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Kathodenstrahlschalter, dessen einzelnen Schaltkontakten Signalströme
zugeführt werden Es sind Kathodenstrahlschalter für die Zwecke der Vielfachtelephonie
bekannt, deren einzelnen Schaltkontakten die den einzelnen Gesprächen zugeordneten
Signalströme zuggeführt werden. Der abtastende Kathodenstrahl löst an diesen Schaltkontakten
Sekundärelektronen aus, die zu einer in üblicher Weise als Wandbelag ausgebildeten
gemeinsamen Absaugelektrode übergehen. Die Zahl der an den Schaltl.: ' ontakten
ausgelösten Sekundärelektronen wird durch die Sianalströme beeinflußt, so daß an
einem Widerstand im Kreise der Absaugelektrode eine Folge von Impulsen verschiedener
Höhe entsteht, die z. B. über eine Drahtleitung einem EmPfänger zugeführt werden,
der über einen weiteren synchron mit dem ersten Kathodenstrahlschalter arbeitenden
Schalter verfügt, den sogenannten Verteiler, der die einzelnen in ihrer Höhe von
den Signalströmen modulierten Impulse wieder einzelnen Kanälen zuführt.
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Einem solchen Kathodenstrahlschalter mit an Steuerspannungen gelegten
Einzelkontgkten Pl, P2,
P3, zeigt die Abb. i schematisch. Strahlerzeuger und
Ablenkeinrichtungen sind der Übersicht halber fortgelassen. Es ist ferner zu beachten,.
daß die Kathode des Strahlerzeugers #um i bis 2 kV negativ gegenüber den
Schaltkonta;kten vorgespannt ist.
Die zu übertragenden Gespräche
steuern die Einzelkontakte mit Hilfe der Transformatoren Trl, Tr2, Tr3. Die gemeinsame
Absaugelektrode ist mit S
bezeichnet, und an dem , in i4rem Stromkreis
liegenden Widerstand R entsteht die erwähnte Impulsfolge. Der Abtaststrahl ist als
ausgezogener Pfeil dargestellt, während die Sekundärtlektronenbahnen punktiert gezeichnet
sind.
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Es hat sich nuh herausgestellt, daß nach diesem Prinzip arbeitende
Schalter ein erhebliches Übersprechen zeigen. Dieses Übersprechen entsteht -dadurch,
daß die zur gemeinsamen Absaugelektrode S
fließenden Sekundärelektronen auf
ihrem Wege auch von den anderen Schaltkontakten mit beeinflußt werden.
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Es sind - nun Kathodenstrahlschalter bekannt, deren ungesteuerte
Schaltkontakte durch eine Ab-
schirmung voneinander getrennt sind. Der vom
Strahlerzeuger kommen-de Kathodenstrahl trittdurch Öffnüngen dieser Abschirmung
hindurch und trifft auf die Schaltkontakte auf. Versuche, diese bekannte Abschirmung
auf Katfiodenstrahlsichalter mit an Signalspannungen gelegten Schaltkontakten anzuwenden,
führten nicht zu dem erwarteten Erfol-", weil sichungünstige Stromverteilunggsverhältnisse
dadurch ergeben, daß die Abschirmung den Abtaststrahl aufnimmt, wenn * er
von einem Schaltkontakt zum andern wandert. Eine solche Ab-
schirmung ist
in Abb. i mit W bezeichnet. Spannt man nämlich diese Abschirmun,- W negativ gegenü-ber
den Schaltkontakten P" P21 P, vor, so gelangen die an der Abschirmung
W ausgelösten SekundäTelektronen beim übergang ..des Strahles von einem Kontakt
auf den benachbarten sowohl auf die Absatigelektrode S Albs auch an den SchaltkontaktP
Bund verfälschen das Signal. Gibt man der Abschirmung W ein Potential, das zwischen
dem Potential des Schaltkontaktes und der Absaugelektrode S liegt, so tritt
eine Stromteilung der an den Absaugelektroden P ausgelösten Sekundärelektronen zwischen
der Abschirmung W iund der Absaugelektrode S ein. Hierdurch wird zwar der
Sekundärelektronenübergang von der Ab-
schirmung W zu den Schaltkontakten
P vermieden, je-doch wird durch die Stromteilung der Wirkungsgrad der Anordnung
klein, und es läßt sich gegenüber dem Rauschpegel kein genügend starkes Signal an
der Absaugelektrode S erzeugen. Eine dritte Möglichkeit ist noch dadurch
gegeben, das Potential der Abschirmung W gegenüberden Schaltkontakten höher zu wählen
als das Potential der Absaugelektrode S und den Signalwiderstand in den Stromkreis
der Abschirmung W zu legen. Aber auch hierdurch ergeben sich keine befriedigenden
Resultate, weil der Abtaststrahl beim Übergang von einem Schaltkontakt auf den anderen
die als Absaugelektrode wirkend-- Elektrode W trifft und dadurch die Linpulse verkleinert.
Die hierbei auftretende Impulsverkleinerung- ist so stark, daß praktisch überhaupt
keine Impulse entstehen.
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Um diese Mängel zu beheben, ist bei einem Kathodenstrahlschalter,
dessen einzelnen Schaltkontakten Signalströme zugefiührt werden, die die von dem
abtastenden Kathodenstrahl an den Schaltkontakten ausgelösten und zu einer Absaugelektrode
flibßen#den Sekundürelektronen steuern, nach der Erfindung jedem Schaltkontakt eine
besondere ihn umgebende Absaugelektrode zugeordnet, und ist zwischen Strahlerzeuger
und Absaugelektrode unmittelbar vor der Absaugelelktrode eine negativ gegenüber
den Schaltkontakten vorgespannte Blende angeordnet, (die den Abtaststrafil nur idort
hindurchläßt, wo er auf einen Schaltkontakt trifft. Es ist zweckmäßig' die Blende
auch negativ gegenüber der ihr vorangehenden Elektrode des Strahlerzeugers vorizuspannen,
weil dann die an der Blendedurch denAbtaststiahl ausgelösten Sekundärelektronen
zu jener Elektrode des Strahlerzeugers ab-gesogen werden.
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Die Abb.:2 zeigt den Kathodenstrahlschalter nach der Erfindung schematisch,
während Abb. 3 ein praktisch ausgeführtes Beispiel darstellt. In Abb.:2 ist
die Absaugelektrode S nach Abb. i in einzelne Kästchen Sl, S2, S.,
auf-geteilt, die die Schaltkontakte P., P2, F3, umgeben. Der Baden der Kästchen
kann aus Kapazitätsgründen weggelassen wer-den, da ja von den massiven Schaltkontakten
aus 'keine Sekundärelektronen in der Richtung des ankommenden Kathodenstrahles fließen.
Den Kästchen ist vorangehend eine auf konstantem Potential befindlichhe BlendeB1
angeordnet, die verhindert, daß der Abtaststrahl unmittelbar auf -die Absaugelektrodenkästchen
S auftreffen kann. Der Abtaststrahl kann also entweder durch die Blendenöffnung
hindurch auf die Schaltkontakte fallen und dort die gewünschten Sel#rundärel-ektronen
erzeugen, --die zu den einzelnen Absaugelektroderilkästchen gelangen, oder
er fällt auf die Blende Bl, wo er zwar auch Sekundärelektronen auslösen kann, die
aber leicht durch eine positive Vorspannung der zweiten Anode des Strahlerzeugers
der Röhre oder durch eine an entsprechen-des Potential gelegte Elektrode abgesaugt
werden. Für die einwandfreie Funktion .des Schalters ist wichtig, daß diese Selkundärelektronen
nicht auf (die Absau-gelektroden S gelangen können. Die Blende BI wirkt gleichzeitig
Z, Zn als statische Abschirmung, so daß eine gegenseitige Beeinflussung der
in den Kästchen angebrachten Schaltkontakte P nicht stattfinden kann und damit das
Übersprechen völlig verschwindet. An der in Abb. 3 dargestellten, praktisch
ausgeführten Röhre wurde kein Übersprechen mehr festgestellt. Das Verhältnis des
Übersprechens zur Nutzamplitude ist sicher kleindr als i : 3000, wie durch
Messungen festgestellt werden konnte. Die Blende BI schirnit außerdem noch statisch
die Absaugelektrodenkästchen gegen das elektrostatische oder ma-gnetische Strahlablenksystem
ab, dessen Ablenkspannungen sonst leicht den Impulsverstärker beeinflussen könnten.
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Eine praktischeAusführungsformeines Kathodenstrahlschalters gemäß
der Erfindung für acht Gespräche ist aus Abb. 3 ersichtlich. Auf einer Isolierplatte
i, z. B. aus Keramik, sind acht Kästchen 2 befestigt, die die Absaugelektroden darstellen.
Die Kästchen sind durch den Leiter 3
untereinander verbunden
und an einen der Stifte 4 angeschlossen. Innerhalb eines jeden Kästchens befindet
sich je ein Schaltkontakt, der z. B. mittels des durch die Isolierplatte
i hindurchgefährten Leiters 5 an den Stift 6 angeschlossen ist. Sämtliche
Schaltkontakte sind auf einem Kreis angeordnet. Unmittelbar über dem Absaugelektrodenkästchen
2 befindet sich die Blende 7, die durch vier Tragdrähte 8 gehalten
ist und mit dem Kontaktstift 9 in Verbindung, steht. Die Blende besteht aus
einer Kreisscheibe, die mit so viel radial nach ihrem Band verlaufenden Schlitzen
versehen ist, wie Schaltkontakte vorhanden sind. Das ganze System Schaltkontakte-Absaugelektroden-Blende
ist auf diese Weise zu einer mechanischen Einheit zusammengefaßt,die mit Hilfe des
Glastellers io als Ganzes in das Vakuumgefäß eingeschmolzen wird.
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Die Abhängigkeit des Sekundäremissionsstromes Is von der Spannung
Up an den Schaltkontakten ist in Abb. 4 dargestellt. Das Potential der Schaltkontakte
wird so eingestellt, daß man den steilsten Teil dieser Charakteristik benutzt. Die
praktisch angewendeten. Potentiale sind folgende: Absaug,-elektrode o V, Schalfkontakt
je nach Lage -der Charakteristik, in deren steilsten Teil (praktisch etwa
o V), Blendenvorspannung i o V negativ, bezogen auf das Potential der Absaugelektrode,
Spannungsdifferenz zwischen Blende und der zweiten Anode des Strahlerzeugers etwa
40 V.
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Für sehr hohe Gesprächszahlen müßte man wegerf der großen Kapazität
der miteinander verbundenen Absau,-elektrodeiikästchen einen sehr kleinen Außenwiderstand
verwenden, um genügend kurze Impulse erzeugen zu können. Um dabei nicht zu nahe
an die Ranschamplitude zu kommen und damit von vornherein zu großes Störn-iveau
zu erhalten, ist vorteilhaft, die Albgaugelelktrodenkästchen nicht unmittelbar galvanisch
miteinander zu verbindeen, sondern mit diesen jeweils eine kleine Induktivität in
Reihe zu schalten, so daß die einzelnen Kapazitäten der Absaugelektroden zusammen
mit den Induktivitäten einen Tiefpaß bilden, dessen Grenzfrequenz bei Abschluß mit
einem Ohmschen Widerstand wesentlich höher zu legen ist als bei direkter P2rallelschaltung.
Hierdurch läßt sich der Ausgangswiderstand des Schalters bei gleicherGrenzf requenz
sehr viel größer wählen und damit auch das Verhältnis zwischen Nutzamplitude und
Störamplitude günstiger gestalten. . U nter Umständen genügt bereits eine
Zusammenf assung mehrerer Absaugelektrodenkästchen zu einer Gruppe.