DE2056908A1

DE2056908A1 - Circuit for operating a linear jet pipe

Info

Publication number: DE2056908A1
Application number: DE19702056908
Authority: DE
Inventors: Takeshi Yokohama Itoh (Japan)
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1969-11-19
Filing date: 1970-11-19
Publication date: 1971-05-27
Also published as: FR2069672A5; US3740649A; JPS5145932B1; GB1328546A

Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - DIpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

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Schaltung zum Betreiben einer LinearstrahlröhreCircuit for operating a linear beam tube

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Betreiben einer Mikrowellenröhre zur Verstärkung von Mikrowellen unter Benutzung linearer Elektronenstrahlen, insbesondere eine Schaltung zur Modu- ( lation und Verstärkung hochfrequenter Trägerwellen mittels Fernsehsignalen oder anderen ähnlichen Fernmeldesignalen.The invention relates to a circuit for operating a microwave tube for amplifying microwaves using linear electron beams, in particular a circuit for modulating ( lation and amplification of high-frequency carrier waves using television signals or other similar telecommunications signals.

Bei normalen Fernseh- Rundfunk-Geräten wird die Amplitude der Trägerwellen mittels Videosignalen moduliert, so daß sie auf den benötigten Energiepegel verstärkt werden. Sie werden zusammen mit Sprachträgerwellen, deren Frequenz durch Audiosignale moduliert ist, über eine Antenne übertragen. Die Trägerwellen liegen im VHF- und UHF-Bereich und die End-Leistungsröhre besteht aus einer Vakuumröhre mit vielen Elektroden oder einem Klystron. Werden in der Endstufe Mehrfachelektrodenröhren verwendet, soIn normal television broadcast equipment, the amplitude of the carrier waves is modulated by means of video signals so that they are based on the required energy levels are amplified. They are combined with speech carrier waves, the frequency of which is modulated by audio signals is transmitted via an antenna. The carrier waves lie in the VHF and UHF range and the final power tube consists of a vacuum tube with many electrodes or a klystron. If multiple electrode tubes are used in the final stage, see above

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3tann eine Schaltung angewendet werden, durch die der Anodenstrom einen Maximalwert hinsichtlich des Spitzenwertes der Synchronisiersignale annimmt. Dies geschieht durch AB-Betrieb, so daß der Wert des mittleren Anodenstroms dem Mittelwert der hellen und dunklen Pegel eines Fernsehbildes entspricht. In der Praxis wird ein Anodenstrom von 30 bis 70 % des Spitzenpegels verwendet. Da jedoch die Mehrfachelektrodenröhre hinsichtlich des UHF-Bereiches beschränkt ist, wird ^t ein Klystron oder eine Linearstrahlröhre für den UHF-Ber_eich verwendet.A circuit can then be used by which the anode current assumes a maximum value with respect to the peak value of the synchronizing signals. This is done by means of AB operation, so that the value of the mean anode current corresponds to the mean value of the light and dark levels of a television picture. In practice, an anode current of 30 to 70 % of the peak level is used. However, since the multi-electrode tube is limited in terms of the UHF range, a klystron or a linear ray tube is used for the UHF range.

Bei bekannten Betriebsschaltungen mit einem Linearstrahl-Klystron oder einer anderen Linearstrahl-Mikrowellenröhre ist die Elektronenstrahl dichte entsprechend dem Anodenstrom einer Mehrfachelektrodenröhre normalerweise so bemessen, daß ein Ausgangssignal entsprechend dem Spitzenwert des Synchronisiersignals unabhängig vom Pegel des Videosignals erzeugt werden kann. Bei Videosignalen mit niedrigem Pegel ist daher die Ulektronenstrahldichte unnötig hoch, so daß sich die herkömmliche Betriebsschaltung als unbefriedigend hinsichtlich Stromwirkungsgrad, Lebensdauer der Mikrowellenröhre und hinsichtlich der Kühleinrichtung für die Kollektorelektrode erwiesen hat. Ein weiterer Nachteil bekannter Schaltungen besteht darin, daß der Eingangs- und Ausgangsstrom eine niedrige Linearität aufweist, so daß die Mikrowellenröhre nicht in einem breiten Frequenzband arbeiten kann und somit kein hohes Ausgangssignal zu erreichen ist.In known operating circuits with a linear beam klystron or another linear beam microwave tube, the electron beam density corresponding to the anode current of a multiple electrode tube normally sized so that an output signal corresponding to the peak value of the sync signal is independent can be generated from the level of the video signal. In the case of low-level video signals, therefore, the electron beam density is unnecessary high, so that the conventional operating circuit is unsatisfactory in terms of current efficiency, life of the microwave tube and with regard to the cooling device for the collector electrode. Another disadvantage of known circuits is that the input and output currents have low linearity so that the microwave tube does not can work in a wide frequency band and therefore not a high one Output signal is to be achieved.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zum Betreiben einer Linearstrahl-Mikrowellenröhre anzugeben, durch die der Stromwirkungsgrad einer Mikrowellenröhre durch Dichtemodulation der Elektronenstrahlen bei dem Amplitudenpegel der Modulationssignale erhöht werden kann, so daß ein kompakter Aufbau des Kollektors, eine vereinfachte Kühleinrichtung für den Kollektor und eine vereinfachte Stromversorgung möglich sind. Ferner soll die Lebensdauer einer Mikrowellen-The present invention is therefore based on the object of specifying a circuit for operating a linear beam microwave tube, by which the current efficiency of a microwave tube by density modulating the electron beams at the amplitude level the modulation signals can be increased, so that a compact structure of the collector, a simplified cooling device for the collector and a simplified power supply are possible. Furthermore, the service life of a microwave

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röhre erhöht, die Linearität des hochfrequenten Ausgangssignals durch Dichtenmodulation verbesert und damit ein hohes Ausgangssignal bei geringer Beanspruchung unter Verwendung einer kompakten Mikrowellenröhre erzeugt werden.tube increases the linearity of the high-frequency output signal improved by density modulation and thus a high output signal with low stress using a compact Microwave tube are generated.

Die erfindungsgemäße Schaltung zum Betreiben einer Llniearstrahl-Mikrowellenröhre enthält eine Linearstrahlröhre mit einer Elektronenkanone mit Gitterelektroden zum Aussenden von Elektronenstrahlen, einen Mikrowellen-Verstärkungsteil mit Eingangs- und Ausgangsabschnitten zur Verstärkung der Mikrowellen, einen Kollektor zum Auffangen der Elektronenstrahlen, eine Einrichtung zur Versorgung des Eingangsabschnittes mit Mikrowellensignalen, die beispielsweise durch Videosignale moduliert sind, und eine Einrichtung zur Dichtemodulation der Elektronenstrahlen bei dem bestimmten Amplitudenpegel der Modulationssignale oder bei einom höheren Pegel auf den in der Elektronenkanone angeordneten Gitterelektroden.The circuit according to the invention for operating a linear beam microwave tube contains a linear ray tube with an electron gun with grid electrodes for emitting electron beams, a microwave amplification section with input and Output sections for amplifying the microwaves, a collector for collecting the electron beams, a device for supplying the input section with microwave signals, which are modulated, for example, by video signals, and a Device for density modulation of the electron beams at the specific amplitude level of the modulation signals or at einom higher level on the grid electrodes arranged in the electron gun.

Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with the aid of the preferred exemplary embodiments shown in the accompanying drawing. Show it:

Fig. 1 und 2 Blockschaltbilder zur Erläuterung zweier Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schaltung; 1 and 2 block diagrams to explain two embodiments of the circuit according to the invention;

Fig. 3 in einem schematischen Diagramm die Kennlinie der Gitterelektroden der Klystron-Elektronenkanonen der Fig. 1 und 2;
Fig. 4a, 4b und 40 Diagramme von Wellenformen zur Erläuterung3 shows, in a schematic diagram, the characteristic curve of the grid electrodes of the klystron electron guns of FIGS. 1 and 2;
Figs. 4a, 4b and 40 are waveform diagrams for explanation

des Betriebs der Ausführungsform der Fig. 2;the operation of the embodiment of FIG. 2;

Flg. 5 in einem Diagramm das Verhalten der Spannung des Hochfrequenzeingangs und der Gitterelektrode;Flg. 5 shows the behavior of the voltage of the high-frequency input in a diagram and the grid electrode;

Fig. 6 in einem Diagramm die Kennlinien des Hochfrequenzausganges der erfindungsgemäßen Schaltung bei einem Ballungsmaß, das gewählt wurde, um die verschiedenen verwendeten Variablen darzustellen; Fig. 7 ein Diagramm der Wellenform von Fernseh-rVideosignalen;6 shows the characteristics of the high-frequency output in a diagram the circuit according to the invention at a degree of concentration that was chosen to accommodate the various used Represent variables; Fig. 7 is a diagram showing the waveform of television video signals;

Fig. 8 die Kennlinien des Hochfrequenzausganges der bekannten Schaltung bei einem zur Darstellung der verwendeten Variablen gewählten Ballungsmaß;undFig. 8 shows the characteristics of the high frequency output of the known Switching with a degree of concentration selected to represent the variables used; and

Fig. 9 das Blockschaltbild einer abgewandelten, auf eine Rechteckwellenröhre angewendete Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung.9 shows the block diagram of a modified to a square wave tube applied embodiment of the invention Circuit.

Ein Liniearstrahl-Klystron umfaßt eine Elektronentrahlkanone mit einer Anode und einer Kathode, einen Mikrowellen-Verstärkungsteil mit einer Resonanzkammer und einer Laufzeitröhre und einen Kollektor zum Auffangen der Elektronenstrahlen. Ein solches Klystron wird auf der Basis des beschriebenen Diodenaufbaues betrieben. Bei einigen der herkömmlichen Klystrons weist der Mikrowellen-Versträkungsteil Eingangs-, Ausgangs- und Zwischen-Resonanzkammern auf. Zur Vereinfachung der Beschreibung soll als Beispiel ein Klystron mit zwei Resonanzkammern gewählt werden, d. h., ein Klystron, das nur Eingangs- und Ausgangs-Resonanzkammern enthält. Vernachlässigt man die Wirkung der Raumladung, so kann der Ausgangs-Mlkrowellenstrom I₁ aus der Ausgangs-Resonanzkammer ausgedrückt werden durchA linear beam klystron comprises an electron beam gun with an anode and a cathode, a microwave amplification section with a resonance chamber and a time-of-flight tube, and a collector for collecting the electron beams. Such a klystron is operated on the basis of the diode structure described. In some of the conventional klystrons, the microwave amplifying portion has entrance, exit, and intermediate resonance chambers. To simplify the description, a klystron with two resonance chambers will be chosen as an example, that is, a klystron which only contains input and output resonance chambers. If the effect of the space charge is neglected, the output microwave current I ₁ from the output resonance chamber can be expressed by

I₁ = 2I₀J₁Cx) (1)I ₁ = 2I ₀ J ₁ Cx) (1)

mit J^(x) = Besselfunktionwith J ^ (x) = Bessel function

Iq = direkter Strahlstrom χ = BallungswertIq = direct beam current χ = population density

_x _ pt»· i/^VqO^ 1/Vq (2) _x _ pt »· i / ^ VqO ^ 1 / Vq (2)

mit A = Konstante eines Eingangs-Resonanzkammernspalteswith A = constant of an entrance resonance chamber gap

9q = Transitwinkel der Elektronenstrahlen in der Laufzeitröhre9q = transit angle of the electron beams in the Transit time tube

V^ = Hoohfrequenzspannung im Eingangs-Resonanzkammernspalt V ^ = high frequency voltage in the entrance resonance chamber gap

V₀ = Strahlspannung (Anodenglelchspannung)V ₀ = beam voltage (anode equilibrium voltage)

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Bei der herkömmlichen Betriebsschaltung wird der direkte Strahlstrom I₀ in erster Linie durch den Betrieb der Diode der Elektronenkanone bestimmt. Gemäß Gleichung (1) wird daher ein Ausgangsstrom I, gezogen, der bei einem Ballungswert χ moduliert 1st, der allein zur Wiedergabe der Variablen gewählt ist. Zur Änderung des durch die Gleichung (2) ausgedrückten Wertes χ kann natürlich auch V₀ oder V₁ variiert werden. Eine Veränderung der Strahlspannung V_Q führt jedoch zu einer Veränderung des Strahlstroms I₀, was sich aus der GleichungIn the conventional operating circuit, the direct beam current I _{0 is} primarily determined by the operation of the electron gun's diode. According to equation (1), an output current I, is drawn that is modulated at an agglomeration value χ, which is selected solely to reproduce the variables. To change the value χ expressed by equation (2), V ₀ or V ₁ can of course also be varied. A change in the beam voltage V _Q , however, leads to a change in the beam current I ₀ , which can be seen from the equation

¹O⁵^O² ....(3) ¹ O ⁵ ^ O ² .... (3)

ergibt. Weiter führt eine Steigerung von V₀ zu einer entsprechenden Neigung des Transitwinkels der Elektronenstrahlen. Eingang und Ausgang stehen dahei?in einer komplizierten Beziehung zueinander, wobei sich keine Linearität ergibt. Wo, wie beim Fernsehen, ein hohes Maß an Linearität erforderlich ist, wo unterschiedliche Verstärkung und Phase eine beträchtliche Schwierigkeit bieten, ist eine äußerst komplizierte Schaltung zur Linearitätskompensation erforderlich. Bei einer Strahlenquelle mit hohem Leistungsvermögen ist es allgemein schwierig, eine solche Kompensation durchzuführen. Derzeit kann daher die Ausgangssteuerung von V₀ nur im Impulsbetrieb erfolgen, der zur Lineartät des Eingangs- und Ausgangs nicht in Beziehung steht. Daher wird in allgemeiner Praxis die Hochfrequenzspannung V₁ im Eingangs-Hesonanzkammerspalt variiert und nicht die Strahlspannung V_Q. Das heißt, bei einem Anstieg von V₁ steigt χ proportional beträchtlich an. In diesem Fall ändert sich die primäre Besselfunktlon erster Art J₁ (x) in Form einer Kurve mit einem bestimmten Wert, so daß bei Berücksichtigung der Linearität zwischen Eingang und Ausgang, der Bereich, in dem sich χ ändert, unvermeidlich begrenzt ist.results. Furthermore, an increase in V ₀ leads to a corresponding inclination of the transit angle of the electron beams. Input and output are therefore in a complicated relationship to one another, with no linearity resulting. Where, as in television, a high degree of linearity is required, where different gain and phase present considerable difficulty, an extremely complex linearity compensation circuit is required. It is generally difficult to perform such compensation with a high power radiation source. At present, therefore, the output control of V ₀ can only take place in pulse mode, which is not related to the linearity of the input and output. Therefore, in general practice, the high-frequency voltage V ₁ in the input resonance chamber gap is varied and not the beam voltage V _Q. That is, with an increase in V ₁ , χ increases proportionally considerably. In this case, the primary Bessel function of the first type J ₁ (x) changes in the form of a curve with a certain value, so that when the linearity between input and output is taken into account, the range in which χ changes is inevitably limited.

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Pig. 8 zeigt die Beziehung des BaIlungswertes χ und des Ausgangsstromes I₁. Wird bei dieser Figur der Gradient zwischen O und x_Q als I_1x /x_Q bezeichnet, wenn bestimmte Werte von x_Q und I_1χ = 2Iq · J₁Cx) verwendet werden, so kann der an einem bestimmten Punkt X₁ berechnete Wert von Δ I_1x = J2Iq · J₁ - X₁ · I_1χ /_χ > Pig. 8 shows the relationship of the balancing value χ and the output current I ₁ . If, in this figure, the gradient between O and x _Q referred to as I _1x / x _Q when certain values of x _Q and I _1χ = 2IQ · J ₁ Cx) are used, calculated at a certain point X ₁ value can of Δ I _1x = J2Iq · J ₁ - X ₁ · I _1χ / _χ >

als Leitgrößebei der Bestimmung der Eigenschaften der sich ergebenden Linearität benutzt werden. Derzeit sind verschiedene Verfahren zur Kompensation der Linearität zwischen Eingang und Ausgang möglich. Beim derzeitigen NTSC-Fernsehsystem kann in der Praxis nur eine 20 #-ige Kompensation erreicht werden. Die Zusammensetzung von Fernsehsignalen ist beispielsweise in Fig. 7 gezeigt. Bezeichnet man, auf der Basis der Spannung, die Amplitudenhöhe der Synchronisiersignale als 100 %_t so haben die Signale auf der Höhe des Schwarz-Pegels eine Amplitudenhöhe von 75 % und die Signale auf der Höhe des Weiß-Pegels eine Höhe von 12,5 %* Nimmt man an, daß der Strom I₁_ der Pig. 8 die gleiche.can be used as a guide in determining the properties of the resulting linearity. Various methods of compensating for the linearity between input and output are currently possible. With the current NTSC television system, only 20 # compensation can be achieved in practice. The composition of television signals is shown in Fig. 7, for example. If, on the basis of the voltage, the amplitude level of the synchronization signals is designated as 100% _t , the signals at the level of the black level have an amplitude level of 75 % and the signals at the level of the white level have a level of 12.5 % * Assuming that the current I ₁ _ the Pig. 8 the same.

I XqI Xq

Amplitudenhöhe hat wie die Synchronisiersignale, so ergibt sich bei einem Klystron ein Wirkungsgrad von nur 30 % bei den Synchronisiersignalen, von 17 % am Schwarz-Pegel und ein wesentlich geringerer mittlerer Wirkungsgrad. Als Wirkungsgrad 1st hier die prozentuale Ausgangsleistung bei VqIq = 100 % bezeichnet. Aus der vorstehenden Beschreibung geht daher hervor, daß ein wesentlicher Teil des Eingangsstromes im Kollektor in Form von Wärme verlorengeht.Has the same amplitude as the synchronization signals, a klystron has an efficiency of only 30 % for the synchronization signals, 17% for the black level and a significantly lower average efficiency. The percentage output power at VqIq = 100 % is referred to here as efficiency. From the above description it is therefore apparent that a substantial part of the input current in the collector is lost in the form of heat.

Das derzeit übliche System zum Betreiben eines Klystrons, bei dem χ durch Änderung von V₀ oder V₁ variiert wird, ist daher,' wie oben beschrieben, hinsichtlich des Stromwirkungsgrades, hinsichtlich der Kühleinrichtung für die Kollektorelektrode und damit hinsichtlich der Lebensdauer des Klystrons selbst, ungünstig. Es fet daher wünschenswert, daß die primäre Besselfunktion erster Art J₁(X) gemäß Gleichung (1) nur durch die Hochfrequenzspannung V₁ im Eingangs-Resonanzkammerspalt beeinflußt und der Strahlstrom I₀ durch Video-Signale moduliert wird.The currently common system for operating a klystron, in which χ is _{varied by changing V 0} or V ₁ , is therefore, 'as described above, with regard to the current efficiency, with regard to the cooling device for the collector electrode and thus with regard to the service life of the klystron itself, unfavorable. It is therefore desirable that the primary Bessel function of the first type J ₁ (X) according to equation (1) only be influenced by the high-frequency voltage V ₁ in the input resonance chamber gap and the beam current I ₀ is modulated by video signals.

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Da Änderungen des Strahlstroms I„ direkt den hochfrequenten Ausgangsstrom I^ beeinflussen, muß die Strahlspannung V_Q stabilisiert werden. Da jedoch bei einem neueren Klystron die Anodenstromquelle eine Leistung von einigen Hundert kVA besitzt, ist für seine Stabilisierung eine große Einrichtung erforderlich. Da diese Stabilisierung einer gewissen Begrenzung unterworfen ist, ist es ferner wünschenswert, eine Elektronenstrahlkanone derart zu verbessern,"daß Änderungen der Strahlspannung oder der Anodenspannung Vq den Strahlstrom I_Q im wesentlichen nicht beeinflussen.Since changes in the beam current I "directly influence the high-frequency output current I ^, the beam voltage V _Q must be stabilized. However, in a recent klystron, since the anode power source has an output of several hundred kVA, a large facility is required for its stabilization. Since this stabilization is subject to a certain limitation, it is furthermore desirable to improve an electron beam gun in such a way "that changes in the beam voltage or the anode voltage Vq essentially do not influence _{the beam current I Q.}

Anhand der Zeichnung soll nunmehr eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung zum Betreiben einer Linearstrahl-Mikrowellenröhre beschrieben werden. Fig. 1 zeigt ein Klystron mit zwei ResonstEkammern, bei dem die erfindungs gemäße Schaltung angewendet werden soll, v.m gleichzeitig sowohl den Strahlstrom als auch die Hochfrequenzspannung am Eingangs-Resonanzkammerspalt mittels Videosignalen zu modulieren, wobei deren Amplitude von 0 bis 100 % reicht. Das Klystron weist einen Körper 11 auf, an dessen einem Ende eine Elektronenkanone 12 angeordnet ist. In der Mitte des Klystrons befindet sich ein Mikrowellen-Verstärkungstail und am anderen Ende ein Kollektor 14. Die Elektronenkanone 12 besteht aus einer Kathode 15 und einer Anode 17, in deren Mitte eine Öffnung 16 gebohrt ist, einer ersten Gitterelektrode 18, einer zweiten Gitterelektrode 19 und einer Fokussierelektrode 20, die sämtlich so angeordnet sind, daß sie der Kathode gegenüber liegen. Die Elektronenemittierflache der Kathode 15 besitzt eine teilweise eingedrückte oder konkave Form. Die erste und zweite Gitterelektrode 18 bzw. 19 liegen nahe an der Elektronenemittierflache der Kathode 15 und haben eine kugelförmige Oberfläche mit der gleichen Krümmung. Die Gitter der Elektroden 18 und 19 sind in Größe und Lage miteinander ausgerichtet. Die Elektronenkanonenelemente von derA first embodiment of the circuit according to the invention for operating a linear beam microwave tube will now be described with reference to the drawing. Fig. 1 shows a klystron with two resonance chambers, in which the circuit according to the invention is to be used to simultaneously modulate both the beam current and the high-frequency voltage at the input resonance chamber gap by means of video signals, the amplitude of which ranges from 0 to 100%. The klystron has a body 11, at one end of which an electron gun 12 is arranged. In the middle of the klystron there is a microwave amplification stick and at the other end a collector 14. The electron gun 12 consists of a cathode 15 and an anode 17, in the middle of which an opening 16 is drilled, a first grid electrode 18 and a second grid electrode 19 and a focusing electrode 20, all of which are arranged to face the cathode. The electron emitting surface of the cathode 15 has a partially indented or concave shape. The first and second grid electrodes 18 and 19 are close to the electron emitting surface of the cathode 15 and have a spherical surface with the same curvature. The grids of electrodes 18 and 19 are aligned with one another in size and position. The electron gun elements from the

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Kathode 15 bis zur Fokussierelektrode 20 liegen koaxial zur Achse des Röhrenkörpers 11 des Klystrons.The cathode 15 to the focusing electrode 20 are coaxial with the axis of the tubular body 11 of the klystron.

Der Mikrowellen-Verstärkungsteil 13 umfaßt eine Eingangs-Resonanzkammer 21, eine Laufzeitröhre 22 und eine Ausgangs-Resonanzkaminer 23, die von der Elektronenkanone aus in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Er liegt auf dem gleichen Gleichspannungspotential wie die Anode 17.The microwave amplifying part 13 includes an input resonance chamber 21, a time-of-flight tube 22 and an output resonance chamber 23 arranged in this order from the electron gun. It is on the same DC voltage potential like the anode 17.

Der Kollektor 14 liegt der Elektronenkanone 12 gegenüber, wobei der Verstärkungsteil 13 dazwischen angeordnet ist. Der Kollektor 14 ist mit einer tiefen Öffnung 24 zum Empfang der darauf fallenden Elektronenstrahlen versehen. Die Außenwand des Kollektors 1st an einer Kühleinrichtung 25 befestigt.The collector 14 faces the electron gun 12 with the reinforcement part 13 interposed therebetween. The collector 14 is provided with a deep opening 24 for receiving the electron beams incident thereon. The outer wall of the collector Is attached to a cooling device 25.

Bei diesem Aufbau sind die Elektroden an Gleichspannungsquellen 26, 27 und 28 angeschlossen. Bezüglich der Kathode 15 wird der ersten Gitterelektrode 18 ein negatives Potential zugeführt, der zweiten Gitterelektrode 19 ein positives Potential, der Pokussierelektrode das Potential 0 und der Anode 17 eine positive hohe Spannung V^. Die erste Gitterelektrode 18 des Klystrons ist mit der Ausgangsklemme eines Videosignalverstärkers 29 verbunden und wird so gesteuert, daß sich eine maximale Verschiebung vom negativen Potential zum Potential O ergibt, wenn die Synchronisiersignale der Fernsehsignale auf ihrem Spitzenwert liegen. Mit dem Videosignalverstärker 29 ist ein Videosignalgenerator 30 mit einer Fernsehkamera und einer Wellen-Formungsschaltung verbunden, sowie ferner mit einem Video-Trägerwellenverstärker und Modulator 31» dessen Ausgangsklemme über einen T-förmigen verzweigten Zirkulator 32 mit der Eingangs-Resonanzkammer 21 verbunden ist. Der Video-Trägerwellenverstärker und Modulator 1st mit einem Video-Trägerwellenoszillator 33 verbunden. Mit dem einen Ende des Zirkulators 32 1st ein Belastungswiderstand 34 verbunden. Die Ausgangs-Resonanzkammer 23 des Klystrons 11 ist mit derIn this setup, the electrodes are connected to DC voltage sources 26, 27 and 28 connected. With respect to the cathode 15, the first grid electrode 18 is supplied with a negative potential, the second grid electrode 19 has a positive potential, the focusing electrode the potential 0 and the anode 17 a positive high voltage V ^. The first grid electrode 18 of the klystron is with connected to the output terminal of a video signal amplifier 29 and is controlled so that there is a maximum shift from negative potential to potential O when the synchronizing signals the television signals are at their peak. With the Video signal amplifier 29, a video signal generator 30 is connected to a television camera and a wave-shaping circuit, and also with a video carrier wave amplifier and modulator 31 »whose output terminal is branched via a T-shaped Circulator 32 is connected to the input resonance chamber 21. The video carrier wave amplifier and modulator comes with one Video carrier wave oscillator 33 connected. A load resistor 34 is connected to one end of the circulator 32. The output resonance chamber 23 of the klystron 11 is with the

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Eingangsklemme eines Kopplers 35 verbunden, dessen Ausgangsklemme über eine Übertragungsklemme an eine Antenne angeschlossen ist. Die Ausgangskiemme des Kopplers 35 ist ferner über einen Amplitudendetektor 36 und einen Rückkopplungsverstärker 37 mit dem Videosignalverstärker 29 verbunden.The input terminal of a coupler 35 is connected, the output terminal of which is connected to an antenna via a transmission terminal. The output terminal of the coupler 35 is also via an amplitude detector 36 and a feedback amplifier 37 with the Video signal amplifier 29 connected.

Bei der oben beschriebenen AusXührungsfoxm der erfindungsgemäßen Schaltung werden von der Kathode 15 Elektronenstrahlen emittiert, deren Dichte an der ersten Gitterelektrode 18 moduliert wixa* Dem ,Videosignalverstärker 29 werden Videosignale zugeführt, die zusätzlich zu der dem Verstärker 29 bereits zugeführten negativen Vorspannung auf einen vorgeschriebenen Pegel verstärkt ■werden. Die erste Gitterelektrode 18 ist so ausgelegt, daß sie auf das maaämale Potential zwischen dem negativen Potential und dem Potential 0 vorgespannt wird, wenn die Synchronisiersignale in den FerBsehsignälen einen Spitzenwert annehmen. Hierdurch werden die Eleirbronenstrahlen zwangsweise in ihrer Dichte durch die Videosignale an der ersten Gitterelektrode 18 moduliert.In the above-described embodiment of the invention Circuit, electron beams are emitted from the cathode 15, the density of which is modulated at the first grid electrode 18 wixa * Video signals are fed to the video signal amplifier 29, the negative in addition to the already supplied to the amplifier 29 Bias voltage can be increased to a prescribed level. The first grid electrode 18 is designed so that they on the maaemal potential between the negative potential and is biased to the potential 0 when the synchronization signals in the television signals assume a peak value. This will be the density of the eleirbron rays is forced by the Video signals at the first grid electrode 18 are modulated.

Bezeichnet man die Raumladungskonstante der ersten Gitterelektrode 18 als G, ihre Vorspannung als -Eg₀ und ihre Vorspannung in Richtung 0 infolge der zusätzlichen Videosignale als -Eg₁, so erhält man folgende Gleichung:If the space charge constant of the first grid electrode 18 is designated as G, its bias voltage as -Eg ₀ and its bias voltage in direction 0 as a result of the additional video signals as -Eg ₁ , the following equation is obtained:

I₀ = G ((Eg₁ - Eg_o|) ₍₅₎ I ₀ = G ((Eg ₁ - Eg _o |) ₍₅₎

Somit ergibt sich die in Fig. 3 gezeigte Kurve, die zeigt, daß bei steigendem Spannungspegel der Videosignale der Strahlstrom Iq ansteigt und umgekehrt.Thus, there is the curve shown in Fig. 3, which shows that as the voltage level of the video signals increases, the beam current Iq increases and vice versa.

Die in ihrer Dichte modulierten Elektronenstrahlen laufen durch die zweite Gitterelektrode 19. Da die zweite Elektrode 19 be-' relts positiv vorgespannt ist, kann die Anodenspannung Vq beträchtlich variieren, ohne daß der Strahlstrom I_Q infolge der Stabilisierung der Vorspannungsquelle 27 beeinflußt wird. NachThe electron beams, which are modulated in their density, pass through the second grid electrode 19. Since the second electrode 19 is somewhat positively biased, the anode voltage Vq can vary considerably without the beam current I _{Q being influenced} as a result of the bias source 27 stabilizing. To

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der Bescnleunlgung durch die Anode 17 läuft der in seiner Dichte modulierte Elektronenstrahl durch den Spalt der Eingangs-Resonanzkammer 21, der über den Zirkulator 32 Video-Trägerwellen zugeführt werden, die durch den Trägerwellengenerator 33 erzeugt werden. Diese sind durch den Trägerwellen-Amplitudenmodulator verstärkt und weiter in ihrer Amplitude durch Videosignale moduliert. D. h., dem Eingangs-ResonaEkammerspalt wird die hochfrequente Spannung V- zugeführt. Daher werden die durch die genannten Bauteile laufenden, beschleunigten Elektronenstrahlen in ihrer Geschwindigkeit moduliert. Die Elektronenstrahlen werden an der ersten Gitterelektrode in ihrer Dichte moduliert, und zwar innerhalb des vollen Bereichs der Amplitude der Videosignale. Sie werden in ihrer Geschwindigkeit, moduliert, während sie durch den Eingangs-Resonanzkammerspalt laufen, und zwar durch Trägerwellen, die bereits durch Videosignale in ihrer Amplitude moduliert sind. Die Elektronenstrahlen werd9n also zweimal durch Videosignale innerhalb des vollen Amplitudenbereichs derselben beeinflußt, und zwar, wenn die Strahlen durch die erste Gitterelektrode 18, und wenn sie durch den Eingangs-Resonanzkammerspalt laufen. Demzufolge werden die in ihrer Geschwindigkeit mit Bezug auf das von den Videosignalen eingenommene Frequenzband stark beschleunigten Elektronenstrahlen durch die Videosignale auf die gleiche Phase moduliert, während sie durch die Gitterelektroden und die Eingangs-Resonanzkammer laufen.the acceleration by the anode 17 runs in its density modulated electron beam through the gap of the entrance resonance chamber 21 to which video carrier waves generated by the carrier wave generator 33 are supplied via the circulator 32 will. These are amplified by the carrier wave amplitude modulator and further modulated in their amplitude by video signals. This means that the high-frequency voltage V- is fed to the input resonance chamber gap. Hence the by the said Components moving, accelerated electron beams are modulated in their speed. The electron beams are sent to the first grid electrode is modulated in density within the full range of the amplitude of the video signals. you will be in their speed, modulated as they go through the Entrance resonance chamber gap run, namely by carrier waves, whose amplitude has already been modulated by video signals. The electron beams are thus transmitted twice through video signals influenced within the full amplitude range thereof, namely, when the rays through the first grid electrode 18, and when they pass through the entrance resonance chamber gap. As a result, the speed of the Frequency band occupied by the video signals strongly accelerated electron beams through the video signals to the same Phase modulates as they pass through the grid electrodes and the input resonance chamber.

Nach Durchlaufen der Eingangs-Resonanzkammer 21, der Laufzeitröhre 22 und der Ausgangs-Resonanzkammer 23 werden die Elektronenstrahlen durch den Kollektor 14 aufgefangen. Die in ihrer Geschwindigkeit modulierten Teile der Elektronenstrahlen werden jedoch weiter in ihrer Dichte moduliert, während sie durch die Laufzeitröhre 22 laufen, so daß der Ausgangs-Resonanzkammer 23 ein Ausgangsstrom I₁ zugeführt wird, der über den Koppler 35 zu einer Antenne geleitet wird.After passing through the input resonance chamber 21, the transit time tube 22 and the output resonance chamber 23, the electron beams are collected by the collector 14. The speed-modulated parts of the electron beams are, however, further modulated in their density while they pass through the transit time _{tube 22, so that the output resonance chamber 23 is supplied with an output current I 1} which is conducted via the coupler 35 to an antenna.

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Wie aus den Gleichungen (1) und (2) hervorgeht, besteht zwischen dem Ausgangs-Mikrowellenstrom I₁ und dem Strahlstrom Iq, sowie mit der hochfrequenten Spannung V₁ im Eingangs-Resonanzkammerspalt (kurz als Eingangs-Resonanzkammerspannung bezeichnet) eine Beziehung, die durch die primäre Besselfunktion erster Art J₁(X) ausgedrückt werden kann. Demnach ergibt sich mit den Gleichungen (1) und (5) für den Ausgangs-Mikrowellenstrom I₁ As can be seen from equations (1) and (2), there is a relationship between the output microwave _{current I 1} and the beam current Iq, as well as with the high-frequency voltage V ₁ in the input resonance chamber gap (referred to as input resonance chamber voltage for short) the primary Bessel function of the first kind J ₁ (X) can be expressed. Accordingly, equations (1) and (5) give the output microwave current I ₁

(6)(6)

Zur Messung der Amplitude des Ausgangs-Mikrowellenstroms I₁ wird ein Teil desselben vom Koppler 35 dem Amplitudendetektor 36 zugeführt und dann über den Rückkopplungsverstärker 37 zum Videosignal-Verstärker 29 zurückgeführt, so daß die Videosignale auf eine erforderliche Linearität gesteuert werden.To measure the amplitude of the output microwave current I ₁ , a portion of the same is fed from the coupler 35 to the amplitude detector 36 and then fed back via the feedback amplifier 37 to the video signal amplifier 29 so that the video signals are controlled to a required linearity.

Durch die vorstehend beschriebene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung wird die Dichte des Elektronenstrahls im KIystron-Röhrenkörper 11 entsprechend sämtlichen Amplitudenpegeln der auftretenden Videosignale gesteuert, so daß die Erfordernisse der Elektronenstrahlen für den Weiß-Pegel reduziert werden. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung kann die Leistung der Elektronenstrahlen auf die Hälfte bis zwei Drittel des Wertes gesenkt werden, der bei bekannten Schaltungen erforderlich ist. Dies erlaubt eine 1,5- bis 2-fache Erhöhung des Stromwirkungsgrades des Klystrons, so daß der Leistungsvervrauch verringert, die Lebensdauer der Röhre erhöht und die Kühleinrichtung für die Kollektorelektrode vereinfacht wird.By the embodiment of the invention described above Circuit becomes the density of the electron beam in the KIystron tube body 11 controlled in accordance with all the amplitude levels of the video signals occurring, so that the requirements of the electron beams for the white level can be reduced. In the circuit according to the invention, the power of the electron beams can be reduced to half to two thirds of the value that is required in known circuits. This allows a 1.5 to 2-fold increase in the current efficiency of the klystron, so that the power consumption reduces the service life the tube and the cooling device for the collector electrode is simplified.

Ferner kann bei der beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung/Perm Jj (x) der Besselfunktion erster Art gem. Gleichung (1) nur durch die hochfrequente Spannung V₁ im Eingangs-Furthermore, in the described embodiment of the circuit according to the invention / Perm Jj (x) of the Bessel function of the first type according to equation (1), only the high-frequency voltage V ₁ in the input

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Resonanzkammerspalt und den durch Videosignale zu modulierenden Strahlstrom I₁ beeinflußt werden, so daß der Ausgangsstrom I₁ proportional dem Strahlstrom Iq wird. Hierdurch kann die Linearität zwischen Bin- und Ausgang des Klystrons einfach durch Erhöhung des Strahlstroms I_Q erhöht werden. Demzufolge ist erfindungsgemäß eine hohe Leistungsverstärkung bei niedriger Beanspruchung möglich, was die Wellenformung der ursprünglichen, während der Fernsehbild-Aufnahme erhaltenen Signale wesentlich vereinfacht, beispielsweise die y*-Kompensation und die Kompensation der verschiedenen Verstärkungen und Phasen.Resonance chamber gap and the beam current I ₁ to be modulated by video signals are influenced, so that the output current I _{1 is} proportional to the beam current Iq. In this way, the linearity between the input and output of the klystron can be increased simply by increasing the beam current I _Q. As a result, according to the invention, a high power gain is possible with a low load, which considerably simplifies the waveform shaping of the original signals obtained during the television picture recording, for example the y * compensation and the compensation of the various gains and phases.

Ferner verhindert die Stabilisation der Vorspannungsquelle 27 zur Speisung der zweiten Gitterelektrode 19 mit einem positiven Potential, daß die Änderung der Anodenspannung V_Q die des Strahlstroms I_Q beeinflußt. Daher wird der Strahlstrom I_Q nur in der ersten Gitterelektrode 18 durch Videosignale moduliert, was verhindert, daß sich zwischen Ein- und Ausgang eine komplizierte Beziehung ergibt.Furthermore, the stabilization of the bias voltage source 27 for feeding the second grid electrode 19 with a positive potential prevents the change in the anode voltage V _{Q from influencing} that of the beam current I _Q. Therefore, the beam current I _Q is modulated by video signals only in the first grid electrode 18, which prevents a complicated relationship between input and output from being established.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 wird der Strahlstrom I_Q über den gesamten Amplitudenbereich der Videosignale moduliert, was zu einem komplizierten Aufbau der Mikrowellenröhre führt.In the embodiment of FIG. 1, the beam current I _{Q is} modulated over the entire amplitude range of the video signals, which leads to a complicated structure of the microwave tube.

Daher erlaubt die Ausführungsform der Fig. 2 nur eine Modulation des Strahlstroms I„ bei einem höheren Amplitudenpegel als bei dem besonderen Amplitudenpegel der Videosignale. Hierdurch kan auf einfache Weise das Konzept der Ausführungsform der Flg.1 verwirklicht werden.Therefore, the embodiment of Fig. 2 allows only one modulation of the beam current I "at a higher amplitude level than at the particular amplitude level of the video signals. Through this kan in a simple way the concept of the embodiment of Flg.1 be realized.

Im folgenden soll nunmehr die Ausführungsform der Fig. 2 beschrieben werden, bei der ein lineares Klystron mit vier Resonanzkammern verwendet wird. In Fig. 2 sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Eine Beschreibung dieser Teile ist daher nicht erforderlich. Das lineare KIy-The embodiment of FIG. 2 will now be described below using a linear klystron with four resonance chambers. In Fig. 2 the same parts as in Fig. 1 is denoted by the same reference numerals. It is therefore not necessary to describe these parts. The linear KIy-

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stron mit vier Resonanzkammern der Fig. 2 besitzt Zwischen-Resonanzkammern 40 und 41, die zwischen der Eingangs-Resonanzkammer 21 und der Ausgangs-Resonanzkammer 23 vorgesehen sind. Diese Resonanzkammern sind sämtlich durch Laufzeitröhren 42, und 44 miteinander verbunden, deren Potential gleich dem Anodenpotential ist. Bei der Ausführungsform der Fig. 2 wird der Strahlstrom I₀ bei einem höheren Amplitudenpegel als dem bestimmten Anplitudenpegel der Videosignale moduliert, so daß zusätzlich eine Video-Verteilerschaltung 50 vorgesehen ist.The four resonance chamber stron of FIG. 2 has intermediate resonance chambers 40 and 41 provided between the input resonance chamber 21 and the output resonance chamber 23. These resonance chambers are all connected to one another by time-of-flight tubes 42 and 44, the potential of which is equal to the anode potential. In the embodiment of FIG. 2, the beam current I _{0 is} modulated at a higher amplitude level than the specific amplitude level of the video signals, so that a video distribution circuit 50 is additionally provided.

Die Videosignal-Verteilerschaltung 50 speist den Videosignal-Verstärker 29 mit Videosignalen, die bei dem bestimmten Amplitudenpegel herausgezogen wurden und leitet diese Videosignale selbst zum Video-Trägerwellen-Amplitudenmodulator 31 als Modulationssignale. Die Videosignal-Verteilerschaltung 15 mit dem Videosignalgenerator 30, einem Pegelverteiler 51 und einer Torschaltung 52 zweigt einen Teil der Ausgangssignale (in Fig. 4 mit S bezeichnet) bei einem vorgeschriebenen Abzweigpegel, beispielsweise dem Schwarz-Pegel ab und führt dem Videosignalverstärker 31 diesen Pegel überschreitende Signale S₁ zu, d. h. Synchronisiersignale, die durch die Abzweigung bzw. Aussiebung (Fig. 4b) erhalten wurden. Andererseits wird ein Teil der Videosignale S zum Trägerwellen-Amplitudenmodulator 31 zur. Modulation der Trägerwellen abgezweigt, so daß der Amplitudenmodulator 31 die Eingangs-Resonanzkammer 21 mit modulierten Trägerwellen Sg (Fig.40) speist. Dem Videosignalverstärker 29 werden Signale S-, mit dem Verteil- oder Abzweigpegel zugeführt. Während dieser Zeit wird die erste Gitterelektrode 18 mit einer Gleich-Vorspannung gespeist, die dem Abzweigpegel entspricht. Wenn die Synchronisiersignale S₁ am Videosignalverstärker 29 einlaufen, werden Signale entsprechend der Amplitude der Synchronisier signale Sj erzeugt} so daß die Vorspannung der ersten Gitterelektrode 18 auf Hull angehoben und damit der Strahlstrom er- The video signal distribution circuit 50 feeds the video signal amplifier 29 with video signals extracted at the determined amplitude level and routes these video signals itself to the video carrier wave amplitude modulator 31 as modulation signals. The video signal distribution circuit 15 with the video signal generator 30, a level distributor 51 and a gate circuit 52 branches off a part of the output signals (denoted by S in Fig. 4) at a prescribed branch level, for example the black level, and feeds the video signal amplifier 31 exceeding this level Signals S ₁ to, ie synchronization signals which were obtained by the branching or filtering out (FIG. 4b). On the other hand, part of the video signals S becomes the carrier wave amplitude modulator 31 for. Modulation of the carrier waves branched off, so that the amplitude modulator 31 feeds the input resonance chamber 21 with modulated carrier waves Sg (FIG. 40). The video signal amplifier 29 is supplied with signals S, with the distribution or branch level. During this time , the first grid electrode 18 is fed with a DC bias voltage which corresponds to the branch level. When the synchronizing _{signals S 1} arrive at the video signal amplifier 29, signals corresponding to the amplitude of the synchronizing signals Sj are generated} so that the bias of the first grid electrode 18 is raised to Hull and thus the beam current is

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höht wird. Die Torschaltung 52 liegt zwischen dem Videosignalverstärker 29 und dem Rückkopplungsverstärker 37. Sie ist so geschaltet, daß sie während des Betriebs der Videosignal-Verteilerschaltung 50 geöffnet ist. In diesem Fall können die Rückkopplungssignale und die Videosignale ebenfalls durch die Ausgangs-Synchronisiersignale in Phase gebracht werden. Die Abhängigkeit des Strahlstroms Iq von der Spannung Eg der ersten Gitterelektrode 18 ist in Fig. 3 gezeigt. Demzufolge wird die Spannung Eg der ersten Gitterelektrode auf -Eg₁₁ gehalten, bis die Spannung V₁ im Eingangs-Resonanzkammerspalt einen Wert V₁₀ (Fig. 5) überschreitet. Überschreitet die Eingangs-Resonanzkammerspannung V₁ den Wert V₁₀, so ändert sich die erste Gitterelektrode 18 entsprechend (V₁ - V₁₀). In diesem Fall verhalten sich der Absolutwert Eg der Spannung der ersten Gitterelektrode 18, der Ausgangs-Mikrowellenstrom I₁ und der Strahlstrom I₀ entsprechend der folgenden Tabelle:is raised. The gate circuit 52 is located between the video signal amplifier 29 and the feedback amplifier 37. It is connected so that it is open during the operation of the video signal distribution circuit 50. In this case, the feedback signals and the video signals can also be brought into phase by the output synchronizing signals. The dependence of the beam current Iq on the voltage Eg of the first grid electrode 18 is shown in FIG. As a result, the voltage Eg of the first grid electrode is held at -Eg ₁₁ until the voltage V ₁ in the input resonance chamber _{gap exceeds a value V 10} (FIG. 5). If the input resonance chamber voltage V _{1 exceeds} the value V ₁₀ , the first grid electrode 18 changes accordingly (V ₁ - V ₁₀ ). In this case, the absolute value Eg of the voltage of the first grid electrode 18, the output microwave _{current I 1} and the beam current I ₀ correspond to the following table:

>> ^vio ^v io EgEg )) 2121st IlIl J₁(X)J ₁ (X) ■1■ 1 II. == festfixed .^ffunl·. ^ ffunl }} V₁ V ₁ -Eg₁₁₊Eg₀ -Eg ₁₁₊ Eg ₀ Ol"Oil" (Cx-D)² ·(Cx-D) ² |-Eg₁₁₊Eg| -Eg ₁₁₊ Eg 0+B(V₁-0 + B (V ₁ - 2121st GG 22 :tion von: tion of ^Vl ^V l -Eg₀₊B(V₁-V₁₀ -Eg ₀₊ B (V ₁ -V ₁₀ ^Jl ^J l 01*01 * vv (χ)(χ)

Darin sind:In it are:

B = bei der Einstellung eines Betriebszustandes willkürlich zu wählende Konstante
0,D= von B abhängige KonstantenB = arbitrary constant to be selected when setting an operating state
0, D = B dependent constants

B 2V_n
0=7B 2V _n
0 = 7

D =D =

BV,BV,

_ Ί_ Ί

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Pig. 6 zeigt die Beziehung zwischen dem Ein- und Ausgang, wennPig. 6 shows the relationship between the input and output when

2 2V2 2V

der Wert _ß, _ ₍ GLp.β _{bei y} _ O _{mit 0 1?g7 und O},1437the value _ß , _ ₍ GLp.β _{at y} _ O _{with 0 1? g7 and O} , 1437

ιυ p«₀ ιυ p « ₀

I₀₁ I ₀₁

gewählt wird. Pig. 6 zeigt die Veränderungen des Verhältnisses I|/2Iq.j gegenüber einem Ballungsparameter x. Sie zeigt, daß die erfindungsgemäße Schaltung eine wesentlich verbesserte Linearität verglichen mit der Abhängigkeit J^(x) bekannter Schaltungen ergibt.is chosen. Pig. 6 shows the changes in the ratio I | /2Iq.j compared to an agglomeration parameter x. It shows that the circuit according to the invention a significantly improved linearity compared to the dependency J ^ (x) of known circuits results.

Der Einfachheit halber wurde bei der theoretischen Beschreibung die Raumladung vernachlässigt. Bisher wurde zwar keine vollständige Theorie für den Betrieb eines Klystrons bekannt, die vereinfachte Theorie bietet jedoch in der Praxis keine Schwierigkeiten. For the sake of simplicity, the space charge has been neglected in the theoretical description. So far, although no complete Theory for the operation of a klystron is known, but the simplified theory presents no difficulties in practice.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung ändert sich der Strahlstrom Iq, wobei der bestimmte Wert V^₀ der Eingangs-Resonanzkammerspannung V^ als Grenzwert verwendet wird. Bei dem Pegelverteiler 51 des Videosignalverteilers 50 ist der Wert V₁₀ entsprechend dem Schwarz-Pegel gewählt. Daher wird der Strahlstrom I_Q konstant gehalten, bis die Videosignale den Abzweigpegel der Pig. 4A überschreiten. Der Strahlstrom I₀ steigt, wenn der Abzweigpegel überschritten wird. Wird der Wert von V₁₀ so gewählt, daß er anderen Pegeln als dem Schwarz-Pegel der Videosignale entspricht, so kann ein beliebiger Abzweig-Pegel verwendet werden.In the circuit according to the invention, the beam current Iq changes, the specific value V ^ _{0 of} the input resonance chamber voltage V ^ being used as the limit value. In the case of the level distributor 51 of the video signal distributor 50, the value V _{10 is selected in} accordance with the black level. Therefore, the beam current I _{Q is} held constant until the video signals reach the branch level of the Pig. Exceed 4A. The beam current I ₀ increases when the branch level is exceeded. If the value of V ₁₀ is chosen so that it corresponds to levels other than the black level of the video signals, any branch level can be used.

Wie oben erwähnt, sollte das Belastungsverhältnis der Gleichung (4) auf 20 % maximal begrenzt werden.Wird daher der Ausgangsstrom I₁ der Pig. 8 entsprechend dem Schwarz-Pegel gewählt,As mentioned above, the duty ratio of equation (4) should be limited to a maximum of 20% . Therefore, if the output current I _{1 of} the Pig. 8 chosen according to the black level,

I XqI Xq

so steigt der Wirkungsgrad des Klystrons im Mittel auf 30 %, was gegenüber der bekanten Vorrichtung eine wesentliche Verbeserung darstellt, wo I^ beim Pegel der Synchronisiersignale moduliert wird. Die Ausfahrungsform der Pig. 2 gewährleistet einen erhöhten Wirkungsgrad des Klystrons und eine gegenüber der Ausführungsform der Pig. 1 erhöhte Linearität zwischen Eingang und Ausgang einer Mikrowellenröhre.the efficiency of the klystron rises to an average of 30 %, which is a significant improvement over the known device, where I ^ is modulated at the level of the synchronization signals. The embodiment of the Pig. 2 ensures an increased efficiency of the klystron and one compared to the embodiment of the Pig. 1 increased linearity between input and output of a microwave tube.

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Fig. 9 zeigt eine erfindungsgemäß Wanderfeldröhre. Im Körper 6o der Wanderfeldröhre v/erden Eingangs signale durch eine Spirale 61 geführt und in durch die Wirkung eines getrennten Ausgangs-StrahlDtroms verstärkter Form entnommen. Mit Fig. 1 übereinstimmende Teile sind in Fig. 9 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Eine Beschreibung dieser Teile erübrigt sich daher. Bei der Elektronenkanone 12 der Wanderfeldröhre der Fig. 9, die der der Fig. 1 entspricht, wird die Dichte der Elektronenstrahlen durch die erste Gitterelektrode 18 entsprechend dem Amplitudenpegel der Videosignale moduliert. Der Strahlstrom wird durch die zweite Gitterelektrode 19 vor den Auswirkungen der Änderung der Anoden-Gleichspannung geschützt, so daß sich der gleiche Vorteil wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 ergibt. Im Betrieb der Wanderfeldröhre ist eine Videosignal-Verteilerschaltung 50 wie in Fig. 2 vorgesehen, so daß die Dichte des Strahlstroms b°i einem höheren Amplitudenpegel als dem bestimmten Amplitudenpegel der Videosignale moduliert wird. Hierdurch wird ein einfache^uf bau der Wände rf eidröhre ermöglicht. Die Signale zur Modulation der Elektronenstrahlen sind nicht notwendigerweise auf Fernseh-Videosignale beschränkt, sondern können auch aus ähnlichen Mikrowellen-Fernmeldesignalen bestehen.9 shows a traveling wave tube according to the invention. In the body 6o of the traveling wave tube ground input signals through a spiral 61 out and in by the action of a separate output beam current Taken from reinforced form. Parts that correspond to FIG. 1 are given the same reference numerals in FIG. 9 designated. A description of these parts is therefore unnecessary. In the case of the electron gun 12 of the traveling wave tube of Fig. 9, which corresponds to that of FIG. 1, the density of the electron beams through the first grid electrode 18 is corresponding to Modulated the amplitude level of the video signals. The beam current is through the second grid electrode 19 from the effects the change in the anode DC voltage is protected, so that the same advantage as in the embodiment of FIG. 1 results. A video signal distribution circuit is in operation of the traveling wave tube 50 as provided in FIG. 2, so that the density of the beam current b ° i has a higher amplitude level than is modulated according to the specific amplitude level of the video signals. This enables the walls to be easily built up. The signals for modulating the electron beams are not necessarily limited to television video signals, but can also consist of similar microwave telecommunication signals.

Wie bei den vorstehenden Ausführungen erwähnt, wird durch die vorliegende Erfindung eine Schaltung zum Betreiben einer Linearstrahlröhre geschaffen, bei der die Elektronenstrahlen in der Elektronenkanone eines Klystrons oder einer Wanderfeidröhre über den gesamten Bereich der Amplitude der Videosignale oder bei einem höheren Amplitudenpegel als dem bestimmten Amplitudenpegel derselben moduliert werden. Hierdurch wird der Wirkungsgrad einer Mikrowellenröhre und die Linearität zwischen Eingang und Ausgang derselben wesentlich verbessert.As mentioned in the foregoing, the present invention provides a circuit for operating a linear beam tube created in which the electron beams in the electron gun of a klystron or a Wanderfeidröid over the entire range of the amplitude of the video signals or at an amplitude level higher than the determined amplitude level the same are modulated. This increases the efficiency of a microwave tube and the linearity between input and the outcome of the same is significantly improved.

1 09822/17771 09822/1777

Claims

PA IEIIAHSPRÜOHEPA IEIIAHSPRÜOHE

Schaltung zum Betreiben einer Linearstrahlröhre, gekennzeichnet durch eine Linearstrahlröhre bestehend aus einer Elektronenkanone (12) zum Aussenden von Elektronenstrahlen aus einem Mikrowellen-Verstärkungsteil, der wenigstens mit einem Eingangs- und einem Ausgangsabschnitt versehen ist, um die Mikrowellen durch die Wirkung der elektronenstrahlen zu verstärken und aus einem Kollektor (14) zum Auffangen der Elektronenstrahlen, durch eine Einrichtung zur Leitung von durch Modulationssignale modulierten Mikrowellen zum Eingangsabschnitt, und durch eine Einrichtung zur Modulation der Dichte der Elektronenstrahlen durch die Modulationssignale in der Gitterelektrode der Elektronenkanone. Circuit for operating a linear beam tube, characterized by consisting of a linear beam tube an electron gun (12) for emitting electron beams from a microwave amplifying part, the at least is provided with an input and an output section to absorb the microwaves by the action of the electron beams to amplify and from a collector (14) for collecting the electron beams, through a device for conducting microwaves modulated by modulation signals to the input section, and through a device for modulating the density of the electron beams through the modulation signals in the grid electrode of the electron gun.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrahlen bei einem höheren Amplitudenpegel als dem bestimmten Amplitudenpegel der Modulationssignale moduliert werden.2. A circuit according to claim 1, characterized in that the electron beams at a higher amplitude level are modulated as the determined amplitude level of the modulation signals.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Amplitudenpegel den Schwarz-Pegel der Fernseh-Videosignale wiedergibt.3. Circuit according to claim 2, characterized in that that the determined amplitude level reflects the black level of the television video signals.

4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenkanone aus einer Elektronen· emittierenden, auf einem Bezugspotential gehalte. Kathode (15) besteht, sowie ferner aus einer ersten, gitterförmigen, angrenzend an die Kathode angeordneten Gitterelektrode (18), die mit einem negativen Potential betrieben wird, und der die Modulationssignale zugeführt werden, aus einer zweiten gitterförmigen, in der Nähe der ersten Gitterelektrode angeordneten Gitterelektrode (19)_f die auf positivem Potential4. A circuit according to claim 1, characterized in that the electron gun from an electron-emitting device is kept at a reference potential. Cathode (15) also consists of a first, grid-shaped grid electrode (18) arranged adjacent to the cathode, which is operated with a negative potential and to which the modulation signals are fed, from a second grid-shaped grid electrode in the vicinity of the first grid electrode arranged grid electrode (19) _f which is at positive potential

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gehalten wird und deren Gitteren Größe und Lage mit denen der ersten Gitterelektrode ausgerichtet sind, aus einer Fokussierelektrode (20), die zur Fokussierung der Elektronenstrahlen auf einem Bezugspotenial gehalten wird, und aus einer Anode (17), die zur Beschleunigung der Elektronenstrahlen auf einem hohen Potential gehalten wird.is held and their grids size and location with those the first grid electrode are aligned, from a focusing electrode (20), which is used to focus the electron beams is held at a reference potential, and from an anode (17) which is used to accelerate the electron beams is kept at a high potential.

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationssignale Fernseh-Videosignale sind und daß die Mikrowellensignale Fernseh-Videosignal-Trägerwellen sind.5. Circuit according to claim 1, characterized in that that the modulation signals are television video signals and that the microwave signals are television video signal carrier waves are.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Leitung der Mikrowellen und zur Modulation der Signale einen Videosignalgenerator (30) zur Erzeugung von Videosignalen durch Abtastung eines Vordergrund-Objektes enthält, sowie ferner einen Video-Trägersignaloszillator (33), einen Video-Trägerverstärker und -modulator (31) zur Verstärkung der Video-Trägersignale, um die Trägersignale durch»die Videosignale zu modulieren, einen Zirkulator (32) zur Speisung des Eingangsabschnittes der Mikrowellenröhre mit den modulierten Video-Trägersignalen vom Verstärker und Modulator, und einen Video-Signal-Verstärker (29) zur Verstärkung der durch den Videosignalgenerator erzeugten Videosignale und zur Zufuhr der verstärkten Videosignale zur Gitterelektrode (18) der Elektronenkanone. 6. Circuit according to claim 5, characterized in that that the device for conducting the microwaves and modulating the signals is a video signal generator (30) for generating video signals by scanning a foreground object, and also includes a video carrier signal oscillator (33), a video carrier amplifier and modulator (31) for amplifying the video carrier signals, in order to modulate the carrier signals through the video signals, a circulator (32) for feeding the input section the microwave tube with the modulated video carrier signals from the amplifier and modulator, and a video signal amplifier (29) for amplifying the video signals generated by the video signal generator and for supplying the amplified ones Video signals to the grid electrode (18) of the electron gun.

7. Schaltung nach Anspruch 6, ferner gekennzeichnet durch eine RUckkopplungseinrichtung mit einem Koppler (35) zur Abzweigung von verstärkten Video-Trägersignalen aus dem Ausgangsabschnitt der Mikrowellenröhre, die durch die Videosignale moduliert sind und zur Leitung derselben zu einer Ubertragungsantenne zusammen mit Audiosignalen, durch7. The circuit of claim 6, further characterized by a feedback device with a coupler (35) for tapping amplified video carrier signals from the output section of the microwave tube passing through the video signals are modulated and for conducting the same to a transmission antenna along with audio signals

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einen Amplitudendetektor (36) zur Messung der Amplitude der A usgangssignale vom Koppler, und durch einen Rüokkopplungsverstärker (37) zur Zufuhr der A usgangssignale vom Detektor zum Video-Signalverstärker.an amplitude detector (36) for measuring the amplitude of the output signals from the coupler, and through a feedback amplifier (37) for supplying the output signals from the detector to the video signal amplifier.

8. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Leitung der Mikrowellen und zur Modulation der Signale einen Video-Signalverstärker enthält, sowie ferner einen Pegelverteiler zur Aufzweigung der Videosignale in solche mit einem höheren Amplitudenpegel als dem bestimmten Pegel und solche mit einem normalen Amplitudenpegel, einen Video-Signalverstärker zur Verstärkung der Videosignale mit dem höheren Amplitudenpegel und zur Zufuhr der verstärkten Videosignale zur Gitterelektrode der Elektronenkanone, einen Video-Trägersignaloszillator (33), einen Video-Irägerverstärker und -modulator (31) zur Modulation der Video-Trägersignale durch die Videosignale vom Pegel-Verteiler, die einen normalen Amplitudenpegel besitzen,und einen Zirkulator zur Speisung des Eingangsabschnittes der Mikrowellenröhre mit Video-Trägersignalen, die durch Videosignale mit normalem Amplitudenpegel moduliert sind.8. Circuit according to claim 2, characterized in that that the device for conducting the microwaves and modulating the signals is a video signal amplifier contains, and also a level distributor for splitting the video signals into those with a higher amplitude level than the specified level and those with a normal amplitude level, use a video signal amplifier Amplification of the video signals with the higher amplitude level and for supplying the amplified video signals to the grid electrode of the electron gun, a video carrier signal oscillator (33), a video carrier amplifier and modulator (31) for modulating the video carrier signals through the Video signals from the level distributor, which have a normal amplitude level, and a circulator for feeding the Input section of the microwave tube with video carrier signals generated by video signals of normal amplitude level are modulated.

9. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenröhre aus einem Klystron besteht.9. Circuit according to claim 1, characterized in that that the microwave tube consists of a klystron.

10. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenröhre aus einer Rechteck-Mikrowellenröhre besteht.10. Circuit according to claim 1, characterized in that that the microwave tube consists of a rectangular microwave tube consists.

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