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Entladungsröhre mit wenigstens drei, zwischen einer Kathode und einer
äußeren Elektrode (Anode) liegenden stromdurchlässigen Elektroden Die Erfindung
betrifft eine Mehrelektrodenröhre, die insbesondere für den Überlagerungsempfang
und dabei wieder für Schaltungen geeignet ist, wo die ankommenden Schwingungen mit
den örtlich erzeugten Schwingungen ohne kapazitive, induktive: oder galvanische
Kopplung zwischen dein Oszillatorkreis und dem Ausgangskreis :geinischt werden.
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Die bisher üblichen Schaltungen benutzen eine' Mischröhre, in der
die Signalfrequenz und die örtlich, entweder durch eine besöndere Röhre oder als
Mischrohr selbst erzeugte prequenz beide demselben Gitter der Mischiöhre zugefügt
werden. Diese Schaltungen werden durch die kapazitive oder induktive Kopplung zwischen
dem Oszillator- und dem Mischkreis beeinflußt, und dies erfordert eine kritische
Einstellung, da wegen dieser Kopplung Änderungen in dem Signaleingangskreis ' das
Arbeiten des Oszillators und daher die örtfich erzeugte Frequenz beeinflussen.
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Gegenstand der Eifindung ist eine Entladungsröhre mit wenigstens drei
- zwischen einer Kathode und einer äußersten Elektrode (Anode) .liegenden stromdurchlässigen
Elektroden, bei der erfindungsgemäß die von der Kathode aus. zweite stromdurchlässige,
räumlich hinter der ersten liegende Elektrode nur zu geringer Stromaufnahme fähig
ist, indem sie als steilgängig gewickeltes Gitter mit wenigen Windungen ausgebildet
ist oder aus einem oder zwei Stäben besteht, und die beiderseits unmittelbar benachbarten
Gitter elliptische Querschnitte haben.
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Durch diese Ausbildung des Elektrodensvstemns wird erreicht, daß die
zweite stromdurchlässige Elektrode den Entladungsstrom nur wenig beeinflußt und
selbst dann, wenn sie ein positives Potential führt, nur zum geringen Teil auf sich
zieht. Dies ist einerseits der kleinen Oberfläche dieser Elektrode zu verdanken
und andererseits der elliptischen Ouerschnittsform der beiderseits benachbarten
Gitter, die eine Bündelung des Entladungsstroms bewirbt.
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Es sind bereits Mehrgitterröhren bekannt, deren Gitter ovale oder
rechteckige Querschnitte besitzen und voll Haltestreben getragen werden, die in
einer den größten Gitterdurchmesser enthaltenden Ebene angeordriet sind; unter diesen
Gittern besaß jedoch keines eine ausgeprägt kleine Oberfläche. Es sind ferner Röhren
vorbeschrieben, die innerhalb des ersten Gitters in einer Ebene mit den Glühdrähten
liegende streifenförmige Elektroden enthalten; diese mußten jedoch infolge ihrer
Nachbarschaft zur Kathode
einen starken Einfluß auf den Entladungsvorgang
ausüben bzw. viel Strom aufnehmen. Schließlich sind Mehrelektrodenröhren be-
| kannt, bei denen eine zwischen der Anode ui' 12 |
| einem Steuergitter befindliche Hilfselektr |
| aus einem einfachen Draht bestand; über |
| diA |
Ouerschnittsform des Steuergitters und die Lage der Hilfselektrode zu den Gitterhaltestreben
dieser Röhre sind jedoch keine Angaben vorhanden.
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Es ist ferner eine Mischröhre .mit wenigstens drei zwischen einer
Kathode und einer Anode liegenden stromdurchlässigen Elektroden bekanntgeworden,
bei welcher die beiden ersten stromdurchlässigen Elektroden auf einem gemeinsamen
Zylindermantel liegen. Notwendigerweise ist bei dieser Gitterausführung die Steilheit
der Röhre gering und die Stromaufnahme der zweiten Elektrode sehr groß.
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Auch sind Gitter bekanntgeworden, die aus mehreren koaxial zur Kathode
angeordneten Metallbändchen bestehen, die an ihren Enden außerhalb der Entladungsbahn
durch Ringe miteinander verbunden sind: diese bekannte Gitterausführung hat aber
mit der Erfindung nichts zu tun.
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Die Röhre gemäß der Erfindung ist in der Weise verwendbar, daß mit
der Kathode und zwei Hilfselektroden ein Schwingungskreis verbunden und in der Röhre
ein mit der gewünschten örtlichen Frequenz pulsierender Elektronenstrom erzeugt
wird; dieser wird auf seinem Wege zur Anode durch die Signalwechselspannung moduliert,
die einer der anderen Hilfselektroden, dem Signaleingangs@gitter, zugeführt wird.
Der von der Kathode ausgehende Elektrodenstrom wird zuerst durch das Oszillatorgitter
und dann durch das Signaleingangsgitter beeinflußt, so daß die Frequenz des zur
Anode und in den Ausgangskreis fließenden Stromes die Resultierende der Mischung
der örtlichen Frequenz und der Signalfrequenz ist und die gewünschte "Zwischenfrequenz
darstellt.
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Die vorhin erwähnte Entkopplung zwischen dein Oszillatorkreis und
dem Eingangskreis wird bei einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht,
daß das Signaleingangsgitter von den Elektroden des Oszillatorkreises elektrostatisch
abgeschirmt wird. Dies geschieht zweckmäßig dadurch, daß zwischen jenem Gitter und
der danebenliegenden Oszillatoreingangselektrode ein gitterähnlicher Schirm angeordnet
wird, der auf einem konstanten Gleichpotential gehalten wird (das gegenüber der
Kathode des Oszillators den Wert Null haben kann), um ziz verhindern, daß Wechselspannungen
an dem Signaleingan:gsgitter und den benachbarten Oszillatorelektroden Rückkopplungen
zwischen dein Oszillatorkreis und dem Signaleinganskreis verursachen.
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Bei einer anderen Ausführungsform ist eine
| richtung vorgesehen, um zwischen dem |
| gangsgitter und den Oszillatorelektroden |
| e Raumladung zu schaffen, die mit der |
Frequenz des Oszillators pulsiert und eine virtuelle Kathode mit veränderlicher
Emission darstellt. Die bevorzugte Bauart für diese Ausführungsform besteht in der
Anordnung einer gitterartigen Hilfselektrode zwischen der Oszillatoreingangselektrode
und dein Signaleingangsgitter, die auf einem solchem positiven Potential gehalten
wird, daß sie die von der Kathode emittierten Elektronen anzieht, und die eine genügend
große :Taschenweite besitzt, um einen großen Teil des Elektronenstromes hindurchzulassen.
Wo die Elektroden in der üblichen Weise koaxial angeordnet sind, umgibt diese Hilfselektrode
die Oszillatorelektroden nach Art eines an den Enden offenen Gitterkäfigs. Das Signaleingangsgitter,
das diese Hilfselektrode umgibt, moduliert die Entladung so, als ob eine pulsierende
Raumladung oder eine virtuelle Kathode zwischen dem Hilfsgitter und dein Signal.eingangs@gitter
die einzige Kathode in der Röhre wäre. Ein Gitter zwischen der Anode und dem Eingangsgitter
kann auf einem positiven Potential gehalten werden, das etwas unterhalb dem der
Anode liegt, damit das Signaleingangsgitter von der Anode abgeschirmt wird, und
kann erforderlichenfalls innerhalb der Röhre mit dem zwischen den Oszillatoreingangselektroden
und dem Signaleingangskreis befindlichen Hilfsgitter verbunden werden.
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Bei der vorzugsweise ausgeführten Bauart wird nur so viel Energie,
wie für den Betriel7 des Oszillatorkreises genügt, von dem Elektronenstrom durch
die als Oszillatoranode wirkende Elektrode abgenommen, während der Rest des Elektronenstromes
durch. die Röhre zur Anode und zum Ausgangskreis , geht. Die Oszillatoranode kann
entweder ein Gitter von sehr weitmaschiger Bauart sein oder aus einem oder mehreren
Stäben bestehen, die so gegenüber den anderen Elektroden angeordnet sind, daß nur
ein Teil des Elektronenstromes von ihnen aufgefangen wird. Die Modulation des von
der Anode aufgenommenen Elektronenstromes wird sowohl durch die Wechselspannung
am Oszillatoreingangsgitter als auch durch die dein Signalein.gangsgitter zugeführte
Spannung bewirkt.
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Das Signaleingangsgitter ist vorteilhafterweise ein Exponentialgitter,
besonders wenn eine selbsttätige Lautstärkeregelung beabsichtigt wird. Es hat sich
gezeigt, daß bei Verwendung eines solchen Gitters der Abstand
des
Signaleingangsgitters von der die Oszillatorelektroden umgebenden Hilfselektrode
größer sein muß als der Abstand, den # ein solches Eingangsgitter von einer an Stelle
der Hilfselektrode befindlichen Äquipotentialkathode haben muß.
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Ahb. i zeigt eine Röhre gemäß der Erfindung im Längsschnitt.
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Abb. 2 ist ein Schnitt nach 2-2 der Abb. i. Abb. 3 und q. zeigen im
Längsschnitt Abänderungen gewisser Teile der Röhre.
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Die Röhre gemäß Abb. i besteht aus dem Vakuumgefäß io mit dem Quetschfuß
ii. 1Ton diesem Fuß gehen zwei parallele Stäbe i2 aus, die durch Metallstützen 1q.
versteifte Glimmerplatten 13 tragen, und an denen eine zylindrische Anode 15 (Hauptanode)
aus geschwärztem oder karbonisiertem Nickel befestigt ist. Die Gitter und die Kathode,
die alle durch die Platten 13 getragen werden, liegen zwischen diesen Platten und
koaxial zur Anode 15. Die Äquipotentialkathode besteht aus einer Heizvorrichtung,
die von einem Nickelrohr 16 umgeben ist, das mit Oxyden von Barium und Strontium
bekleidet und durch die Leitung 17 mit der Kathodenzuführung 18 verbunden ist, die
auch das Gitter i9 trägt.
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Die Hilfselektroden zwischen der Kathode und der Hauptanode sind als
Gitter ausgebildet und bestehen aus zwei parallelen Gitterstäben und einer Drahtwicklung
darum. Zunächst der Kathode und diese umgehend befindet sich das erste Gitter 2o,
das Oszillatoreingangsgitter, von elliptischem Querschnitt. Das darauffol.gende
zweite Gitter ist die Hilfsanode 21, die nur einen Teil des Kathodenstromes aufnimmt
und zweckmäßig keine Drahtwendel trägt, sondern nur aus zwei Gitterstäben besteht,
deren obere Enden elektrisch miteinander verbunden sind. Das dritte Gitter 22, das
Hilfsgitter, weist ebenfalls einen elliptischen Querschnitt auf (Abb. 2). Das vierte
Gitter 2,3 ist kreiszylindrisch und dient als Signaleingan:gsgitter ; es ist zweckmäßig
ein Exponentialgitter mit einer Wendel mit zunehmender Steigung. Dieses Signälein:gangsgitter
ist mit einer Klemme am Kopf des Yakuumgefäßes verbunden. Das fünfte Gitter ist
ein kreiszylindrisches Schirmgitter 24, das mit dem Hilfsgitter 22 elektrisch durch
eine Leitung 25 verbunden ist.
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Beispielsweise Zahlenwerte Kathodenstrom = i i mA. Anodenspannung
= 25o oder zoo Volt. Hilfsanodenspannun.g = 25o oder ioo@ Volt. Hilfsgitter- und
Schirmgitterspannung i oo oder 5o. Volt.
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Abstand zwischen den Flachseiten des elliptischen Hilfsgitters 22
an den Enden der kleinen Achse des Gitters und dem zylindrischen Signaleingangsgitter
23 = 3 mm: Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 3 ist das Hilfsgitter (drittes Gitter)
eine Abschirmelektrode 26. Es hat zweckmäßig eine enge Maschenweite, jedoch können
die Elektronen hindurchgehen.; es ist innerhalb der Röhre unmittelbar durch die
Kathodenleitung 18 mit der Kathode verbunden, wodurch das Gitter zu einem geerdeten
Schirm zwischen dem Signaleingangsgitter und den beiden der Kathode zunächst liegenden
Oszillatorel@ektroden wird. Die Oszillatoranode 2i ist so gewickelt, daß sie eine
sehr weite Maschenteilung erhält, so daß sie die von der Kathode ausgehenden Elektronen
beschleunigt, aber selbst nur einen verhältnismäßig kleinen Teil des Elektronenstromes
aufnimmt, während der Rest durch sie hindurch zu dem Schirmgitter 26 fließen kann.
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Bei der Ausführungsform gemäß Abb.4 sind eine Triode und eine Hexode
mit einer gemeinsamen Kathode in demselben Gefäß untergebracht; die Hilfsanode besitzt
an den beiden Gitterstäben in der Nähe des einen Endes ein zylindrisches Blech 27,
das viel kürzer ist als die anderen Elektroden. Die Röhre ist praktisch eine Triode
an dem Ende der Kathode, das durch den Zylinder 27 -bedeckt wird, und eine Hexode
an dem unbedeckten und größeren Teil der Kathode.
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Eine Röhre gemäß der Erfindung hat einen kleinen Raumbedarf, da eine
einzige Röhre an Stelle der bisher erforderlichen zwei Röhren benötigt wird; sie
besitzt ferner noch folgende Vorzüge: Große Steilheit, keine Ausstrahlung der Oszillatorfrequenz,
Vereinfachung der zu der Röhre gehörenden Kreise ohne jede Kopplung, Konstanz der
Oszillatorfrequenz, unbeeinflußt durch selbst große Änderungen der Spannung des
Signaleingangsgitters.