-
Vorrichtung mit einer gegen Raumladungsänderungen empfindlichen, mit
einer durch Wechselstrom direkt geheizten Kathode versehenen Entladungsröhre Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer gegen Raumladungsänderungen empfindlichen
Entladungsröhre mit durch Wechselstrom direkt geheizter Kathode.
-
Bei solchen Vorrichtungen wirkt das rings um die Glühdrähte der Entladutlgsrölire
auftretende elektromagnetische Feld oft störend. Es macht sich durch eine unerwünschte
Änderung des Anodenstromes bemerkbar, und zwar mit einer Frequenz, die den doppelten
Wert desjetiigeti des Heizstromes besitzt.
-
An Hand der Fig. t und 2 der Zeichnung wird diese Wirkung näher erläutert.
In Fig. i ist das Innere einer Entladungsröhre dargestellt, wobei zwecks Erzielung
einer übersichtlichen Figur das Steuergitter und weitere gegebenenfalls in der Röhre
vorhandene Elektroden nicht dargestellt sind; Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die
in Fig. i dargestellte Entladungsröhre.
-
Die in den Fig. I und 2 dargestellte Entladungsröhre enthält einen
Glühdraht r, der durch einen von einer Spannungsquelle 2 gelieferten Wechselstrom
i auf Glühhitze gebracht wird und infolgedessen Elektronen aussendet, sowie eine
Anode 3, die teilweise weggeschnitten dargestellt ist und
deren
wirksamer Teil aus zwei zur Ebene des Glühdrahts i parallelen Flächen besteht. Der
Anode 3 wird von einer Gleichspannungsquelle 4 eine gegen den Glühdraht i positive
Spannung zugeführt, so daß ein Elektronenstrom i von der Kathode zu der Anode fließt.
-
Die Bewegungsrichtung der vom Glühdraht i ausgesandten Elektronen
unter der Wirkung des von der Spannungsquelle 4 hervorgerufenen elektrischen Feldes
wird durch die Pfeile v bezeichnet, die senkrecht zu dem wirksamen Teil der Anode
stehen.
-
Es tritt jedoch bei der beschriebenen Entladungsröhre in der Nähe
der Kathoden ein magnetisches Wechselfeld auf, das von dem den Glühdraht i durchfließenden
Wechselstrom I hervorgerufen wird und dessen Kraftlinien annäherungsweise in Form
den Glühdraht umschließender Kreise H in einer Ebene senkrecht zu dem Glühdraht
dargestellt werden können. Von diesem magnetischen Wechselfeld wird auf die unter
der Wirkung des elektrischen Wechselfeldes zwischen der Anode und der Kathode aus
der Kathode heraustretenden. Elektronen eine Kraft ausgeübt, die senkrecht zu der
Richtung der Kraftlinien H des Magnetfeldes und zu der Bewegungsrichtung v .der
Elektronen steht. Die Richtung der auf die Elektronen ausgeübten Kraft ist somit
nahezu parallel zu der Kathode. In Fig. i wird die erwähnte Kraft durch die mit
K bezeichneten Pfeile dargestellt.
-
Bei einer Entladungsröhre, die mit einer durch Wechselstrom direkt
geheizten Kathode versehen ist, erhalten somit die von der Kathode ausgesandten
Elektronen, die unter der Wirkung des elektrischen Feldes zur Anode wandern, unter
der Wirkung des magnetischen Wechselfeldes in einer zur Kathode parallelen Richtung
eine Geschwindigkeitskomponente, deren Größe und Richtung von der augenblicklichen
Amplitude und Phase des Kathodenspeisestromes abhängig ist. Infolgedessen wandern
die Elektronen gemäß in Richtung der Kathode gekrümmten Bahnen zur Anode, so daß
die Elektronen länger in der Nähe der Kathode verbleiben, d. h. die Raumladung in
der Nähe der Kathode wird. vergrößert.
-
Da das vom Strom I hervorgerufene Magnetfeld ein Wechselfeld ist,
ändert sich die Raumladung in der Nähe des Glühdzahtes periodisch, und zwar mit
der doppelten Frequenz des Wechselstromes I, da zweimal in der Periode dieses Stromes
die Vergrößerung der Raumladung den Nullwert und zweimal den Höchstwert hat.
-
Erfindungsgemäß wird die unerwünschte, von der Wechselstromspeisung
der Kathode hervorgerufene Brummkomponente des Ausgangsstromes dadurch behoben,
daß die Entladungsröhre in einem konstanten oder doch nahezu homogenen Magnetfeld
angeordnet wird, dessen Kraftlinien im wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung
der wirksamen Elektronen sind.
-
Es ist bereits eine Schaltungsanordnung für mit Wechselstrom geheizte
Verstärkerröhren bekannt, bei welcher der durch die Heizwechselspannung bed ing
* te Spannungseffekt durch die magnetische Sperrwirkung eines Konphas mit dem Heizstrom
in geeigneter Stärke erregten, ungefähr senkrecht zur Elektronenbahn wirkenden Magnetfeldes
kompensiert wird. Demgegenüber handelt es sich, wie bereits erwähnt wurde, bei der
Erfindung um die Behebung des sog. magnetischen Effektes (Magnetroneffekt) durch
Anwendung eines magnetischen Feldes, dessen Kraftlinien im wesentlichen parallel
zur Bewegungsrichtung der Elektronen verlaufen.
-
Zweckmäßig wird die Stärke des beim Gegenstand der Erfindung vorgesehenen
Magnetfeldes derart gewählt, daß es mindestens um einige Male stärker ist als das
von dem Kathodenwechselstrom hervorgerufene magnetische Wechselfeld, an -der Stelle
der Kathode.
-
Bei der in Fig. 3 dargestellten Entladungsröhre wird durch die Pfeile
H' die Richtung der Kraftlinien des konstanten Magnetfeldes bezeichnet. Diese Kraftlinien,
die parallel zu der gewünschten Bewegungsrichtung der Elektronen sind, stehen somit
senkrecht zu den zur Ebene des Kathodenglühdrahtes parallelen, wirksamen Teilen
der Anode.
-
Daß durch das Anbringen des erwähnten konstanten Magnetfeldes die
gewünschte Wirkung erzielt wird, geht aus der bekannten Konzentrationswirkung hervor,
die ein konstantes Magnetfeld auf einen Elektronenstrom in Richtung der Kraftlinien
ausübt, wodurch jede Abweichung der Bewegungsrichtung der Elektronen von der Richtung
der Kraftlinien verhindert wird. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wandern
die Elektronen somit trotz des Vorhandenseins des magnetischen Wechselfeldes in
der Nähe der Kathode gemäß im wesentlichen geraden Bahnen von der Kathode zu den
wirksamen Teilen der Anode, so daß die Wechsel in der Raumladung in der Nähe des
Glühdrahts und dementsprechend die unerwünschten Anodenstromänderungen unterdrückt
oder doch geschwächt werden.
-
Die Mittel zur Erzeugung des konstanten Magnetfeldes sind in der Figur
nicht dargestellt, da sie als bekannt vorausgesetzt werden dürfen..