DE728698C

DE728698C - Electrode arrangement for a discharge tube

Info

Publication number: DE728698C
Application number: DET47169D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Felix Herriger
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1936-07-12
Filing date: 1936-07-12
Publication date: 1942-12-02

Description

Elektrodenanordnung für eine Entladungsröhre Die Erfindung betrifft :eine E=ntladungsröhre mit drei oder mehr Elektroden zur Erzeugung und Verstärkung bzw, zum Empfang sehr kurzer Wellen. Unter sehr kurzen Wellen werden Wellen von der Größenordnung von Metern und Dezimetern verstanden.Electrode Assembly for a Discharge Tube The invention relates to : a discharge tube with three or more electrodes for generation and amplification or to receive very short waves. Under very short waves there are waves of the order of magnitude of meters and decimeters.

Beim Arbeiten mit sehr kurzen Wellen ergeben sich vor allem Schwierigkeiten durch die zwischen den Röhrenelektroden vorhandenen Kapazitäten. Diese bilden zusammen mit den Induktivitäten der Zuleitungen Resonanzsysteme, deren Eigenfrequenz nicht überschritten werden kann, da dann die Elektrodenkapazitäten wie ein Kurzschluß wirken und verhindern, daß die für die Schwingungsanfachung erforderlichen Spannungen zustande kommen; dies gilt insbesondere - für Röhren in Rückkopplungsschaltungen. Mit zunehmender Frequenz wachsen auch die in den Stromkreisen fließenden Blindströme, vor allem bei den hohen Spannungen, .die zur Erzeugung sehr kurzer Wellen notwendig sind, und rufen starke Verluste hervor. Bei der Verstärkung von sehr kurzwelligen Schwingungen tritt, insbesondere über die Zuleitungsinduktivität, leicht eine Selbsterregung- ein.Difficulties arise when working with very short waves due to the capacitances between the tube electrodes. These form together with the inductances of the supply lines are resonance systems whose natural frequency is not can be exceeded, since then the electrode capacities like a short circuit act and prevent the voltages required for the amplification of vibrations occurrence; this is especially true - for tubes in feedback circuits. With increasing frequency, the reactive currents flowing in the circuits also increase, especially with the high voltages required to generate very short waves are, and cause heavy losses. When amplifying very short-wave Vibrations can easily lead to self-excitation, especially via the lead inductance. a.

Eine weitere bei sehr kurzen Wellen ins Gewicht fallende Größe ist die Elektronenlaufzeit. Während der ganzen Zeit, die von den Elektronen benötigt wird, um von der Kathode zur Anode zu gelangen, fließt im äußeren Stromkreis ein Verschiiebungsstrom, sobald diese Zeit vergleichbar ist mit der Schwingungsdauer. Aus diesem Grunde ist es für das Arbeiten mit sehr kurzen Wellen erforderlich, einerseits die Elektronenlaufzeit klein zu halben, also den Abstand zwischen Kathode und Anode klein zu machen, und anderseits die Elektrodenkapazitäten, insbesondere die Kapazitäten zwischen Gitter und Anode, klein zu halten.' Wie man leicht einsieht, stehen diese beiden Forderungen zueinander im Widerspruch.Another factor that is important for very short waves is the electron transit time. All the time required by the electrons to get from the cathode to the anode flows into the external circuit Displacement current as soon as this time is comparable to the period of oscillation. For this reason it is necessary on the one hand to work with very short shafts half the electron transit time, i.e. the distance between cathode and anode to make small, and on the other hand the electrode capacities, especially the capacities between grid and anode, to be kept small. ' As you can easily see, these are there both demands contradict each other.

Bisher hat man auch. für sehr kurze Wellen Dreielektrodenröhren, verwendet, bei denen zwischen Kathode und Anode ein Steuergitter angeordnet war, und die räumlichen Abmessungen des Elektrodensystems so klein gehalten, wie es die üblich=en Herstellungsverfahren und die Erwärmungsverhältnisse erlaubten. Hiermit war jedoch zwangsläufig eine Vergrößerung zier Gitter-Anoden-Kapazität verbunden, so daß sich nicht die erwartete Betriebswellenverkürzung durchführen ließ.So far one also has. for very short waves three-electrode tubes, used where a control grid was arranged between the cathode and anode, and the spatial ones The dimensions of the electrode system are kept as small as the usual manufacturing processes and the warming conditions allowed. However, this was inevitably an enlargement ornamental grid-anode capacitance connected, so that the expected operating wave shortening is not achieved carried out.

Es sind bereits Röhren unter der Bezeichnung Plation bekanntgeworden, bei denen die Kathode zwischen .der Steuerelektrode und der Anode angeordnet ist. Diese haben bisher jedoch ausschließlich bei längeren Wellen Verwendung gefunden und sind auch dort sehr bald wieder aufgegeben worden. Bei sehr kurzen Wellen besitzen diese Röhren jedoch den Vorteil, daß die Gitter-Anoden-Kapazität infolge des größeren Abstandes zwisehen diesen beiden Elektroden kleiner als bei einer gewöhnlichen Elektrode mit zwischen Anode und Kathode angeorndetem Steuergitter ist und trotzdem eine kurze Elektronenlaufzeit zwischen Anode und Kathode erreicht werden kann. Das Ziel der Erfindung besteht nun darin, die an sich bei diesen Röhren kleine Steuerelektroden-Anoden-Kapazität noch weiter zu verkleinern.Tubes have already become known under the name Plation, in which the cathode is arranged between .the control electrode and the anode. So far, however, these have only been used for longer waves and were soon abandoned there too. Own with very short waves However, these tubes have the advantage that the grid-anode capacitance as a result of the larger Distance between the two these two electrodes smaller than one Ordinary electrode with a control grid arranged between anode and cathode and still achieve a short electron transit time between anode and cathode can be. The aim of the invention is now that of these tubes reduce the small control electrode-anode capacitance even further.

Dieses Ziel wird mit einer- Elektrodenanordnung für eine Entladungsröhre, der--n Glühkathode aus mehreren in einer Ebene angeordneten und an einem gleichzeitig als Stromzuführung dienenden Metallrahmen be- festigten Glühdrähten besteht und sich zwischen zwei nicht geheizten Elektroden (Steuerelektrode und Anode) befindet, dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die Kathodenhalterung aus zwei in Rahmenform gebogenen Metallstäben besteht, deren Ebene parallel zur Kathodenebene verläuft und deren äußere Kanten über die geradlinige Verbindung der Ränder der nicht geheizten Elektroden hinausragen. Durch :diese besondere Ausbildung des die Kathode tragenden Rahmens .erhä.lt man eine weiter: Herabsetzung der Kapazität. Indem dieser über .die gerade Verbindung der Ränder der beiden anderen Elektroden hinausragt und weil die Kathode bei den üblichen Schaltungen ein konstantes Potential führt, schneidet der Kathodenrahmen den zwischen Anode und Steuerelektrode übergehenden Kraftlinien den kürzesten Weg ab und zwingt sie, längere Wege .einzuschlagen. Dies ist gleichbedeutend mit einer Herabsetzung der kapazitiven Kopplung dieser beiden Elektroden. Diese Entkopplung wird erfindungsgemäß ohne Anwendung eines sonst für derartige Zwecke verwendeten Schirmgitters und daher ohne Vermehrung der Elektrodenzahl erzielt.This object is achieved by on the one electrode assembly for a discharge tube, which - arranged n thermionic cathode of several in a plane and at a same time serving as a current supply metal frame loading strengthened incandescent filaments is made and is located between two non-heated electrodes (control electrode and anode), characterized achieves that, according to the invention, the cathode holder consists of two metal rods bent in the shape of a frame, the plane of which runs parallel to the cathode plane and the outer edges of which protrude beyond the straight connection of the edges of the unheated electrodes. Through: this special design of the frame carrying the cathode, one obtains a further: reduction in capacity. As this protrudes over the straight connection of the edges of the two other electrodes and because the cathode carries a constant potential in the usual circuits, the cathode frame cuts off the lines of force that merge between anode and control electrode and forces them to take longer paths. This is equivalent to reducing the capacitive coupling of these two electrodes. This decoupling is achieved according to the invention without using a screen grid otherwise used for such purposes and therefore without increasing the number of electrodes.

Es ist zwar bereits bekannt, die Glühkathode innerhalb eines Rahmens zu verspannen. Hierbei liegt die Glühkathode jedoch nicht zwischen zwei kalten »Elektroden, sondern wird beiderseits vom Steuergitter umschlossen. Außerdem besitzt der Metallrahmen keinen flachen Ouerschnitt, dessen Breitseite zur Kathodenebene parallel liegt, und schließlich ragt auch der Metallrahmen über die Verbindung der Ränder der beiderseits der Kathode liegenden Elektroden nicht hinaus. Diese Röhre weist also bei Ultrakurzwellen die eingangs geschilderten Nachteile auf.Although it is already known, the hot cathode within a frame to brace. Here, however, the hot cathode is not between two cold »electrodes, but is enclosed on both sides by the control grid. Also has the metal frame no flat cross-section, the broad side of which is parallel to the cathode plane, and finally the metal frame protrudes over the connection of the edges of the two sides Electrodes not exposed to the cathode. This tube therefore points to ultra-short waves the disadvantages outlined above.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher beschrieben.The invention will now be described in more detail with reference to the drawing.

In den Abb. i und a ist eine Röhre mit ebenem Elektrodensystem in zwei Projektionen dargestellt. Es bezeichnen i die Anode, 2 die Kathode, 3 die Steuerelektrode und d. das Vakuumgefäß. Die Anode und Steuerelektrode sind am Rande zwecks Verminderung der Kapazität mit Rundungen versehen. Die beiden nicht geheizten Elektroden können :entweder aus Vollblech. oder aus einem Metallgeflecht bestehen. Die Steuerelektrode besitzt einen kleineren Abstand von der Kathode als -die Anode. Die Kathode besteht aus mehreren parallel zueinander angeordneten und gegenüber den übrigen Elektroden hochkant gestellten Bändern, die aus einem hochschmelzenden Metall angefertigt sind und gegebenenfalls einen emissionsaktiven Überzug aus Erdalkaliolyden tragen. Infolge dieser Anordnung treten die meisten Elektronen in einer Zone aus, die sowohl der elektrostatischen Einwirkung der Anode wie der Steuerelektrode unterworfen ist. Die Kathodenbänder sind in einem aus Metallbestehenden Gestell 5, 6 befestigt. Die Kathodenträger 5, 6 können so weit gemacht werden, daß sie einen wesentlichen Beitrag zur Abschirmung der Steuerelektrode gegen die Anode liefern.In Figs. I and a, a tube with a flat electrode system is shown in two projections shown. I denote the anode, 2 the cathode, 3 the control electrode and d. the vacuum vessel. The anode and control electrode are on the edge for the purpose of reduction the capacity with curves. The two unheated electrodes can : either made of solid sheet metal. or consist of a metal mesh. The control electrode has a smaller distance from the cathode than -the anode. The cathode is made of several electrodes arranged parallel to one another and opposite to the other electrodes Edged ribbons made from a high-melting metal and optionally wear an emission-active coating made of alkaline earth alloys. As a result In this arrangement, most of the electrons emerge in a zone that is both the electrostatic action of the anode as the control electrode is subjected. The cathode bands are fastened in a frame 5, 6 made of metal. the Cathode supports 5, 6 can be made so far that they make a significant contribution to shield the control electrode from the anode.

In Abb. 3 ist eine weitere Ausführungsform d°s Elektrodensystems dargestellt, bei der die wie im vorhergehenden Beispiel ausgeführte Kathode zwischen zwei gleichartigen Anoden i liegt und die Steuerelektrode aus mehreren parallelen Drähten 3 besteht, die zwischen je zwei Kathodenbändern angeordnet sind.In Fig. 3 another embodiment of the electrode system is shown, in which the cathode executed as in the previous example is between two similar Anodes i and the control electrode consists of several parallel wires 3, which are arranged between each two cathode strips.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrode arrangement for a discharge tube, their hot cathode aas several arranged in one plane and on one at the same time as a power supply serving metal frame attached filaments and itself is located between two unheated electrodes (control electrode and anode) characterized in that the cathode holder consists of two metal rods bent in a frame shape (6), whose plane runs parallel to the cathode plane and whose outer edges protrude beyond the straight connection of the edges of the unheated electrodes.

2. Electrode arrangement according to claim i, characterized in that the cathode consists of strips placed upright in relation to the plane of the frame.

3. Electrode arrangement according to claim i, characterized in that the arranged on both sides of the cathode, unheated electrodes are made of metal mesh.