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Anordnung mit einer Elektronenröhre.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, dass es nicht nötig ist, zur Verbesserung der Wirkungsweise einer Verstärkerröhre zusätzliche Zwischengitter zu verwenden, sondern dass es vielmehr auch mit andern und einfacheren Mitteln gelingt, hohe Verstärkung ohne störende Nebenerscheinung zu erreichen. Schutz-und Schirmgitter waren eingeführt, um die die Verstärkung vermindernde Anodenrückwirkung bzw. die kapazitive Beeinflussung des Steuergitters zu verhindern ; derartige Gitter sind mit positiven Gleichspannungen zu betreiben und verbrauchen einen im Verhältnis zum Anodennutzstrom erheblichen Verluststrom. Es zeigte sich ferner bei der Weiterentwicklung derartiger Röhren die Notwendigkeit zur Einführung eines weiteren Gitters (Fanggitters) zwecks Vermeidung des Überganges von Sekundärelektronen zwischen der Anode und dem Schirmgitter.
Zur Vermeidung der Nachteile der hilfsgitterfreien Röhre, in erster Linie also der Dreielektrodenröhre, sind auch noch andere Mittel vorgeschlagen und angewendet worden. Die kapazitive Rückwirkung der Anode wurde durch Neutralisations-bzw. Neutrodyneschaltungen ausgeglichen, die im wesentlichen darin bestanden, dass das Steuergitter über eine zweite, der Anoden-Steuergitter-Kapazität gleiche Kapazität auch gegenphasig aufgeladen wurde und somit insgesamt ungeladen blieb. Eine bekannte Neutralisationssehaltung enthält beispielsweise eine Doppelgitterröhre in Raumladeschaltung, bei der dem Raumladegitter ausser der üblichen positiven Vorspannung eine zur Anodenwechselspannung gegenphasige Wechselspannung zugeführt wird.
Um die Entkopplung von Anode und Steuergitter frequenzunabhängig zu machen, ist angegeben worden, dass das Verhältnis der Teilkapazitäten zwischen der Anode und den beiden wechselspannungsführenden Gittern gleich dem Verhältnis der Teilkapazitäten zwischen der Kathode und diesen beiden Gittern sein soll. Bei dieser Schaltung ist aber zu beachten, dass die zur Beseitigung der Anodenrückwirkung dienende Elektrode auf der einen und die Anode selbst auf der andern Seite des Steuergitters angeordnet ist. Es wird also nur der Einfluss der Anodenwechselspannung auf das Steuergitter, nicht aber auf andere Teile des Elektrodensystems aufgehoben und ferner wirkt die am Raumladegitter auftretende Wechselspannung auch auf den Emissionsstrom ein.
Die Anodenrückwirkung infolge des Einflusses des Aussenwiderstandes hat man vielfach durch Rückkopplung auf das Steuergitter selbst aufgehoben.
Es hat aber bisher an Vorschriften gefehlt, diese Schaltungsmassnahmen durch geschickte bauliche Anordnungen in der Röhre zu ersetzen und von vornherein bei der Konstruktion der Röhre Bedacht auf eine betriebs-und schaltungstechnisch einfache Verwendung der hochverstärkenden Elektronenröhre zu nehmen.
Die Erfindung besteht in einer Anordnung mit einer Elektronenröhre zur Aufhebung der Rückwirkung des Wechselpotentials einer Elektrode auf eine andere Elektrode durch eine eine gegenphasige Wechselspannung führende Zusatzelektrode und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzelektrode, die mit der rückwirkenden Elektrode, wie an sich bekannt, mehrfach ineinandergreift, so fein unterteilt ist, dass sich an jeder Stelle der Nachbarelektrode die von den beiden Elektroden hervorgerufenen Wechselpotentiale aufheben.
Erfindungsgemäss enthält eine Elektronenröhre ausser einer Kathode K, einem Steuergitter G und einer Anode A, noch eine Zusatzelektrode At in solcher Anordnung, dass der Durchgriff al der
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zur Steuergitter-Zusatzelektrodenkapazität CA2G (wobei als Kapazitätsbelegungen die Elektroden samt ihren Zuleitungen in Rechnung gestellt werden). Im einfachsten, aber auch wohl üblichsten Sonderfall werden diese Verhältnisse den Wert l haben, d. h. die Durchgriff, Kapazitäten und Wechselspannungen von Anode und Zusatzelektrode werden untereinander gleich sein. In der folgenden Erklärung ist I dieser Sonderfall in den Vordergrund gestellt ; der allgemeinere Fall ergibt sich dann ohne weiteres.
Es sollen also folgende Bedingungen erfüllt sein : al = α2 und CA1G = GAc, für jeden aktiven Punkt der Kathode.
Es sind Röhren bekannt, die trotz einer äusserlichen Ähnlichkeit mit dem Anmeldungsgegenstand nicht verwechselt werden dürfen. Beispielsweise hat man die Anoden von einer als Mehrphasen- gleichrichter für technischen Wechselstrom arbeitenden Röhre in aus einzelnen Drähten bestehende
Gruppen zerlegt und diese so angeordnet, dass die Teile der einen Gruppe zwischen denen der andern stehen ; bei diesen Röhren ist weder Näheres über das Verhältnis der Teilkapazitäten bekannt, noch spielt dieses dort eine Rolle.
Ferner sind aus dem Schrifttum Röhren bekannt mit zwei Anoden, die spiralförmig gewunden und ineinandergelegt sind. Der Zweck dieser Anordnung ist eine bestimmte Stromverteilung auf die beiden Anoden, die lediglich von den geometrischen Verhältnissen des elektrischen Feldes im Entladungs- raum und der Elektronenbahnen bestimmt wird und weder mit der Grösse der Durchgirffe noch der
Teilkapazitäten etwas zu tun hat.
Schliesslich sei noch erwähnt, dass Röhren mit zwei ineinandergewundenen Gittern bekannt sind ; an diese wurde jedoch nicht die Forderung gestellt, durch entsprechende Abstände zwischen den Gittern und zu den Nachbarelektroden ein einheitliches Feld an den steuerfähigen Teilen der Röhre entstehen zu lassen.
Der Vollständigkeit halber sei auch noch erwähnt, dass auch Neutrodyneschaltungen mit Doppel- gitterröhren bekannt sind, bei denen die Kapazität zwischen dem Steuergitter und der Anode durch die natürliche Kapazität zwischen dem Steuergitter und dem zweiten Gitter ausgeglichen wird. Dabei wird jedoch weder von den Möglichkeiten Gebrauch gemacht, die sich gemäss der Erfindung aus der innigen Vermischung der Felder zweier zusammenarbeitender Elektroden und aus der Wahl bestimmter
Durchgriffsbeziehungen ergeben.
Eine Anordnung, die den vorhin aufgestellten Bedingungen genügt, ist in Fig. 1 schematisch wiedergegeben. Über der Kathode K und dem Steuergitter G sind die Anode Ai und die Zusatz- elektrode J. a angeordnet, die aus untereinander gleichen Elementen bestehen. Die mit einem Kreisring angedeuteten Elemente der Anode Al und die als schwarz angelegte Kreisflächen dargestellten Elemente der Zusatzelektrode A2 sind untereinander leitend verbunden. Es ist ferner gestrichelt angedeutet, zwischen welchen Punkten die Kapazitäten CA1G und GAG zu messen sind ; durch die von benachbarten
Elementen der Anode bzw. Zusatzelektrode zu je einem Punkt der Kathode führenden und mit o, o ; : bezeichneten Feldlinien ist der Sinn der Durchgriffsangabe verdeutlicht worden.
Eine Anordnung, wie sie z. B. Fig. 2a oder Fig. 2b zeigen, würde zwar auch die Bedingung
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für jeden einzelnen aktiven Punkt der Kathode erfüllen und damit, wie gleich gezeigt wird, die Lösung der gestellten Aufgabe nicht geben. Anordnungen, wie sie die Fig. 2 a und 2 b zeigen, sind in einer Röhre vereinigte, aber schliesslich auch in zwei getrennten Röhren ausführbare und darum dem Wesen der Erfindung nicht gerecht werdende Konstruktionen.
Legt man nämlich an J. i eine positive Gleichspannung Eau., der eine kleinere Wechselspannung A B sin rot, wie sie etwa der Wechselspannung am äusseren Widerstand entspricht, überlagert wird, und an eine negative Gleichspannung Eau, dite
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der Fig. 1 sich über die ganze Kathode, d. h. für jeden ihrer Pnukte, annähernd gleichmässig ein Feld verteilen, das sich zusammensetzt aus :
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Es bleibt also hier lediglich die Gleichspannungskomponente des Anodeneinflusses bestehen ; die Röhre hat einen unendlich hohen Wechselstrominnenwiderstand und ist wegen des Cis = Ce auch kapazitiv rückwirkungsfrei.
Im Falle der Fig. 2 aber ist das Feld an der linken Kathodenhälfte proportional α'(EA1+#E sin #t), an der rechten proportional (EA2+# E sin #t). Rechts flösse wegen
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der Nachbarschaft der Kathode, nämlich an der der Kathode vorgelagerten Umkehrstelle der Elektronen, für jeden ihrer Punkte notwendig, um eine Abhängigkeit des Stromes von den Wechselspannungen an Al und A2 zu vermeiden. An diesem Zusammenhang wird nichts geändert durch das Anlegen von Spannungen an das Steuergitter. Dieses ist vielmehr dann die allein wirksame Steuerelektrode des Systems.
Ein beispielmässiges Schema für Röhre und Schaltung gibt die Fig. 3. Die von einer Antenne a aufgenommenen Schwingungen werden über eine induktive Kopplung dem Gitterkreis der Röhre R, welche die in Fig. 1 dargestellten Elektroden enthält, zugeführt. Der aus den Induktivitäten L und
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der Kapazität 0 bestehende Ausgangskreis liegt zwischen der Anode At und der Zusatzelektrode A2 und ist durch die Blockkondensatoren OB gleichstrommässig unterteilt, so dass den Elektroden , verschiedene bzw. verschieden gepolte Gleichspnnungen EA1 und EA2 zugeführt werden können. Der Aussenwiderstand kann, wie dargestellt, als abgestimmter Schwingungskreis oder auch als Zwischenfrequenzfilter oder als Transformator ausgebildet sein.
Die Anzapfung und Erdung des Aussenwiderstandes erfolgt zweckmässig an einer solchen Stelle, dass sich mindestens für eine Frequenz die Wechselspannungen an J. i und A2 umgekehrt wie die zugehörigen Durchgriffe al und α2 verhalten.
Ist somit bewiesen, dass nur eine solche Anordnung von J. i und A2 die ausreichenden Bedingungen erfüllen kann, bei der die von A1 und A2 ausgehenden Felder sich sehr innig vermischen, insbesondere also die Durchgriffbestimmung für jeden Kathodenpunkt gilt, so hat eine solche Anordnung auch gleichzeitig den Vorteil, dass die Bedingungen al = < Xz und C == Cc auch dann noch hinreichend erfüllt sind, wenn durch die zwangläufig bei der Fertigung beim Versand und im Betrieb auftretenden Fehler oder durch mechanisch-thermische Beanspruchungen eine Verschiebung der Elektroden zueinander auftritt.
Denn die Bedingung 11. 1 = a2 für jeden Punkt der Kathode setzt eine innige Verflechtung der Elektroden J. i und A2 untereinander voraus, die zweckmässig auch konstruktiv in der Ausbildung dieses Elektrodenpaares zu einem konstruktiven Bauelement ihren Ausdruck findet. Fig. 4 a und b geben schematische Beispiele für eine derartige Vereinigung.
In Fig. 4 a ist angenommen, dass die Anode At und die Zusatzelektrode A2 aus je einer Drahtwendel bestehen und derart ineinandergelegt sind, dass sie zusammen eine zweigängige Schraube bilden.
Die beiden Elektroden werden von je einer Haltestrebe getragen, wobei die Windungen von J. i an die obere Strebe Bi und die Windungen von A2 an die untere Strebe H2 punktförmig angeschweisst sind.
Gemäss Fig. 4 b bestehen die Elektroden J. j und A2 aus zueinander parallelen Drähten, von denen jeder mit dem übernächsten verbunden ist. Die Drähte werden durch beiderseits angeordnete Isolierringe Hs gehalten.
Die Erfüllung der Bedingung al = 11. 2 für jeden Punkt der Kathode ist besonders wichtig bei Röhren, in denen der Durchgriff, z. B. längs der Kathodenachse, ungleich ist. Hiebei ist es zweckmässig, dass die Richtung, in der sich der Durchgriff ändert (z. B. also die Kathodenachse) sich kreuzt mit der Richtung, in der die Elemente der Anode bzw. der Zusatzelektrode geschichtet sind.
Der allgemeinere Fall α1 = , usw. bedarf nach vorstehendem keiner weiteren Erörterung. Er kann eine Rolle spielen, z. B. im Falle der Zwischenfrequenz-oder Niederfrequenzverstärkung, bei dem es mehr auf die Verstärkung einer Stufe als auf die Vermeidung der Anodenrückwirkung mit saubersten Mitteln ankommt.
Es lassen sich ferner noch zusätzliche Bemessungs-, Ausführungs-und Schaltungsvorschriften angeben, die sich aus dem Wesen der Erfindung und dem praktischen Gebrauch ergeben. Den Durchgriff a wird man möglichst gross wählen, um bei kleiner Anodenspannung Ejti und kleinem Anodenverlust dennoch den nötigen Trägerstrom zu erhalten. Je grösser al und damit auch α2 ist, um so mehr wird aber auch die in der Röhre ebenso wie in der Schaltung praktisch auftretende Unsymmetrie von Bedeutung sein und einen völligen Ausgleich verhindern. Für die Fälle, in denen es Schwierigkeiten macht, von vornherein den Unterschied der Kapazitäten unterhalb eines bestimmten Wertes zu halten, wird man durch eine Zusatzkapazität den endgültigen Ausgleich schaffen können.
Um die Rückwirkungsfreiheit in ausreichendem Masse zu gewährleisten, empfiehlt es sich, den Durchgriffsunterschied
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emittierende Glühkathode gedacht ist, was aber die sinngemässe Anwendung der Erfindung auf Glühkathoden ersetzende Elemente, wie virtuelle Kathoden, Austrittsstellen an Blenden oder Gittern, an denen die Elektronen annähernd Nullgeschwindigkeit haben, und kathodenähnliche Plasmen in gasgefüllten Röhren nicht ausschliesst.
Bei den vorhin beschriebenen Anordnungen ist der Anode eine Zusatzelektrode zugeordnet und mit ihr derart innig vereinigt bzw. isoliert ineinandergeschachtelt, dass diese beiden Elektroden eine nach aussen einheitlich wirkende Potentialfläche bilden. Ein Paar so beschaffener Elektroden soll im Anklang an die Eigenschaften eines Dipols als Dipolelektrode bezeichnet werden. Das elektrische Feld Exyz in der Umgebung einer solchen Dipolelektrode kann in Entfernungen, die grösser sind als die Abstände der Einzelelektroden oder ihrer Teile, aber kleiner als die Abstände von irgendwelchen Nachbarelektroden oder steuerfähigen Teilen der Elektronenbahn (z.
B. virtuelle Kathode), überall - insbesondere auch zu beiden Seiten der Dipolelektrode-annähernd dargestellt werden durch den Ausdruck :
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sind zwei kammartig ineinandergreifende Teilelektroden D1, D2 vorhanden, die sich zumindest über die Kathodenlänge q überlappen. Die Fig. 5 b lässt die Lage der Dipolelektrode innerhalb eines
Elektrodensystems erkennen. Es bezeichnen : K die Kathode, A die Anode und pi, p gewohn- liche Gitter.
Zwei kammartig ineinandergreifende Gitter sind bisher nur für einen ganz andern Zweck vorgeschlagen worden, nämlich zur Querablenkung des Entladungsstromes (von oder zu der Anode).
Im vorliegenden Fall ist jedoch eine solche Wirkung nicht nur nicht beabsichtigt, sondern sie soll sogar durch eine hinreichend grosse Ausdehnung der nachfolgenden Elektroden oder durch geschlossene
Bauweise gerade vermieden werden. Es empfiehlt sich insbesondere, die zur Entladungsrichtung senkrecht stehenden Flächen der Elektroden bzw. Dipolelektroden mit ihrer von der Kathode aus gerechneten Ordnungszahl grösser werden zu lassen, so dass jede Elektrode mit Bestimmtheit den von der vorhergehenden Elektrode durchgelassenen Elektronenstrom erfasst. Ferner ist es zweckmässig, einige oder alle Elektroden bzw. Dipolelektroden so, z. B. zylindrisch, auszubilden, dass sie die Kathode umschliessen.
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gleichmässig.
Werden solche Dipolelektroden zwischen andern Elektroden der Röhre angeordnet, so kann man sie sowohl zur Trennung der einzelnen Entladungsabschnitte als auch als Träger anderer Funktionen, z. B. als leistungsabführende Anoden, heranziehen. Denn obgleich die einzelnen Teilelektroden
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A B eine kleinere Spannung (z. B. 5 Volt) und/E20/etwas grösser als/A 111 EI ist, so wirkt die Dipolelektrode mit einem Feld proportional (Eio-Eo), das also gar keine Wechselspannungskomponente
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erregter Hilfsschwingun.
In Fig. 6 ist eine Röhre schematisch dargestellt, die eine Kathode K, eine Anode A und eine aus zwei ineinandergreifenden Elektrodengruppen bestehende Dipolelektrode Ds, die an der Stelle eines Schirmgitters liegt, enthält. Zu beiden Seiten der Dipolelektrode Ds sind gewöhnliche Gitter (Steuergitter) Ci, G2 angeordnet.
In der Röhre nach Fig. 7 ist statt der einfachen Anode eine Dipolelektrode DA vorgesehen ; die übrigen Elektroden sind dieselben wie in Fig. 6.
Ein Beispiel der schaltungsmässigen Verwendung einer Röhre nach Fig. 7 zeigt die Fig. 8. Es handelt sich um eine selbstschwingende Mischröhre, in welcher eine Überlagerungsschwingung #is erzeugt und mit einer Eingangsschwingung me derart kombiniert wird, dass im Ausgangskreis eine Zwischenfrequenz Ms als Summen-oder Differenzfrequenz von roü und mu abgenommen werden kann. Zu diesem Zweck ist an die Dipolelektrode Ds ein auf die Überlagerungsschwingung abgestimmter Resonanzkreis angeschlossen und eine induktive Rückkopplung auf den Stromkreis des Gitters GI hergestellt.
Die von der Antenne gelieferte Eingangsweehselspannung roH wird dem zweiten Steuer- gitter G2 zugeführt. An die als Ausgangselektrode dienende Dipolelektrode DA ist ein auf die Zwischenfrequenz to, abgestimmter Resonanzkreis angeschlossen, von dem aus die Zwischenfrequenz einer weiteren Verwertung zugeführt wird.
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Arrangement with an electron tube.
The invention is based on the idea that it is not necessary to use additional intermediate grids to improve the mode of operation of an amplifier tube, but rather that it is also possible to achieve high amplification with other and simpler means without disruptive side effects. Protective and screen grids were introduced in order to prevent the anode reaction, which reduces the amplification, or the capacitive influence on the control grid; Such grids are to be operated with positive DC voltages and consume a considerable loss current in relation to the anode current. The further development of such tubes also revealed the need to introduce a further grid (catch grid) in order to avoid the transition of secondary electrons between the anode and the screen grid.
To avoid the disadvantages of the auxiliary grid-free tube, primarily the three-electrode tube, other means have also been proposed and used. The capacitive reaction of the anode was by neutralization or. Neutrodyne circuits were balanced, which essentially consisted in the fact that the control grid was also charged in phase opposition via a second capacitance equal to the anode control grid capacitance and thus remained uncharged overall. A known neutralization circuit contains, for example, a double grid tube in a space charging circuit, in which the space charging grid is supplied with an alternating voltage in phase opposition to the anode alternating voltage in addition to the usual positive bias voltage.
In order to make the decoupling of the anode and control grid independent of frequency, it has been stated that the ratio of the partial capacitances between the anode and the two alternating voltage grids should be equal to the ratio of the partial capacitances between the cathode and these two grids. With this circuit, however, it should be noted that the electrode used to eliminate the anode reaction is arranged on one side and the anode itself on the other side of the control grid. Only the influence of the anode alternating voltage on the control grid is canceled, but not on other parts of the electrode system, and the alternating voltage occurring on the space charge grid also has an effect on the emission current.
The anode reaction due to the influence of the external resistance has often been canceled by feedback to the control grid itself.
So far, however, there has been a lack of regulations to replace these circuit measures with skilful structural arrangements in the tube and to take into account, from the outset, when designing the tube that the high-gain electron tube is simple in terms of operation and circuitry.
The invention consists in an arrangement with an electron tube to cancel the reaction of the alternating potential of one electrode on another electrode by means of an additional electrode carrying an alternating voltage in phase opposition and is characterized in that the additional electrode, which, as is known per se, meshes with the retroactive electrode several times , is so finely divided that the alternating potentials caused by the two electrodes cancel each other out at each point on the neighboring electrode.
According to the invention, in addition to a cathode K, a control grid G and an anode A, an electron tube also contains an additional electrode At in such an arrangement that the penetration al the
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to the control grid additional electrode capacitance CA2G (whereby the electrodes and their leads are billed as capacitance assignments). In the simplest, but also the most common special case, these ratios will have the value 1, i.e. H. the penetration, capacities and alternating voltages of the anode and additional electrode will be the same as one another. In the following explanation I put this special case in the foreground; the more general case then follows without further ado.
The following conditions should therefore be fulfilled: a1 = α2 and CA1G = GAc, for each active point of the cathode.
Tubes are known which, despite an outward similarity, must not be confused with the subject of the application. For example, one has the anodes of a tube that works as a polyphase rectifier for technical alternating current in individual wires
Groups broken down and arranged so that the parts of one group stand between those of the other; For these tubes, no details are known about the ratio of the partial capacities, nor does this play a role there.
Furthermore, tubes are known from literature with two anodes which are spirally wound and nested. The purpose of this arrangement is a certain current distribution to the two anodes, which is only determined by the geometric relationships of the electric field in the discharge space and the electron paths and neither with the size of the passages nor the
Partial capacity has something to do.
Finally, it should be mentioned that tubes with two meshed grids are known; However, the requirement was not made on this to create a uniform field on the controllable parts of the tube by means of appropriate distances between the grids and the neighboring electrodes.
For the sake of completeness, it should also be mentioned that neutrodyne circuits with double grid tubes are also known, in which the capacitance between the control grid and the anode is compensated by the natural capacitance between the control grid and the second grid. In doing so, use is not made of the possibilities which, according to the invention, result from the intimate mixing of the fields of two interacting electrodes and from the selection made
Pass-through relationships result.
An arrangement which satisfies the conditions set out above is shown schematically in FIG. The anode Ai and the additional electrode J.a, which consist of mutually identical elements, are arranged above the cathode K and the control grid G. The elements of the anode A1 indicated by a circular ring and the elements of the additional electrode A2 shown as black circular areas are conductively connected to one another. It is also indicated by dashed lines between which points the capacitances CA1G and GAG are to be measured; by that of neighboring
Elements of the anode or additional electrode each leading to a point of the cathode and marked with o, o; : indicated field lines the meaning of the penetration indication has been clarified.
An arrangement as z. B. Fig. 2a or Fig. 2b would show the condition
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fulfill for each individual active point of the cathode and thus, as will be shown in a moment, do not give the solution to the problem. Arrangements as shown in FIGS. 2a and 2b are combined in one tube, but ultimately also executable in two separate tubes and therefore do not do justice to the essence of the invention.
If a positive direct voltage Eau. Is applied to J. i, on which a smaller alternating voltage A B sin rot, such as corresponds approximately to the alternating voltage at the external resistor, is superimposed, and to a negative direct voltage Eau, dite
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of Fig. 1 extends over the entire cathode, i.e. H. for each of their points, distribute a field almost evenly, which is composed of:
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So only the direct voltage component of the anode influence remains here; the tube has an infinitely high AC internal resistance and, because of the Cis = Ce, is also capacitively free of feedback.
In the case of Fig. 2, however, the field on the left half of the cathode is proportional to α '(EA1 + # E sin #t), on the right it is proportional (EA2 + # E sin #t). Right because of rivers
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the vicinity of the cathode, namely at the reversal point of the electrons upstream of the cathode, necessary for each of its points in order to avoid a dependence of the current on the alternating voltages at Al and A2. The application of voltages to the control grid does not change anything in this context. Rather, this is the only effective control electrode of the system.
An exemplary scheme for tube and circuit is shown in FIG. 3. The vibrations picked up by an antenna a are fed via an inductive coupling to the lattice circle of the tube R, which contains the electrodes shown in FIG. The from the inductances L and
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The output circuit consisting of the capacitance 0 lies between the anode At and the additional electrode A2 and is divided by the block capacitors OB in terms of direct current so that different or differently polarized direct voltages EA1 and EA2 can be fed to the electrodes. The external resistance can, as shown, be designed as a tuned oscillating circuit or as an intermediate frequency filter or as a transformer.
The external resistance is conveniently tapped and grounded at such a point that at least for one frequency the alternating voltages at J. i and A2 behave the other way around as the associated penetrations a1 and α2.
If it is thus proven that only such an arrangement of J. i and A2 can meet the sufficient conditions in which the fields emanating from A1 and A2 are very intimately mixed, i.e. in particular the penetration determination applies to each cathode point, then such an arrangement also has at the same time the advantage that the conditions a1 = <Xz and C == Cc are still sufficiently fulfilled if the electrodes are shifted relative to one another due to the errors that inevitably occur during production during shipping and operation or due to mechanical-thermal stresses.
This is because the condition 11.1 = a2 for each point of the cathode presupposes an intimate interweaving of the electrodes J. i and A2 with one another, which is expediently also expressed constructively in the formation of this electrode pair to form a structural component. FIGS. 4 a and b give schematic examples of such a union.
In FIG. 4 a it is assumed that the anode At and the additional electrode A2 each consist of a wire helix and are placed one inside the other in such a way that they together form a two-thread screw.
The two electrodes are each carried by a holding strut, the turns of J. i being welded point-like to the upper strut Bi and the turns of A2 to the lower strut H2.
According to FIG. 4 b, the electrodes J. j and A2 consist of wires parallel to one another, each of which is connected to the next but one. The wires are held in place by insulating rings Hs on both sides.
The fulfillment of the condition al = 11.2 for each point of the cathode is particularly important for tubes in which the penetration, e.g. B. along the cathode axis is unequal. It is useful here that the direction in which the penetration changes (e.g. the cathode axis) crosses with the direction in which the elements of the anode or the additional electrode are layered.
The more general case? 1 =, etc., does not require further discussion after the above. He can play a role e.g. B. in the case of intermediate-frequency or low-frequency amplification, in which it is more important to amplify a stage than to avoid the anode reaction with the cleanest means.
It is also possible to specify additional dimensioning, implementation and circuit specifications that result from the essence of the invention and practical use. The penetration a will be chosen to be as large as possible in order to still obtain the necessary carrier current with a low anode voltage Ejti and a small anode loss. The greater al and thus also α2, the more the asymmetry which occurs in practice in the tube as well as in the circuit will be of importance and prevent complete compensation. For those cases in which it is difficult to keep the difference in capacities below a certain value from the outset, it will be possible to create the final balance by adding additional capacitance.
In order to ensure that there is no interference to a sufficient degree, it is recommended that the penetration difference
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emitting hot cathode is intended, but this does not exclude the analogous application of the invention to elements replacing hot cathodes, such as virtual cathodes, exit points on diaphragms or grids where the electrons have almost zero speed, and cathode-like plasmas in gas-filled tubes.
In the arrangements described above, the anode is assigned an additional electrode and is so intimately combined or insulated with it that these two electrodes form a potential surface that acts uniformly on the outside. A pair of electrodes made in this way should be referred to as a dipole electrode in accordance with the properties of a dipole. The electric field Exyz in the vicinity of such a dipole electrode can be set at distances that are greater than the distances between the individual electrodes or their parts, but smaller than the distances from any neighboring electrodes or controllable parts of the electron path (e.g.
B. virtual cathode), everywhere - especially on both sides of the dipole electrode - are approximately represented by the expression:
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two comb-like interlocking partial electrodes D1, D2 are present, which overlap at least over the cathode length q. The Fig. 5 b leaves the position of the dipole electrode within a
Detect the electrode system. It denotes: K the cathode, A the anode and pi, p ordinary grids.
Two comb-like interlocking grids have hitherto only been proposed for a completely different purpose, namely for the transverse deflection of the discharge current (from or to the anode).
In the present case, however, such an effect is not only not intended, but it should even be achieved through a sufficiently large expansion of the subsequent electrodes or through closed electrodes
Construction just avoided. In particular, it is recommended that the surfaces of the electrodes or dipole electrodes that are perpendicular to the discharge direction become larger with their ordinal number calculated from the cathode, so that each electrode detects the electron current passed by the preceding electrode with certainty. It is also appropriate to use some or all of the electrodes or dipole electrodes so, for. B. cylindrical to form that they enclose the cathode.
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evenly.
If such dipole electrodes are arranged between other electrodes of the tube, they can be used both to separate the individual discharge sections and to carry other functions, e.g. B. use as power dissipating anodes. Because although the individual sub-electrodes
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A B is a lower voltage (e.g. 5 volts) and / E20 / is slightly higher than / A 111 EI, the dipole electrode acts with a field proportional (Eio-Eo), which means that there is no alternating voltage component at all
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excited auxiliary oscillation.
In Fig. 6 a tube is shown schematically, which contains a cathode K, an anode A and a dipole electrode Ds consisting of two interdigitated electrode groups, which is located at the location of a screen grid. Ordinary grids (control grids) Ci, G2 are arranged on both sides of the dipole electrode Ds.
In the tube according to FIG. 7, a dipole electrode DA is provided instead of the simple anode; the other electrodes are the same as in FIG. 6.
An example of the circuit use of a tube according to FIG. 7 is shown in FIG. 8. It is a self-oscillating mixer tube in which a superimposed oscillation #is is generated and combined with an input oscillation me in such a way that an intermediate frequency Ms as a sum in the output circuit. or the frequency difference between roü and mu can be obtained. For this purpose, a resonance circuit tuned to the superimposed oscillation is connected to the dipole electrode Ds, and inductive feedback is established on the circuit of the grid GI.
The alternating input voltage roH supplied by the antenna is fed to the second control grid G2. A resonance circuit tuned to the intermediate frequency to is connected to the dipole electrode DA, which serves as the output electrode, from which the intermediate frequency is fed to a further utilization.
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