DE744209C

DE744209C - Arrangement for suppressing undesired feedback in secondary electron multipliers working as high-frequency amplifiers

Info

Publication number: DE744209C
Application number: DEF85403D
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Flechsig
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1938-07-28
Filing date: 1938-07-29
Publication date: 1944-01-12

Description

Anordnung zur Unterdrückung unerwünschter Rückkopplungen bei als Hochfreguenzverstärker arbeitenden Sekundärelektronenvervielfachern Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verstärkung kurzer und ultrakurzer Wellen mit Hilfe eines Sekundärelektronenvervielfachers, bei der Maßnahmen zur Unterdrückung unerwünschter Rückkopplungen getroffen sind. Es ist bereits vorgeschlagen worden, Sekundärelektronenvervielfacher für die Zwecke der Hochfrequenzverstärkung einzusetzen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei höheren Frequenzen Schwierigkeiten auftreten, da sich wegen der außerordentlich hohen Röhrensteilheit Rückwirkungen auf den Eingangskreis durch induktive oder kapazitive Kopplungen oder Strahlung bemerkbar machen. Diese Rückwirkungen äußern sich in einer mit steigender Frequenz zunehmenden Schwingneigung, durch die der Vervielfacher für eine Verstärkung kurzer und ultrakurzer Wellen praktisch unbrauchbar wird. Es ist bekannt, innerhalb von Sekundärelektronenvervielfacherröhren metallischeAbschirmflächen vorzusehen, welche entweder zur Abschirmung elektrostatischer Felder, die die Bahnen der Elektronen ungünstig beeinflussen können, oder zum Fernhalten der an der Modulationselektrode einer Photozelle liegenden Hochfrequenz von derAusgangselektrode dienen. -Bei einer Anordnung zur Unterdrückung unerwünschter Rückkopplungen bei als Hochfrequenzverstärker arbeitenden Sekundärelektronenvervielfachern ist nach der Erfindung außerhalb der Vervielfacherröhre ein die Ausgangselektrode und die in der Entladungsrichtung ihr vorausgehenden, stark belasteten Prallelektronen kappenartig umgebendes, jedoch die diesen Elektroden vorangehenden, wenig belasteten Elektroden freilassendes Abschirrngehäuse aus leitendem Werkstoff angeordnet. Durch diese Maßnahme wird bei nicht allzu hohen Frequenzen eine befriedigende Unterdrückung der Schwingneigung erzielt. Durch die angegebene Art der Abschirmung erreicht man, daß die hochfrequenten Energien der letzten Prallelektroden und der Ausgangselektrode vom Steuergitter und vom Eingangskreis ferngehalten werden, daß aber außerdem das Steuergitter nicht durch die hohe Kapazität des Abschirmgehäuses belastet wird.Arrangement to suppress unwanted feedback when used as a high-frequency amplifier operating secondary electron multipliers The present invention relates to an arrangement for amplifying short and ultra-short waves with the help of a secondary electron multiplier, in which measures are taken to suppress undesired feedback. It has already been proposed to use secondary electron multipliers for the purpose to use the high frequency amplification. However, it has been shown that at higher Frequencies difficulties arise because of the extraordinarily high tube steepness Effects on the input circuit due to inductive or capacitive coupling or Make radiation noticeable. These repercussions are expressed in an increasing Frequency increasing tendency to oscillate, through which the multiplier for amplification short and ultra-short waves becomes practically useless. It is known within to provide metallic shielding surfaces for secondary electron multiplier tubes, which either to shield electrostatic fields that affect the orbits of electrons can have an unfavorable influence, or to keep away the at the modulation electrode a high frequency from the output electrode. -At a Arrangement to suppress unwanted feedback when used as a high-frequency amplifier working secondary electron multipliers is outside of the invention Multiplier tube on the output electrode and the one in the discharge direction preceding, heavily loaded impact electrons surrounding it like a cap, however the unloaded electrodes that precede these electrodes are exposed arranged from conductive material. With this measure, not too high frequencies a satisfactory suppression of the tendency to oscillate achieved. The specified type of shielding ensures that the high-frequency Energies of the last impact electrodes and the output electrode from the control grid and kept away from the input circuit, but that also the control grid is not is stressed by the high capacity of the shielding housing.

Die Abschirmung muß um so sorgfältiger durchgeführt werden, j e kurzwelliger die Frequenzen sind. Wenn das Abschirmgehäuse z. B. nur bis auf einen kleinen Schlitz geschlossen ist, so strahlt dieser Schlitz ähnlich wie eine kleine Antenne Energie in den Außenraum ab. Es werden daher noch eine Reihe von Maßnahmen angegeben, durch die eine möglichst vollständige Abdichtung erreicht wird. Bei sehr hohen Frequenzen besteht außerdem die Möglichkeit, daß die über die Ausgangsleitung und die Elektrodenzuführungen aus der Abschirmung herausgelangenden Ströme auf den Gitterkreis einwirken. Es stellt einen weiteren erfinderischen Schritt dar, nur solche Frequenzen aus der Abschirmung heraustreten zu lassen, für die der Gitterkreis einen möglichst geringen Widerstand aufweist. Das wird dadurch erreicht, daß im Innern der Abschirmung ein Frequenzwechsel vorgenommen wird, indem an die erste Auslöseelektrode im Innern der Abschirmung eine Oszillatorfrequenz gelegt wird. Aus dem entstehenden Frequenzgemisch werden die Primärfrequenz und gegebenenfalls auch andere Frequenzen durch abstimmbare Serienresonanzkreise abgeleitet, so daß nur die gewünschten Frequenzen aus der Abschirmung herausgelangen. Eine andere Möglichkeit für einen Frequenzwechsel besteht darin, in der Abschirmung eine Gleichrichtung vorzunehmen.The shielding must be carried out all the more carefully, the shorter the wave the frequencies are. When the shield case z. B. only except for a small slot is closed, this slot radiates energy similar to a small antenna into the outside area. A number of measures are therefore specified by which is as complete a seal as possible. At very high frequencies there is also the possibility that the output line and the electrode leads Currents coming out of the shielding act on the grid circle. It puts another inventive step, only such frequencies out of the shield to let emerge, for which the grid circle has the lowest possible resistance having. This is achieved by changing the frequency inside the shield is done by attaching to the first trigger electrode inside the shield an oscillator frequency is applied. From the resulting frequency mix become the primary frequency and possibly also other frequencies through tunable series resonance circuits derived so that only the desired frequencies get out of the shield. Another possibility for a frequency change is in the shield make a rectification.

Weitere Einzelheiten werden an Hand der Figuren beschrieben, die Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung darstellen.Further details are described with reference to the figures, the exemplary embodiments represent the arrangement according to the invention.

In Fig. = ist in einem Glasgefäß ein Prallnetzvervielfacher, bestehend aus einer Glühkathode 2, einer Folge von sekundäremissionsfähigen, netzförmigen Elektroden 3, einem Steuergitter 4 und einerAusgangselektrode (Anode) g, angeordnet. Über das der Anode zugewendete Ende der Röhre ist eine Abschirmkappe 7 geschoben, deren Rand bei 12 umgebördelt und vielfach geschlitzt ist, so daß sich der Rand federnd an die Röhre anlegt. Um auch im Innern der Röhre eine sichere Abdichtung zu erreichen, ist eine der Auslöseelektroden bis an die Röhrenwand erweitert und auf dem ganzen Umfang mit einem mit der Röhre verschmolzenen, einen Teil der Röhrenwand bildenden Metallring 6 verbunden. Mit diesem Metallring stehen die einzelnen Lamellen des Abschirmgehäuses in leitendem Kontakt, der gegebenenfalls durch Versilbern der Lamellen noch verbessert werden kann. Nach einer anderen Befestigungsart, die in Fig. 2 gezeigt ist, wird die Abschirmkappe mit dem Metallring 6 verlötet. Um die Verbindung leicht lösen zu können und eine Beschädigung der Röhre durch Erwärmung beim Löten zu vermeiden, ist an dem Metallring 6 und an dem Abschirmgehäuse 7 je ein Blechstreifen ii bzw. 9 befestigt, die bei übergeschobener Abschirmung mit etwa i mm Abstand aneinanderstoßen. Diese beiden Blechstreifen werden durch Auflöten eines biegsamen Kupferbandes io miteinander verbunden. Das Kupferband kann leicht abgelötet und ebenso leicht wieder angelötet werden. Die Wahl der Elektrode, welche zusammen mit dem Blechgehäuse 7 zur Abschirmung dienen soll, ergibt sich aus folgender Überlegung. Wenn man eine Abschirmung zwischen der Ausgangselektrode g und der letzten Sekundäremissionselektrode vornimmt, so ist immer noch eine kräftige Rückkopplung der vorhergehenden Elektroden, die auch bereits schon nennenswerte Ströme führen, auf den Eingangskreis möglich. Schirmt man andererseits zwischen der Steuerelektrode q. und dem ersten Prallnetz 3 ab, so ist die zusätzliche Schutzwirkung der dem Steuergitter benachbarten Vervielfachungselektroden unnötigerweise ausgeschaltet. Zwischen diesen beiden Lagen existiert ein Minimum der Rückwirkung, welches durch Probieren gefunden wird.In Fig. = There is an impact net multiplier in a glass vessel from a hot cathode 2, a series of secondary emissive, reticulated Electrodes 3, a control grid 4 and an output electrode (anode) g. A shielding cap 7 is pushed over the end of the tube facing the anode, the edge of which is flanged at 12 and slit many times so that the edge resiliently applied to the tube. To ensure a secure seal inside the tube to reach, one of the trigger electrodes is extended to the tube wall and over the entire circumference with a part of the tube wall fused to the tube forming metal ring 6 connected. The individual lamellae stand with this metal ring of the shielding housing in conductive contact, which is optionally provided by silver-plating the Slats can still be improved. According to another type of fastening, which is used in 2, the shielding cap is soldered to the metal ring 6. To the Connection easy to loosen and damage to the tube from heating to avoid during soldering is on the metal ring 6 and on the shielding housing 7 each a sheet metal strip ii or 9 attached, which when the shield is pushed over with about butt against each other i mm apart. These two metal strips are soldered on a flexible copper band io connected to one another. The copper tape can easily unsoldered and just as easily soldered again. The choice of electrode, which one to serve together with the sheet metal housing 7 for shielding, results from the following Consideration. If you put a shield between the output electrode g and the last Secondary emission electrode, so there is still a strong feedback the previous electrodes, which already carry significant currents, possible on the input circle. On the other hand, one shields between the control electrode q. and the first impact net 3, the additional protective effect is that of the control grid adjacent multiplying electrodes are unnecessarily turned off. Between these In both positions there is a minimum of reaction, which is found by trial and error will.

Eine weitere Erhöhung der Abschirmwirkung erhält man, wie weiter oben ausgeführt, wenn innerhalb der Abschirmung ein Frequenzwechsel vorgenommen wird. Das kann z. B. dadurch erreicht werden, daß an die innerhalb des Abschirmgehäuses der Kathode am nächsten liegende Sekundäremissionselektrode 3 eine Oszillatorfrequenz gelegt wird. Aus dem entstehenden Frequenzgemisch werden die Primärfrequenz und gegebenenfalls auch andere Frequenzen durch besondere abstimmbare Serienresonanzkreise 8 abgeleitet, so daß nur die gewünschten Überlagerungsfrequenzen aus der Abschirmung herausgelangen. Um jede Möglichkeit einer äußeren Einwirkung auf die Ableitungskreise, die etwa einer gegenseitigen Induktion entsprechen würde, auszuschließen, können die Serienkreise 8 in einem besonders abgeschirmten Fach des Abschirmgehäuses untergebracht sein, wie die Zeichnung zeigt. Die Drahtlänge zwischen dem Verbindungspunkt der Serienkreise finit der Ausgangsleitung und der Durchführung durch die Abschirmung soll so kurz als möglich gehalten werden, um zu verhindern, daß die -störenden Frequenzen hinter den Serienkreisen von neuem in die Ausgangsleitung gelangen.A further increase in the shielding effect is obtained, as explained above, if a frequency change is carried out within the shield. This can be B. can be achieved in that an oscillator frequency is applied to the secondary emission electrode 3 located closest to the cathode within the shielding housing. The primary frequency and possibly also other frequencies are derived from the resulting frequency mixture by means of special tunable series resonance circuits 8, so that only the desired superimposed frequencies come out of the shielding. In order to exclude any possibility of an external influence on the discharge circuits, which would correspond approximately to mutual induction, the series circuits 8 can be accommodated in a specially shielded compartment of the shielding housing, as the drawing shows. The wire length between the connection point of the series circles finite the output line and the bushing through the shielding should be kept as short as possible to prevent the - interfering frequencies behind the series circles from getting into the output line again.

Eine weitere Maßnahme, um die Schwingneigung zu unterdrücken, besteht darin, die Überlagerungsfrequenz so zu wählen, daß der Gitterkreis den aus- dem Abschirmgehäuse heraustretenden Frequenzen einen möglichst geringere Widerstand bietet.There is another measure to suppress the tendency to oscillate is to choose the beat frequency so that the Grid circle the frequencies emerging from the shield housing should be as low as possible Offers resistance.

In manchen Fällen kann eine ausreichende Abdichtung dadurch erreicht werden, daß das Abschirmgehäuse mit der Auslöseelektrode nicht unmittelbar galvanisch verbunden ist, sondern daß zwischen beiden ein schmaler Zwischenraum für den Durchtritt der Röhrenwandung verbleibt. Um auch in diesem Fall eine Abstrahlung zu verhindern, kann man z. B. auf der Außen- und Innenwand des Glasgefäßes je einen sich über einen größeren Teil der Röhrenwandung erstreckenden, leitenden Überzug. aufbringen, den Innenbelag allseitig mit einer Auslöseelektrode. und den Außenbelag mit dem Abschirmgehäuse leitend verbinden. An Stelle der äußeren Belegung kann auch das Abschirmgehäuse eng' an der Röhrenwandung anliegen. Weiter kann es vorteilhaft sein, einen der Beläge aus schlecht leitendem Material herzustellen. Dann können sich infolge der Dämpfung durch den Hochohmbelag zwischen den beiden Belägen keine stehenden Wellen ausbilden, und es ist damit eine gute Abdichtung sichergestellt.In some cases a sufficient seal can be achieved in this way that the shielding housing with the trigger electrode is not directly galvanic is connected, but that between the two a narrow space for the passage the tube wall remains. To prevent radiation in this case too, you can z. B. on the outer and inner wall of the glass vessel each one over a conductive coating extending over a larger part of the tube wall. raise the Inner lining on all sides with a release electrode. and the outer covering with the shielding housing conductively connect. The shielding housing can also be used in place of the external assignment close 'to the tube wall. It can also be advantageous to use one of the toppings made of poorly conductive material. Then, as a result of the attenuation no standing waves form due to the high resistance coating between the two surfaces, and a good seal is thus ensured.

Die Erfindung ist nicht auf Prallnetzvervielfacher beschränkt, sondern auf alle Vervielfacher anwendbar.The invention is not limited to impingement network multipliers, but rather applicable to all multipliers.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for suppressing unwanted feedback in secondary electron multipliers working as high-frequency amplifiers, thereby characterized in that outside the multiplier tube, the output electrode and the heavily loaded impact electrodes preceding it in the discharge direction cap-like surrounding, but - the preceding these electrodes - little stressed Electrodes exposed shielding housing (7) arranged made of conductive material is.

2. Arrangement according to claim i with transverse to the axis of the multiplier tube. themselves extending, perforated, heavily loaded impact electrodes, thereby characterized in that the inside of the space surrounded by the shielding of the cathode the closest impact electrode and possibly even more within the Shielding housing lying impact electrodes along their entire circumference in each case with one applied to the inner wall of the tube and extending over part of the tube length extending, conductive covering is or are electrically connected, and that the wall of the shielding housing either rests tightly on the tube outer wall or with a the inner lining opposite, applied to the tube outer wall, further electrically conductive coating along an annular strip of the circumference of the tube connected is.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the inner or the outer coating or both at least over part of their length as high-resistance Resistors are formed.

4. Arrangement according to claim i with transverse to. axis the multiplier tube extending, perforated, heavily loaded Impact electrodes, characterized in that one of the heavily loaded impact electrodes is extended to the tube wall and along its entire circumference with a fused to the tube wall and forming part of this metal ring (6) is conductively connected and that the end facing the cathode (i2) of the shielding housing is in conductive connection along its entire circumference with the metal ring (6).

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the end facing the cathode (i2) of the shielding housing is pushed onto the ring (6) and is either soldered to it or is equipped with a large number of adjacent, resilient and possibly silver-plated contact blades . 6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the end of the shielding housing facing the cathode and the ring (6) are each provided with a sheet metal strip (9, 1i) and that the sheet metal strips are connected to one another by soldering a copper strip (io). 7. Arrangement according to one of claims i to 6, characterized in that means are provided which cause a frequency change in the multiplier part surrounded by the shielding housing. B. Arrangement according to claim 7, characterized in that an oscillator frequency is applied to the impact electrode lying closest to the cathode within the shielding housing. G. Arrangement according to Claim 7, characterized in that a rectifier section is arranged inside the shielding housing in the output line leading to the working circuit. _ io. Arrangement according to claim 7 or 8, characterized in that the frequencies undesired in the working circuit are derived by series resonance circuits connected within the shielding housing between the housing wall and the output line and possibly specially shielded, and that the series circuits are preferably connected directly to the passage point of the output line leading out of the shielding housing. ii. Arrangement according to Claim 7 or 8, characterized in that the superimposition frequency is selected in such a way that the grid circle of the multiplier offers a low resistance to the frequencies emerging from the shielding housing. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the following publications were taken into account in the granting procedure: Zeitschrift für Technische Physik 1936, No.

6, page 18o; U.S. Patent No. i go3 569; Austrian - - 150 511; french - - 816742.