DE889658C

DE889658C - Elektronenentladungsgeraet

Info

Publication number: DE889658C
Application number: DET5338A
Authority: DE
Inventors: Hannes Olof Goesta Alfven; Harald Anton Reinhold Romanus
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1946-02-25
Filing date: 1951-11-24
Publication date: 1953-09-14

Description

Elektronenentladungsgerät Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Elektronenentladungsgerät, bei dem in unten näher zu beschreibender Weise ein Magnetfeld und Elektronen vorwärts treibende Mittel ausgenutzt werden, um den Elektronen einer Elektronenquelle in bekannter Weise eine kreisförmige und eine translatorische Bewegung zu erteilen. Es hat sich nun gezeigt, daß durch besondere Vorkehrungen, diese an sich bekanntem Tatsachen dazu verwendet werden können, einen Elektronenstrom innerhalb einer Röhre in mannigfaltiger Weise und auf beliebigen Wegen zu verschiedenen Elektroden der Röhre zu leiten.
Das Elektronenentladungsgerät nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Elektronenquelle, die wenigstens aus einer Kathode und einer Beschleunigungselektrode zur Erzeugung eines Elektronenstromes besteht, Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes, das eine Bewegung der Elektronen in gekrümmten Bahnen bewirkt, deren Projektion in einer auf dem Magnetfeld senkrechten Ebene kreisförmig ist, ferner durch Elektronen vorwärts treibende Mittel, die den Elektronen eine der kreisförmigen Bewegung überlagerte, fortschreitende Bewegung wenigstens außerhalb der Elektronenquelle erteilen, und durch Steuermittel, um die durch die fortschreitende Bewegung erzielte Bahn der Kreis.bewegungszentren außerhalb der Elektronenquelle derart zu verlagern, daß die Krümmung der Projektion der Bahn in einer zum Magnetfeld senkrechten Ebene geändert wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun an Hand der Zeichnungen im folgenden eingehender beschrieben. In der folgenden Spezialbeschreibung betreffen gleiche Bezugsziffern ähnliche Bestandteile.
Vorerst wird eine kurze Zusammenfassung der mathematischen Grundlagen für die im wesentlichen zur Anwendung gelangende Elektronenbewegung dargestellt. Die Elektronen sollen sich in einem Magnetfeld von der Feldstärke H unter dem Einfluß: eines elektrischen Feldes von der Feldstärke E und/oder unter dem Einfluß von Ungleichfö:rmigkeiten im Magnetfeld bewegen. Die Elektronenbewegung setzt sich aus einer Kreisbewegung und einer fortschreitenden Bewegung des Kreiszentrums zusammen. Vorausgesetzt daß die vom elektrischen Feld und die von Ungleichförmigkeiten des magnetischen Feldes auf das Elektron ausgeübten Kräfte klein sind im Vergleich zu der durch das Magnetfeld auf das Elektron ausgeübten Kraft, so ist die Kreisbewegung dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Moment des kreisenden Elektrons konstant ist. Die Kreisbewegung findet in einer zum Magnetfeld senkrechten Ebene statt und ist durch die Gleichung gekennzeichnet: wobei r = Kreisradius, U = potentielles Äquivalent der kinetischen Energie eines Elektrons in einem Koordinatensystem, das sich mit der Geschwindigkeit des Kreiszentrums bewegt, welche Energiemenge als das reduzierte Potential bezeichnet werden kann, m = Masse des Elektrons, e = Ladung des Elektrons, c = Lichtgeschwindigkeit.
Das Problem kann als Störung der in einem homogenen Magnetfeld stattfindenden Bewegung behandelt werden.
Die Bewegung des Kreiszentrums ergibt sich dann für den nicht relativistischen Fall und unter Voraussetzung, daß die Störungskraft f << eH ist, aus den Gleichungen x, y und z sind ;die Koordinaten des Kreiszentrums in einem orthogonalen Koordinatensystem, wobei die z-Achse mit der Richtung des Magnetfeldes H zusammenfällt, und fx, f, und f, sind die Komponenten der Störungskraft f in der x-, y- bzw. z-Richtung.
Die Störungskraft f ergibt sich aus der Gleichung wobei ,u = magnetisches Moment der Elektronenkreisbewegung, vr,, = Geschwindigkeit des Kreiszentrums in der xy-Ebene und die Trägheitskraft des Elektrons, die bei einer Veränderung der Geschwindigkeit des Kreiszentrums entsteht. Die Trägheitskraft kann in den meisten praktischen Fällen eE-,u grad H vernachlässigt werden.
Das magnetische Moment ist Aus der Gleichung (q.) läßt sich ersehen, daß die Bewegung des Eledztrons in der z-Richtung von dessen Bewegung in der xy-Ebene unabhängig ist. Die Elektronenbewegung in der Richtung des Magnetfeldes kann somit getrennt berechnet und dann der Bewegung in der zum Magnetfeld senkrechten Ebene direkt überlagert werden. In der Folge der mathematischen Betrachtungen wird nur die Projektion der Elektronenbewegung in der zum Magnetfeld senkrechten Ebene in Betracht gezogen werden (vgl. Fig. r).
Es kann dann nachgewiesen werden, daß die Projektion des Zentrums der kreisförmigen Bahn in dieser Ebene längs einer Linie verschoben wird, die als Basislinie bezeichnet werden kann und durch die Gleichung gekennzeichnet ist wobei V' = elektrostatisches Potential, v = obengenanntes reduziertes Potential, C1 = eine von den Anfangsbedingungen abhängige Konstante, unter denen das Elektron die Elektronenquelle verläßt.
Im Fall eines gleichförmigen Magnetfeldes, also bei grad H = o, und wenn der Ausdruck vernachlässigt wird, ergibt sich für die Geschwindigkeit v der Verschiebung der Projektion des Kreiszentrums längs der Basislinie Wenn auch das elektrische Feld E gleichförmig (homogen) ist, so@ wird die Geschwindigkeit des Kreiszentrums konstant sein. Diel Elektronenbahn wird zykloidenförmig sein. Die Basislinie folgt der Kurve V = konstant, also einer Äquipotentiallinie. Wenn das elektrische Feld eine andere Feldstärke erhält, so ändern sich die Geschwindigkeit v und die zykloidenförmige Gestalt entsprechend, und die Basislinie wird auf eine andere Äquipotentiallinie verschoben. FürwohlerwogeneWerte von E kann der Ausdruck, in der Gleichung (7) in vielen Fällen vernachlässigt werden, und die Basislinie wird annähernd derselben Äquipotential-Linie durch das ganze elektrische Feld hindurch folgen.
Die entsprechenden Verhältnisse liegen in einem ungleichförmigen Magnetfeld vor, wenn die Feldstärke des elektrischen Feldes gleich Null ist. Die Geschwindigkeit des Kreiszentrums wird proportiona, l zu grad H. Solange grad H = konstant, wird die Basislinie durch Punkte gleicher magnetischer Feldstärke verlaufen, also einer Kurve, in welcher H = konstant ist, und die Projektion der Elektronenbahn wird eine Zykloide sein. Eine Änderung von grad H verursacht eine Verschiebung der Basislinie auf einen anderen H-Wert.
Auch im allgemeinen Fall, da sowohl das elektrische als auch das magnetische Feld ungleichförmig ist, wird die Projektion der Elektronenbahn zykloidenförmig sein. Der Verlauf der Basislinie kann in irgendeinem besonderen Fall berechnet oder empirisch ermittelt werden.
Wenn die Störungskraft ausschließlich aus einem elektrischen Feld oder aus einer Ungleichförmigkeit im Magnetfeld besteht, so wird der Radius der Kreisbewegung des Elektrons wenigstens annähernd konstant sein. Wenn aber beide genannten Störungen gleichzeitig erfolgen, ändert sich der Radius.
Die Geschwindkeit u eines Elektrons in seiner Kreisbewegung ist Die Gestalt der Zykloide kann sich längs der Basislinie ändern und ist durch das Verhältnis zwischen der Kreisgeschwindigkeit u und der Fortschreitungsgeschwindigkeit v bestimmt. In Fig. 2 sind einige verschiedene Formen von Zykloiden veranschaulicht.
Die Lage der Basislinie kann, wie dies aus der Gleichung (7) hervorgeht, durch Änderung des elektrischen oder magnetischen Feldes oder der Konstante C1 oder auch durch gleichzeitige Änderung von zwei oder mehreren der genannten Faktoren beeinflußt werden. Der Wert der Konstante C1 hängt vom Absolutwert und der Richtung der Geschwindigkeit des Elektrons ab, wenn dasselbe die Elektronenquelle verläßt, und von der Feldstärke des Magnetfeldes in diesem Punkt und kann somit durch Änderung dieser Faktoren variiert werden.
Obwohl die oben zusammengefaßte Theorie für die Erfinder in der Konzeption ihrer Erfindung wegleitend gewesen ist, ist experimentell nachgewiesen worden, daß oft Erscheinungen, unter anderem infolge von Raumladungen, vorkommen, die Abweichungen ergeben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf den verhältnismäßig engen Bereich, in welchem die oben auseinandergesetzte Theorie gültig ist, begrenzt.
Insbesondere ist festzustellen, daß die obenerwähnte Bedingung für die Gültigkeit der Formeln, z. B. daß die Störungskraft klein sein sollte in bezug auf die Kraft, mit welcher das Magnetfeld auf das Elektron einwirkt, nicht notwendigerweise in allen Teilen der Elektronenbahn erfüllt sein muß. Soi ist diese Bedingung in der Regel an oder in der Nähe der Elektronenquelle nicht gültig. Von Wichtigkeit können auch Abweichungen an anderen Stellen sein, wie in der Nähe von Elektroden, welche den Elektronenstrom steuern oder empfangen.
In der Folge sollen nun verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beschrieben werden.
Fig. 3 bezweckt, die verschiedenen Arten der Beeinflussung der Lage und Gestalt des Elektronenkanals in solchen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes schematisch zu veranschaulichen, bei denen die Basislinie des Elektronenkanals immer in ein und dieselbe zu den Kraftlinien des Magnetfeldes senkrechte Ebene fällt. Das in der Fig. 3 dargestellte geschlossene Gefäß 2o ist auf einen niedrigen Druck evakuiert und besitzt eine Elektronenquelle 2,1 und eine Anzahl Elektroden. Das Gefäß befindet sich in einem homogenen Magnetfeld von der Feldstärke H, dessen Kraftlinien zur Zeichnungsebene senkrecht stehen. Der bei jeder Elektrode in der Zeichnung eingetragene Spannungswert bezeichnet die Elektrodenpotentiale, welche mittels äußerer Spannungsquellen bewirkt und in bezug auf eine Kathode in der Elektronenquelle 2-i gerechnet sind. Von den elektrischen Kraftlinien, welche sich zwischen Elektroden verschiedenen Potentials erstrecken, wird angenommen, daß sie paralleil zur Zeichnungsebene verlaufen. Das elektrische Feld steht somit im rechten Winkel zum Magnetfeld.
Die Elektronenquelle 21 umfaßt eine Kathode und Mittel zum Beschleunigen der von der Kathode emittierten Elektronen und eventuell auch Mittel zum Regulieren der Stromstärke des Elektronenstromes. Wenn die Elektronen die Elektronenquelle mit einer Geschwindigkeit verlassen, deren Richtung ausschließlich in der Zeichnungsebene, also unter rechtem Winkel zu den magnetischen Kraftlinien liegt, so werden sich die Elektronen nur in dieser Ebene weiterbewegen. Unter der Wirkung des magnetischen und des elektrischen Feldes werden sie zykloidenförmige Bahnen um die der Kurve -ff = konstant folgende Basislinie in der Ebene beschreiben. Da das Magnetfeld homogen ist, wird diese Kurve wenigstens annähernd eine Äquipotentiallinie sein, die im folgenden als Potentialhöhe des Elektronenstromes bezeichnet wird. Die Abweichungen, welche zwischen der Basislinie und der Äquipotentiallinie vorkommen können, sind in den meisten Fällen nicht von praktischer Bedeutung. Sollte dies dennoch der Fall sein, so können sie leicht empirisch ermittelt und beim Anordnen der Elektroden berücksichtigt werden. Der Vereinfachung wegen wird daher in der folgenden Spezialbeschreibung angenommen, daß die Basislinie mit der Äquipotentiallinie zusammenfällt.
Die Potentialhöhe ist durch die Geschwindigkeit und Richtung der Elektronen bestimmt, wenn dieselben die Elektronenquelle verlassen, und durch die Feldstärke des Magnetfeldes in unmittelbarer Nähe der Elektronenquelle.
Wenn der Elektronenkanal eine Potentialhöhe von + zoo V hat und die Elektroden die in der Fig. 3 angegebenen Potentiale haben, so wird der Kanal den durch die Basislinie 23a angezeigten Verlauf nehmen. Die Elektroden 71 und 72 haben ein mit der Potentialhöhe des Kanals übereinstimmendes Potential von + ioo V und werden ganz oder teilweise im Kanal liegen. Dies ist auch für die Elektroden 73, 74 und 75 der Fall, obgleich sie von der Potentialhöhe des Kanals abweichende Potentiale von -t-- iio, + Zoo bzw. -i- 25 V aufweisen, indem vorausgesetzt wird, daß die Feldverteilung in der Nähe dieser Elektroden derart ist, daß die Äquipotentiallinie + io,o V an denselben in einem Abstand vorbeiführt, der kleiner als die halbe Breite des Elektronenkanals ist. Wie oben dargelegt wurde, ist diese Breite vom Durchmesser der Kreisbewegung der Elektronen abhängig und konstant, solange das hIagnetfeld konstant ist.
Andere Elektroden, wie 76, deren Potentiale mit der Potentialhöhe des Elektronenkanals übereinstiminen, stehen trotz dieser Übereinstimmung außer Berührung mit dem Kanal, da dessen Verlauf in der entsprechenden Richtung durch eine, zwischen den vorgelagerten Elektroden 77 und 78 gebildete Potentialsperre blockiert ist.
Wenn das Potential z. B. der Elektrode 79 von 20o auf o V geändert wird, so ändert sich die Feldverteilung derart, daß die Äquipotentiallinie -;- ioo V und somit auch der Elektronenkanal vom dieser Stelle ab einen neuen Verlauf 23;, zu den Elektroden So und Si nimmt.
Ohne irgendeine gegenseitige Änderung der Potentiale der Elektroden, aber durch Änderung der Potentialhöhe des Elektronenkanals, kann bewirkt werden, daß derselbe einem neuen Weg folgt. Wird die Potentialhöhe auf -;- Zoo V erhöht, so folgt die Basislinie des Kanals der Äquipotentiallinie 23a. Die Änderung der Potentialhöhe des Elektronenkanals kann in der Elektronenquelle durch Potentialänderung der Kathode und/oder der Beschleunigungsanode oder durch.' Potentialänderung einer die Kathode umgebenden oder der Kathode benachbarten Steuerelektrode und/oder .endlich durch Änderung der Feldstärke des Magnetfeldes bewirkt werden.
In den oben dargelegten Methoden zur Beeinflussung der Lage des Elektronenkanals wurde vorausgesetzt, daß das Magnetfeld in allen Teilen der Röhre homogen sei. Der Elektronenkanal kann jedoch auch durch Änderung der Feldstärke des Magnetfeldes innerhalb eines Ickalen Bereichs verlagert werden. Da konstant ist, ergibt eine Erhöhung der Feldstärke des Magnetfeldes, z. B. in einer durch die Linie 4,5 begrenzten Zone, eine Verlagerung des Elektronenkanals auf höhere Potentialhöhen in dieser Zone. Die Basislinie wird indessen nun derLinie23d folgen, und derElektronenstrom wird die Elektrode 82 an Stelle der Elektrode 71 treffen.
Die obengenannten prinzipiellen Beispiele veranschaulichen, daß der Elektronenstrom auf mehrere verschiedene Arten zu einer gewünschten Elektrode geleitet werden kann. Dies kann somit stattfinden, indem der Elektrode ein mit der Potentialhöhe des Elektronenkanals übereinstimmendes Potential (vgl. die Elektroden 71 und 72 in Fig.3) oder ein in deren Nachbarschaft liegendes Potential (vgl. Elektrode 73) erteilt wird. Wenn das elektrische Feld in der Nähe der Elektrode verhältnismäßig konzentriert ist, so kann die letztere sogar Strom empfangen, wenn ihr Potential beträchtlich von der Potentialhöhe des Elektronenkanals abweicht (vgl. .die Elektroden 74 und 75). Der Verlauf des Elektronenkanals kann auch mittels Elektroden verändert werden, die nicht selbst vom Elektronenstrom getroffen werden (vgl. Elektrode 7c9). Es können auch neue Elektronenbahnen geschaffen werden, indem dem Elektronenkanal in oder bei der Elektronenquelle eine anderePo@tentialhöhe gegeben wird (vgl. Bezugsziffer 23a), oder mittels einer lokalen Änderung der Feldstärke des Magnetfeldes (vgl. Bezugsziffer 45).
DerE.lektronenstrom kann auf seinemWe@g durch das Gefäß mit verschiedenen Elektroden in Berührung kommen und durch dieselben allmählich absorbiert werden. Der Elektronenstrom kann auch am Ende seines Weges auf mehrere Elektroden, wie So und Si, oder auf Elektrodengruppen auftreffen. Wenn der Strom an irgendeiner Stelle längs sziines Weges auf beide Seiten einer Elektrode, wie der Elektrode 71 inFig. 3, gelangt, so. könne beide Teile des Elektronenstromes in ihren Fortsetzungen längs getrennten Wegen geleitet und in Berührung mit verschiedenen Elektroden gebracht werden, die räumlich weit voneinander entfernt sein können.
Die Fig.4 bis 6 und 8 bis 17 zeigen Ausführungsbeispiele von Elektronenröhren gemäß den eben dargelegten Prinzipien. Bei allen diesen Röhren wird angenommen, daß sie in einem homogenen, senkrecht zur Zeichnungsebene stehenden Magnetfeld liegen.
Die in Fig. 4 im Längsschnitt und in Fig. 5 im Querschnitt nach der, Linie 5-5 der Fig. 4 dargestellte Elektronenröhre umfaßt eine aus Kathode i und Anode 2 bestehende Elektronenquelle, eine Hilfselekträde 3 (in gewissen Fällen durch die Röhrenwandung ersetzbar, welche mit Elektrizität geladen wird und als Elektrode arbeitet), eine Leerlaufelektrode 4. und eine Anzahl Elektroden 5" 5U, 5, usw., -welche alle in einer Glasröhre 2o eiligeschlossen sind. Diese Röhre befindet sich in einem homogenen, durch zwei Spulen 2:5 hervorgerufenen Magnetfeld H.
Fig. 6 zeigt ein beispielsweises Schema für den Anschluß' der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Röhre in einem Stromkreis. Die von der Glühkathode i ausgesandten Elektronen werden von der Anode :2 angezogen, aber durch das Magnetfeld .abgelenkt, so daß sie kreisförmige Wege beischreiben. Zwischen der Hilfselektrode 3 einerseits und den Elektroden 5a, 5v, 5, usw. anderseits halten -die Batteirien B3 und B5 ein elektrisches Feld aufrecht, das zum Magnetfeld senkrecht steht. Durch die Wirkung dieses elektrischen Feldes werden die Zentren der Kreisbahnen derart verschoben, daß die Elektronenbahnen zykloidenförmig werden. Die Vorschiebung der Zentren folgt dann wenigstens annähernd einer Äquipotentialfläche 23, deren Potential bezüglich der Kathode mixt Tlm bezeichnet wird. Der Elektronenstrom 22 fließt somit in einem Kanal zwischen der Hilfselektrode 3 einerseits und den Elektroden 5a, 5b, 5, usw. anderseits vorwärts, ohne mit irgendeiner derselben in Berührung zu kommem. Dagegen wird der Strom durch die Leerlaufelektro,de 4 aufgenommen, welche unter der Spannung T7", steht.
Der Vorgang bei der Verschiebung oder Verteilung des Elektronenstromes ist in Fig. 7 in Diagrammform dargestellt. Die Spannung einer der Elektroden 5, z. B. die Spannung V., der Elektrode 5" wird allmählich gesenkt, so daßsie sichder Potentialhöhe V. des Elektronenstromes nähert. Nachdem die Spannung unter den Wert VT gefallen ist, wird ein zunehmender Teil i5 c des Elektronenstromes dieser Elektrode 5c zufließen, wogegen der zur Elektrode -. führende Strom i4 abnimmt. Wenn die Spannung V., auf den Wert V. gesunken ist, so wird der gesamte Elektronenstrom oder dessen größter Teil zur Elektrode 5, fließen. Wird die Spannung V., weitergesenkt, so wird der Strom i.. vermindert, aber ein Teil des Elektronenstromes fließt nun zur Elektrode 5,1. Bei einer genügend tiefen Spannung der Elektrode 5, wird die Stromstärke i5 c derselben wieder auf Null zurückgehen, und der zur Elektrode 5" fließende Strom i5 d wird seinen Maximalwert erreichen. Dies hängt von der Tatsache ab:, daß zwischen der Elektrode 5c und der Hilfselektrode 3 eine Potentialsperre entstanden ist, welche den Elektronenstrom nach der zunächst davorliegenden Elektrode abdrängt. Die Änderung des Elektronenstromweges nach einer bestimmten Elektrode hin kann somit im dargestelltem Schaltschema entweder durch Änderung der Spannung dieser Elektrode auf eineu in der Nähe der Potentialhöhe des Elektronenstromes liegenden Wert stattfinden oder durch Änderung der .Spannung der, in Bahnrichtung des Elektronenstromes gesehen, nächstfolgenden Elektrode auf einen der Spannung der Hilfselektrode 3 benachbarten Wert.
Aus Fig. 7 läßt sich ersehen, daß hinsichtlich der zwischen V,. und V. liegenden Werte der Spannung V., der Strom i.5, ansteigt, wenn die Spannung V", vermindert wird. Das Elektronengerät hat somit innerhalb dieses Spannungsbereiches eine Dynatroncharakteristik und stellt einen negativen Widerstand dar.
Es muß darauf hingewiesen werden, daß die obige, theoretische Auslegung vereinfacht ist. In Wirklichkeit bilden unter unterschiedlichen. Bedingungen ausgesandte Elektronen einen Strom mit verschiedenen Werten für V.. Außerdem macht die Anwesenheit von Raumladungen die Erscheinung verwickelt.
Bei dem in Fig. 6 gezeigten Schaltschema sind die Elektroden 5" 5b, 5, usw. in bezug auf die Potentialhöhe des Elektronenstromes als. positiv und die Hilfselektrode 3 als negativ bezeichnet worden. Die Anordnung kann jedoch auch mit umgekehrten Spannungen an diesen Elektroden verwendet werden, z. B. durch Änderung der Polarität der Batterien B3 und B5.
Eine andere Schaltanordnung für die in den Fig. 4 und 5 gezeigte Röhre ist in Fig. ä veranschaulicht, worin die Elektroden mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Batterie zum Heizen der Kathode fehlt im Schaltschema. Die Leerlaufelektrode 4 und die Elektroden 5a, 5b, 5c usw. werden in diesem Fall unterschiedlichen Spannungen unterworfen, so daß die Elektrodenspannungen eine ansteigende Reihe positiver odernegativer Spannungen bilden. Durch Änderung der Po, tontialhöhe des Elektronenstromes in b@ezug auf die Spannungen im Elektrodensystem durch Mittel, die schematisch durch den verschiebbaren Kontakt der Batterie B5 dargestellt sind, findet Verschiebung des Stromes statt. Eine andere Möglichkeit zum Ändern der Potentialhöhe des Elektronenstromes besteht darin, die elektrischen und magnetischem Faktoren in der hier aus der Kathode r und der Anode 2 beistehenden Elektronenquelle zu ändern, z. B. durch Änderung der Anodenspannung Va oder des Magnetfeldes. Der Elektronenstrom. fließt im wesentlichen zu jener Elektrode, deren Potential mit der Potentialhöhe des Elektronenstromes übereinstimmt.
Die längs des Weges des Elektronenkanals angeordneten Elektroden können verschiedener Art sein und Funktionen von einigermaßen unterschiedlichem Charakter haben. In Fig. g bezeichnen die Bezugsziffern 5a, 5b, 5, usw. sogen.annte Kontaktelektroden, deren Zweck in erster Linie darin liegt, den Elektronenstrom zu empfangen und in angeschlossenen Stromkreisen zu verwenden, wogegen die mit 6a, 6b, 6c usw. bezeichneten soggenannten Steuerelektroden in erster Linie den Zweck haben, den Elektronenstrom zu beeinflussen, zu verschieben und dessen Weg zwischen verschiedenen Kontaktelektroden zu ändern. Wenn die Steuerelektroden derart angeordnet werden, daß sie näher an der normalem Bahn des Elektronenkanals liegen als die so ist die Lage des Elektronenkanals weniger abhängig von den .Spannungen der Kontaktelektroden. Diese Spannungen können somit verhältnismäßig freizügig gewählt und den Bedürfnissen in den Stromkreisen 50a, 50b, 50c usw. angepaßt werden, welche sie zu beeinflussen bestimmt sind.
Durch Änderung der Spannung der Steuerelektrode 6c auf einen Wert in der Nähe der Spannung der Hilfselektrode 3 wird beim dargestellten Schaltschema der Elektronenstrom auf die Kontaktelektrode 5c gelenkt. Eine Potentialsperre zwischen den genannten beiden Elektroden 3 und 6, verhindert nämlich. den Elektronenstrom, seinem ursprünglichen Weg zu folgen. Gleichzeitig entsteht ein elektrisches Feld zwischen den Steuerelektroden 6, und 6d, deren Spannungen nun unter die Potentialhöhe des Elektronenstromes fallen bzw. dieselbe übersteigen, wobei dieses elektrischeFeld denStrom zur Kontaktelektrode 5c führt.
Der Elektrodenstrom kann auch gemäß der im Zusammenhang mit Fig. $ beschriebenen Methode verschoben werden, wenn die Steuerelektroden 6a, 6b, 6, usw. in Fig. 9 in gleicher Weise wie dieElektroden5a, 5b, 5c usw. in Fig. 8 angeschlossen werden.
Das in Fig.9 gezeigte Elektrodensystem gibt gleichzeitig ein Beispiel für die Tatsache, däß die Leerlaufelektroide weggelassen werden kann. In einem solchen Fall fließt der Elektronenstrom bei Leerlauf an die zur Hilfselektrode 3 am nächsten liegende Elektrode, also im vorliegenden Fall an die Elektrode 6a.
In den Fig. f o und i i, die zwei senkrecht zueinander geführte Längsschnitte einer Röhre zeigen, ist eine weitere Elektrodenart, sogenannte Regulierelektroden, gezeigt. Zur Unterscheidung von den Steuerelektroden, welche seitlich zu dem Weg oder den Wögen, in die der Elektronenstrom gelenkt werden soll, angeordnet sind, liegen diel Regulierelektroden quer in einem solchen Weg. Wenn der Regulierelektrode eine Spannung aufgedrückt wird, die in der Nähe der Potentialhöhe des Elektronenstromes liegt, wird der letztere vorbeigelassen; wird jedoch dieser Elektrode eine von der Potentialhöhe abweichende Spannung aufgedrückt, so, kann der Weg des Elektronenstromes an dieser Stelle blockiert werden. Fig. fo und i i zeigen zwei Haupttypen von Regulierelektroden. Die mit der Bezugsziffer fo bezeichnete Haupttype besteht prinzipiell aus einem Gitter von im Gebiet der Vakuumröhren wohlbekannter Bauart. Die mit der Bezugsziffer il bezeichnete Haupttype besteht aus einem Plattenpaar, dessen eine Platte vor und die andere hinter dem Weg des Elektronenkanals angeordnet ist, wenn in der Richtung des Magnetfeldes geblickt wird. Wird beiden Platten eines Plattenpaares eine gleiche oder nahezu _ gleiche Spannung aufgedrückt, die beträchtlich von der Potentialhöhe des Elektronenstromes abweicht, so kann dort ein Sperrfeld gebildet werden, welches den Elektronenstrom aufhält oder seine Stromstärke herabsetzt.
Regulierelektroden können auch am Ausgangspunkt des Elektronenkanals bei der Elektronenquelle angeordnet sein,(vgl. z. B.,die Elektrode i i in Fig. 18 und i9, oder als ein die Kathode umgebendes Gitter, wie die Elektrode 12 in Fig. z6).
Durch verschiedenartige Kombinationen von Kontaktelektroden, Steuerelektroden und Regulierelektroden kann eine Auswahl von verschiedenen Elektrodensystemen geschaffen werden, die sich für verschiedene Zwecke eignen. Einige Beispiele solcher Kombinationen sind in den Fig. 12 bis 17 gezeigt. Die Methode zur Lenkung des Elektronenstromes in verschiedene Wege ist in bezug auf diese Figuren unter der Annahmebeschrieben, daß das Schaltschema derElektroden in prinzipieller Übereinstimmung mit dem in Fig. 6 gezeigten steht, aber auch in anderer, später zu beschreibender Weise gestaltet sein kann.
Fig. 12 zeigt eine Röhre, die zwei Gruppen von Kontaktelektroden 5 bzw. 51 und Steuerelektroden 6 bzw. 61 besitzt. Die Steuerelektroden 6 in der einen Gruppe stehen bei normaler Bedingung unter einer die Potentialhöhe des Elektronenstromes überschreitenden Spannung und die Steuerelektroden 61 in der zweiten Gruppe unter einer Spannung, die unter dieser Potentialhöhe liegt. Die Lenkung des Elektronenstromes zu der gewünschten Kontaktelektrode, z. B. der Kontaktelektrode 51a in der zweiten Gruppe, kann durch Änderung der Spannung der entsprechenden Steuerelektrode 61" auf einen Wert, der in der Nähe der Spannung der Steuerelektroden in ider ersten Gruppe liegt, erfolgen.
In Fig. 13 wird der Elektronenstrom durch vier verschiedene Gruppen I bis IV von Steuerelektroden 6, 7, 8 unrd 9 beeinfllußt. Die Verschiebung des Elektronenstromes findet in jeder Gruppe als Wahl zwischen zwei alternativen Bahnen wie in einem gewöhnlichen,, elektromagnetischen Relais statt, indem einer Steuerelektrode entweder die Spannung der Anode 2 oder diejenige der Hilfselektrode 3 aufgedrückt wird. Der in der Figur gezeigte Verlauf,des Elektronenkanals zu,der Kontaktelektrode 5" ist somit durch Verbindung der Steuerelektroden 9 und 7, mit derAnode 2 und der Steuerelektroden 8a und 6" mit der Hilfselektrode 3 geschaffen worden.
In Fig.14 sind die Kontaktelektroden 5 zusammen mit den zugehörigen Steuerelektroden 6 in Gruppen eingeteilt. jede Gruppe ist mit einer besonderen Gruppensteuerelektrode 7 ausgerüstet. An die Hilfselektrode 3 einerseits und alle Steuerelektroden 6 und 7 anderseits sind bei normaler Bedingung Spannungen angelegt, die unter bzw. über .der Potentialhöhe des Elektronenkanals liegen. Die Lenkung des Elektronenstromes zu einer bestimmten, Kontaktelektrode, wie z. B. 5" kann ,durch Änderung der Spannung der entsprechenden Gruppensteuerelektrode 7, undder Einheitssteuerelektrode 6ü, .die zur Kontaktelektrode 5, gehört, auf einen Wert in der Nähe der Spannung der Hilfselektrodie 3 erfolgen, wobei der Elektronenstrom mittels Potentialsperren zu :dem gewünschten Abteil gelenkt wird. Einheitssteuerelektroden 6, welche in den verschiedenen Gruppen eine entsprechende Lage innehaben, bilden Reihen und können unter sich verbunden sein, wie dies in bezug auf die Elektroden 6b bis 6h ,dargestellt ist.
Die einzelnen Abteile in Fig. 12 können durch Gruppen von Steuer- und Kontaktelektroden ersetzt sein, und deren Abteile wiederum können erneut durch neue Steuerelektroden usw. unterteilt sein, so daß Serien von Gruppen und Untergruppen entstehen. Ein Beispiel einer .solchen Röhre mit mehreren übergeordneten und untergeordneten Serien von Steuerelektroden ist in Fig.15 veranschaulicht. Es ist nicht nötig, die verschiedenen Serien von Steuerelektroden, wie in Fig. 1q., in zueinander senkrecht stehenden Reihen anzuordnen, da der Elektronenstrom 'bei passender Anordnung der Elektroden zum Verfolgen irgendeiner geometrischen Linie gebracht wenden kann.
Fig. 16 ist-ein Ausführungsbensplel einer Röhre, welche vor dem Eingang zu verschiedenen Elektrodengruppen Regulierelektroden io aufweist.Wenn an die Regulierelektroden ein in der Nähe des Potentials der Hilfselektrode 3 liegendes Potential gelegt wird, so kann der Elektronenstrom nur zwischen verschiedenen Gruppensteuerelektroden 7 verschoben werden. In dieser Figur ist auch eine Regulierelektrode i2 gezeigt, welche die Kathode i umgibt und mittels welcher die Potentialhöhe und Stromstärke des Elektronenstromes beeinflußt werden kann.
In Fig. 17 ist eine Röhre dargestellt, in welcher der gleiche Elektronenstrom gleichzeitig zwei verschiedene Kontaktelektroden trifft, .die zu verschiedenen El-ektrodensystemen .gehören. Das erste Elektrodensystem umfaßt gitterförmige Kontaktelektroden 5 und dazwischenliegende Steuerelektroden 6. Das zweite Elektrodensystem umfaßt plattenförmige Kontaktelektroden 5i und Steuerelektroden 61. Der Elektronenkanal tritt durch eine Elektrode 5 im ersten System und gibt daselbst einen Teil seines Stromes ab, worauf er zu einer Elektrode 5 1 im zweiten System weiterfließt,wo der restliche Strom absorbiert wird. Eine Änderung des Verlaufes des Elektronenkanals kann im ersten System :da-durch erzielt werden, daß .die Spannung aller Steuerelektroden links von der gewünschten Kontaktelektrode auf einen in der Nähe der Spannung der Hilfselektrode 3 liegenden Wert geändert wird, während im zweiten System in oben beschriebener Weise vorgegangen wird.
In den dargelegten Ausführungsbeispielen ist vorausgesetzt worden, d'aß :das Magnetfeld homogen ist. Die Röhren können jedoch auch mit ungleichförmigen Magnetfeldern versehen werden. Hierfür liegt in Fig. 18 und ig ein Beispiel vor, worin im Längs- und Querschnitt eine Röhre der Bauart gezeigt ist, wie sie in Fig. 4 und 5 dargestellt ist, welche sich aber in einemungleichfö:rmigen Magnetfeld befindet. Dieses Feld wird in der gezeigten Ausführungsform durch einen permanenten Magneten ig hervorgerufen, der einen veränderlichen Luftspalt besitzt, aber natürlich auch-durch stromdlurchflossene Windungen ersetzt sein kann. In Fig. 18 und ig ist ferner eine Regulierelektrode i i gezeigt, mittels welcher durch Anlegen verschiedener Spannungen die Stromstärke des Elektronenstromes beeinflußt werden kann. Solange das elektrische Feld zwischen den Elektroden 5a, 5L= 5, usw. einerseits und der Elektrode 3 anderseits Null ist, werden die Krei.s:bahnzentren der Elektronen längs einer Linie verschoben, welche der magnetischen Feldstärke H = konstant entspricht, indem z. B. der EIektronenkanal ein Gebiet durchschreitet, welches eine bestimmte magnetische Feldstärke besitzt. Wenn die Spannung irgendeiner der Elektroden 5, z. B. der Elektrode 5" geändert wird, so entsteht ein elektrisches Feld:, und der Elektronenkanal wird verlagert. Wenn die Spannungsänderung genügend ist, so wird,der Elektronenstrom ganz oder teilweise von der Leerlaufelektrode 4 zur Elektrode 5, oder der Elektrode 5L in gleicher Weise verschoben, wie dies im Diagramm der Fig. 7 gezeigt ist. Zum Zweck,derLenkung :des Elektronenstromes in einem ungleichförmigen Magnetfeld ist irgendein elektrisches Feld zwischen den Elektroden 5Q, 5L, 5, usw. und der Elektrode 3 nicht notwendig, kann aber sehr :gut verwendet werden. Die Elektrode 3 kann, falls erwünscht, weggelassen werden. Jedoch muß nach wie vor ein elektrisches Feld zwischen der Kathode i und der Anode 2 vorhanden sein.
Fig. 2o und 21 zeigen in Seitenansicht bzw. im Horizontalschnitt längs der Linie 2r-22 e'in Beispiel für die Ablenkung ,des Elektronenkanals mittels lokaler Ungleichförmigkeiten im Magnetfeld. Zwischen ,den positiven Elektroden 5Q, 5v, 5c usw. einerseits und dfen negativen Elektroden 54 51v, 51, usw. anderseits befindet sich ein elektrisches Feld, welches den Elektronenstrom von der Kathode i zur Leerlaufelektrode 4. lenkt. Durch lokale Steuerspulen 26Q, 26L, 26, usw. kann das Hauptmagnetfeld an gewünschten Stellen verstärkt oder abgeschwächt werden, so daß dann der Elektronenstrom in der Fig. 2o nach oben oder unten abgelenkt wird. Im vorliegenden Schaltschema wird dargelegt, ,daß der Strom in jedem Spulenpaar für sich nach freiem Ermessen hinsichtlich Stromstärke und Richtung mittels der Widerstände R26 Q, R26 bi R26 , usw. reguliert werden kann. Wenn somit z. B. die Steuerspulen 26, von einem Strom 461 in einer solchen Richtung durchflossen werden, daß das durch die Spulen 25 hervorgerufene Hauptmagnetfeld verstärkt wird, so wird der Elektronenstrom bei steigenden Werten des Stromes i26 in erster Linie von der Elektrode ,4 zur Elektrode 5, verschoben und bei höher steigenden Werten des Stromes i26 weiter zur Elektrode 5d verlagert. Prinzipiell wirdder Vorgang,der gleiche sein, wie .er in D'iagrammform in Fig. 7 ,dargestellt ist, wenn die Spannung VSG durch den Wert ersetzt wird. Wenn der Strom '261 in umgekehrter Richtung fließt, so daß er das Hauptmagnetfeld abschwächt, so wird der Elektronenstrom zu den Elektro'de'n 5i, oder 5 id fließen.
In Fig.2io, und 21 ist gleichzeitig eine lokale Erregerspule 28 gezeigt, mittels welcher das Magnetfeld in oder in der Nähe der aus der Kathode i und der Anode 2 bestehenden Elektronenquelle geändert werden kann. Dabei kann :d:ie Breite und die Potentialhöhe des Elektronenkanals eine Änderung erfahren.
Fig.22 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Röhre entsprechend derjenigen in Fig. 14, aber mit dem Unterschied, ,daß beide Serien von Steuerelektroiden 6 und 7 durch zwei Serien von Steuerspulen 26 und 2:7 ersetzt sind. Der Elektronenstrom wird zu der gewünschten Kontaktelektrode, z. B. 5Q, gelenkt, indem Erregerstrom durch die Hilfsspule 25Q und je eine Steuerspule der beiden Serien, im gezeigten Beispiel durch die Steuerspulen 2,6, und 27Q, geleitet wird. In der gleichen Röhre können auch Kombinationen von Steuerelektroden, Regulierelektroden und Steuerspulen zum Beeinflussendes Elektronenstromes verwendet werden.
In den oben beschriebenen Systemen, in welchen die Bahn des Elektronenkanals zum Magnetfeld senkrecht verläuft, kann -der Elektronenstrom an gewissen Stellen mittels parallel zum Magnetfeld gerichteter elektrischer Felder -in der Richtung :des Magnetfeldes verschoben werden. Das Prinzip hierfür ist in Fig. 23 veranschaulicht, in welcher zwei ein parallel zum Magnetfeld verlaufendes elektrisches Feld erzeugende Elektroden 13 und 1q. zeigt, die den Elektronenstrom vom einen zweier in Magnetfeldrichtung übereinander angeordneter Elektrodensystem der oben beschriebenen Type in das andere überführen, wobei dieser Strom in jedem der beiden Elektrodensysteme im rechten Winkel zum Magnetfeld fließt.
In :der obigen Spezialbeschreibung ist bisher angenommen worden, daß die Änderungen im Verlauf des Elektronenstromes dadurch ausgenutzt werden, daß der Elektronenstrom mit verschiedenen, in der Eleletronenröhre vorgesehenen Elektroden in Berührung gebracht wird. In alternativer Weise können jedoch die Änderungen des Verlaufes des Elektronenstromes wie auch die Veränderungen seiner Stromstärke (weiter unten genauer erläutert) durch kapazitive Mittel aufgenommen werden, durch Elektroden, auf die tder Elektronenstrom nicht direkt :auftrifft, oder :durch Induktionsstrom in Leitern, die nahe der Bahn des Elektronenstromes liegen. Fig. 25 hat den Zweck, diese zwei Möglichkeiten im Prinzip darzustellen. Durch Änderung :der Spannung der Steuerelektrode 6, welche durch eine veränderliche Batteriespannung schematisch dargestellt worden ist, kann die Verteilung :des Elektronenstromes zwischen den Elektroden q.a und q.b verändert werden. Beim Ändern der Stromstärke des zur Elektrode 4" fließenden Elektronenstromes wird in der Spule 30 ein Strom induziert. Die Stromstärke des induzierten Stromes kann durch Senkung der Geschwindigkeit der fortschreitenden Bewegung .der Elektronenkreisba'hnzentren in der Nähe der Spule, z. B. durch Änderung der Spannung der Elektrode 3, erhöht werden. Eine Änderung des zur Elektrode q.b fließenden Elektronenstromes ergibt eine Änderung der Spannung der Elektrode 5, trotzdem die letztere durch den Elektronenstrom nicht getroffen wird. Somit können gemäß der Elektrode 5 in Fig. 25 wirkende Elektroden wie auchSteuer- undRegulierelektroden wahlweise innerhalb oder außerhalb der Wandung des evakuierten Gefäßes angebracht sein.
In den beschriebenen Ausführungsformen wurde dargelegt, daß die Elektronenquelle aus einer Glühkathode und einer beschleunigenden Anode bestehe. In alternativer Weise können auch andere bekannte Vorrichtungen zur Erzeugung eines Elektronenstromes -verwendet werden. In gewissen Fällen kann es als vorteilhaft erscheinen, eine sogenannte Elektronenkanone zu benutzen, welche Mittel zum Beschleunigen und Konzentrieren der Elektronen zu einem mehr oder weniger scharfen Strahl und Mittel zum Verändern der Stromstärke des Elektronenstrahlstromes umfaßt. Die Feldstärke :des magnetischen Feldes in oder in der Nähe,der Elektronenquelle kann von derjenigen in anderen Teilen der Röhre verschieden sein, z. B. durch Einwirkung lokaler Spulen, wie z. B.,28 in Fig. 21, oder durch magnetische -Abschirmung der Elektronenquelle. In den meisten :der oben beschriebenen Schaltschemas ist die Arbeitsweise :der Steuerungsmittel der Einfachheit halber als eine Umschaltung zwischen bestimmten Spannungen ,dargestellt worden. Wenn die Spannung der Steuerungsmittel kontinuierlich veränderlich ist, ist es dagegen bei allen Schaltungen möglich, nicht nur den Elektronenstrom in seiner Gesamtheit von einer Elektrode zu einer anderen zu verschieben, sondern auch die Verteilung des Elektronenstromes unter verschiedenen Elektroden, welche :durch den Elektronenstrom gleichzeitig getroffen werden, kontinuierlich zu verändern. Die Steuerspannung braucht nicht stabil zu sein, sondern kann eine rasch ändernde Stoßspannung oder eine periodische Funktion sein.
Es ist oben beschrieben worden, wie, die Bahndes Elektronenstromes durchÄnderung des elektrischen und/oder des magnetischen Feldes an passenden Stellen der Röhre geändert werden kann. Diese Bahn kann in den Bargestellen Ausführungsformen auch durch Änderung der Bedingungen, unter welchen die Elektronen die Elektronenquelle verlassen, geändert werden, z. B. durchÄnderung ihrer Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung und der Feldstärke des Magnetfeldes an der Startstelle von der Elektronenquelle. Die Potentialhöhe des Elektronenstromes. an seiner Ausgangsstelle von der Elektronenquelle kann aus diesen Faktoren berechnet oder empirisch bestimmt werden.
Die oben beschriebenen Methoden, die Lage des Elektronenstromes mittels Elektronensteuermittel verschiedener Art zu ändern, können in verschiedener Art und Weise angewendet werden. Die Lage :des Elektronenstromes kann :sichtbar gemacht werden, z. ß!. dadurch, daß der Strom auf Fluoreszenzschirme, photographische Platten od. dgl. wirkt und dadurch über die elektrischen Mengen, welche zu .den Elektronensteuerungsmitteln geflossen ,sind, ein Bild oder Anhaltspunkte gibt. Der Elektronenstrom kann auch innerhalb oder außerhalb der Röhre angeordnete Elektroden oder Spulen Ströme induzieren und dadurch. in :den mit denselben verbundenen Stromkreisen Änderungen bewirken. Wegen -der Vielzahl der verschiedenen Arten, nach welchen der Elektronenstrom gesteuert werden kann, und wegen ,der Eignung :des Elektronenstromes, in komplizierten Bahnen geführt zu werden, liegt in der Anordnung von Elektroden, Spulen oder elektrooptischen Schirmen in oder an der Röhre eine beträchtliche Freiheit, so @d!aß die Röhre den sich in verschiedenen Fällen ergebenden technischen Erfordernissen angepaßt werden kann.
Mit Bezug auf den obigen Rückblick über die verschiedenen Methoden, die Bahn des Elektronenstromes zu ändern, muß hervorgehoben werden, @daß es möglich ist, Elektronenströme von mehreren verschiedenen Kathoden oder Elektronenquellen in ein und demselben evakuierten Gefäß zu. verwenden und dieselben auf verschiedene, zum bleichen Elektrodensystem gehörende Elektroden zu lenken, ohne daß die Ströme einander stören. Die verschiedenen Elektronenströme können dadurch voneinander abgesondert werden, daß :die- Elektronen veranlaßt werden, die Elektronenquellen unter verschiedenen Potentialhöhen zu verlassen. Fig. 2¢ zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Röhre, welche zwei Kathoden i. und ib besitzt. Die Kathode i" ist mit der Spannung Null und die Kathode ib mit der Spannung -I- ioo V verbunden, wogegen an die gemeinsame Anode :2 eine Spannung von -f- Zoo, V gelegt ist. Die von diesen beiden Kathoden ausgehenden Elektronenströme erhalten dadurch verschiedene Potentialhöhen, z. B. -I- 5,o bzw. -h i5 o V. Eine Steuerelektrode, .deren Spannung vom Ausgangswert von -f- 2,o:o auf -I- ioo V vermindert wird, bildet mit der Hilfselektrode 3 zusammen eine Potentialsperre gegenüber dem letztgenanntenElektronenstrom, nicht aber gegenüber dem erstgenannten. Um :den erstgenannten Elektronenstrom abzulenken, muß die Spannung der Steuerelektrode in die Nähe des Wertes von o V gesenkt werden. Das Schaltschema zeigt dlie Steuerelektrode 6,1 mit einer Stromquelle von ioo V und die Steuerelektrode 6b an eine Spannung von o V angeschlossen, was bewirkt, :daß der von -der Kathode ib ausgehende Elektronenstrom zur Kontaktelektrode 5a und der von der Kathode iaausagehende Elektronenstrom zur Kontaktelektrode 5b gelenkt wird.
In :den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Elektronenkanal wie ein Leiter in :den zu beeinflussenden Stromkreisen eingeschlossen. Wenn der Elektronenkanal verwendet werden soll, um Stromschwankungen, z. B. Sprechströme, zu übertragen, so können die Schwankungen dem Elektronenkanal -durch Schwankungen der Spannung einer Regulierelektrode in der Elektronenquelle oder in :deren Nähe, z. B. der Elektrode i2 in Fig. 16, überlagert werden. In einem solchen Fall können die Schwankungen nur in der einen Richtung übermittelt werden. Es ist jedoch euch möglich, zwischen mehreren mit verschiedenen äußeren Stromkreisen verbundenen Kontaktelektroden mittels des Elektronenkanals eine Verbindung herzustellen, ohne daß der Elektronenkanal selbst mit den genannten Stromkreisen verbunden ist.
Fig. 26 zeigt das Prinzip einer solchen Kontaktvorrichtung, welche ein Paar Kontaktelektroden a1 und a2 aufweist. Die Kontaktvorrichtung liegt zwischen Steuerelektroden 6" und 6b, von denen d-ie Elektrode 6" in bezug auf :die Elektrode 6, negativ ist. Der Elektronenstrom wird durch die Steuerelektroden zugeführt und trifft die beiden Kontaktelektroden a1 und a2. Die Verteilung des Elektronenstromes auf die Elektroden ist von dem Verhältnis der gegenseitigen Spannung der Kontaktelektroden abhängig, wie aus Fig.27 ersichtlich ist, in welcher V1 und il die Spannung bzw. der Strom des Kontaktes a1, i2 der Strom des Kontaktes a2 und i6 b der zur Steuerelektrode 6:b fließende Strom ist. Die Kurven gelten für die Spannung Va der Elektrode a., gleich konstant, doch ergeben sich ähnliche Beziehungen, wenn h2 variabel ist. In der Nähe des Punktes V1 = V2 wird das Kontaktpaar a1, a2 ,dynamisch wie eine galvanische Verbndun- funktionieren, welche einen gewissen Kontaktwiderstand besitzt. Der innere Widerstand zwischen den Kontaktelektroden kann vermindert werden, indem dieselben mit sekundär emittierendem Material überzogen werden. Dieser Widerstand kann weiter vermindert werden, wenn man ,die Oberflächen der Kontaktelektroden vergrößert, indem z. B. die Kontaktelektroden als Lamellenpakete ausgebildet werden, die teilweise ineinandergeschoben sind (vgl. Fig. 28).
Mehrere Kontaktpaare oder Mehrfachelektrodensätze können in. einer Gruppe angeordnet sein, welche durch den Elektronenstrom gleichzeitig getroffen werden und dann den a-, b-, c-Kontakten u.sw. in automatischen Telephonwählern mechanischer Bauart entsprechen. Wenn :die Kontakte dann derart angeordnet und gerichtet werden, d iaß :die einzelnen Paare oder Elektrodensätze in die Ebene .der zykloi-denförmigen Bewegung fallen und die verschiedenen Paare oder Sätze inder Richtung,des Magnetfeldes übereinander angeordnet und gegenseitig abgeschirmt werden, so ergibt sich der Vorteil, daß die Übertragung der Elektronen von einer Elektrode zur anderen innerhalb der Kontaktpaare erleichtert, aber zwischen zu verschiedenen Kontaktpaaren gehörenden Elektroden erschwert wird.
Einige verschiedene Ausführungsbeispiele der Kontaktpaare sind in Fig. 28 :dargestellt. Ein Kontaktp,aar a1 und a2 setzt sich aus parallel mit der Ebene der zykloidenförmigen Bewegung liegenden Lamellen zusammen. Beim folgenden Kontaktpaar stehen zwei zueinander parallele Gitter bi und b2 senkrecht zur Hauptrichtung des Elektronenstromes. Darunter ist eine dritte Ausführungsform gezeigt, welche aus zwei vor einer homogenen Platte c2 stehenden Gittern c1 und, c3 besteht. Die verschiedenen Kontaktpaare sind durch Schirme 2"9 voneinander getrennt.
Die, z. B. wie oben beschrieben, aus einem Gitter und einer Platte bestehenden Kontaktpaare können durch einen in der gleichen Art wie in einer gewöhnlichen Verstärkerröhre zusammengesetzten Elektrodensatz ersetzt werden, wobei die von den verschiedenen Bauarten solcher Röhren bekannten Eigenschaften in Kombination mit den bei der zykloidenförmigen Bewegung spezifischen Eigen-Gcbaften erhalten werden. Es wird angenommen, daß die Kathode der gewöhnlichen Verstärkerröhre in der zyklod,dalen Röhre ,durch die Kathode i zusammen mit,dem Elektronenkanal und :dem ersten Kontaktgitter in -der Elektrodenvorrichtung ersetzt wird, welche Tatsache physikalisch so dargelegt werden kann, daß unmittelbar nach :diesem Gitter eine virtuelle Kathode gebildet wird. Dies erfolgt insbesondere @dann, wenn :das nächste Gitter eine niedrigere Spannung hat als das erste Gitter.
Als Beispiel diene die in. Fig. 29 gezeigte Anordnung, welche aus den folgenden, in einem Abteil vorgesehenen Elektroden besteht, nämlich einem Kontaktgitter d1, einem Steuergitter a2, einem Schirmgitter a3,. .einem Fanggitter a4 und einer Anode a5. Diese Anordnung entspricht somit einer Pentode. Wenn das Kontaktgitter a1 stark positiv ist, gestattet es, wie vorher, dem Elektronenstrom, die nächste Elektrode zu erreichen oder, wenn es nur schwach positiv oder hegativ ist; stößt es ;den Elektronenstrom von :dem Abteil zurück. Wenn das Kontaktgitter a1 positiv und das Steuergitter a2 negativ oder nur schwach positiv ist, steuern die Schwankungen in der Steuergitterspannung die von der virtuellen Kathode ankommenden Elektronen, so :daß sie zum Kontaktgitter a1 zurückkehren und dort aufgefangen werden oder zur Anode a5 strömen, nachdem sie :das Schirmgitter a3 und das Fanggitter a4 passiert haben, .welche die gleiche Funktion wie in gewöhnlichen Pentoden haben. Wenn die Stromstärke des zum Abteil fließenden Elektronenstromes in irgendeiner obenerwähnten Weise :gesteuert wird, kann durch die soeben erwähnte Elektrodenvorrichtung eine zweifache Steuerung erhalten werden, welche den von Mischröhren her bekannten Effekt ergibt.
Um eine bessere sekundäre Emissionstätigkeit und eine bessere Wirkung von Nebengittern, wenn solche überhaupt vorgesehen sind, zu erhalten, dürfte vorgezogen werden, die Feldstärke des Magnetfeldes in der unmittelbaren Umgebung der Kontaktelektrodengruppen herabzusetzen. In solchen Röhrentypen, bei welchen die Kontaktelektroden längs eines äußeren Randes des Wählers vorgesehen sind, wie bei dem in Fig. 13 gezeigten Wähler, kann Idas gewünschte Resultat @durch Begrenzung des Magnetfeldes erreicht werden, -so iduß dessen Feldstärke bei den Kontaktelektroden vermindert ist. In anderen Fällen, wo die Kontaktelektroden im Innern des Elektrodensystems vorgesehen sind, wie z. B. in den Fig. iq. und 15, kann das Magnetfeld durch eine magnetische Abschirmung geändert werden, indem z. B. die Elektroden aus ferromagnetischem Material hergestellt sind.
Der Einfluß .der äußeren Stromkreise auf die Bedingungen;welche die Bahn .des Elektronenstromes ändern, wird nunmehr genauer dargelegt. Diese oben beschriebene Änderung der Bahn dies Elektronenstromes wird in solcher Weise vorgenommen, ,daß irgendeine oder mehrere der beschriebenen Steuerungsvorrichtungen durch eine Änderung der elektrischen Bedingung in der Steuervorrichtung zur Einwirkung auf den Elektronenstrom gebracht werden, so daß sich die Lage der Elektronenstrombahn verändert. Der Impuls zur Änderung in der Steuervorrichtung kann von außen zugeführt oder durch den Elektronenstrom selbst verursacht werden. Der Wechsel kann während der ganzen Zeit aufrechterhalten werden, während welcher der Mektronenstrom in seiner neuen Lage gehalten werden soll, oder er kann von kurzer Dauer sein und sich nur., dazu eignen, den Elektronenstrom aus dessen vorhergehender Lage zu verschieben. Im letzteren Fall kann das durch den Elektronenstrom in seiner neuen Lage erregte Empfängermittel durch eine aus Schaltelementen bestehende Anordnung, im folgenden Schaltsatz genannt, mit der in Frage stehenden Steuerungsvorrichtung oder irgendeiner anderen Steuerungsvorrichtung verbunden werden und die Steuerungsvorrichtung in solcher Weise betätigen, daß -die neue Lage der Elektronenstrombahn dauernd aufrechterhalten wird oder, in alternativer Weise, die Elektronenstrombahn weiterverschoben wird. Die Arbeitsweise des Schaltsatzes wird im folgenden beschrieben, unter Bezugnahme -auf eine Anzahl verschiedener Ausführungsbeispiele.
In Fig. 310 ist die gleiche Elektronenröhre dargestellt wie in Fig. 6. Jede der Elektroden 5" 5b, 5, usw. ist mit einer Batterie über einen Schaltsatz verbunden, welcher in diesem Fall einen Scheinwiderstand Z", Zb bzw. Z, usw. aufweist, wobei @die Spannung der Batterie höher als die Potentialhöhe V. -des. Elektronenstromes ist. Unter den Anlaufbedingungen fließt der Elektronenstrom zur Leerl'aufelektrode q.. Wenn ein negativer Spannungsimpuls in einer mit der Elektrode 5, in Serie befindlichen Spule 35 induziert wird oder wenn durch Erregung irgendeiner anderen Elektronens:teuerungsvorrichtung :die Bahn des Elektronenstromes derart geändert wird, @daß er die in Frage stehende Elektrode trifft, so entsteht in dem mit der Elektrode verbundenen, z. B. von einer Drosselspule gebildeten Scheinwiderstand Z, ein: Spannungsabfall. Wenn ,der ScheinwiderstandZ, von passender Größe ist, wird dadurch die Spannung der Elektrode 5, auf die Potentialhöhe Tim des Elektronenstromes gesenkt, was zur Folge hat, daß der gesamte oder der größte Teil des Elektronenstromers fortfährt, zur Elektrode 5, zu fließen, selbst nachdem der Steuerimpuls aufgehört hat. Der negative Spannungsimpuls braucht nicht größer zu sein, als daß die Spannung der Elektrode 5, für einenAugenblick etwas unter den Wert V,. -indem in Fig. 7 gezeigten Diagramm fällt. Unter diesem Wert ist der Zustand unstabil, indem die Spannung während einer Zeit, welche durch die Zeitkonstante des Schaltsatzes Z, bestimmt ist, 4n die Nähe des Wertes V. sinkt.
Für größere Werte des Scheinwiderstandes Z, wird die Spannung der Elektrode 5, niedriger sein als V.. In einem solchen Fall sind, wie aus dem Diagramm in Fig. 7 ersichtlich ist, der Strom i5 vermindert, ,da ein Teil :des Elektronenstromes schon; auf die Elektrode 5,1 abgelenkt wird. Die Elektrode 5d kann ihrerseits den durch einen .Spannungsabfall in Zd bedingten Elektronenstrom aufnehmen. Die Größe des Scheinwiderstandes Zd und ,die Stromstärke .des Elektronenstromes v"srerden entscheiden, ob der Elektronenstrom an ,der Elektrode 5,1 bleiben oder weiterverlagert werden wird. Es kann in dieser Weise bewirkt werden, daß -der Elektronenstrom mit einer Geschwindigkeit, die durch die Zeitkonstanten der angeschlossenen Schaltsätze bestimmt ist, von einer Elektrode zur anderen wandert.
Fi.g. 3 i zeigt die mit der Fig. 13 übereinstimmende Elektronenröhre, welche sich eignet, die Lage .des Elektronenstromes automatisch in der oben beschriebenen Weise zu halten. Die einzelnen Serien von Steuerelektroden 6, 7, 8 und g sind jede in sich verbunden und stehen .durch Schaltsätze, welche aus Widerständen Zi, Z2, Z3 und Z4 bestehen, mit der Anode 2 in Verbindung, welche eine Spannung von -I- Zoo V besitzt. Die Hilfselektrode 3 und die Kathode r werden auf o V Spannung genalen. Es wird angenommen, daß der Elektronenkanal- einer Äquipotentiallinie von ioo V folgt.
Die Elektronenstrornbahn verläuft dann in ihrer Ausgangslage zwischen der Elektrode 3 einerseits und den benachbarten Elektroden in den Systemen 9, 8, 7 und 6 anderseits. Infolge einer Spannungsreduktion von kurzer Dauer an der Elektrode 9 oder infolge der Einwirkung einer anderen Elektronensteuerungsvorrichtung wird der Elektronenstrom für einen Augenblick mit der Elektrode 9 in Berührung gebracht und durchfließt den Widerstand Z3. Dies hat ,einen Spannungsabfall an der Elektrode 9 zur Folge, welcher genügt, daß der größere Teil des Elektronenstromes nunmehr auf der anderen Seite der Elektrode 9 vorbeifließt. Diese Elektrode wird automatisch jenen Teil des Elektronenstromes absorbieren, welcher zur Aufrechterhaltung ihres tiefen Potentials -nötig ist, wogegen der Rest des Elektronenstromes zwischen .den Elektroden 9 und 8" weiterfließt. Wird der Elektronenstrom für einen Augenblick mit der Steuerelektrode 8" in Berührung gebracht, so wird diese Elektrode in ähnlicher Weise einen Teil des Elektronenstromes aufnehmen und durch einen Spannungsabfall im Schaltsatz Z8 auf ein passendes Potential gebracht werden, welches den Rest -des Elektronenstromes veranlaßt, zwischen den Elektroden 8" und 7a weiterzufließen. Wenn irgendein auf den Elektronenstrom einwirkender Impuls nicht in den durch :das Elektrodensystem 7 gesteuerten Bereich geliefert wird, so daß der Elektronenstrom nie mit .der Elektrode 7a in Berührung gebracht wird, so bleibt das hohe Potential dieser Elektrode erhalten, und der Elektronenstrom geht links von derselben vorbei zwischen die Elektrode 7, und die bereits auf ein tieferes Potential gebrachte [email protected]. Wird der Elektronenstrom darauf mit der Steuer--lektrode 6" in Berührung gebracht, so nimmt diese .ebenfalls einen Teil des Stromes auf und gelangt dabei auf ein tiefes Potential. Der Rest des Elektronenstromwes gelangt endlich auf die Kontaktelektrode 5, welche sich in einem Abteil zwischen den Steuerelektroden 6a und 7a befindet.
Die gleiche Schaltungsart kann in einer Röhre von der in Fig. 1q. gezeigten Type zur Anwendung kommen, wenn jede Gruppensteuerelektrode 7 und jede horizontale Reibe von Einheitssteuerelektroden 6 durch je eine Impedanz mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden sind. - Eine kurzzeitige Verminderung der Spannung einer Gruppensteuerelektrode, wie - z. B. 7a, und ,der Spannung einer Reihe von Einheitssteuerelektroden, wie z. B. der die Elektrode 6" enthaltenden Reihe, bringt den Elektronenstrom mit diesen beiden Steuerelektroden in Berührung. Ein Teildes Elektronenstromes wird dann absorbiert und verursacht einen Spannungsabfall in der damit in Serie geschalteten Impedanz, so daß der Spannungsabfall aufrechterhalten bleibt. Der Rest -des Elektronenstromes wird in,dieser Weise .zur Kontaktelektrode 5, geführt.
Wenn die Potentialhöhe des Elektronenstromes höher als die normale Spannung der Elektrode ist, auf welche er auftreffen soll, so muß der Schaltsatz bei seiner Erregung eine Erhöhung der Spannung bewirken. Dies kann dadurch erreicht werden, daß z. B. Schaltelemente zur Verwendung kommen, welche wie Relais oder wie ein negativer Widerstand arbeiten. Die Fig. 32 und 33 veranschaulichen zwei Ausführungsbeispiele eines solchen Schaltsatzes.
In Fig. 32 sind Z1 und Z2 Impedanzen, do eine Gasentladungsröhre und 5 die mit dem Schaltsatz verbundene Elektrode. Gelangt ein Elektronenstrom zur Elektrode 5, so wird er Spannungsabfall über Z1 vermehrt, bis die Zündspannung der Gasentla,dun.gslampe erreicht ist. Wenn die Lampe gezündet hat, fällt die Spannung über Z1 auf -die normale Brennspannung der Lampe, wodurch sich eine Erhöhung des Potentials der Elektrode 5 ergibt.
In Fig. 33 sind ein Potentiometer Z1, Z2 und eine Pentoden.vakuumröhre 41 vorgesehen. Wenn infolge Elektronenstromes an der Elektrode 5 die Stromstärke in Z2 erhöht wird, erhöht sich die Fanggitterspannun:g der Röhre, wodurch sich eine Verminderung des Schirmgitterstromes ergibt, welcher .den Spannungsabfall über Z1 vermindert und dabei die Spannung der Elektrode 5 erhöht.
In den obengenannten Beispielen hat der Schaltsatz bei seiner Erregung durch den Elektronenstrom auf die Labe der Strombahn durch Änderung der Spannung von Kontaktelektroden oder Steuerelektroden eingewirkt. Das gleiche Resultat kann erzielt werden, indem der Schaltsatz veranlaßt wird, die Spannung von Regulierelektroden :gemäß Fi:g. Ii und 16 oder den Strom durch Magnetfelderregerspulen gemäß Fig. 2.I oder die Potentialhöhe .des Elektronenstromes durch Änderung jener Faktoren, welche die Geschwindigkeit und Richtung des Elektronenstromes bei seinem Start von der Elektronenquelle bestimmen, oder die Feldstärke des Magnetfeldes an dieser Stelle zu ändern. In ähnlicher Weise kann der zum Schaltsatz gelangende Strom anstatt von Elektroden, auf welche ,der Elektronenstrom direkt auftrifft, von einer Spule 30 oder von einer Elektrode 5, wie sie in Fig. 25 gezeigt sind, und welche durch Induktion durch :den Elektronenstrom erregt werden, hergeleitet sein.
Der Schaltsatz kann in verschiedener Weise aus bekannten Siebkettenelementen oder Elektronenentla-dun.gsmitteln aufgebaut sein. Ihre Einwirkung auf die Steuerungsmittel kann .dabei verzögert oder eine veränderliche Funktion in der Zeit und der Stromstärke des Elektronenstromes sein.
Die beschriebenen Eigenschaften des Schaltsatzes können zum Verschieben des Elektronenstromes mittels aufeinanderfolgender Impulse verwendet werden. Eine solche Schaltanlage ist in Fig. 34 gezeigt. Die Kontaktelektroden 5" 5v, 5e usw. sind mit Schaltsätzen 15a, I5b, 15, usw. in Serie geschaltet, und die Steuerelektroden 6b, 6-" 6d usw. sind mit Schaltsätzen 16b, 16" 16d USW- in Serie geschaltet. Die Schaltsätze .der Kontaktelektroden und diejenigen der Steuerelektroden können verschiedene Eigenschaften haben. Die Hilfselektrode 3 hat eine Spannung, welche unter der Potentialhöhe des Elektronenstromes liegt, und .die Kontaktelektroden und die Steuerelektroden haben eine Spannung, welche .diese Potentialhöhe übersteigt, ausgenommen jenes Abteil, in welches hinein der Elektronenstrom im gegebenen Augenblick gelangt. In diesem Abteil wird ein Teil des Elektronenstromes durch die eine Steuerelektrode 6, in Fig. 34 absor.,)iert, während dessen größerer Teil zur Kontaktelektrod c 5, fließt. Die Spannungen der Elektroden 6, und 5, sind durch :die mit denselben verbundenen Schaltsätze 16, und 15, herabgesetzt worden. Ein durch die Spule 35 zugeführter negativer Spannungsimpuls bewirkt eine Spannungsverminderung von kurzer Dauer an der Elektrode 5c. Die Basislinie des Elektronenstromes gelangt .dann momentan durch den Luftspalt zwischen den Elektroden 5, und 6d. Wenn .der dazwischenliegende Luftspalt kleiner als der Durchmesser der Kreisbahnender Elektronen ist, werden einige Elektronen auf der Elektrode 6d auftreffen, so daß durch den mit der Elektrode verbundenen Schaltsatz i6d Strom fließt. Dabei wird die Spannung der Elektrode 6d herabgesetzt, was nach Ablauf einer gewissen Zeit, dem durch den Schaltsatz und die Stromstärke des Elektronenstromes bestimmten Schaltverzug, dazu führt, daß die Äquipotentiallinie auf die andere Seite der Elektrode 6d verschoben wird und zwischen die Elektroden 6d und 5d gelangt. Der Elektronenstrom trifft nun auf beide dieser Elektroden. Er bleibt in dieser Lage, wobei der Hauptteil ,des Elektronenstromes durch die Elektrode 5d absorbiert wird, während die Elektrode 6d so viel Strom aufnimmt, als benötigt wird, dien Elektronenstrom in diesem Abteil zu halten. Ein neuer negativer Impuls aus der Spule 35 verlegt den Elektronenstrom in der gleichen Weise zum nächsten Abteil.
Es ist oben vorausgesetzt worden, daß der Abstand zwischen den Kontaktelektroden und den Steuerelektroden kleiner als der Durchmesser der Kreisbewegung der Elektronen sein sollte, um die Verschiebung des Elektronenstromes von einer Elektrode zur anderen zu ermöglichen. Eine solche Verschiebung kann sogar stattfinden, wenn der Abstand ,größer als der genannte Wert ist. In .diesem Fall werden die hinter .der Lücke zwischen den Elektroden t-,efindliche Röhrenwandung oder an jener Stelle vorgesehene Platten oder Schilder durch den Elektronenstrom geladen.
Im .genannten Beispiel werden- die Impulse in ein in sich verbundenes System von Kontaktelektroden gegeben, wobei nur die bei .der derzeitigen Lage des Elektronenstromes befindliche Elektrode auf denselben einwirkt. Im Fall, daß die Abteile zwischen den verschiedenen Steuerelektroden mehrere- Kontaktelektroden umfassen, wie z. B. die im Fig.28 gezeigte Kontaktekektrodengruppe, genügt es, wenn der Impuls einer der zu der Kontakt-.el:ektrodengruppee gehörenden Elektroden zugeführt wird, Diese Elektrode verlagert dann einen Teil des Elektronenstrornes zur nächsten Steuerelektrode, welche elektrisch unstabil ist und .dadurch automatisch den Elektronenstrom aufnimmt und weitergibt. Wenn Sprechströme über die Kontaktelektroden übermittelt werden sollen, kann es jedoch ungeeignet erscheinen, diese Elektroden zur Impulsgebung zu verwenden. Dies kann dann in anderer Weise geschehen, z. B. :durch Impulsgebung an die Steuerelektroden mittels der Spule 36, wobei die Stärke der Impulse dem ganzen Aufbau des Elektrodensystems, insbesondere der Größe und Lage der Elektroden 6. im Verhältnis zu den Elektroden 5 und 3, derart anzupassen ist, daß eine Potentialsperre nur in der Gegend derjenigen Elektroden, 6" 5, in Fig. 34, entsteht, deren Spannung durch die Elektronenstrombelastung niedriger ist als die der übrigen Elektröden. Die Äquipotentiallinie, der der Elektronenkanal folgt, verschiebt sich bei richtig angepaßtem Impuls nur so weit, daß die Elektronen auf der Elektrode 6,1 auftreffen, um dann durch den Spannungsabfall derselben, dank der Belastung 16,1, auf die Elektrode 5d weiterbefördert zu werden usw.
Prinzipiell kann dieVerschiebung des Elektronenstromes durch an irgendeines der Elektronensteuerungsmittel gegebene Impulse eingeleitet werden, auf welche Steuerungsmittel oben hingewiesen wurde. Der Schaltsatz gewährt zusätzlich eine weitere Möglichkeit der Verschiebung, nämlich -durch eine Änderung der Stromstärke des Elektronenstromes. Eine Änderung der Stromstärke im Schaltsatz kann, wie oben dargelegt wurde, dazu führen, daß .der Verlauf des Elektronenstromes urstabil wird, so daß er zur nächsteniElelctrodeweiterw an.derfi. Eine Änderung der Stromstärke des Elektronenstromes kann mittels -eines Gitters oder einer Regulierelektrode in der Elektronenquelle oder in deren Nähe bewirkt werden, so z. B. mittels der Elektrode io in Fig. 34.
In der Technik .der automatischen Telephonie ist -es gebräuchlich, die Impulsgebung in Form von Impulsgruppen zu vollziehen, welche verschiedenen Fingereinstellungen an der Wählerscheibe in einer mehrere Fingereinstellung erfordernden Nummer -entsprechen. Diese verschiedenen Impulsgruppen können in verschiedener Weise zur Einwirkung auf den Elektronenstrom gebracht werden. In der in Fig. 14 gezeigten Röhre kann diese Einwirkung dadurch bewirkt werden, daß z. B. jede GruppenstI-werelektrod,e 7 und jede horizontale Reihe von E.nheitssteuerelektroden 6 mit einem Schaltsatz verbunden werden, wobei die Schaltsätze der Gruppensteuerelektroden und der Einheitssteuerelektroden für verschiedsne Zeitkonstanten entworfen sind. Die Impulsgebung über -die Gruppensteuerelektroden kann ,dann mit Impulsen erfolgen, welche eine verlängerte Dauer oder vergrößerte Amplitude hab, n, so .daß jeder Impuls .den Elektronenstrom von einer zwischen zwei Gruppens:teuerelektroden liegenden Abteilgruppe zur nächsten Abteilgruppe verschiebt, Die Impulsgebung über die Einbeitssteuerelektroden wird mit kurzen oder kleinen Impulsen vollzogen, von denen jeder den Elel@tron,enstrom nur um einen einem zwischen zwei Eiriheit.ssteuerelektroden liegenden Abteil entsprechenden Schritt verlegert, In der in Fig. 16 gezeigten Röhre können ;die Impulsgruppen getrennt werden, indem die Bahn des Elektronenstromes zu allen zwischen zwei Gruppensteuerelcktroden 7 befindlichen Elektroden durch Regulierelektroden io gesperrt gehalten wird, wobei während der ersten Impulsgruppe die Regulierelektroden eine solche Spannung tragen, daß der Elektronenstrom an jeder Gruppe als an einer Einheit vorbeifließt. Die Schaltung der Regulierelektroden wird vor der Ankunft der zweiten Impulsgruppe geändert, so daß der Elektronenstrom dann bei jedem Impuls nur von einer Kontaktelektrode 5 zu der nächsten verschoben wird. Das gleiche Ergebnis kann erzielt werden, wenn. der Elektronenstrom während der ersten Impulsgruppe hinsichtlich aller zwischen zwei aufeinanderfolgende Gruppensteuerelektroden 7 fallenden Elektroden unstabil gemacht wird, was durch eine Änderung des Potentials, das den Schaltsätzen dieser Elektroden @aufgedrückt ist, oder durch eine Änderung der Pot.ntialhöhe des Elektronenstromes oder dessen Stromstärke, wie vorher beschrieben, bewirkt werden kann.
Die in Fig.34 gezeigte Elektronenröhre kann sich auch dazu eignen, als Sucher in einem automatischen Tele@honsystem zu arbeiten. Die Schaltsätze sollten in einem solchen Fall derart entworfen sein, daß der Elektronenstrom unstabil wird und, wie oben beschrieben, automatisch von einer Elektrode zur anderen mit einer Geschwindigkeit wandert, welche durch .die Zeitkonstante der Schaltsätze bestimmt ist. Der Elektronenkanal kann bei irgendeiner .gewünschten Elektrode zum Stillstand gebracht werden, indem der letzteren ein Potential aufgedrückt wird, welchen von denjenigen der anderen Elektroden verschieden ist, oder indem die Wirkung des Schaltsatzes der Elektrode vermindert oder z. B. durch Kurzschließen des Schaltsatzes unterdrückt wird. Wenn keine Elektrode in dieser Weise anspricht, @so wandert der Elektronenstrom weiter bis zur letzten Steuerelektrode 61 und wird von dieser Elektrode zur Beschleunigungsanode :2 weitergeleitet, welche ihr Potential durch einen Schaltsatz 32 erhält. Durch seine Erregung verursacht dieser Schaltsatz eine Herabsetzung .der Anodenspannung von kurzer Dauer. Dabei wird die Stromstärke des Elektronenstromes, der von der Kathode ausgesandt wird, momentan herabgesetzt. Wenn der Strom erneut zuzunehmen beginnt, hat die Steuerelektrode 61 bereits ihre normale Spannung wiederangenommen, so daß der Elektronenstrom nunmehr zu der am weitesten entfernten Elektrode 5" gelenkt wird und fortfährt, herumzuwandern. Wenn diese Art der Schaltanordnung verwendet wird, so läßt sich das Elektronengerät als zyklisch arbeitender Schalter oder Verteiler verwenden.
Einige der Ausführungsformen der Erfindung können auf Wähler oder Sucher in automatischen Telephonsystemen angewendet werden. Die jeder Lage des Elektronenstromes entsprechende Kontaktgruppe umfaßt .dann zwei Kontaktpaare für die übermittlung des Gespräches (vgl. Fig. 26 und 28). Anrufe, rasches Ansprechen, und Gesprächszählung sow1° andere Vorgänge können aus den gleichen Gründen wie in mechanischen Wählern über ein drittes Kontaktpaar in der Kontaktgruppe ausgeführt werden. Wenn nötig, können weitere Kontaktpaare vorgesehen sein. Die Erregung der :gewünschten Kontaktgruppe findet mittels des Elektronenstromes statt, weicher durch Impulse oder durch eine mit Bezug auf Fig. 34 beschriebene Suchbewegung oder .durch eine direkte Einstellung (vgl. Fig. 14) verlagert wird. Wegender Tatsache, .daß das Elektrodensystem in der Art einer Honigwabe angeordnet sein kann, welche nicht notwendigerweise eben sein muß, können mehrere Wähler in einer einfachen Weise auf zueinander parallelen Niveauebenen angeordnet sein, wie dies Fig. 35 zeigt, welche weiter unten eingehender beschrieben wird. Wegen einander entsprechenden Kontaktgruppen in einer Mehrzahl von Wählern, welche im allgemeinen verbunden sein sollten, um eine Mehrfachschaltung zu bilden, ist diese Anordnung in bezug auf Bauart und Zwischenverbindungen von Vorteil. Von größerer Wichtigkeit ist jedoch, daß, wenn eine Vielzahl solcher eine gemeinsame Mehrfachschaltung besitzender Wähler in demselben evakuierten Gefäß erhalten sein sollen, die Anzahl der durch die Gefäßwandung führenden Leitungen auf einen Bruchteil der sonst notwendigen Anzahl reduziert wird.
Eine andere Anordnung für Anruf und Markierung in einer Anzahl Suchern und Wählern, welche eine .gemeinsame Mehrfachschaltung haben, ist schematisch in Fig. 35 dargestellt. In dieser Figur bedeuten A und B Sucher und F und G Wähler. Jeder Teilnehmer (Telephonabonnent) a1, a2, a3 usw. ist .durch einen aus einer Impedanz Z5 bestehenden Schaltsatz mit einer Kontaktgruppe in jedem Sucher und Wähler verbunden. Die in oder Kontaktgruppe inbegriffenen Kontaktpaare haben die eine Kontaktelektrode c1, mit der gemeinsamen Leitung des Suchers oder Wählers und die andere Kontaktelektrode c2 mit dem Teilnehmer verbunden. Der Übersichtlichkeit wegen ist in .der Figur nur ein Kontaktpaar in jeder Kontaktgruppe gezeigt. Die Kontaktelektroden für freie Teilnehmer sind über die Impedanzen Z5 mit der Spannung -h ioo V verbunden. In den Suchern sind Gruppensteuerelektroden und horizontale Reihen von Einheitssteuerelektroden über Impedanzen Z, und Z7 an eine solche Spannung angeschlossen, daß in freien Suchern der eine Potentialhöhe von P = -h i5o V besitzende Elektronenstrom von einer Elektrode zur anderen in .der oben beschriebenen Weise im Sucher herumwandern wird. Die Kontaktelektroden der freien Teilnehmer, welche eine tiefere Spannung als die Potentialhöhe des Elektronenstromes, z. B. ioo V, haben, .sind unfähig, diesen Strom entgegenzunehmen. In den Wählern kann .der Elektronenstrom zu der gewünschten Stelle gelenkt werden, indem die Spannung einer Gruppensteuerelektrode und einer 'horizontalen Reihe von Einheitssteuerelektroden, wie oben beschrieben, geändert wird. Der Elektronenstrom in .den freien Wählern hat die Potentialhöhe P = -h ioo V und kann somit an den Kontaktelektroden der freien Teilnehmer bleiben.
Bei einem Anruf durch irgendeinen Teilnehmer, wie z. B. as, wird .die Spannung der Kontaktelektrode c2 .des Teilnehmers auf -f- i5o V erhöht. Wenn der wandernde Elektronenstrom ,in einem Sucher auf eine in dieser Weise markierte Elektrode auftrifft, steht er still. Darauf wird der Sucher mittels einer Ausrüstung, die zu ihm gehört, in der Figur aber nicht gezeigt ist, auf die Potentialhöhe P = -I- 5o V gebracht. Durch einen Spannungsabfall in,der Impedanz Z5 des Teilnehmers wird die Spannung der Kontaktelektroden c2- hinsichtlich dieses Suchers und anderer Sucher und Wähler auf +5o V herabgesetzt, was dazu führt, daß dem anrufenden Teilnehmer ein Zeichen zugeführt wird, das ihm anzeigt, daß er wählen kann. In der Figur wird der Sucher B als in dieser Weise mit dem Teilnehmer a12 verbunden dargestellt. Der in einem Wähler in diese Lage gebrachte Elektronenstrom hat-eine Potentiallhö!he P = -f- ioo V und kann nicht auf der Elektrode c2 bleiben, wird aber auf eine benachbarte- Elektrode c3 in der gleichen Kontaktgruppe verscho " ben (vgl. Fig.:28), wobei ein Besetzt-2 signal ausgesandt h werden kann. In dem Fall, wo er Teilne mer mehrere Leitungen unter einer gemeinsamen Gruppennummer hat, kann die Elektrode c3 negativ sein, wobei der Elektronenstrom zum folgenden Abteil verlegt wird.
Wenn anderseits der Elektronenstrom des Wählers zu einer Kontaktgruppe eines freien Teilnehmers- gelenkt wird, @so bleibt der Elektronenstrom an der Elektrode c2. Wie in dem Fall des Suchers wird hier eine Änderung der Potentialhöhe des Wählers auf P = -h 50 V verursacht, und die Spannung der Kontaktelektroden c2 des angerufenen Teilnehmers wird in allen Suchern und Wählern auf -1- 5o V herabgesetzt. Dabei werden diese Elektroden für freie Sucher und Wähler, welche alle eine zu hohe Potentialhöhe haben, unzulänglich sein. Der Wähler G ist,in der Figur als in dieser Weise mit dem Teilnehmer ca14 verbunden dargestellt worden, welcher somit in den verbleibenden Wählern als. besetzt markiert wird.
Fig. 36 zeigt ein Elektronenentladungsgerät, das als ein zyklisch arbeitender Schalter für die wechselzeitige Mehrfacht-1l-ephönie arbeitet. Jede Kontaktgruppe besteht aus zwei Elektroden, von welchen die -eine, 5b, mit der gemeinsamen Leitung 37 in Verbindung steht. Der von verschiedenen Telephonkanälen 5o hereinkommende Sprechstrom wird zu den Kontaktelektroden 5" geleitet. Der Elektronenstrom wird mittels über die Spule 36 gelieferter kurzer Spannungsimpulse von Abteil zu Abteil verschöben. Solch ein Impuls setzt die Spannung der Kontaktelektrode, welche vom Elektronenstrom getroffen ist, herab, so daß der Strom zu der auf deren rechten Seite am nächsten liegenden Elektrod-e 6 verlegt. wird. Durch eine Änderung der Spannung im entsprechenden Schaltsatz 16 verschiebt die Steuerelektrode 6 den Elektronenstrom au tömatisch zur nächsten Kontaktgruppe, in welcher er -bleibt; bis der nächste Spannungsimpuls erfolgt. Wenn der Elektronenstrom die letzte Steuerelektrode erreicht hat, wird er in gleicher Weise, wie dies mit Bezug auf Fig. 34 beschrieben wurde, in seine entfernteste Lage zurückverlegt. Das gleiche Elektronenentladunigsgerät kann am Empfängerende der gemeinsamen Leitung zur Verteilung der Impulse der Mehrkanalimpulsfolge auf .die verschiedenen Telephonleitungen verwendet werden.
In der Mehrfachtelephonie ist es unter gewissen Bedingungen vorteilhaft, auf der gemeinsamen Übermittlungsleitung ,mit Impulszeitmodulation zu arbeiten. Eine-Ausführungsform der Erfindung für Mehrfachtelephonie mit Impulszeitmodulation ist schematisch in den Fig. 37 und 38 dargestellt, von welchen Fig. 37 den Sender und Fig. 38 den Empfänger zeigt.
In Fig. 37 sind Steuerelektroden 6b, 6" 6d usw. durch Schaltsätze 16b, 16" 16d usw. mit einer Spannungsquelle verbunden. Diese Schaltsätze .sind ferner mit einer der beiden Adern der gemeinsamen Übermittlungsleitung 37 verbunden. Die Kontaktelektroden 5a, 5b, 5, usw. sind alle über die Schaltsätze 15a, i5b, 15" us.w. und die Sekundärwicklung der Transformatoren 50a, 5ob, 50, USW. in den ankommenden Telephonkanälen mit einer Spannungsquelle verbunden. Die momentane Spannung jeder Kontaktelektrode wird somit in Übereinstimmung mit dem Sprechstrom im entsprechenden Telephonkanal variieren.
Wenn der Elektronenstrom auf eine der Steuerelektroden, wie z. B. 6b, auftrifft, wird Strom durch den Schaltsatz 16b fließen, was dazu führt, daß einerseits ein Spannungsimpuls über die Ausgangsleitung .dieses Schaltsatzes in die Leitung 37 gegeben wird und daß anderseits -die Spannung der Elektrode 6b rasch abnimmt. Nach einem Augenblick ist diese Spannung so niedrig geworden, .daß .die Basislinie des Blektronen.stromes zur Lücke zwischen der Elektrode 6b und der nächsten Elektrode 5b verschoben wird. Ein Teil des Elektronenstromes fließt nun zur Elektrode 5b und durch den Schaltsatz 15b, in welchem er einen zunehmenden Spannungsabfall verursacht. Die Spannung der Elektrode 5b beginnt mit einer Geschwindigkeit zu sinken, welche durch die elektrischen Eigenschaften des Schaltsatzes i5b bestimmt ist. Wenn die Spannung auf die Potentialhöhe des Elektronenstromes reduziert worden ist, wird sich .die Basislinie dieses Stromes auf die rechte Seite der Elektrode 5b bewegen. Der Elektronenstrom wird dann mit .der Steuerelektrode 6, in Berührung kommen und durch .dieselbe rasch aufgenommen werden. Gleichzeitig wird vom Schaltsatz 16, der Steuerelektrode 6, ein Impuls durch die Leitung 37 gesandt. Die Zwischenzeit zwischen diesem Spannungsimpuls und dem vorhergehenden ist durch die Zeit bestimmt, welche die Spannung der Elektrode5b benötigt, um auf die Potentialhöhe des Elektronenstromes zu ,sinken. Diese Zeitspanne hängt ihrerseits von der Spannung ab, bei welcher die Spannungsabnahme begonnen 'hat, nämlich der momentanen, durch den: Transformator 50b gelieferten Spannung, wobei sich versteht, daß diese Spannung während der kurzen Zwischenzeit zwischen zwei Impulsen als konstant betrachtet werden kann.
Der Elektronenstrom wandert in dieser Weise von einer Elektrode zur anderen. Bei jeder Steuerelektrode wird ein Impuls durch die Leitung gegeben, und die Zwischenzeit zwischen den Impulsen ist durch die von den Telephonkanälen an die Kontaktelektroden gegebenen momentanen Spannungen bestimmt. Nachdem der Elektronenstrom die letzte Steuerelektrode 6p passiert hat, wird er mittels eines mit der Anode 2 in Serie geschalteten Schaltelementes 32 zur ersten Kontaktelektrode 5a in der in bezug auf Fig.34 beschriebenen Weise zurückversetzt. In alternativer Weise kann das Schaltelement 32 eine Synchroni.siervorrichtung sein, welche den Elektronenstrom periodisch zurückversetzt und gleichzeitig einen Synchronisierimpuls übermittelt. Die in die .Leitung gehenden Impulse können irgendeine komplizierte Wellenform haben, indem die Kontaktsätze der Steuerelektroden gemäß den in der Technik der Filter bekannten Prinzipien entsprechend gebaut sind. Der mit der letzten Steuerelektrode 61 verbundene Schaltsatz 161 kann in einer Weise gebaut sein, die von der Bauweise der übrigen derart abweicht, daß der von ihm durch die Leitung gegebene Impuls einen Charakter haben wird, welcher von denjenigen der übrigen Impulse verschieden ist und als ein Synchronisierimpuls dienen kann. Die Impulse können z. B. die in Fig. 39 ;gezeigte Form haben, worin 39b, 39c, 39,1, 39e und 391 von den Steuerelektroden 6b, 6" 6d, 6e und 6f ausgehende Impulse bezeichnen.
Auf der Empfängerseite gemäß Fig. 38 werden die ankommenden Impulse zu den unter sich verbundenen Kontaktelektroden 5" 5b, 5, usw. geleitet. Die Steuerelektroden 6Q, 6b, 6, usw. sind über die Schaltsätze 16Q, i6b, 16, usw. mit den weggehenden Telephonkanälen verbunden, wobei die Schaltsätze so gebaut sind, daß die Lage des Elektronenstromes an den Steuerelektroden unstabil wird. In der Zwischenzeit zwischen zwei Impulsen wird die Basislinie des Elektronenstromes zwischen eine Steuerelektrode und die nächste Kontaktelektrode, wie z. B. zwischen die Elektroden 6b und Sb, gelangen, und der Strom wird auf diese beiden Elektroden verteilt werden. Ein ankommender Impuls vermindert die Spannung der Elektrode Sb, welche dann den Elektronenstrom mit der Steuerelektrode 6, in. Berührung bringt. Dies verschiebt den Strom im Sinn. der Reihenfolge sofort auf die Kehrseite der Steuerelektrode, wo er auf die Elektroden 6c und 5,verteilt wird. Nach einem kurzen Augenblick hat der Strom durch die Elektrode 6c einen konstanten Wert erreicht und fließt dann während einer Zeitperiode, welche durch die Zwischenzelt bis zum nächsten Impuls bestimmt ist, zum angeschlossenen Telephonkanal. Die Elektrizitätsmenge, welche jedem Telephonkanal zugeführt wird, während der Elektronenstrom auf der entsprechenden Kontaktelektrode bleibt, wird somitder Zwischenzeit zwischen .den Impulsen proportional sein. Bei Verwendung des Synchronisierimpulse:s wird derselbe durch einen Filtersatz! 38 empfangen, in welchem er eine momentane Abnahme der Anodenspannung verursacht, welche den Elektronenstrom zur Elektrode 6, zurückversetzt. Wenn kein Synchronisierimpuls verwendet wird, kann der Elektronenstrom mittels der gleichen Anordnung zurückversetzt werden wie im Sender.
Die in den Fig. 37 und 38 gezeigte Anordnung arbeitet ,gleichzeitig als Schalter und als Mo:dulator bzw. Demodulator. Im Vergleich mit den mit einer konstanten Geschwindigkeit rotierenden Schaltern weist die beschriebene Anordnung den weiteren Vorteil auf, daß sich ihre Geschwindigkeit der Dauer der Signale anpaßt, so daß deren ganzer Kreisprozeß für eine leistungsfähige Signalübermittlung verwendet werden kann.
Die impulsbetätigten Anordnungen gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen sollen nicht auf die oben beschriebenen Anwendungsgebiete beschränkt sein, sondern können auch für andere Zwecke verwendet werden. Sie können somit unter anderem als Zähler- oder Meßvorrichtung für wiederholte Vorgänge verwendet werden, z. B. in Verbindung mit einem Geiger-Müller-Zähler. Beispielsweise eignet sich die in Fig.34 gezeigte Elektronenröhre für diesen Zweck. In diesem Fall werden die zu zählenden Impulse durch :die Spule 35 eingeführt. Von der Röhre wird für jeden Kreisprozeß ein Impuls entgegengenommen, z. B. in Verbindung mit der Abnahme der Anodenspannung, welche den Elektronenstrom in seine Ausgangslage zurückversetzt. Diese Impulse können dann der Reihe nach durch eine andere Elektronenröhre oder ein mechanisches Meßgerät gezählt werden.
Es ist oben dargelegt worden, daß der Elektronenstrom nicht nur zwischen verschiedenen Elektroden verschoben werden kann., sondern daß seine Verteilung auf verschiedene, von ihm gleichzeitig getroffene Elektroden variiert werden kann. Solche Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes können somit als Verstärker verwendet werden, wobei die Spannung oder der Strom, welche verstärkt werden sollen, der Elektronensteuerungsvorrichtung zugeführt wird, oder auch als Oszillatoren. verwendet werden, entweder durch Anordnung einer Rückkopplung von einer oder mehreren Elektroden, auf die .der Elektronenstrorm einwirkt, mit der Elektronensbeuerungsvorrichtung oder durch Anwendung der oben beschriebenen Dynatron-Charakteristik (vgil. Fig.7). Die Fig.4o gibt ein schematisches Beispiel für den einen dieser beiden Haupttypen.
In Fig. 40 ist die Steuerelektrode 6 über einen Schwingungskreis L6, C6 mit der Spannungsquelle verbunden. Wenn die Gleichstromspannung der Elektrode in denBereichderDynatroncharakteristik fällt (vgl. die Kurve i5 c zwischen den Lagen hm und h, in Fig. 7), so wird die Elektrode 6 Eigenschwingungen beginnen und :den Elektrodenstro.m abwechslungsweise zwischen den Elektroden 5" und Sb verschieben. Die Leistung wird: :durch die Spule L2 abgenommen. Durch die mehrfachen, in beschriebenen Elektronenröhren vorgesehenen Elektronensteuerungsvorrichtungen ist es möglich, dem Elektronenstrom von mehreren verschiedenen Quellen ausgehende Schwankungen zu überlagern. Die Elektronenröhre kann dabei als Mischröhre angewendet werden. Prinzipiell können dann alle oben beschriebenen Elektronensteuerungsvorrichtungen verwendet werden. Fig. 41L zeigt ein Ausführungsbeispiel, in welchem die Schwingungen zwei Steuerelektroden 6" und 6b zugeführt werden. Die Hauptfrequenz wird im Schwingungskreis L"" C6, erzeugt, und die Modulationsfrequenz wird durch die Vorrichtung 33 geliefert. Die modulierte Leistung wird durch die Spule L2 abgenommen.
Fig.42 zeigt eine der Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, in welcher die Änderungen in der Lage des Elektronenstromes auf einem Fluoreszenzschirm oder einem photographischen Film 41 angezeigt werden. Der Elektronenstrom wird durch eine Elektronenquelle2i erzeugt, welche als Elektronenkanone gebaut sein kann. Die Geschwindigkeit der fortschreitenden Bewegung des Elektronenstromes wird mittels einer durch eine Batterie B2 aufrechterhaltene Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden 3 und 6 erzielt. Zwischen dem Schirm 41 und dem davor angeordneten Gitter 42 besteht eine durch Anzapfungen an der Batterie .Bi aufrechterhaltene Spannungsdifferenz. Diese Spannungsdifferenz beschleunigt die Elektronen in der Nähe des Schirmes und erhöht dadurch die Wirkung der auftreffenden Elektronen. Dieses Gitter kann jedoch weggelassen werden. Die auf dem Schirm anzuzeigenden Größen der elektrischen Spannung werden durch die Vorrichtungen 43 und 44 zugeführt. Die erstgenannte Vorrichtung verlagert den Elektronenstrom vertikal, wogegen die letztgenannte den Strom horizontal ablenkt.

Claims

PATE NTAITSPRÜCHE: i. Elektronenentladungsgerät, gekennzeichnet durch eine Elektronenquelle, die wenigstens aus einer Kathode und einer Beschleunigungselektrode zur Erzeugung eines Elektronenstromes besteht, Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes, das eine Bewegung der Elektronen in gekrümmten Bahnen bewirkt, deren Projektion in einer zum Magnetfeld senkrechten Ebene kreisförmig ist, ferner durch Elektronen vorwärts treibende Mittel, die den Elektronen eine der kreisförmigen Bewegung überlagerte, fortschreitende Bewegung wenigstens außerhalb der Elektronenquelle erteilen, und durch Steuermittel, um die durch die fortschreitende Bewegung erzielte Bahn der Kreisbahnzentren außerhalb der Elektronenquelle derart zu verlagern, daß die Krümmung der Projektion der Bahn in einer zum Magnetfeld senkrechten Ebene geändert wird (Fig.3).
2. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Elektronen vorwärts treibenden Mittel darin bestehen, daß das Magnetfeld inhomogen ist (Fig. 18, ig).
3. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektronen vorwärts treibende Mittel ein zum Magnetfeld senkrecht stehendes elektrisches Feld vorgesehen ist.
4. Elektronenentlädungsgerät nach den Ansprüchen i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuermittel Mittel zum Ändern der Richtung dieses elektrischen Feldes vorgesehen sind. s. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuermittel Mittel zum Ändern der Feldstärke dieses elektrischen Feldes vorgesehen sind. 6. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuermittel Mittel zum Ändern der Feldstärke des Magnetfeldes vorgesehen sind (Fig.8, 2o, 21, 22). 7. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuermittel Mittel zum Ändern der Geschwindigkeit der Elektronen bei ihrem Start von der Elektronenquelle vorgesehen sind (Fig. $). B. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch, gekennzeichnet, daß als Steuermittel Mittel zum Andern der Richtung der Elektronen bei ihrem Start von der Elektronenquelle vorgesehen sind (Fig.8). g. Elektronenentladungsgerät nach Ansprüch'i; dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (12) zum Andern der Stromstärke der Elektronenentladung vorgesehen sind (Fig. 16). io,. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, gekennzeichnet durch zur Aufnahme des Elektronenstromes dienende sogenannte Kontaktelektroden und Steuermittel, um die Bahn der fortschreitenden Bewegung derart zu verlagern, daß die Einwirkung des Elektronenstromes auf die Kontaktelektroden geändert wird (Fig. g, 21, 42). i i. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und io, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Kontaktelektrode beiElektronenaufprall fluoresziert. 12. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i, io und ri; dadurch gekennzeichnet, daß- -die Kontaktelektrode aus einem Schirm (41) besteht und daß die Steuermittel (3, 6, 12, 13) geeignet sind, das auf dem Schirm durch die Elektronenentladung hervorgerufene Muster zu verändern (Fig.42). 13. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und io, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Kontaktelektrode elektrochemisch empfindlich ist. 14. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel darin bestehen, Elektronenstromaufnahmeelektroden (5a bis Se) eine zur Verlagerung der Bahn der fortschreitenden Bewegung hinreichende Spannungsänderung zu erteilen (Fig. 8). 15. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Mittel, um das Potential an wenigstens einer der beiden Elektroden (1, 2) der Elektronenquelle zu verändern (Fig. 8). 16. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenquelle aus einer (Kathode (i), einer Beschleunigungsanode (2) und aus wenigstens einer zur Kathode benachbarten Steuerelektrode(3) besteht, wobei das Potential an wenigstens einer der drei genannten Elektroden veränderlich ist, um die Bahn der fortschreitenden Bewegung zu verlagern (Fig. 16). 17. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, bei welchem die Verteilung des Elektronenstromes zwischen verschiedenen Elektroden (5a bis Se) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Änderung der Potentiale dieser Elektroden derart vornehmen läßt, daß diese der Potentialhöhe des Elektronenstromes entsprechen oder außerhalb derselben fallen (Fig. 8). 18. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 3, bei welchem die Elektronen durch ein zwischen Elektroden gebildetes elektrisches Feld in Zykloidenbahnen fortschreiten, dadurch gekennzeichnet, daß das Potential wenigstens einer dieser Elektroden (5,) derart geändert werden kann, daß zwischen dieser und einer anderen (Elektrode (3) eine Potentialsperre entsteht, welche die Elektronenbahn auf einen anderen Weg zwingt (Fig. 6, 7). ig. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 6, gekennzeichnet durch ein konstantes Hauptmagnetfeld (25) und wenigstens ein lokales, veränderliches, magnetisches Steuerfeld (26a bis 26,), um die Bahn der fortschreitenden- Elektronenbewegung zu verlagern (Fig. 2o). 2o. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von lokalen, veränderlichen, magnetischen Steuerfeldern dienende Spulen in wenigstens zwei Gruppen (26, 27) angeordnet sind, und daß Mittel vorgesehen sind, um in jeder Gruppe eine Spule zu erregen (Fig. 2,2). 21. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen 1, 6 und i9, dadurch gekennzeichnet, daß ein lokales, magnetisches Steuerfeld zum Ändern der Feldstärke des an der Elektronenquelle wirkenden Magnetfeldes vorgesehen ist. 22. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenquelle magnetisch abgeschirmt ist. 23. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronensystem sogenannte Kontaktelektroden (5a bis 5,) aufweist, die in erster Linie zur wechselweisen Aufnahme des Elektronenentladungsstromes vorgesehen sind, und Steuerelektroden (6a bis 6e), die zur Erzeugung elektrischer Steuerfelder dienen, um die Bahn der fortschreitenden Elektronenbewegung in einer senkrecht zum Magnetfeld stehenden Ebene zu verlagern (Fig. 9). _ 24. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 23, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Kontaktelektroden (5a bis Se) vorgesehen sind, die sich je in einem besonderen Abteil befinden, das durch zwei Steuerelektroden (6a bis 6e) gebildet ist, die, in Richtung des Magnetfeldes gesehen, an gegenüberliegenden Seiten der betreffenden Kontaktelektrode vorgesehen sind (Fig.9). 25. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen 1, 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Elektrodengruppen vorgesehen sind, von denen jede wenigstens zwei Kontaktelektroden (5) und die die Abteile für dieselben bildenden Steuerelektroden (6) enthält, und daß den verschiedenen Elektroden (5, 6) in jeder Gruppe eine gemeinsame sogenannte Gruppensteuerelektrode (7) zugeordnet ist (Fig. 14). 26. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen 1, 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Gruppensteuerelektroden (7) eine gemeinsame Steuerelektrode (8, Gruppensteuerelektrode zweiter Ordnung) zugeordnet ist (Fig. 15). 27. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen 1, 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt- und die Steuerelektroden in jeder Gruppe in einer Reihe und die Gruppen nebeneinander angeordnet und durch die Gruppensteuerelektroden getrennt sind (Fig. 14). 28. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen 1, 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang zu jedem Elektrodenabteil je eine Regulierelektrode (io, ii) zum Steuern des Elektronenstromes zu der darin vorgesehenen Kontaktelektrode vorgesehen ist (Fig. io; 11, I6). 29. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen 1., 23 bis 25 und 27, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang zu jeder Elektrodengruppe je eine Regulierelektrode zum Steuern des Elektronenstromes zu der darin vorgesehenen Elektrodengruppe vorgesehen ist (Fig. 16). 30. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen 1, 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Kontaktelektroden (5, 51) in einem Abteil, eine hinter der anderen, vom Eingang des Abteils aus gesehen, vorgesehen sind, von denen die vordere beim Eintreten des Elektronenstromes in dieses Abteil einen Teil desselben absorbiert, und daß Mittel (61) zur Steuerung der Stromverteilung zwischen den aufeinanderfolgenden Kontaktelektroden vorgesehen sind (Fig. i7). 31. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Elektrodengruppe die gleiche Anzahl Steuerelektroden vorgesehen sind und daß einander entsprechende ,Steuerelektroden (6b bis 6k) verschiedener Gruppen unter sich verbunden sind (Fig, i4). 32. Elektronenentladungsgerät nach. den Ansprüchen i, 23 bis 26 und 3,1, gekennzeichnet durch wenigstens zwei je aus mehreren Elektrodengruppen gebildete 'Elektrodensektionen, wobei einander entsprechende Gruppensteuerelektroden verschiedener Sektionen unter sich verbunden sind. 33. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, däß wenigstens zwei Elektronenquellen (i", ib) im gleichen Vakuumgefäß vorgesehen sind (Fig. 24). 34. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 33, dadurch gekennzeichnet, daß Elektronenquellen mit unterschiedlichen Elektronenaustrittsgeschwindigkeiten vorgesehen sind, um die von verschiedenen Quellen ausgesandten Elektronenströme gesondert auf verschiedene Elektroden zu lenken (Fig. 35)- 35. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 33, dadurch gekennzeichnet, daß Elektronenquellen mit unterschiedlichen Elektronenaustrittsrichtungen vorgesehen sind, um die von verschiedenen Quellen ausgesandten Elektronenströme gesondert auf verschiedene Elektroden zu lenken (Fig. 35). 36. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch z; gekennzeichnet durch Elektrodenvorrichtungen, die je aus einem wenigstens zwei Elektroden umfassenden Kontaktsatz bestehen (Fig. 2,8). 37. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 36, dadurch gekennzeichnet, daß jeder von wenigstens zwei Kontaktsätzen (ai, a2 und b1, b2) geeignet ist, durch die gleiche Elektronenentladung stromführend gemacht zu werden (Fig. 28). 38. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i, 36 und 37, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Kontaktsätze (cal, a2; b1, b2; cl, c2) in bezug aufeinander in der Richtung des Magnetfeldes (H) verschoben sind (Fig. 28). 39. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche wenigstens einer Elektrode mit Sekundärelektronen emittierendem Material überzogen ist. 4o. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktelektroden vorhanden sind und daß das Magnetfeld im Bereich der Kontaktelektroden eine andere Feldstärke aufweist als in anderen Teilen der Bahn der Elektrodenentladung, so daß die Kreisbewegung im Bereich der Kontaktelektroden verändert ist. 41. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 40, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktelektroden an wenigstens annähernd magnetfreien Stellen vorgesehen sind. 42. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelektroden eine magnetische Abschirmung -aufweisen, welche das Magnetfeld abhält. 43. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Empfängermittel des Elektronenstromes mit elektrischen Schaltelementen verbunden ist, welche bei Einwirkung der Elektronenentladung auf das Empfängermittel eine Steuerwirkung auf die Elektronenbahn auslösen (Fig. 30, 34). 44. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 43, dadurch gekennzeichnet, daß Elektroden (5a bis 5e) mit Schaltelementen (Z" bis Ze) verbunden sind, welche bei Einwirkung des Elektronenentladungsstromes auf diese Elektroden Elektronensteuermittel (5a bis 5e) betätigen, so daß der Elektronenstrom in der erreichten Lage gehalten oder in eine neue Lage verschoben wird (Fig. 30). 45# Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente geeignet sind, das Potential von Steuerelektroden zu ändern, um den Elektronenstrom jeweils von der Elektrode wegzulenken, auf welche zuvor der Elektronenstrom zugeführt worden ist (Fig. 30, 34). 46. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 43, dadurch gekennzeichnet, daß lokale Magnetfelder durch besondere Magnetspulen gesteuert sind und daß die Schaltelemente derart mit den Elektronenstrom empfangenden Elektroden verbunden sind, daß eine durch den Elektronenstrom verursachte Potentialdifferenz in den Schaltelementen auf den durch diese Spulen fließenden Strom einwirkt (Fig. 20, 2i). 47. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 43, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Schaltelemente aus Impedanzen bestehen, welche beim Auftreffen des Elektronenstromes auf die mit den Schaltelementen verbundenen Elektroden einen Spannungsabfall der letzteren verursachen (Fig. 34). 48. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 43., dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente eine negative Widerstandscharakteristik zeigen, so daß beim Auftreffen des Elektronenstromes auf die mit diesen Schaltelementen verbundenen Elektroden ein Spannungsanstieg letzterer eintritt (Fig. 32, 33)49. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 43, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einwirkung der Elektronenentladung auf das Empfängermittel die mit dem Empfängermittel verbundenen elektrischen Schaltelemente eine Elektronensteuervorrichtung in einem solchen Ausmaß betätigen, daß nur ein-Teil der Einwirkung der Elektronenentladung auf dieses Empfängermittel. aufrechterhalten bleibt (Fig. 34)-5o. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 43, gekennzeichnet durch Mittel (35, 36), um die Elektronensteuermittel (66 bis 6f) einer impulsförmigen Änderung zu unterwerfen, so daß der Elektronenentladungsstrom auf eine andere Elektrode (5a bis 5e) verschoben wird, auf welcher er gehalten oder von welcher er weiterverschoben wird (Fig. 34). 51. Elektronenentladungsgerät nach den An-Sprüchen i, 43 und 5o, dadurch gekennzeichnet, daß die impulsförmige Änderung aus einem Spannungsimpuls besteht. 52. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i, 43 und 5o, dadurch gekennzeichnet, daß mit Elektroden verbundene Schalt-- - elemente vorgesehen sind, welche bei. Erregung der entsprechenden Elektrode durch den Elektronenentladüngsstrom eine Änderung der Spannung der Elektrode verursachen, und daß die Schaltelemente verschiedener Elektroden (6, 7) unterschiedliche Zeitkonstanten haben und die Impulse zum Wählen bestimmter Elektroden von einer diesen Zeitkonstanten angepaßten Dauer sind (Fig.i4). 53. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen .i, 43, 5o und 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente verschiedener Elektroden unterschiedliche Empfindlichkeit aufweisen und die Impulse zum Wählen bestimmter (Elektroden eine dieser Empfindlichkeit angepaßte Amplitude haben. 54. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i, 43 und 5o, dadurch gekennzeichnet, daß dieAnfangsgeschwindigkeit derElektronen beim Start von der Elektronenquelle in den Intervallen zwischen aufeinänderfolgenden Impulsen geändert wird, um bestimmteElektroden zu wählen. 55. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i, 43 und 5o, dadurch gekennzeichnet; daß die Anfangsrichtung der Elektronen beim Start von der Elektronenquelle in den Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen geändert wird, um bestimmte Elektroden zu wählen. 56. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i, 43 und 5o, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke des Elektronenstromes geändert wird, um bestimmte Elektroden zu wählen. 57. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i, 43 und 5o, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke des Magnetfeldes nahe bei der Elektronenquelle geändert wird, um bestimmte Elektroden zu wählen. 58. Elektronenentladungsgerät nach Aizspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Gruppen von Elektroden innerhalb des gleichen Vakuumgefäßes unterschiedliche Elektronenquellen, jedoch eine Anzahl üiiter ' sich gegenseitig verbundener Elektroden aufweisen (Fig. 35)-59. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 5!8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl ähnlicher Elektrodengruppen (A, B und F, G) im gleichen Vakuumgefäß vorgesehen sind und daß einander entsprechende Elektroden (C2) in wenigstens einem Teil der Gruppen unter sich verbunden sind (Fig. 35). 6o. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene alternative Bahnen des von einer Elektronenquelle emittierten Elektronenstromes in die gleiche Fläche fallen. 61. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 6o, dadurch gekennzeichnet, daß die alternativen Bahnen der von mehreren Elektronenquellen im gleichen Vakuumgefäß ausgehenden Elektronenströme in die gleichen Flächen fallen. 62. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i - und 6o, dadurch gekennzeichnet, daß die von verschiedenen Elektronenquellen ausgehenden Elektronenströme in verschiedene, zueinander parallele Flächen fallen (Fig.35). 63. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i; 58 und 59, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Elektronenquellen der Gruppen ausgehenden Elektronenströme in verschiedene, zueinander parallele Flächen fallen. 64. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen von Elektroden im gleichen evakuierten Gefäß vorgesehen sind und bestimmte Elektroden gemeinsame Leitungen durch die Gefäßwandung aufweisen (Fig. 35). 65. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i, 43, 44 und 58, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Elektronenquellen und eine Anzahl unter sich verbundener Elektroden vorgesehen sind und ein Elektronen-Strom an einer solchen Elektrode (C2 in B) gehalten und dip Anfangsgeschwindigkeit der Elektronen dieses Elektronenstromes bei der Elektronenquelle geändert wird, wobei diese Elektrode (C2) durch die Wirkung des entsprechenden Schaltelementes (Z5) ein derart verändertes Potential empfängt, daß der Elektronenstrom an der Elektrode bleibt, aber andere Elektronenströme von anderen mit dieser Elektrode verbundenen Elektroden abgestoßen werden (Fig.35). 66. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i, 43, 44 und 58, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Elektronenquellen und eine Anzahl unter sich verbundener Elektroden vorgesehen sind und ein Elektronenstrom an einer solchen Elektrode (C2 in B) gehalten und die Anfangsrichtung der Elektronen dieses Elektronenstromes bei der Elektronenquelle geändert wird, wobei dieseElektrode (C2) durch die Wirkung des entsprechenden Schaltelements (Z.) ein derart verändertes Potential empfängt, daß der Elektronenstrom an der Elektrode bleibt, aber andere Elektronenströme von anderen mit dieser Elektrode verbundenen Elektroden abgestoßen werden (Fig. 35)-67. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke eines Elektronenstromes derart geändert wird, daß er an einer bestimmten Elektrode bleibt, aber andere Elektronenströme von- anderen mit dieser Elektrode verbundenen Elektroden abgestoßen werden. 6'8. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke des Magnetfeldes bei einer Elektronenquelle derart geändert wird, daß der Elektronenstrom an einer bestimmten Elektrode bleibt, aber andere Elektronenströme von anderen mit dieser Elektrode verbundenen Elektroden abgestoßen werden. 69. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Elektroden vorhanden sind, die an-solche Schaltelemente angeschlossen sind, daß der Elektronenstrom derReihe nach von einerElektrode zur anderen verschoben wird (Fig. 34). 70. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrom bei einem durch das Steuermittel empfangenen Impuls von einer Elektrode zur nächstfolgenden verschoben wird (Fig. 34). 71. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 69, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrom nach Erreichen des letzten Empfängermittels (6f) in einer Reihe derselben zum Anfang (5a) der Reihe verschoben wird, so daß ein Kreisvorgang erhalten wird (Fig. 34). 72. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 69, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verschiebung durch eine Verminderung der Stromstärke des Elektronenstromes verursacht wird (Fig. 34). 73. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 69, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente derart angeordnet sind, daß die Zeitspanne, während welcher der Elektronenstrom an einem Empfängermittel (5a bis 5b) bleibt, mit dem auf demselben aufgedrückten Potential variiert (Fig. 36). 74. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i, 69 und 73, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder durch den Elektronenstrom über verschiedene Elektroden beschriebenen Umlaufreihe Impulse über einen Leiter ausgesandt werden. 75. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Empfängermittel für den Elektronenstrom über eine Rückkopplung mit einem Steuermittel derart verbunden ist, daß der Einfluß dieses Steuermittels verbunden wird. 76. Elektronenentladungsgerät nach den Ansprüchen i und 75, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplung solcher Art ist, däß das Gerät elektrische Schwingungen erzeugt. 77. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet; daß an wenigstens einer Elektrode eine derart beeinflußte Spannung angelegt ist, daß der durch diese Elektrode empfangene Elektronenstrom verstärkt wird, wenn die obengenannte Spannung abnimmt (Dynatroncharakteristik), und daß diese Elektrode mit einem elektrischen, Schwingungskreis verbunden ist, (Fig.4o;4i). 78. Elektronenentladungsgerät nach Anspruch i@ dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens zwei den gleichen Elektronenstrom steuernde Steuermittel (6a, 6b) gleichzeitig verschiedene, mit der Zeit ändernde, elektrische Vorgänge einwirken, so daß ein Modulationsvorgang erhalten wird (Fig. 4i).