Elektrische Entladungsröhre. Die Erfindung bezieht sich auf eine elek trische Entladungsröhre für die Verstärkung von Hochfrequenzschwingungen.
Bei Verstärkerröhren tritt eine Eingangs dämpfung auf, die bei Verwendung solcher Röhren für hohe Frequenzen grosse Schwierig keiten mit sich bringen kann. Die Zunahme dieser Eingangsdämpfung bei höheren Fre# quenzen ist einerseits eine Folge davon, dass die Laufzeiten der Elektronen in bezug auf die kurzen Perioden der Schwingungen nicht mehr vernachlässigbar klein sind, und ander seits davon, dass die Induktivität der Zufüh rungsleitungen eine grössere Rolle spielen kann. Auch bei Verwendung kurzer Zuführungs leitungen bleibt der Nachteil bestehen, dass bei hohen Frequenzen die Eingangsdämpfung unzulässig gross bleibt.
Seitens der Anmelderin sind nunmehr über diesen Gegenstand eine Reihe von Unter suchungen angestellt worden, die ergaben, dass diese Schwierigkeiten durch Verwendung einer elektrischen Entladungsröhre nach der vorliegenden Erfindung beträchlich herabge setzt werden können.
Diese zur Verwendung als Verstärkerröbre von Hochfrequenzschwin- gungen geeignete Röhre enthält ein Elektroden system mit wenigstens einem Steuergitter und es sind die Zuführungsleitungen zu den ver schiedenen Elektroden derart ausgebildet,
dass die Selbstinduktion der Kathodenzuführungs- leitung kleiner als 4 X 10 - s Henry ist und die gegenseitige Induktion zwischen der Katho- denzuführungsleitung und der Steuergitterzu- führungsleitung grösser als 2 X 10 -$ Henry ist.
Die obenerwähnten Untersuchungen haben dargetan, dass sich am Nachteil der Lauf zeiten sehr wenig ändern lässt und dass die Induktivitäten am besten vermieden werden können, nicht nur durch den Versuch sämtliche Selbstinduktionen möglichst herabzusetzen, sondern auch dadurch, dass, wie oben geschil- dert, einerseits die Selbstinduktion der Ka- thodenzuführungsleitung klein,
und anderseits die gegenseitige Induktion zwischen der Ka thoden- und Steuergitterzuführungsleitung gross gemacht wird. Dieses überraschende Er gebnis, bei dein eine Kompensation für den ungünstigen Einfluss der Induktion der Zu führungsleitungen auftritt, lässt sich mittels folgender Berechnung erklären. Diese Erläu terung erfolgt an Hand eines in Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispiels einer Röhre.
Gesetzt, die Selbstinduktion in der Katho- denzuführungsleitung ist Lk, die gegenseitige Induktion zwischen der Gitter- und der Ka- thodenzuführungsleitung OTkgl, die Kapazität des Gitters zur Kathode Ckgl und die des Gitters zu den übrigen Elektroden Cd, g2. Wenn die Spannung zwischen dem Gitter und der Kathode V,. ist, so ist der die Röhre demnach durchfliessende Strom SV" wobei S die Steilheit der Röhre darstellt.
Infolgedessen wird eine Spannung in der Selbstinduktion der Kathodenleitung gleich SVgjcuLk und durch die gegenseitige Induktion eine Spannung SVg <I>j</I> cuMkgl in der Gitterzuführungsleitung entstehen.
Die Stromänderung in der Röhre infolge dieser beiden induzierten Spannungen wird dann S'VgjcwLk # jcoCkgl-SVgjmMkgl jco (Ckgl-f- Cglg2) - - S VgC02 [LkCkgl--Mkgl (Ckgl 7-Cglg2)] Daraus ergibt sich,
dass sich der nach teilige Einfluss der Selbstinduktion der Katho- denzuführungsleitung ganz oder teilweise durch die gegenseitige Induktion zwischen der Ka thoden- und Steuergitterzuführungsleitung ausgleichen lässt.
Eines der Mittel zur Erzielung eines rich tigen Verhältnisses zwischen den beiden In- duktivitä.ten besteht darin, dass am untern Befestigungsteil der Kathode eine Platte be festigt wird, die als Zuführungsleitung dient und derart bemessen ist, dass die Stärke im Verhältnis zur Länge und Breite gering ist die Gitterzuführungsleitung wird dann mög- liehst dicht an dieser Platte entlang geführt.
Eine andere Ausführungsform besteht da rin, dass die Gitter- und Kathodenzuführungs- leitung gleichachsig ausgebildet werden, wo durch die gegenseitige Induktion beträchtlich gesteigert wird; es ist dabei vorteilhaft die Gitterzuführungsleitung innerhalb eines zylin- drischen Hohlleiters anzuordnen, der die Ka- thodenzuführungsleitung bildet, weil die Selbst induktion der letztgenannten kleiner als die eines sich im Innern erstreckenden dünnen drahtförmigen Leiters ist.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine Anzahl Ausführungsformen von Röhrenbau arten nach der vorliegenden Erfindung bei spielsweise dargestellt.
Von einer elektrischen Entladungsröhre in den Fig. 2, 3 und 4 der Zeichnung sind die Kathode k und das erste Gitter gi abgebildet. Vom Sockel 1 sind nur einige Stifte 2 dar gestellt. In der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die Zuführungsleitung der Kathode und die des ersten Gitters 3 und 4 dicht anein ander entlang geführt. Hierdurch wird die gegenseitige Induktion zwischen den beiden Zuführungsdrähten gross gemacht. Im Beispiel nach Fig. 3 ist die Grösse der gegenseitigen Induktion dadurch gesteigert, dass am untern Befestigungsteil 5 der Kathode eine leitende Platte 6 festgeschweisst wird.
Diese Platte ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass ihre Stärke klein in bezug auf ihre Länge und Breite ist. Eine solche Platte kann z. B. wie folgt bemessen sein: Stärke 0,5 bis 1 mm, Breite und Länge 10 bis 20 mm. Die dünne draht förmige Gitterzuführungsleitung 7 wird so dicht wie möglich an der Platte 6 entlang geführt.
Eine andere Ausführungsform einer elek trischen Entladungsröhre ist in Fig. 4 dar gestellt, die eine Teilansicht einer solchen Röhre ist. In einer Röhre nach dieser Figur wird ein günstiges Verhältnis der Selbstinduk tion der Kathodenzuführungsleitung und der Gitterzuführungsleitung dadurch erhalten, dass die Gitterzuführungsleitung 9, die aus einem dünnen Draht besteht, durch den die Zufüh rungsleitung der Kathode bildenden Hohl zylinder 8 hindurchgeführt wird. Die Selbst induktion dieses Hohlzylinders ist klein, wäh rend die gegenseitige Induktion zwischen den beiden Leitern in dieser Aufstellung gross ist.
Electric discharge tube. The invention relates to an elec trical discharge tube for the amplification of high frequency oscillations.
In the case of amplifier tubes, an input attenuation occurs which, when using such tubes for high frequencies, can cause great difficulties. The increase in this input attenuation at higher frequencies is on the one hand a consequence of the fact that the transit times of the electrons are no longer negligibly small in relation to the short periods of the oscillations, and on the other hand because the inductance of the supply lines can play a greater role . Even when using short supply lines, the disadvantage remains that the input attenuation remains impermissibly high at high frequencies.
On the part of the applicant, a number of investigations have now been made on this subject, which have shown that these difficulties can be considerably reduced by using an electric discharge tube according to the present invention.
This tube, which is suitable for use as an amplifier tube for high-frequency oscillations, contains an electrode system with at least one control grid and the supply lines to the various electrodes are designed in such a way that
that the self-induction of the cathode supply line is less than 4 X 10 - s Henry and the mutual induction between the cathode supply line and the control grid supply line is greater than 2 X 10 - $ Henry.
The above-mentioned investigations have shown that the disadvantage of running times can be changed very little and that the inductances can best be avoided, not only by attempting to reduce all self-inductions as far as possible, but also by, on the one hand, as described above the self-induction of the cathode feed line is small,
and on the other hand, the mutual induction between the cathode and control grid supply line is made large. This surprising result, which compensates for the unfavorable influence of the induction of the supply lines, can be explained using the following calculation. This explanation is based on an exemplary embodiment of a tube shown in FIG. 1 of the accompanying drawings.
Let us assume that the self-induction in the cathode supply line is Lk, the mutual induction between the grid and the cathode supply line OTkgl, the capacitance of the grid to the cathode Ckgl and that of the grid to the other electrodes Cd, g2. When the voltage between the grid and the cathode V ,. is, then the current flowing through the tube is SV "where S represents the steepness of the tube.
As a result, a voltage in the self-induction of the cathode line will be equal to SVgjcuLk and the mutual induction will produce a voltage SVg <I> j </I> cuMkgl in the grid feed line.
The current change in the tube as a result of these two induced voltages is then S'VgjcwLk # jcoCkgl-SVgjmMkgl jco (Ckgl-f- Cglg2) - - S VgC02 [LkCkgl - Mkgl (Ckgl 7-Cglg2)] This results in
that the disadvantageous influence of the self-induction of the cathode supply line can be fully or partially compensated for by the mutual induction between the cathode and control grid supply line.
One of the means to achieve a correct relationship between the two inductivities is that a plate is fastened to the lower fastening part of the cathode, which serves as a feed line and is dimensioned such that the thickness in relation to the length and width If the grid supply line is small, it is then guided along this plate as closely as possible.
Another embodiment consists in that the grid and cathode supply lines are formed coaxially, which is considerably increased by the mutual induction; It is advantageous to arrange the grid supply line within a cylindrical waveguide which forms the cathode supply line because the self-induction of the latter is smaller than that of a thin wire-shaped conductor extending inside.
In the accompanying drawings, a number of embodiments of tubular construction types according to the present invention is shown for example.
The cathode k and the first grid gi of an electrical discharge tube in FIGS. 2, 3 and 4 of the drawing are shown. From the base 1 only a few pins 2 are presented. In the embodiment according to FIG. 2, the supply line of the cathode and that of the first grid 3 and 4 are guided close to one another. This makes the mutual induction between the two lead wires large. In the example according to FIG. 3, the size of the mutual induction is increased in that a conductive plate 6 is welded to the lower fastening part 5 of the cathode.
This plate is preferably designed such that its thickness is small in relation to its length and width. Such a plate can, for. B. be dimensioned as follows: thickness 0.5 to 1 mm, width and length 10 to 20 mm. The thin wire-shaped grid supply line 7 is guided as close as possible to the plate 6 along.
Another embodiment of an electrical discharge tube is shown in Fig. 4, which is a partial view of such a tube. In a tube according to this figure, a favorable ratio of the self-induction of the cathode supply line and the grid supply line is obtained in that the grid supply line 9, which consists of a thin wire, is passed through the hollow cylinder 8 forming the supply line of the cathode. The self-induction of this hollow cylinder is small, while the mutual induction between the two conductors in this list is large.