DE930698C - Sekundaerverstaerker mit Prallgittern - Google Patents

Description

• Sekundärverstärker mit Prallgittern Es sind Elektronenröhren bekannt, bei denen mit Hilfe mehrerer, an zunehmenden Spannungen liegender, sekundäremittierender Gitter ein schwacher Primärstrom auf hohe Ausgangswerte vervielfacht wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei solchen Röhren den Strom auf einfache Weise zu steuern. Es ist bereits vorgeschlagen worden, zu diesem Zweck eine Trägerfrequenzspannung an eine oder mehrere der Gitter zu legen. Dabei besteht aber in den meisten Fällen der Nachteil eines ziemlich großen Spannungsbedarfs, wenn der in der Röhre fließende Strom wirklich durchgesteuert werden soll. Die Steuerspannung muß den ganzen Bereich vom Stromeinsatkpunkt der Kathode bis zum Sättigungswert durchlaufen, oder es kann eine hundertprozentige Modulation nicht erreicht werden, da der Strom zum Teil aus Elektronen besteht, die von einem der weiter zurückliegenden Gitter stammen und eine wesentlich größere Geschwindigkeit als die in der betreffenden Stufe erzeugten besitzen.
• Gemäß der Erfindung werden die beschriebenen Nachteile dadurch beseitigt, daß zur Steuerung eine für die Elektronen undurchlässige Prallplatte eingebaut wird, auf die die Elektronen auftreffen, ehe sie die Prallgitteranordnung durchlaufen. Es wurde gefunden, daß mit Hilfe geringer an diese Platte gelegter Spannungen eine sichere Steuerung möglich ist. Die Erfindung kann z. B. zur Einführung eines Trägers, z. B. bei Photozellen für Fernsehzwecke, : -dienen. Sie ist von- besonderer Bedeutung bei Bildzerlegerröhren mit Abtastblende, wenn der Elektronenfluß während der Zeilen- bzw. Bildrückläufe unterdrückt werden soll.
• Die Anordnung der Erfindung kann dahin weitergebildet werden, daß dicht parallel vor der Prallplatte noch ein Gitter angeordnet wird, welches dann an Stelle der Prallplatte die Steuerspannung erhält. Auch in diesem Fall läßt sich eine Durchsteuerung mit kleinen Spannungen erreichen.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der einige Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt sind.
• Fig. i zeigt das Grundprinzip der Anordnung, Fig. 2 seine Anwendung bei einer Bildzerlegerröhre nach Dieckmann und Hell bzw. Farnsworth, Fig. 3 die zur Anordnung, der Fig. 2 gehörige Schaltung; Fig. q. stellt die eben erwähnte Anordnung mit einem zusätzlichen Gitter dar, während in Fig. 5 eineWeiterbildung des erfindungsgemäßen Prinzips veranschaulicht ist.
• In Fig. i treten die Elektronen bei i in einen metallischen abgeknickten Zylinder 2 ein und treffen auf die schräg zur Flugrichtung der Elektronen stehende Prallplatte 3. Die -hier erzeugten Sekundärelektronen werden nach unten abgesaugt und durchsetzen nacheinander eine Anzahl von Vervielfachungsgittern 4.', q., bis sie durch eine weitmaschige Anode 5 auf eine zweite Prallplatte 6 gelangen. Hier tritt nochmals eine Verstärkung ein; der endgültige Strom wird von der Anode 5 abgenommen und nach außen geleitet. Die Spannungsverhältnisse können z. B. wie folgt gewählt werden: Abschirmung 2 15o V, Prallplatte 3 ioo V und erstes Gitter q.' 300 V. Die weiteren Gitter liegen in der üblichen Weise an zunehmenden Spannungen. Es wurde gefunden, daß bei einer solchen Anordnung der Strom mit einer Spannungsänderung an der Prallplatte 3 von nur 2o bis 30 V weitgehend durchgesteuert werden kann. Eine starke Herabsetzung des Stroms wird dabei vorzugsweise durch eine Spannungszunahme erhalten. Zur Erklärung dieser Tatsache erscheint folgende Deutung möglich, auf die die Erfindung jedoch nicht festgelegt sein soll. Nimmt man einmal an, daß das Potential der Platte 3 bis auf den Wert des Potentials des Zylinders 2° gesteigert sei, so läßt sich leicht einsehen, daß die von dem ersten Gitter q.' ausgehenden Zugfeldlinien zum. größten Teil auf dem Abschirmzylinder endigen, so daß je nach der geometrischen Anordnung nur sehr wenige oder gar keine bis auf die Platte 3 durchgreifen. Infolgedessen herrscht vor dieser Platte nur ein äußerst schwaches Zugfeld, so daß die Elektronen nicht mehr in den Vervielfacher gelangen.
• Die Fig. 2 stellt eine Bildzerlegerröhre mit Abtastblende dar. Innerhalb der Röhre ii ist mit 12 die Photokathode bezeichnet, auf die mit Hilfe der Linse 13 ein Bild des zu übertragenden Gegenstandes geworfen wird: Die Photokathode ist mit einem auf gleichem Potential befindlichen Ansatz iq: verbunden, der zusammen mit einem-metallischen Zylinder 15 eine elektrische Linse darstellt. Die Röhre wird ferner in bekannter Weise von Ablenkspulen und einer Konzentrierspule umschlossen, die jedoch der Übersichtlichkeit wegen nicht mit dargestellt sind. Die Abtastöffnung 16 befindet sich in einem Zylinder 2, der seinerseits von einem zweiten Zylinder 17 umschlossen ist. Das Innere des Zylinders 2 enthält eine Prallplatte 3, Vervielfachungsnetze q. usw., wie es an Hand der Fig. i bereits beschrieben wurde. Die mit gleichen Bezugszeichen versehenen Teile entsprechen sich in ihrer Wirkungsweise.
• Beim Betrieb solcher Röhren ist es erwünscht, den Bildstrom im Ausgang während der Rückläufe der Ablenkfelder zu unterdrücken. Es sind bereits verschiedene Wege zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen worden, die aber entweder keine genügende »Austastung« ergaben oder zu hohe Spannungen zur Unterdrückung des Rücklaufes erforderten. Mit der beschriebenen Anordnung gelang es, diese Schwierigkeiten vollständig zu beheben. Es wird dabei eine Schaltung angewendet, die in den Grundzügen in Fig. 3 dargestellt ist. Die innerhalb des Zylinders 2 befindlichen Elektronen erhalten ihre Spannungen über einen Spannungsteiler 21. Dem Punkt 22, der für das Potential der Prallplatte maßgebend ist, werden außer der zum Betrieb erforderlichen Gleichspannung noch zwei Folgen von Rechteckimpulsen zugeführt, von denen die eine, bei 23 eingeführte, dem Bild-, die andere, bei 2q. eingeführte, dem Zeilenkippgerät entstammt. In der Leitung vom Bildkippgerät zum Punkt 22 befindet sich noch ein großer Kondensator (z. B. ioo ooo cm) und ein Widerstand, während die vom Zeilenkippgerät kommende einen kleinen Kondensator (z. B. ioo cm) enthält.
• Die Betriebsspannungen können beispielsweise wie folgt gewählt werden: Kathode 12 oV, Wandzylinder 15 50o V, äußere Zylinder 17 1500 V, innere Zylinder 2 55o V, Prallplatte 3 50o V, erstes Gitter q.' 700 V.
• Bei der in Fig. q. dargestellten Anordnung entsprechen die meisten Einzelteile der Anordnung der Fig. i ; sie sind daher mit denselben Bezugszeichen versehen. In geringem Abstand vor der Prallplatte 3 ist noch ein Netz 7 angeordnet, welches in diesem Falle an Stelle der Prallplatte die Steuerspannung erhält. Zweckmäßig wird das Gitter 7 normalerweise schwach negativ gegen die Platte 3 gehalten und zur Steuerung positiver gemacht. Es läßt sich leicht einsehen, daß das Gitter das Zugfeld des Verstärkungsnetzes q.' völlig abschirmt, wenn es ein etwas höheres Potential als die Platte 3 besitzt und so konstruiert ist, daß sie einen Durchgriff der vom Gitter q.' kommenden Feldlinien verhindert. Die auf der Platte 3 entstehenden Sekundärelektronen fließen dann nicht nach unten ab, sondern sie werden von dem Gitter 7 aufgenommen. Zweckmäßig wird dieses Gitter mit einer nicht emittierenden -Oberfläche versehen.
• In dem speziellen- Fall der Bildzerlegerröhre mit Abtastblende ist diese Anordnung insofern etwas ungünstiger, als die Gitterdrähte 7 eine merkliche Schattenwirkung auf das sehr feine Elektronenbündel ausüben, so daß der Strom nicht gleichmäßig auf der Platte 3 vervielfacht wird. Man wird also bei solchen Röhren die Anordnung der Fig. i bis 3 vorziehen.
• Die Fig. 5 zeigt eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens, bei der der Zylinder 2 mehrmals abgeknickt ist und an jeder Knickstelle eine Prallplatte 3 bzw. 8 enthält. Die von der zweiten Prallplatte 8 kommenden Elektronen gelangen in eine weitere Gruppe von Prallgittern g. Zur Unterbrechung des Elektronenflusses möge diesmal auf die Platte 8 ein negativer Impuls gegeben werden, der eine Ablenkung des Elektronenbündels in Richtung auf das erste der Gitter g bewirkt, so daß es auf den Zylinder .2 treffen würde, wo es nur wenige oder gar keine Sekundärelektronen erzeugt. Dabei kann es zweckmäßig sein, den Zylinder mit einer schlecht emittierenden Innenfläche zu versehen. Um jedoch alle Störungen durch auf den Zylinder 2 treffende Elektronen auszuschließen, ist noch ein Faradaykäfig io vorgesehen, in den die abgelenkten Elektronen gelangen. Um die Unterdrückung noch vollkommener zu gestalten, können sowohl auf die Platte 3 als auch auf die Platte 8 Abtastimpulse gegeben werden. Unter Umständen können diese Impulse bei der einen Platte positiv, bei der anderen negativ sein. Die Elektroden g können auch in einem senkrecht zur Zeichenebene stehenden Rohrabschnitt untergebracht werden, wobei die Platte 8 entsprechend anders gestellt wird.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Sekundärelektronenverstärker mit Prallgittern, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Stroms eine für die Elektronen undurchlässige Prallplatte in die Röhre eingebaut ist, an der die Steuerspannung liegt und auf die die Elektronen treffen, ehe sie die Prallgitteranordnung durchlaufen.
2. 2. Verstärker nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallplatte eine Trägerfrequenzspannung (z. B. bei einer Photozelle für Fernsehzwecke) oder periodisch zur Unterbrechung des Stroms dienende, insbesondere rechteckige Impulse zugeführt werden.
3. 3. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er in eine Bildzerlegerröhre mit Abtastblende eingebaut ist, und daß die auf die Platte gegebenen Impulse zur Unterdrückung des Stroms während der Zeilen- und bzw. oder Bildrückläufe dienen. q..
4. Verstärker nach Anspruch i oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte schräg zur Flugrichtung der auftreffenden Elektronen liegt und innerhalb einer an dieser Stelle abgeknickten röhren-, insbesondere zylinderförmigen Abschirmung angeordnet ist.
5. 5. Verstärker nach Anspruch i oder q., dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung normalerweise um etwa 5o V positiver ist als die Prallplatte, und daß der Prallplatte positive Spannungsimpulse zugeführt werden.
6. 6. Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rechteckigen Austastimpulse den zum Betrieb der Bildzerlegerröhre erforderlichen Kippgeräten entnommen werden.
7. 7. Verstärker nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dicht parallel vor der Prallplatte ein Gitter angeordnet ist, welches an Stelle der Platte die Steuerimpulse erhält. B. Verstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter im ungesteuerten Zustand schwach negativ gegen die Prallplatte vorgespannt ist und positive Steuerimpulse erhält. g. Verstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter so ausgebildet ist, daß es den Durchgriff von Zugfeldlinien der Prallgitteranordnung verhindert, wenn es mit der Prallplatte auf gleichem oder höherem Potential liegt. io. Verstärker nach Anspruch i oder q., dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung mehrfach abgeknickt ist und an jeder Knickstelle eine Prallplatte enthält. i i. Verstärker nach Anspruch i oder q., dadurch gekennzeichnet, daß, insbesondere bei Verwendung negativer Impulse zur Verringerung des Stroms, die Innenfläche des Abschirmzylinders nicht emittierend ausgebildet ist, oder daß zur Abfangung der Elektronen ein Faradaykäfig vorgesehen ist. Angezogene Druckschriften: Zeitschrift für technische Physik, 1936, S.623 bis 625.