig eine Begrenzung nach oben erfährt. 22. Elektronenröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Steuersystem dem Ausgang eines Nachrichtenkanals einer Impulsmehrkanalanlage zugeordnet ist. 23. Elektronenröhre nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der den Emissionsbereich erzeugende Strahl in den Impulspausen der zu verarbeitenden Impulsfolge gesperrt ist, wobei die Aufhebung der Strahlsperre durch die Impulse selbst erfolgt. 24. Elektronenröhre nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden aller Steuersysteme zu einem einheitlichen flächenhaften Körper zusammengefaßt sind, der eine der Anzahl Steuersysteme entsprechendeAnzahl Schlitze aufweist. 25. Elektronenröhre nach Anspruch 22, dadurch. gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden aller Steuersysteme untereinander und mit einer Spannungsquelle verbunden sind, so daß die Steuerelektroden gegenüber den Kathoden, welche über Transformatoren, an welche -die Ausgänge der einzelnen Nachrichtenkanäle gekoppelt sind, an Erde liegen, negatives Potential aufweisen. 26. Elektronenröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß einem Steuersystem eine spezielle Spannung zugeordnet ist, wodurch ein Impuls entsteht, der sich von allen anderen erzeugten Impulsen unterscheidet und somit zur Synchronisation weiterer gleichartiger Elektronenröhren dienen kann. 27. Elektronenröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Hälfte aller Steuersysteme den Eingängen der Nachrichtenkanäle und die andere Hälfte aller Steuersysteme den Ausgängen der Nachrichtenkanäle zugeordnet ist. 28. Elektronenröhre nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der den Emissionsbereich erzeugende Strahl abwechslungsweise je ein Steuersystem, welches einem Eingang und ein Steuersystem, welches einem Ausgang eines Nachrichtenkanals zugeordnet ist, abtastet.
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