DE714101C

DE714101C - Schaltung zur Erzeugung von elektrischen Schwingungen

Info

Publication number: DE714101C
Application number: DEN38213D
Authority: DE
Inventors: Pierre Janne Henri A Nordlohne; Klaas Posthumus
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1934-07-07
Filing date: 1935-06-02
Publication date: 1941-11-26
Also published as: US2103338A; GB451974A; FR791414A; BE409976A; NL45832C

Description

N 38213

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Erzeugung von elektrischen Schwingungen derjenigen Art, bei der eine Entladungsröhre angewendet wird, in der die Elektronen von einem Magnetfeld beeinflußt werden. Die Schwingungen, die mit einer derartigen Schaltung erzeugt werden können, lassen sich in verschiedene Gruppen einteilen. So können z. B. mit einer Oszillatorröhre, die eine zylindrische, eine geradlinige Kathode symmetrisch umgebende Anode aufweist, Schwingungen erzeugt werden, deren Schwingungszeit von der gleichen Größenordnung wie die Umlaufzeit der Elektronen in der Röhre ist. Die Frequenz dieser Schwingungen steht im geraden Verhältnis zu der Stärke des Magnetfeldes.

Eine zweite Art von Schwingungen kann mit einer Oszillatorröhre erzeugt werden, in

ao der zwei oder mehr Anoden symmetrisch in bezug auf eine Kathode angeordnet sind und bei der ein negativer Widerstand auftritt, wenn an zwei einander gegenüberliegenden Anoden ein Potentialunterschied angelegt wird. Wird zwischen zwei einander gegenüberliegenden Anoden ein Schwingungskreis angeschlossen, so werden infolge des negativen Widerstandes in diesem Kreis Schwingungen erzeugt, deren Frequenz durch die Eigenfrequenz des Schwingungskreises bedingt ist. Die Frequenz dieser Schwingungen ist von der Stärke des Magnetfeldes unabhängig.

Eine dritte Gruppe von Schwingungen wird erhalten, wenn bei einer Oszillatorröhre, die ^3S ein oder mehrere Anodenpaare aufweist, die gleichmäßig am Röhrenumfang angeordnet sind und eine Kathode umgeben, die Stärke des Magnetfeldes größer als die- Feldstärke gemacht wird, bei welcher der Anodenstrom unterdrückt wird. Es werden in diesem Fall Schwingungen erhalten, deren Frequenz der Magnetfeldstärke umgekehrt proportional ist. Das Auftreten dieser Schwingungen läßt sich an Hand der Bewegungsgleichungen für die +5 Elektronen in der Röhre erklären. Es folgt aus diesen Gleichungen, daß beim Vorhandensein einer kleinen Wechselspannung zwischen den zwei Anoden einer Oszillatorröhre die Elektronen die Anode erreichen können, nachdem sie mit gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit eine schraubenlinienförmige Bahn zurückgelegt haben. Es ergibt sich, daß die lineare Geschwindigkeit, mit der die Elektronen auf die Anode auftreffen, viel geringer ist als die der Anodengleichspannung entsprechende Geschwindigkeit, so daß kräftige Schwingungen erzeugt werden kön-

■■'} Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Klaas Posthumus und Pierre lanne Henri Alphonse Nordlohne in Eindhoven, Holland,

uen. Die Frequenz der. erzeugten Schwingungen wird bei einer Generatorröhre mit zwei Anoden annähernd durch die Gleichung

2 Va "VfE

bestimmt, in der V_a die Anodengleichspannung, r_a den Abstand der Symmetrieachse von den Anoden und H die Stärke des Magnetfeldes bezeichnet.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung, die sich zum Erzeugen von Schwingungen der letztgenannten Art eignet. Ein besonderer Vorteil dieser Art von Schwingungen

*5 ist, daß sie mit einem erheblich größeren Wirkungsgrad erzeugt werden können, als es bei den anderen Schwingungsarten möglich ist. Bei Anwendung einer Schaltung gemäß der Erfindung kann der Wirkungsgrad mehr

so ils 50 % betragen, während beim Erzeugen :1er erstgenannten Schwingungsarten ein Wirkungsgrad von höchstens 30 % erhalten wird.

Wird zur Erzeugung von Schwingungen der genannten Art, deren Frequenz der Magnetfeldstärke umgekehrt proportional ist, eine Oszillatorröhre verwendet, die zwei oder mehr Anodenpaare aufweist, die mit einer Ausgangsimpedanz derart verbunden sind, daß das Potential jeder Anode dem Potential der nächstliegenden Anoden entgegengesetzt ist, so können höhere Frequenzen erhalten werden, als bei A'erwendung einer Oszillatorröhre mit zwei Anoden der Fall ist. Es können nämlich bei Anwendung einer derartigen Röhre Schwingungen erzeugt werden, deren Frequenz annähernd durch die Gleichung

4 Va

bestimmt wird. Diese. Frequenz ist also etwa zweimal so hoch wie die Frequenz, die mit einer Oszillatorröhre mit zwei Anoden erhalten werden kann. Sind Schwingungen von noch höherer Frequenz erwünscht, so kann eine Oszillatorröhre mit drei oder mehr Anodenpaaren angewendet werden, die auf ähnliche Weise mit einer Ausgangsimpedanz verbunden sind.

Es macht sich dabei jedoch der Übelstand geltend, daß- bei einem bestimmten Wert der Alagnetfeldstärke die Selbsterregungsneigung um so kleiner ist, je größer die Anzahl der Anoden der Oszillatorröhre ist. Es ergab sich außerdem, daß bei einer bestimmten Oszillatorröhre die Selbsterregungsneigung abnimmt, wenn die Feldstärke zunimmt.

Diese Übelstände werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die Kathode, die Anöden und die Magnetisierungsspule derart in bezug aufeinander angeordnet werden, daß das Alagnetfeld oder das elektrische Wechselfeld zwischen den Anoden oder beide Felder unsymmetrisch in bezug auf wenigstens einen 'ι'.'" 'Feil der Kathode sind.

|: EHe Erfindung wird an Hand der Zeich- ; uiing näher erläutert, in der einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind und in der lediglich die zum richtigen Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile dargestellt sind.

In Fig. ι ist eine Oszillatorröhre dargestellt, die zwei Paare Anoden 2, 4 und 3, 5 aufweist, die gleichmäßig am Röhrenumfang angeordnet sind und abwechselnd unmittelbar miteinander verbunden sind. Zwischen dem Anodenpaar 2, 4 und dem Anodenpaar 3, 5 liegt ein auf die zu erzeugende Frequenz abgestimmter Schwingungskreis 6, der aus gleichmäßig verteilter Selbstinduktion und Kapazität besteht. Die Anodenspannungsquelle ist einerseits mit einem Punkt der zur Abstimmung des Kreises 6 dienende Brücke 7 und andererseits mit der Kathode 8 der Oszillatorröhre verbunden. Die Kathode 8 ist geradlinig und steht senkrecht auf der Zeichnungsebene. Die Feldspule, die mit gleichgerichtetem Wechselstrom oder Gleichstrom gespeist wird und derart angeordnet ist, daß die Kraftlinien parallel zur Kathode verlaufen, ist in_ der Figur nicht dargestellt. Die Magnetfeldstärke in der Röhre ist um so viel größer als die Feldstärke gewählt, bei welcher der Anodenstrom unterdrückt wird, daß mit der beschriebenen Schaltung Schwingungen erzeugt werden können, deren Frequenz der Magnetfeldstärke praktisch umgekehrt proportional ist. Die Abstände der Kathode 8 von den Anoden 2, 3, 4 und 5 sind erfindungsgemäß verschieden, so daß das elektrische Wechselfeld zwischen den Anoden in bezug auf die Kathode unsymmetrisch ist. Es wird dadurch erreicht, daß bereits vor dem Auftreten von Schwingungen sich Elektronen in denjenigen Gebieten befinden, in denen ein ^1O5 elektrisches Wechselfeld auftritt, sobald an die beiden Anodenpaare 2, 4 und 3, 5 eine kleine Anodenwechselspannung angelegt wird. Infolge des Vorhandenseins der Tangentialwechselkraft, die vom elektrischen Wechselfeld auf die Elektronen ausgeübt wird, können die Elektronen auf schraubeniinienförmigen Bahnen die Anoden erreichen, und es können Schwingungen erzeugt werden. Je größer die Magnetfeldstärke ist, desto weiter ist das Gebiet, in dem sich die Elektronen vor dem Auftreten von Schwingungen befinden, von ^lem Gebiet entfernt, in dem die Tangentialwechselkraft auftritt, und desto größer muß die Exzentrizität des Glühdrahtes sein. Das gleiche gilt für eine Entladungsröhre mit einer größeren Anzahl von Anodenpaaren, da

in diesem Fall das Gebiet, in dem das elektrische Wechselfeld auftritt, mehr in der Nähe der Anoden liegt und demnach weiter von dem Gebiet entfernt ist, in dem sich die Elektronen befinden.

Bei einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Entladungsröhre wird eine geradlinige Kathode verwendet, die jedoch j einen gekrümmten Teil auhveist und symme- ; ίο trisch in bezug auf die Anoden liegt. Eine : derartige Kathode ist in Fig. 2 beispielsweise ί dargestellt, in der B die Kathode und 8_a den _; gekrümmten Teil bezeichnet. Bei einer Oszil- ! latorröhre mit einer derartigen Kathode wird ·:

die gewünschte Wirkung infolge des Um- i Standes erreicht, daß sich vor dem Auftreten _; von Schwingungen die vom gekrümmten ι Teil 8_U ausgesandten Elektronen in einem Gebiet befinden, in dem beim Anlegen einer

ao Wechselspannung an die Anoden ein elektrisches Wechselfeld auftritt.

Bei einer dritten Ausführungsform wird eine Kathode verwendet, die aus zwei oder -j mehr parallelen Drähten besteht. Diese Aus- _; führungsform ist im Schnitt in Fig. 3 dar- ; gestellt, in der die geradlinigen Teile der Kathode mit 8, 9, 10 und 11 bezeichnet sind. j Bei einer weiteren Ausführungsform wird ^! eine geradlinige Kathode verwendet, die einen j Winkel mit der Symmetrieachse der Anoden ■ bildet.

Die angestrebte Wirkung kann auch unter Anwendung einer Entladungsröhre, bei der ^; eine geradlinige Kathode in der Symmetrie- !

achse der Anoden angeordnet ist, erreicht werden durch eine derartige Verschiebung der j Magnetisierungsspule in bezug auf die Ka- ■ thode, daß diese Achse zwar noch parallel zur Kathode ist, aber nicht mehr mit ihr zusammenfällt. Diese Maßnahme kann gewünschten- j falls in Vereinigung mit einer der bereits j erwähnten angewendet werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Schaltung zur Erzeugung von elek- !

irischen Schwingungen, bei der eine Ent- j ladungsröhre verwendet wird, in der die Elektronen von einem Magnetfeld beeinflußt werden, und die zwei oder mehr Paare von" Anoden aufweist, die gleichmäßig am Umfang der Röhre angeordnet sind und eine Kathode umgeben, und die derart mit einer Ausgangsimpedanz verbunden sind, daß das Potential jeder Anode dem Potential der ihr zunächstliegenden x\noden entgegengesetzt ist, wobei die Magnetfeldstärke größer als die Feldstärke gewählt ist, bei welcher der Anodenstrom. unterdrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode, die Anoden und die Magnetisierungsspule in bezug aufeinander derart angeordnet sind, daß das Magnetfeld oder das elektrische AVechselfeld zwischen den Anoden oder beide Felder unsymmetrisch in bezug auf mindestens einen Teil der Kathode sind.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der das Magnetfeld herbeiführenden Magnetisierungsspule parallel zu der Symmetrieachse der Anoden ist, aber nicht mit dieser Achse zusammenfällt.
3. Entladungsröhre zur Verwendung in einer Schaltung nach Anspruch 1 mit zwei oder mehr Anodenpaaren, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Kathode oder bestimmter Kathodenteile von den Anoden untereinander verschieden sind. ; *
4. Entladungsröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode aus zwei oder mehr parallelen geradlinigen Drähten besteht.
5." Entladungsröhre nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß eine geradlinige Kathode verwendet wird, die einen gekrümmten Teil aufweist.
6. Entladungsröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine geradlinige Kathode verwendet wird, die einen Winkel mit der Symmetrieachse der Anode bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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