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DE406534C - Arrangement for generating electrical vibrations with a space charge grid tube - Google Patents

Arrangement for generating electrical vibrations with a space charge grid tube

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Publication number
DE406534C
DE406534C DEG52517D DEG0052517D DE406534C DE 406534 C DE406534 C DE 406534C DE G52517 D DEG52517 D DE G52517D DE G0052517 D DEG0052517 D DE G0052517D DE 406534 C DE406534 C DE 406534C
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DE
Germany
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space charge
grid
anode
arrangement
positive electrode
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Expired
Application number
DEG52517D
Other languages
German (de)
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Telefunken AG
Original Assignee
Telefunken Gesellschaft fuer Drahtlose Telegraphie mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Telefunken Gesellschaft fuer Drahtlose Telegraphie mbH filed Critical Telefunken Gesellschaft fuer Drahtlose Telegraphie mbH
Priority to DEG52517D priority Critical patent/DE406534C/en
Application granted granted Critical
Publication of DE406534C publication Critical patent/DE406534C/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B7/00Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes
    • H03B7/02Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
    • H03B7/04Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element being vacuum tube

Landscapes

  • Particle Accelerators (AREA)

Description

(GS2SI7(GS2SI7

Es ist bekannt, durch eine Entladungsröhre mit Gitter elektrische Schwingungen zu erzeugen, indem ein schwingungsfähiger Kreis in geeigneter Phase Energie aus idem Anodenkreise entnimmt und einen kleinen Teil davon (Rückkopplung) an den Gitterkreis abgibt. Eine ganz entsprechende Schaltung kann bei einer Raumladungsgitterröhre angewendet werden. Hier erhält das der Kathode nächsteIt is known by a discharge tube Using a grid to generate electrical oscillations by creating an oscillating circle in a suitable phase takes energy from the anode circuit and a small part of it (Feedback) emits to the grid circle. A very corresponding circuit can be made at a space charge lattice tube. Here is the one closest to the cathode

ίο Gitter eine hohe positive Gleichspannung, während das zweite Gitter zur Rückkopplung benutzt wird.ίο grid has a high positive DC voltage, while the second grating is used for feedback.

Vorliegende Erfindung gibt eine andere Schaltung zur Erzeugung von Schwingungen an, die sich auf Raumladungsgitter röhren oder generell auf Röhren mit einer besoaderen positiven Elektrode im Kathodenraum bezieht.The present invention provides another circuit for generating vibrations that tubes on space charge grids or generally on tubes with a besoaderen positive electrode in the cathode compartment.

Sie soll an einer Raumladungsgitterröhre auseinandergesetzt werden, d. h. an einer Röhre, die unmittelbar an der Kathode ein Gitter von hoher positiver Spannung, darauffolgend ein Gitter von kleiner, evtl. negativer Spannung und darauffolgend eine Anode von hoher positiver Spannung besitzt (Abb. 1).It is to be explored on a space charge lattice tube, i.e. H. at a Tube immediately attached to the cathode is a grid of high positive voltage, followed by it a grid of small, possibly negative voltage and then an anode of has a high positive voltage (Fig. 1).

Es ist in der Elektrodynamik üblich, vonIt is common in electrodynamics, of

einer »negativen Charakteristik« zu sprechen und bei Vorhandensein einer solchen eine Schwingungserzeugung unter gewissen Bedingungen, die die Dimensionen eines Kapazität und Selbstinduktion enthaltenden Schwingungskreises betreffen, für möglich zu halten.to speak of a "negative characteristic" and, if one is present, one Vibration generation under certain conditions that have the dimensions of a capacitance and resonance circuit containing self-induction should be considered possible.

Eine »negative Charakteristik« besteht nun darin, daß ein Elektrizitätsleiter bei erhöhter Spannung einen erniedrigten Strom hindurchläßt und umgekehrt.A "negative characteristic" consists in the fact that a conductor of electricity at elevated Voltage lets a decreased current through and vice versa.

Es soll daher hier gezeigt werden, inwiefern bei vorliegender Erfindung eine negative Charakteristik vorhanden ist. Es handelt sich hierbei um den Kreis (Abb. 1), der durch die Kathode Ιζ, die Batterie Ez und das Gitter Q2 gebildet wird, wobei Speziell die Strecke K-G2 in der Röhre die negative Charakteristik besitzt.It should therefore be shown here to what extent a negative characteristic is present in the present invention. This is the circle (Fig. 1), which is formed by the cathode Ιζ, the battery E z and the grid Q 2 , with the segment KG 2 in the tube in particular having the negative characteristic.

Diese negative Charakteristik, die weder mit sekundärer Kathodenstrahlung noch mit Ionisation o. dgl. etwas zu tun hat, ist erkennbar aus Abb. 2, welche eine Charakteristikenschar darstellt. Für alle Kurven bedeuten die Abszissen die variabel gedachte Gitterspannung^. Die ebenfalls variable Spannung E2 des Raumladungsgitters ist als Parameter verwendet, so daß jede Kurve mit je einer bestimmten Raumladungsgitterspannung E2 aufgenommen ist. Die Anodenspannung Ea ist für alle Punkte aller Kurven unverändert dieselbe.This negative characteristic, which has nothing to do with secondary cathode radiation, ionization or the like, can be seen from Fig. 2, which shows a set of characteristics. For all curves, the abscissas mean the imaginary variable grid voltage ^. The likewise variable voltage E 2 of the space charge grating is used as a parameter, so that each cam is received, each with a certain space charge grid voltage E. 2 The anode voltage Ea is unchanged for all points of all curves the same.

In Abb. 2 sind nun drei Arten von Kurven gezeichnet, nämlich mit /4, mit I2 und mit Ig bezeichnete. Sie bedeuten die Ströme nachIn Fig. 2 three types of curves are drawn, namely with / 4, with I 2 and with I g . They mean the rivers after

der Anode IA, dem Raumladungsgitter I2 und dem Gitter Ig. Jede Kurve zeigt ferner an der Strombezeichnung einen Index (20, 3O3 40 usw.); welcher den Parameter, d.h. die zugehörige Raumladungsgitterspannung E2 in Volt angibt.the anode I A , the space charge grid I 2 and the grid I g . Each curve also shows an index (20, 3O 3 40, etc.) on the current designation; which specifies the parameter, ie the associated space charge grid voltage E 2 in volts.

Obgleich jede der Kurven I220,I2^, I2^ usw. nun umgekehrt geneigt ist als die Kurven/4, so stellen sie nicht etwa an sich negative Charakteristiken vor, da nämlich die Ordinaten zwar ihre eigenen Ströme, dagegen die Abszissen die Spannungen des Steuergitters anzeigen, so daß keine Selbstabhängigkeit besteht.Although each of the curves I 220 , I 2 ^, I 2 ^ etc. is inclined in the reverse direction than the curves / 4, they do not represent inherently negative characteristics, since the ordinates have their own currents, whereas the abscissas the Show tension of the control grid so that there is no self-dependence.

Vielmehr läßt sich die negative Charakteristik erst erkennen, wenn bei einer bestimmten konstanten Gitterspannung Eg und einer bestimmten kontstanten Anodenspannung (die ja in Abb. 2 überall konstant ist) die Zuao samrnengehörigkeit von I2 und E2 festgestellt wird. Dies ist z.B. für den Punkt Eg=— 6VoIt (siehe punktierte Linie P) geschehen kann in Abb. 3 besonders gezeichnet. Man sieht hier zwischen E2= 20 Volt und E2= 100 Volt die fallende Charakteristik (bzw. negative Charakteristik). Die Ursache dieser negativen Charakteristik ist folgende:Rather, the negative characteristic can only be recognized when the association of I 2 and E 2 with a certain constant grid voltage E g and a certain constant anode voltage (which is constant everywhere in Fig. 2) is determined. This is done, for example, for the point Eg = - 6VoIt (see dotted line P) and can be drawn especially in Fig. 3. You can see the falling characteristic (or negative characteristic) between E 2 = 20 volts and E 2 = 100 volts. The cause of this negative characteristic is as follows:

Bei der Raumladungsgitterröhre besteht zwischen Ea, E2, Ia, Iz ein komplizierter Zusammenhang, da ja stets der Strom sich zwischen Anode und Raumladungsgitter ver- j teilt, so daß sowohl Einflüsse auf den einen | als auch auf den anderen bestehen, die aber, j da die Summe beider Ströme etwa konstant \ ist, hierdurch wieder einander beeinflussen. So ist eine Erhöhung der Raumladungsgitterspannung zunächst unmittelbar eine Ursache zu einer Raumladungsgitterstromerhöhung und dadurch einer Anodenstromerniedrigung. In zweiter Reihe ist eine Erhöhung der Raumladungsgitterspannung. aber ,die Ursache zur Erhöhung des mittleren Potentials in der Gitterfläche und dadurch gleichzeitig eine Ursache zur Erhöhung des Anodenstromes, somit zur Verminderung des Raumladungsgit- I ters. Der zweite Einfluß pflegt nun, insbe- j sondere wenn man mit Spannungen oberhalb j der Sättigung arbeitet, zu überwiegen. Dies läßt sich so ausdrücken, daß die Raumladungsgitterspannung ebenfalls einen Durch- ] griff durch das Gitter ausübt, welcher die eigentliche Ursache der negativen Charakteristik ist. I Die negative Charakteristik läßt sich zu- j nächst so verwerten, daß mit ihr in Serie ι ein Schwingungskreis, z. B. in Schwungradschaltung, gelegt wird (Abb. 4), der dann von der Röhre unter noch näher auseinanderzusetzenden Bedingungen erregt wird. j Erfindungsgemäß soll nun diese Eigen- 1 schaft zu Schaltungen zur Schwingungserzeu- :In the case of the space charge lattice tube there is a complicated relationship between Ea, E 2 , Ia, Iz, since the current is always distributed between the anode and the space charge lattice, so that both influences on the one | and insist on the other, but which is, j as the sum of both currents approximately constant \, thereby again affecting each other. Thus, an increase in the space charge grid voltage is initially a direct cause of an increase in the space charge grid current and thereby a decrease in the anode current. In the second row is an increase in the space charge lattice voltage. but, the cause of the increase in the mean potential in the grid surface and thereby at the same time a cause of the increase in the anode current, thus reducing the space charge grid. The second influence tends to predominate, especially when working with voltages above j saturation. This can be expressed in such a way that the space charge grid voltage also has a penetration through the grid, which is the actual cause of the negative characteristic. I The negative characteristic can initially be used in such a way that with it in series ι an oscillation circuit, z. B. in flywheel circuit, is placed (Fig. 4), which is then excited by the tube under conditions to be discussed in more detail. According to the invention, this property is now intended for circuits for generating vibrations:

gung noch etwas allgemeiner verwertet werden, indem v durch ein Organ genügenden Spannungsabfalles in der Raumladungsgitterleitung eine den ganzen Vorgang von selbst aufrechterhaltende Wechselspannung hervorgebracht wird.supply something to be exploited more generally by one is produced the whole process of self-sustaining AC voltage v through an organ sufficient voltage drop in the space charge grid line.

Dies läßt sich folgendermaßen ausdrücken, wenn Ia einen Anodenwechselstrom, i2 den Raumladungsgitterwechselstrom, €a die Anodenwechselspannung, eg die Gitterwechselspannung, ez die Raumladungsgitterwechselspannung, α das Durchgreifen der Anodenspannung durch die Gitterfläche, ζ das Durchgreifen der Raumladungsgitterspannung durch die Gitterfläche bedeuten:This can be expressed as follows if Ia is an anode alternating current, i 2 is the space charge grid alternating current, € a is the anode alternating voltage, e g is the grid alternating voltage, e z is the space charge grid alternating voltage, α is the penetration of the anode voltage through the grid surface, ζ the penetration of the space charge grid voltage through the grid surface:

ΰ — f (%■ + «· eA -f ζ eK), (1)ΰ - f (% ■ + «· e A -f ζ e K ), (1)

wobei / eine einfache Funktion bedeuten soll. Nun liegen in der Anodenleitung der Widerstand R (z. B. gebildet durch einen schwingungsfähigen Kreis in der Schwungradschalrwhere / should mean a simple function. The resistor R (e.g. formed by an oscillating circle in the flywheel switch) is now in the anode lead

tung, so daß R = -^n ist), ferner in derprocessing, so that R = - ^ n), furthermore in the

Raumladungsgitterleitung der Widerstand Z. Dann ergibt sich aus (1)Space charge lattice line is the resistance Z. Then from (1)

(2)(2)

Hier sei die Abhängigkeit des Stromes von den Spannungen, d.h. die Funktion / als linear angenommen, was z. B. bei kleinen Amplituden vollständig zutreffend ist, daher auch ausreicht, um den Vorgang des Einsetzens der Schwingungen darzulegen. Es sei also gesetzt:Here is the dependence of the current on the voltages, i.e. the function / as linearly assumed what z. B. is fully applicable for small amplitudes, therefore is also sufficient to explain the process of the onset of the vibrations. Let it be set:

(3)(3)

iA=Q-{ee~aRiA—iA = Q- { e e ~ aRi A—

(4)(4)

Hieraus ergibt sich:This results in:

Da, wie oben gesagt, Anodenstrom und Raumladungsgitterstrom fast genau einander entgegengesetzt gehen, da der Gesamtstrom konstant ist, (der Sättigungsstrom), so kann man setzen:Since, as said above, the anode current and space charge grid current are almost exactly opposite each other since the total current is constant (the saturation current), one can set:

,■—__; fei, ■ —__; fei

so daßso that

iA = -^(egi A = - ^ (e g -

(6)(6)

Der Erfindungsgedanke kann nun in mancherlei verschiedenen Schaltungen zum Aus- _ druck gebracht w.erden. In den betreffenden Abb. 4 bis 8, welche solche Schaltungen zeigen, ist auf eine Gitterwechselspannung verziehtet, indem das Gitter unmittelbar an die Kathode gelegt ist. Es kann auch vollstän-The idea of the invention can now be used in a number of different circuits to pressurized. In the relevant Figs. 4 to 8, which such circuits show is warped to an alternating grid voltage by attaching the grid directly to the Cathode is placed. It can also be completely

dig isoliert bleiben. Daher wird in Gleichung (6) die Gitterwechselspannung fortfallen bzw. wirddig stay isolated. Therefore, the AC grid voltage will be omitted in equation (6) or will

In Abb. 5 wird im Anodenkreis ein schwingungsfähiger Kreis benutzt, für den R — -=^ In Fig. 5 an oscillating circle is used in the anode circle, for which R - - = ^

ist, in der Raumladungsgitterleitung ein reiner Widerstand Z. Die Bedingung dafür, daß der Vorgang sich selbst aufrecht erhält, lautet aus (6) demnach:is, in the space charge grid line a pure resistance Z. The condition for that the process is self-sustaining, according to (6):

iA — p'( i A - p '( -

ζΖϊΛ)ζΖϊ Λ )

und hieraus:and from this:

■ = Q + nR■ = Q + nR

(8)(8th)

(9)(9)

In Abb. 6 ist R ein reiner Widerstand, dagegen Z =In Fig. 6, R is a pure resistance, whereas Z =

= 7=r-= 7 = r-

C1 K1 C 1 K 1

Kreis.Circle.

Dann ergibt sich als Bedingung für die Selbsterhaltung:Then the condition for self-preservation is:

und hieraus:and from this:

L1 L 1

ζ >· ρ =Q -\- 0.R- (11)ζ> ρ = Q - \ - 0.R- (11)

C1R1 C 1 R 1

In Abb. 7 sind beide Widerstände schwingungsfähige Kreise, und eine einfache Ableitung zeigt, daß sie möglichst genau aufeinander abgestimmt sein sollen, jedoch eine gegenseitige Kopplung überflüssig ist.In Fig. 7 both resistances are oscillating circles and a simple derivative shows that they should be coordinated with one another as precisely as possible, but that mutual coupling is superfluous.

Dann ergibt sich als Bedingungsgleichung:Then the conditional equation results:

C1R1 C 1 R 1

(12)(12)

Diese letztere Schaltung hat den Vorteil, daß die nutzbare Energie sich vergrößert, da beide Kreise Energie liefern, während bei Abb. 5 und 6 ein Teil der Energie im reinen Wider stand R bzw. Z vernichtet wird.This latter circuit has the advantage that the usable energy is increased, since both circles supply energy, while in Fig. 5 and 6 a part of the energy in the pure resistance was R or Z is destroyed.

Ferner kann der Widerstand in der Anodenleitung weggelassen werden (Abb. 4), wofür sich die Bedingung ergibt:Furthermore, the resistor in the anode lead can be omitted (Fig. 4), for which purpose the condition results:

(13)(13)

Die Impedanz in der Raumladungsgitterleitung, die ja die Basis der Erfindung ist, kann dagegen nicht weggelassen werden, denn es würde sich ergeben:The impedance in the space charge grid line, which is the basis of the invention, on the other hand, cannot be omitted, because the result would be:

ein schwingungsfähiger was nicht realisierbar ist, da Q,· a, L, C, R sämtlich unbedingt positiv sind.an oscillatory which cannot be realized, since Q, · a, L, C, R are all absolutely positive.

Die beiden Kreise der Abb. 7 können auch, ohne daß dies notwendig wäre, zur Vereinfachung vereinigt werden, wie Abb. 8 zeigt.The two circles in Fig. 7 can also, without this being necessary, for the sake of simplicity be combined, as shown in Fig. 8.

Man kann auch das geschilderte Erregungsprinzip nur teilweise verwenden, indem man die obengenannten Bedingungsgleichungen nicht ganz erfüllt, jedoch einen kleinen Zusatz der bekannten Gitterrückkopplung anwendet, indem man z. B. auf eine in der wahren Gitterleitung liegende Spule von einem der Kreise induziert.One can also use the described excitation principle only partially by one does not completely fulfill the above conditional equations, but a small one Applying addition of the known grating feedback by z. B. on one in the true Coil lying on the grid line induced by one of the circles.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:Patent Claims: 1. Anordnung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen mit einer Raumladungsgitterröhre bzw. einer Röhre, die eine stark positive Elektrode in Kathodennähe hat, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung die negative Charakteristik, welche durch den Einfluß der positiven Elektrode auf das mittlere Potential in der Fläche eines wahren Gitters und dadurch auf den Anodenstrom entsteht, benutzt wird.1. Arrangement for generating electrical oscillations with a space charge lattice tube or a tube which has a strongly positive electrode near the cathode, characterized in that for Excitation the negative characteristic, which is caused by the influence of the positive electrode on the mean potential in the Area of a true grid and thereby on the anode current is used. 2. Anordnung nach Anspruch 1, da- go durch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung zu der positiven Elektrode ein schwingungsfähiger Kreis angeordnet ist.2. Arrangement according to claim 1, da- go characterized in that in the lead to the positive electrode a vibratory Circle is arranged. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung zur positiven Elektrode ein Ohmscher Widerstand angeordnet ist, wobei in den Anodenkreis schwingungsfähige Elemente eingeschaltet sind und die Energieentziehung aus dem Anodenkreise geschieht.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that in the supply line an ohmic resistor is arranged to the positive electrode, with vibratory elements in the anode circuit are switched on and the energy is drawn from the anode circuit. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieentziehung entweder allein aus dem Raumladungsgitterkreis oder allein aus dem Anodenkreis oder gleichzeitig aus beiden erfolgt, und zwar entweder durch zwei getrennte Organe oder durch ein gemeinsames. 4. Arrangement according to claim 1 or the following, characterized in that the Energy extraction either from the space charge lattice circle alone or from the Anode circle or at the same time from both, either by two separate ones Organs or by a common. 5. Schaltung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das wahre Gitter unmittelbar an die Kathode angeschlossen ist.5. A circuit according to claim r, characterized in that the true grid is immediately connected to the cathode. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.
DEG52517D 1920-12-05 1920-12-05 Arrangement for generating electrical vibrations with a space charge grid tube Expired DE406534C (en)

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