DE809566C

DE809566C - Einrichtung, durch die Hochfrequenzschwingungen mit veraenderlicher Zeit verzoegert werden und Entladungsroehre zur Verwendung in dieser Einrichtung

Info

Publication number: DE809566C
Application number: DEP26530A
Authority: DE
Inventors: Edouard Labin
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1942-03-26
Filing date: 1948-12-24
Publication date: 1951-07-30
Also published as: BE476452A; NL73827C; FR962821A; GB656871A; GB665341A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, durch die elektrische Hochfrequenzschwingungen mit veränderlicher Zeit verzögert, insbesondere phasenmodulierte: Hochfrequenzschwingungen erzeugt werden, bei der eine Entladungsröhre mit gerichtetem Elektronenbündel verwendet wird, dessen Elektronendichte im Hochfrequenzrhythmus moduliert wird.

Bei einer bekannten Schaltung dieser Art enthält die Entladungsröhre eine in schräger Lage angeordnete Fangelektrode (Anode), wobei das Elektronenbündel in der Weise von einer einem Ablenksystem zugeführten modulierenden Niederfrequenzspannu'ng beeinflußt wird, daß die Laufzeit der Elektronen zwischen dem Gitter, mittels dessen die Dichtemodulation bewerkstelligt wird, und dieser Anode sich im Niederfrequenzrhythmus ändert, so daß die Phase der an der Anode erzeugten Hochfrequenzschwingungen sich gleichfalls im Niederfrequenzrhythmus ändert.

Diese Schaltung ist in der Praxis sehr schwierig durchführbar, da die erzeugte Phasenmodulation bei angemessenen Werten der Beschleunigungsspannung der Elektronen und der Frequenz der

Hochfrequenzdichtemodulation und bei geeigneten Abmessungen der erwähnten Fangelektrode einen Phasenhub von der Größenordnung von nur ι Radian hat, wobei die Amplitude des erzeugten Hochfrequenzanodenstroms nahezu den Nullwert hat, da der von den beweglichen Elektronen, im Anodenkreis influenzierte dielektrische Verschiebungsstrom praktisch ebenso groß wie und in Gegenphase zu dem vom Elektronenstrom im Anodenkreis erzeugten Leitungsstrom ist. Außerdem ist die erzeugte Phasenmodulation von geringen Schwankungen der Beschleunigungsspannung des gerichteten Elektronenbündels stark abhängig, was zur Folge hat, daß eine Modulation der mittleren Geschwindigkeit der Elektronen herbeigeführt wird, die zu einer Phasenmodulation der im Anodenkreis der Entladungsröhre erzeugten Hochfrequenzschwingungen führen kann, die von der gleichen Größenordnung ist wie die durch das Ablenken des Elektronenbündels

so erzeugte Phasenmodulation.

Die Erfindung bezieht sich auf eine andere Schaltung der erwähnten Art, bei der die Laufzeit der Elektronen sich gleichfalls im Niederfrequenzrhythmus ändert, bei der jedoch die erwähnten Nachteile in geringerem Maße auftreten, da einerseits die erzeugte Phasenmodulation bedeutend größer, z. B. einige Tausend Radians, sein kann und andererseits der Einfluß der Beschleunigungsspannungsänderungen sich in geringerem Maße geltend macht.

Gemäß der Erfindung werden Mittel vorgesehen, durch die das hochfrequenzmäßig hinsichtlich der Dichte modulierte Elektronenbündel unter die Wirkung eines Magnetfeldes und/oder eines elektrischen Feldes gebracht wird, was zur Folge hat, daß die Elektronen eine gekrümmte Bahn, z. B. eine zykloidale, eine wendeiförmige oder eine spiralförmige Bahn mit einer Anzahl' vorzugsweise einer ganzen Zahl von Windungen beschreiben, bevor sie auf die Fangelektrode auftreffen, wobei die Umlaufzeit der Elektronen in dieser gekrümmten Bahn im Niederfrequenzrhythmus veränderbar ist.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele und Elektronenbahnen bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung näher erläutert. Fig. ι stellt die Bahn dar, die ein gerichtetes Elektronenbündel mit der Geschwindigkeit ν unter der Wirkung eines Magnetfeldes mit Feldstärke H in Riςhtung der positiven Z-Achse und eines elektrischen Feldes E in Richtung der negativen X-Achse eines Koordinatensystems XYZ beschreibt.

Bekanntlich ist die von den Elektronen beschriebene Bahn beim Fehlen des elektrischen Feldes kreisförmig, wobei die Umlaufzeit r eines Kreisumgangs durch τ =

gegeben ist. Diese

22ß · H

Umlaufzeit ist unabhängig von der Größe und der Richtung (d. h. dem Einfallwinkel p) der Geschwindigkeit ν der Elektronen.

Ist das Elektronenbündel hochfrequenzmäßig hinsichtlich der Dichte mit einer Frequenz F_c moduliert und die Phase dieser Modulation im Ursprung O des Koordinatensystems gleich Null, so wird die Phasenverzögerung der Modulation nach einem Kreisumgang an der Stelle des Punktes O

gleich tt 0,932 ~ sein.

In diesen Formeln sind τ, F_c, χ und H in μ/sek. bzw. MHz, Rad und Aw/cm ausgedrückt.

Infolge des Anlegens des elektrischen Feldes E wird die Elektronenbahn nicht kreisförmig bleiben, sondern die Gestalt einer Zykloide annehmen. Ist die Feldstärke dieses elektrischen Feldes nicht zu groß, so wird die vorerwähnte Umlaufzeit und somit die erzeugte Phasenverzögerung sowohl von der mittleren Größe als auch von der Richtung der Geschwindigkeit ν der Elektronen unabhängig bleiben.

Der Zweck der Erfindung ist nun der, daß die mit gleichbleibender Frequenz F_c hinsichtlich der Dichte modulierten Elektronen von einer derart angeordneten Fangelektrode aufgefangen werden, daß die Elektronen eine Anzahl von Umdrehungen, vorzugsweise eine ganze Zahl von Umdrehungen der Zykloide vollführen, bevor sie auf diese Fangelektrode auftreffen, so daß die Phasenverzögerung, mit der die Elektronen an der Elektrode ankommen, unabhängig von Änderungen in der Größe und der Richtung der Elektronengeschwindigkeit ν bzw. groß im Verhältnis zu einer durch Schwankungen in der Größe und Richtung dieser Geschwindigkeit hervorgerufenen Phasenmodulation ist.

Indem die Feldstärke// des Magnetfeldes in einem Niederfrequenzrhythmus geändert wird, wird der Durchmesser OA₁ der Elektronenbahn und somit die Phasenverzögerung in einem Niederfrequenzrhythmus moduliert. Die Fläche der Elektrode A kann stets so gewählt werden, daß Schwankungen in der Größe der Elektronengeschwindigkeit υ die Laufzeit der Elektronen zwischen dem Eintrittspunkt O und dem Auffangpunkt A nicht beeinflussen.

Das Prinzip einer elektrischen Entladungsröhre zur Verwendung in einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung ist in Fig. 2 schematisch dargestellt; I bezeichnet eine Elektronenbeschleunigungskammer, in der durch bekannte Mittel ein gerichtetes Elektronenbündel gebildet wird, dessen Dichte mittels einer einem Steuergitter 18 zügeführten elektrischen Schwingung e (t), z. B. einer sinusförmigen Hochfrequenz schwingung, mit der Frequenz F_c moduliert wird. Darauf treten die gerichteten Elektronen in eine Richtkammer II ein, in der dem Bündel, z. B. unter Zuhilfenahme elektronenoptischer Mittel, die richtige Richtung erteilt wird; gegebenenfalls werden sie dabei in ein Bündel mit niedriger mittlerer Geschwindigkeit umgewandelt. Darauf wird eine Phasenverzögerung der hochfrequenzmäßig hinsichtlich der Dichte modulierten Elektronen in einer Laufzeitkammer III bewerkstelligt, in der die Elektronen beispielsweise eine zykloidale Bahn nach Fig. 1 beschreiben und in Abhängigkeit von einer modulierenden Spannung j (i) in veränderlicher Weise in der Zeit verzögert werden. Darauf werden die Elektronen an

einem Fangsystem IV gesammelt. Die in diesem Fangsystem IV erzeugten Hochfrequenzschwingungen werden somit phasenmoduliert sein, wobei die Verzögerungszeit und die hervorgerufene Phasenmodulation gemäß den vorerwähnten Formeln praktisch nur von der Frequenz der Hochfrequenzschwingung F_c und der Intensität des Magnetfeldes H abhängig sind. Indem die Intensität des Magnetfeldes H in einem Niederfrequenzrhythmus,

ίο entsprechend dem modulierenden Signal J (i) geändert wird, wird somit eine zu diesem Signal j (ί) proportional phasenmodulierte Schwingung erzeugt werden.

Im allgemeinen braucht die Schwingung e (i) nicht sinusförmig zu sein, sondern sie kann z. B. auch eine impulsförmige Gestalt aufweisen. In diesem Fall wird von der veränderlichen Zeitverzögerung eine impuls-phasenmodulierte Schwingung erzeugt werden.

Die Elektronenbahn kann nicht nur zykloidal, sondern auch spiralförmig sein, wie die's in Fig. 3 dargestellt ist, oder aber schraubenlinienförmig, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist.

Eine spiralförmige Elektronenbahn entsteht z. B.

dadurch, daß im Laufzeitraum ein Magnetfeld H erzeugt wird, das an der Stelle des Elektronenbündels praktisch senkrecht zur XF-Ebene des Bündels gerichtet ist, dessen Feldstärke jedoch in dem Maß abnimmt, wie das Bündel sich weiter von der Z-Achse entfernt. Die Geschwindigkeit ν des Bündels ist somit in jedem Augenblick senkrecht zur Feldstärke// gerichtet, während die Richtung einen kleinen Winkel p mit der F-Achse bildet. Wird angenommen, daß die Elektronen im Punkt M₀ in den Laufzeitraum eintreten, wobei der Abstand OM₀ gleich r₀ ist, so kann nachgewiesen werden, daß, wenn das Feld H umgekehrt proportional zum Abstand R eines Punktes des Bündels von Ursprung O ist, die Bahn in der Ebene XY eine logarithmische Spirale ist, die der Polargleichung r = r₀ ep ψ mit r und φ als Polparametern entspricht.

Ein Feld der erforderlichen Art, dessen Feldstärke mit dem Abstand r vom Ursprung O abnimmt, kann z. B. unter Zuhilfenahme eines Solenoids 38', wie es in Fig. 4 der Zeichnung dargestellt ist, erzeugt werden. Die Steigung der Windungen des Solenoids 38' wird derart gewählt, und gegebenenfalls werden zu der Einrichtung zwei Spulen 42 ol)erhalb und unterhalb der Enden des Solenoids 38' zugesetzt, daß sich eine Feldverteilung H (r) ergibt, welche die gewünschte Verteilung in weitest gehender Annäherung erreicht. Die Annäherung ist auf der Z-Achse nicht genau möglich, aber dieser Teil des Feldes wird dann nicht zum Ablenken des Elektronenbündels verwendet.

Damit Verwicklungen am Ende der Bahn, wo die Fangelektrode A angeordnet ist, vermieden werden, muß dafür gesorgt werden, daß an der Stelle des Anfangspunkts M₀ der Spirale die richtige Beziehung zwischen der Geschwindigkeit ν und dem Feld H₀ beibehalten wird, damit die Achse der Spirale nach wie vor mit der Z-Achse zusammenfällt. Diese Beziehung wird durch den Ausdruck:

ν cos ρ ·** ν — 22,2 · io^e r₀ H₀

wiedergegeben, in dem U die Beschleunigungsspannung und D₀ = 2r₀ den Durchmesser der Bahn beim Eintritt in den Laufzeitraum III bezeichnen.

In bezug auf die beim Beschreiben einer Spirale entstandene Verzögerung kann nachgewiesen werden, daß, wenn die Anfangsgeschwindigkeit ν des Bündels und der Richtwinkel p festliegen, zwischen zwei auf der Z-Achse liegenden Punkten r₀ und γ_η die Größe τ nur eine Funktion der Parameter v, p und L = r„ — r₀ = dem Abstand zwischen Anfangsund Endpunkt ist.

Diese Funktion hat die Gestalt τ = Llpv, was physikalisch übersetzt werden kann, als ob die Elektronen den Abstand L zwischen Ein- und Ausgangspunkt mit einer verrirfgerten Geschwindigkeit pv an Stelle ihrer wirklichen Geschwindigkeit!; durchlaufen, bzw. als ob die Elektronen mit ihrer wirklichen Geschwindigkeit ν einen größeren Abstand LIp an Stelle von L zurücklegen. Der Wtnkel p ist somit für die Vergrößerung der Phasenmodulation maßgebend.

Eine Änderung der Laufzeit der spiralförmigen Bahn zwischen den festen Endpunkten r₀ und r„ kann nicht nur durch Modulation der Stärke des Magnetfeldes H, sondern auch durch Modulation des Richtwinkels /> oder der Geschwindigkeit ν des , Bündels bewirkt werden, ersteres indem unter Zuhilfenahme eines Ablenksystems bewirkt wird, daß das Elektronenbündel in Abhängigkeit von der Modulationsschwingung einen größeren oder kleineren Richtwinkel p mit der »F-Achse des Koordinatensystems einschließt, das zweite durch Modulation der Beschleunigungsspannung U; in diesem Fall wird es erwünscht sein, gleichzeitig die Stärke des Magnetfeldes zu modulieren, z. B. indem die Steuergröße s (f) in den Gitterkreisen zweier Röhren wirksam gemacht wird, bei denen der Ausgangsstrom der einen und die Ausgangsspannung der anderen eine bestimmte Funktion der Steuergröße s (t) sind und die Modulation des Magnetfeldes H bzw. des elektrischen Beschleunigungsfeldes U bewerkstelligen. Wird dafür gesorgt, daß

dU dH

die Formel — = 2 — erfüllt wird, so wird U H

die Elektronenbahn von unveränderter Gestalt bleiben und sich nur die Umlaufzeit ändern, was die Ausbildung des Fangsystems IV, von dem die Fangelektrode A einen Teil bildet, besonders erleichtert.

Der minimal zulässige Wert für die Größe des Winkels p hängt mit der Breite der Fangvorrichtung zusammen, und es kann nachgewiesen werden, daß, wenn M den Abstand im Betrieb zwischen der zweitletzten und der letzten Windung der Spirale bildet, die größte zulässige Breite der Fangvorrichtung, um das Bündel auf richtige Weise auffangen zu können, gleich M ist. Es ist jedoch möglich, die iss Abnahme des Magnetfeldes in großem Abstand von

der Achse hervorzuheben, um die Steigung der Spirale in den letzten Windungen zu vergrößern. Die Modulationstiefe wird von der maximalen Änderung begrenzt, welche die Bahn in der Nähe der Fangelektrode erleiden darf, bevor die zweitletzte Spirale die Fangelektrode trifft.

Abgesehen von der Anwendung eines Magnetfeldes, dessen Stärke eine bestimmte Funktion des Abstands r von der Z-Achse ist, wie dies schematisch in Fig. 5 dargestellt ist, kann auch eine Einrichtung mit einem radial gerichteten, elektrischen Feld £ benutzt werden, das z. B. zwischen zwei gleichachsigen, zylindrischen Elektroden 44 und 46 gebildet wird, zwischen denen eine Spannungsdiffe-

!j renz B besteht. Das an der Stelle M₀ mit einer Geschwindigkeit ν und unter einem Winkel p eintretende Elektronenbündel wird dann im ringförmigen Raum zwischen den Elektroden 46 und 44 eine spiralförmige Bahn einhalten. Wie vorstehend

_ao bereits beschrieben,, ist es dabei möglich, die Schräge p bzw. die Geschwindigkeit v, d. h. in diesem Fall die Feldstärke E bzw. die Spannung U, gegebenenfalls gleichzeitig zu modulieren. .Bei der in Fig. 6 schematisch dargestellten Aus-

_ag führungsform wird die ursprünglich kreisförmige Bahn in eine schraubenlinienförmige Bahn umgewandelt. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, daß ein homogenes konstantes Magnetfeld H in Richtung der Z-Achse angebracht wird und die Elektronen gezwungen werden, im Punkt M₀ unter einem kleinen Winkel/» mit der EbeneXY in den Laufzeitraum einzutreten. Infolge - der Tatsache, daß das Magnetfeld die Geschwindigkeit der Elek-' tronen nicht ändern kann, wird die Bewegung in Richtung der Z-Achse mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit pv vollführt. Die Fangelektrode A , liegt in einem konstanten Abstand L = M₀ A vom Eintrittspunkt der Elektronen.

Mit der gleichen Theorie und den gleichen Bemessungsbeispielen, wie sie für die spiralförmige Bahn nach den Fig. 3,4 und 5 gültig sind, kann nächgewiesen werden, daß die effektive Geschwindigkeit der Elektronen gleich pv und somit gegenüber der wirklichen Geschwindigkeit ν sehr klein ist, so daß die Laufzeit um einen Faktor Up verlängert ist.

Eine schraubenlinienförmige Elektronenbahn hat einen wesentlichen Vorteil gegenüber einer spiralförmigen Bahn, und zwar den, daß sie keine vorgeschriebene Z-Achse aufweist, um welche herum

eine Feldverteilung gemäß der Formel H = H₀ —

erforderlich ist. Eine schraubenlinienförmige Bahn weist keine vorgeschriebene Achse auf, da in jedem Raum, in dem das Feld regelmäßig und homogen ist, die Bahn in gleicher Weise zustandekommt und sich ein bestimmter Zentrierungszustand, d. h. eine bestimmte Beziehung zwischen der Geschwindigkeit ν und dem Feld H, erübrigt.

In Fig. 7, in der die Kreise C₁ bis C₄ eine Projektion der schraubenlinienförmigen Bahnen auf die XF-Ebene darstellen, wird Vorstehendes abermals erläutert. Wenn aus einem gegebenen Punkt M₀ Elektronen mit Geschwindigkeiten V₁, V₂, v_%, ^austreten, deren Größen und Richtungen verschieden sind, die jedoch alle eine gleich große Komponente in Richtung der Z-Achse aufweisen, werden die Elektronenbahnen längs Schraubenlinien verlaufen, wie dies in Projektion durch die Kreise C₁, C₂, C₃, C₄ dargestellt ist.

Für den Fall, daß die X-Komponente dieser Geschwindigkeiten gleich Null ist, ist z. B. eine einfache Modulation möglich, wenn die Fangvorrichtung in Form einer ebenen Platte in der .XZ-Ebene auf einer Höhe L gegenüber dem Punkt M₀ und mit einer Länge M₀B₃ ausgebildet wird, wobei die Stärke des Magnetfeldes H in einem Niederfrequenzrhythmus geändert wird.

Wenn nur die Z-Komponente der Geschwindigkeit für die verschiedenen Elektronen des Bündels keine Streuung aufweist, so daß im übrigen die Anfangsgeschwindigkeit ν sowohl in der Richtung als auch in der Größe eine Dispersion aufweisen kann, kann die Fangelektrode A in Form einer so großen, parallel zur XF-Ebene angeordneten Elektrode ausgebildet werden, daß alle Kreise ins Innere dieser Elektrode fallen (Fig. 6), wobei die Modulation dadurch bewerkstelligt wird, daß die Stärke des Magnetfeldes H und/oder die Z-Komponente der Geschwindigkeit ν geändert wird.

Da bei dieser Ausführungsform die.Bahn einen kleinen Winkel p mit der Fläche der Fangelektrode A bildet, ist es sehr erwünscht, wenigstens in der Nähe der Fangelektrode die letzten Windungen der Schraubenlinien stärker in axialer Richtung abzubiegen, z. B. mittels eines schwachen senkrechten elektrischen Feldes, das parallel zum Feld H ist und dessen Wirksamkeit nur in den letzten Windungen in Erscheinung tritt. '

Anstatt zu bewirken, daß die Eingangsgeschwindigkeit ν und die X F-Ebene einen Winkel p einschließen, kann zwecks Bildung der schraubenlinienförmigen Bahn auch parallel zum Magnetfeld ein senkrechtes elektrisches Feld angebracht werden, das die Elektronen in Richtung der Fangelektrode A mit einer zum Magnetfeld H senkrechten, genau bestimmten Geschwindigkeit treibt. Die Modulation kann bei einer solchen Einrichtung z. B. dadurch bewerkstelligt werden, daß dieses senkrechte elektrische Feld moduliert wird.

Die Störungen infolge der Dispersion in der Größe und der Richtung der Anfangsgeschwindigkeit ν der Elektronen bei den verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen können durch Zwischenschaltung von Geschwindigkeitsfiltern herabgesetzt werden, die z. B. der Beschleunigungskammer I der Fig. 2 einverleibt sind. Zur genauen Fixierung des Eintrittspunktes der Elektronen können gegebenenfalls eine Haarnadelkathode oder elektronenoptische Fokussierungsmittel verwendet werden.

Vorstehend ist stillschweigend angenommen worden, daß innerhalb des Laufzeitraums die Elektronen nur dem Einfluß des erwähnten modulierenden Feldes unterworfen waren. Wenn jedoch eine mit der äußeren Belastungsimpedänz verbundene

Fangelektrode A unmittelbar in dem Laufzeitraum III angeordnet ist, wird infolge der beweglichen Elektronen des Bündels in der Fangelektrode ein dielektrischer Verschiebungsstrom annähernd gleicher Größe und praktisch in Gegenphase zu dem von der Elektronenladung dieser Elektrode abgegebenen Leitungsstrom influenziert werden. Dieser Nachteil kann vermieden werden, indem die Fangvorrichtung gegenüber dem Laufzeitraum entkoppelt wird, was auf verschiedene Weise durchführbar ist.

In Fig. 8 ist der ganze Laufzeitraum III mit einer Wand J2 umgeben, die auf gleichem Potential wie die Wand 66 des Beschleunigungsraumes I gets halten wird. Die Wand 72 ist mit einer öffnung 74 von z. B. einigen Zehntel Millimeter versehen. Das von den beweglichen Elektronen erzeugte störende elektromagnetische Feld wird somit praktisch nicht durch diese enge öffnung 74 hindurchdringen und zu einer veränderlichen Influenzladung an der Fangelektrode Anlaß geben. Außerdem wird das mittlere Potential dieser Elektrode höher als das der Elektrode 72 gewählt, so daß das Bestreben der Elektronen, ihre Bewegung außerhalb der Umhüllung 72 fortzusetzen, nicht vom Augenblickswert der Spannung der Elektrode A gestört wird.

Gegegebenenfalls kann die Elektrode^ in Form einer Sekundäremissionselektrode ausgebildet werden, an die eine feste, nur wenig von der Spannung der Elektrode 72 verschiedene Spannung angelegt werden kann. Das Eindringen des veränderlichen elektrischen Feldes der Fangelektrode bis in den Laufzeitraum III ist dabei auf einen vernachlässigbaren Wert herabgesetzt.

Da die von der Kapazität der kleinen Ausgangselektrode A gegenüber Erde gebildete Ausgangskapazität C_ak nur von der Größenordnung von 1 pF und weniger ist, wird es möglich sein, mit sehr großen Ausgangsimpedanzen zu arbeiten. Bei einer Ausgangsimpedanz von io⁵Ohm bei 20% Modulationstiefe des Kathodenstroms ergibt sich bereits eine nutzbare Ausgangsspannung von der Größenordnung von 10 V mit einer Verstärkung von annähernd 30.

Die Erfindung eignet sich auch gut zur Anwendung in zahlreichen Zweigen der Fernmeldetechnik und besonders beim Fernsprechen, bei dem mit einer sehr wenig Raum beanspruchenden Einrichtung erfindungsgemäß Verzögerungen von 1 bis 10 m/sek. möglich sind.

Die mittels einer Einrichtung nach der Erfindung erzeugte Verzögerungszeit ist sehr konstant und unabhängig von der Schwingungsform und der Frequenz des Hochfrequenzsignals. Signale beliebiger Form können mit großer Genauigkeit verzögert werden. Die erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung ermöglicht es auch, Verzögerungen zu messen, indem z. B. die Einrichtung in eine Schaltung eingefügt wird, wie sie in Fig. 9 dargestellt ist.

Der Verzögerungsvorrichtung 10 wird das unverzögerte Signal e₀ (t) zugeführt. Der Ausgang IV dieser Vorrichtung ist in eine geeignete Ausgleichschaltung 80 eingefügt, der die zu messende Spannung e„ (ί-τ) zugeführt wird. Im Ausgang der Ausgleichschaltung 80 wird eine Spannung erzeugt, deren Größe mittels eines Anzeigeorgans 82 gemessen werden kann, das dazu dient, anzugeben, wenn Gleichgewicht zwischen der zu messenden Schwingung e„ (ίτ) und dem von der Verzögerungsvorrichtung verzögerten Signal e₀ (f-tj) erreicht ist. Die die Verzögerungsvorrichtung 10 steuernde Einstellvorrichtung 84 kann dabei z. B. unmittelbar in Verzögerungseinheiten geeicht werden. Eine solche Verzögerungsmeßvorrichtung kann auch selbsttätig gemacht werden, indem die Einstellgröße 84 von der Meßgröße 82 abhängig gemacht wird.

Solche Verzögerungsmeß-vorrichtungen sind z. B. als Abstandsmeßvorrichtungen bei Schaltungen zum Ausfindigmachen von Hindernissen vorteilhaft verwendbar.

Vorstehende Bemerkungen über die Messung von Verzögerungen gelten auch bei der Erzeugung und Messung von Phasenverschiebungen.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung eignet sich sehr gut zur Erzeugung phasen- oder frequenzmodulierter Schwingungen. Sie ermöglicht eine Phasenverschiebung von einigen Tausend Radians in einer einzigen Stufe, wie dies in der Praxis erwünscht wird, so daß teuere Frequenzvervielfacher vermieden werden können. Als Dichtemodulationsschwingung e (t) wird dabei z. B. eine sinusförmige Schwingung mit einer stabilisierten Frequenz von z. B. 35 MHz gewählt, wobei die phasenmodulierte Ausgangsschwingung der Verzögerungsvorrichtung nach der Erfindung in einer Mischvorrichtung mit einer anderen stabilisierten Schwingung mit einer Frequenz von z. B. 28 MHz in Form einer phasenmodulierten Mischschwingung mit einer mittleren Frequenz von 7 MHz gemischt wird. Diese phasenmodulierte Schwingung kann dann gegebenenfalls noch z. B. um einen Faktor 6 in der Frequenz vervielfacht werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Einrichtung, durch die elektrische Hochfrequenzschwingungen mit veränderlicher Zeit verzögert, insbesondere phasenmodulierte Hochfrequenzschwingungen erzeugt werden, bei der eine Entladungsröhre mit gerichtetem Elektronenbündel verwendet wird, dessen Elektronendichte im Hochfrequenzrhythmus moduliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die dieses Elektronenbündel unter der Wirkung eines solchen Magnetfeldes und/oder elektrischen Feldes gebracht wird, daß die Elektronen eine gekrümmte Bahn, z. B. eine zykloidale, eine schraubenlinienförmige oder eine spiralförmige Bahn, mit einer Anzahl, vorzugsweise einer ganzen Zahl von Windungen beschreiben, bevor sie auf eine Fangelektrode auftreffen, wobei die Laufzeit der Elektronen in dieser gekrümmten Bahn im Niederfrequenzrhythmus veränderbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch i, in der die gerichteten Elektronen eine spiralförmige Bahn beschreiben, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch welche die Elektronen von einem Magnetfeld beeinflußt werden, dessen Feldstärke in der Ebene der Elektronenbahn annähernd umgekehrt proportional zum Abstand von einem Fixpunkt O in dieser Ebene ist.
3. Einrichtung nach, Anspruch 1, in der die gerichteten Elektronen eine spiralförmige Bahn beschreiben, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch welche die Elektronen von einem radial gerichteten, zwischen zwei gleichachsigen Zylindern erzeugten elektrischen Felde beeinflußt werden.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, in der die gerichteten Elektronen eine schraubenlinienförmige Bahn beschreiben, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die annähernd senkrecht zur mittleren Bewegungsrichtung der Elektronen ein homogenes Magnetfeld angebracht wird, wodurch die Achse der schraubenHnienförmigen Bahn parallel zur Magnetfeldstärke ist.
5. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangelektrode derart angeordnet ist, daß Schwankungen in der Größe und/oder der Richtung der Geschwindigkeit, mit der die Elektronen in den Raum eintreten, wo sie unter die Wirkung des erwähnten Magnetfeldes und/oder elektrischen Feldes kommen, nahezu keinen Einfluß auf die Laufzeit der Elektronen zwischen dem Punkt, an dem sie in den erwähnten Raum eintreten und der Fangelektrode ausüben.
6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch welche die Beschleunigungsspannung der Elektronen und das die Elektronenbahn bestimmende magnetische und/ oder elektrische Feld derart gleichzeitig im Niederfrequenzrhythmus geändert werden, daß die Elektronenbahn eine unveränderliche Gestalt annimmt.
7. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche verhindern, daß das Feld der vorzugsweise in Form einer Sekundäremissionselektrode ausgebildeten Fangelektrode in den Raum eindringen kann, in dem die Elektronen unter der Wirkung des erwähnten magnetischen und/oder elektrischen Feldes ihre gekrümmte Bahn beschreiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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