-
Elektrische Kaltkathoden-Entladungsröhre Wenn Glimmentladungsröhren
für die Verwendung als elektrische Schaltelemente unter derartigen Bedingungen betrieben
werden, daß das Kathoden, glimmlicht nur einen Teil der vorhandenen Kathodenoberfläche
bedeckt (z. B. normale Glimmentladung), so können, wie festgestellt wurde, infolge
des Schwankens der Entladung, das bei der Wanderung des Glimmlichts über die Kathodenoberfläche
auftritt, erhebliche Rauschspannungen in die Schaltung eingeführt werden.
-
Es ist bekannt, daß diese Rauschspannungen durch Steigerung desEntladungsstromes
oder durch Verkleinerung der Kathodenoberfläche wirksam unterdrückt werden, so daß
die Röhre unter den Bedingungen der anomalen Glimmentladung arbeitet. Bei gewissen
Arien von Entladungseinrichtungen, speziell in Verbindung mit FunkenstTcken, ist
bereits häufig vorgeschlagen worden, äse Elektrodenflächen aufzurauhen, um auf diese
Weise eine Anzahl von Punkten zu. bilden, von welchen die Entladung eingeleitet
werden kann.
-
Bei der Erfindung wird' das Kathodenglimmlicht bei der normalen; Glimmentladung
durch künstliche Aufrauhu ng der Kathodenoberfläche so an einte Stelle gebunden.,
daß es nicht wandem; kann und dadurch diese Rauschspannungen beseitigt werden.
-
Gegenstand der Erfindung ist also eine elektrische Kaltkathoden-Glimmentladungsröhre
mit einer Anode und einer Kathode mit im wesentlichen parallelen Entladungsflächen,
wobei die
Kathodenoberfläche im beschriebenen: Sinne künstlich aufgerauht
ist.
-
Der Grad, der für den vorliegenden Zweck notwendigen Aufrauhung ist
recht erheblich. Die Aufrauhung, die; sich durch Sandgebläse erreichen, läßt, erwies
sich als hinreichend für gewisse Stromwerte bei einer reinen. Metallfläche, während.
ess sich ebenfalls in einigen: Fällen als befriedigend herausstellte, wenn: die
Fläche durch darauf geschriebene Linica aufgerauh:t ist oder daß durch Rollen des
Metalls ein Kordelmuster gebildet wird.
-
Bei Verwendung von: geirolhen Flächen murß man dafür Sorge tragen,
daß die erzeugten Rillen keine erhebliche Ausdehnung haben, da sonst die elektrostatische
Feldvexteilung darin bewirken kann, daß die Kathoden-Glimmentladung eher in denAus,
sparungen bleibt als auf den Scheiteln der Fläche. Bei Verwendung von reinen Nickelelck
tro den in einer Gasmischung von Neon, Wasserstoff und Argon bei einem Druck von
ioo m-m. Quecksilber-säule ist festgestellt worden, daß die Entladung bei
gewissen Strom-"erten in den Rillen verbleibt, wenn die Kathodenoberfläche mit einer
Reihe von parallelen balbzylindrischen!Rillen von etwa o,4 mm Durchmesser gerollt
ist. Unter diesen Bedingungen treten, wie weiter festgestellt wurde. Plasmasch:wingungen
einer Frequenz in der Größenordnung von 8o kHz, auf, die ein Rauschen in der Größen-Ordnung
eines Volts in die Schaltung einführen.
-
Allgemein kann, festgestellt werden, daß das Rauschens, das bei einer
Röhre im normalen Glimmentladungsbereich auftritt, dadurch unterdrückt -werden kann.,
daß die Kathode entsprechend der Erfindung mit einer erheblichen Anzahl getrennter
Flächen versehen ist, die so angeordnet sind., daß die Glimmentladung daran und'
nicht dazwischen auftritt.
-
Während ;im vorliegenden Fall unter Aufrauhung der Kathodenoberfläche
auch Maßnahmen zur Erzielung einer regelmäßig fein unterteilten Kathodenoberfläche
zu verstehen sind, wird andersets diesbezüglich nicht so weit gegangen, daß die
unterteilte Oberfläche von solcher Art -wäre, daß sie praktisch eine Vielzahl von
getrennten; Entladungsstrecken bilden -würde, deren Elektroden parallel geschaltet
sind. Es zeigt sich diann eine ausgeprägte Ungleichmäßigkeit der. Kurve, die die
.@bhängigkei.t der Anoden-Kathoden-Spannung (Brennspannung) von dem Entladungsstrom
Im Falle einer Kathode, die in einem solchen zu vermeidenden Ausmaß unterteilt ist,
würde die Entladung an: allen vorher gezündeten Elementen in den Bereich der normalen
Glimmentladung fortschreiten, bevor sich diel Glirivmentla;dung von einem Flächenelement
zu einem benachbarten aus-dehnen könnte. Das würde zur Folge haben, daß die Kathoden-Anoden@Spänmu,ng
ansteigt, bevor das nächste Element in die, Entladung eingreift und die Spannung
wieder vermindert. Bei den dem Erfin:-dung entsprechenden Kathoden testen zwar einige
desrartige Ungleichmäß.igkeitern auf, jedoch ist der Spannungsanstieg geringfügig.
Sind die verschiedenen Elektrodenflächen. so groß, daß derartige Ungleichmäßigkeiten
pi-aküisch in Erscheinung treten, so werden ehemrfalls die Elemente so groß sein,
daß die Merkmale der Erfindung nicht auftreten.
-
Eine beispielsweisse praktische Ausführung der Erfindfung isst in
den Zeichnungen dargestellt, und z.wa;r zeigt.
-
Fig. i teilweise im Schnitt eine Entladungsröhre, bei -welcher die
Erfindung Anwendung finden kann, Fig. 2, wie die Oberfläche der Kathode. der Röhre
in Fig. i entspmechend der Erfindung unterteilt ist. Die Röhre i in Fig. i weist
eine Kathode 2 in Form einer Metallplatte auf, ferner eine Anode 3 (ebenfalls in
Form einer Metallplatte, die parallel zur Kathode liegt) und eine Hilfsanode q.,
die zwischen Kathode und Anode liegt und das Endteils der Kathode teilweise überdeckt.
Diese, Elektroden sind an denn dargestellten Isolatoren befestigt. Das Endteil 5
der Kathode ist, wie in Fig.2 gezeigt, keilförmig. Die Spitze des Keiles zeigt in
den schachtelähnlichen Einsschluß, der durch die Hilfsanode q. gebildet wird.
-
Die, in Fig. i dargestellte Röhre ist eine schnell arbeitende Auslöseröhre,
die so ausgebildet ist, daß die Entladung sich ohne meßbare Verzögerung auf die
Hauptanode ausdehnt, sobald eine Entladung zwischen dem Endteil 5 der Kathode und
der Hilfsanode q. auftritt. Der Entladungsstrom der Hauptanode liegt- in der Größenordnung
von io mA. Bei Reduoierung des Stromes- auf 2 mA, wobei die Gleichspannung über
die Röhre i7o V beträgt, variiert, wie festgestellt wurde, die Rauschspannung zwischen
Anode und Kathode bei Verwendung einem glatten Nickelkathode je nach der verwendeten
Röh :res zwischen 1o und; 50 V Spitzenspannung, Andererseits sind ähnliche
Röhrentypen hergestellt worden, bei dienen jedoch die Kathodenflächen mit einem
Gitter von etwa einer Linie pro Millimeter gekordelt sind, die ein Rhombusmuster
bilden, derart, daß ein, vollkommenes und erhabenes Flächenelement des in dser Fig..2
dargestellten Musters mit der Spit7e: des Endteiles 5 der. Kathode zusammenfällt.
-
Es wurde festgestellt, daß die Arbeitsweise der Röhre hierdurch nicht
meßbar beeinflußt wird und daß die Rauschspannung unter den gleichen Bedingungen
bei 2 mA Entladungsstrom in allen Fällen auf weniger als 0,5 V Spitzenspannung
reduziert wurde und in den meisten Fällen nicht meßbar war.
-
Es ist selbstverständlich, daB die Erfindung auch für aktivierte Kathoden
Verwendung finden kann, wobei die Oxydbedeckung vorzugsweise als gerollte Grundfläche
auisgebi.ldet isst. Ferner isst klar, däß unter parallelen Flächen der Anode und
Kathode auch der Fall verstanden wird, bei welchem diese, wie z. B. in einer koaxialen
Anordnung, gekrümmt sind.