DE1026869B - Anzeigevorrichtung fuer Signale schwacher Amplitude - Google Patents

Description

DEUTSCHES

In der Rechenmaschinen-, Impuls-, Nachrichtentechnik usw. und insbesondere im Zusammenhang mit Transistorschaltungen besteht seit langem das Bedürfnis nach Anzeigeglimmlampen, die ohne Benutzung eines besonderen Verstärkers zur Anzeige von schwachen Signalspannungen in der Größenordnung von 5 V verwendet werden können.

Durch Anlegen einer Vorspannung, deren Wert etwas kleiner ist als die Zündspannung, kann aber ein einwandfreier und betriebssicherer Zustand über einen längeren Zeitraum mit den bisher bekannten Glimmlampen nicht gewährleistet werden, selbst wenn jeweils die Besonderheiten der benutzten Glimmlampe durch spezielle Schaltungsmaßnahmen berücksichtigt werden. Die bestehenden Schwierigkeiten zu beheben, ist Aufgabe der Erfindung.

Bei einer Glimmentladungslampe zur Anzeige von schwachen Signalspannungen mit mehreren, insbesondere mit zwei Kathoden und einer gemeinsamen Anode dient nach der Erfindung eine der Kathoden zusammen mit der Anode zur Unterhaltung einer ständigen Hilf sentladung, durch welche die zur Anzeige bestimmte, von außen beobachtbare Entladungsstrecke zwischen der Anode und einer zweiten, gerichteten, großflächigen, mit den Signalimpulsen bzw. Spannungsstufen beaufschlagten Kathode vorionisiert wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Lampe nach der Erfindung wird an der Anode ein leitend mit ihr verbundener Hohlzylinder so um die eine Kathode als Abschirmmittel angebracht, daß das Licht der standigen Hilfsentladung nach außen nicht sichtbar wird.

Um bei der Anordnung nach der Erfindung diese Anzeigeentladungsstrecke bei Anlegen von Impulsen bzw. Spannungsstufen immer sicher zu zünden, genügt bei Verwendung einer entsprechenden Vorspannungsquelle eine Impulsspannung, die um eine Größenordnung kleiner ist als die Brennspannung. Außerdem wird die Glimmentladung der Anzeigestrecke periodisch mit Netzfrequenz unterbrochen, um zu verhindern, daß Störimpulse angezeigt werden. Die Spannungsanzeige selbst wird durch das dann auftretende Flimmern der Entladung nicht gestört, weil die Unterbrechungsfrequenz des Netzes relativ hoch ist.

Weitere Einzelheiten der Lampen nach der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung hervor. Die Glimmlampe nach der Erfindung sei für eine beispielsweise Ausführungsform an Hand der Zeichnung nachstehend näher beschrieben.

Das Entladungsgefäß 10 aus strahlungsdurchlässigem bzw. lichtdurchlässigem, glasartigem Material enthält eine ionisierbare Gasatmosphäre, z. B. Neon, Argon oder eine Mischung hiervon, mit einem Druck von 20 Torr, ferner eine stabförmige Anode 12, eine stabförmige Kathode 14 und eine weitere Kathode 16, Anzeigevorrichtung für Signale schwacher Amplitude

Anmelder:

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m. b. H., Sindelfingen (Württ), Böblinger Allee 49

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 24. Oktober 1955

Robert Beaver Koehler, Hopewell Junction,

N. Y. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

die aus einer U-förmig gebogenen Fläche besteht und deren Öffnung auf die Anode 12 zu gerichtet ist. Das Elektrodenmaterial ist hitzebeständig und kann z. B. aus Nickel oder Molybdän bestehen. Ein Hohlzylinder 17 ist mit der Anode 12 leitend verbunden und an dieser derart befestigt, daß er die Kathode 14 im Entladungsbereich an ihrem oberen Ende konzentrisch umgibt, um die Hilfsglimmentladung zwischen der Kathode 14 und der Anode 12 nach außen gegen Sicht abzuschirmen und um gleichzeitig, da er damit selbst als Anode für die Hilfsentladung wirkt, die in der Hilfsentladung entstehenden Ionen auf die zur Anzeige bestimmte, von außen beobachtbare Entladungsstrecke zwischen der Kathode 16 und der Anode 12 zu lenken.

Die Elektrodenanschlüsse sind wie üblich nach außen geführt. Die Anode 12 ist über eine Leitung 18 und einen Widerstand 22 mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle 20 verbunden. Die Kathode 14 liegt über eine Leitung 24 und einen Widerstand 26 entsprechend am negativen Pol dieser Spannungs-

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quelle 20, der gemäß der Darstellung geerdet sein kann. Der Widerstand 26 ist andererseits über einen Gleichrichter 34 der Sekundärwicklung32 eines Transformators 30 parallel geschaltet, dessen Primärwicklung 35 an das Wechselstromnetz angeschlossen wird. Der Gleichrichter 34 ist so gepolt, daß die Spannung zwischen der Kathode 14 und der Anode 12 im leitenden Zustand des Gleichrichters erhöht wird. Die Kathode 16 ist über eine Xeitung 36 mit einer Klemme verbunden, an die negative Signalimpulse oder negative Spannungsstufen; (irr der Zeichnung nicht dargestellt) gelegt werden.VDIe'andere Impulsklemme ist durch eine Leitung 38 mit dem negativen Pol einer Vorspannungsquelle 40 verbunden, deren positiver Pol geerdet ist.

In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt die Spannung des obenerwähnten Wechselstromnetzes 115 V effektiv und die Frequenz 60 Hz. Die negativen Halbwellenamplituden liegen zwischen 50 und 75 V. Der Widerstand 26 hat etwa 3000 Ohm und ao der Widerstand 22 1 Megohm. Die Gleichspannungsquelle 20 liefert 200 V, und die Vorspannungsquelle 40 liefert 10 V. Die Signalimpulsamplitude auf der Leitung 36 beträgt etwa 5 V. Diese Werte sollen keine Einschränkung der Erfindung bedeuten, da sie nur zwecks Veranschaulichung und zum Verständnis der Wirkungsweise angegeben wurden.

Durch Einschalten der Gleichspannungsquelle 20 wird zunächst eine Hilfsglimmentladung zwischen der Anode 12 und der Kathode 14 eingeleitet. Wie schon erwähnt, ist diese Entladung nach außen nicht sichtbar. Ein an die Leitung 36 und damit an die Kathode 16 angelegter negativer Signalimpuls leitet eine zusätzliche Entladung, die nach außen sichtbar und die zur Anzeige bestimmt ist, zwischen der Kathode 16 und der Anode 12 ein. Da die erste Hilfsentladung das Gas bereits vorionisiert hat, ist die zur Entladungseinleitung zwischen der Kathode 16 und der Anode 12 notwendige Zündspannung gering. Die am Widerstand 26 auftretenden negativen Halbwellen löschen jeweils die zur Anzeige bestimmte Glimmentladung an der oberen Kathode 16. Sie wird allerdings wieder aufgebaut, wenn die Signalimpulsfolge weiter angelegt bleibt. Die Spannung zwischen Kathode 14 und Anode 12 ändert sich dabei nicht wesentlich, aber das Anodenpotential als solches wird für das Zeitintervall der negativen Halbwelle derart gesenkt, daß eine Glimmentladung zwischen Anode 12 und Kathode 16 nicht fortbestehen kann.

Die zur Anzeige bestimmte Glimmentladung der Strecke Kathode 16 und der Anode 12 wird also bei angelegter Signalimpulsfolge bzw. einer entsprechenden Spannungsstufe periodisch unterbrochen. Da die Unterbrechung mit 60 Hz erfolgt, wird sie vom Auge nicht wahrgenommen. Nur beim Ausbleiben der Signalimpulsfolge bzw. der Spannungsstufe hört die Glimmentladung auf, zu bestehen. Damit ist weitgehend gewährleistet, daß Störimpulse nicht angezeigt werden.

In der Beschreibung wurde nun als Beispiel eine bestimmte Ausführungsform der Kathoden 14 und 16 gebracht. Auch die Gestaltung des Entladungsgefäßes läßt viele Variationen zu. So kann z. B. ein Teil des Gefäßes undurchsichtig sein, um das Glimmlicht der Hilfsentladung an der Kathode 14 zusätzlich abzuschirmen, oder das ganze Gefäß kann mit Ausnahme eines kleinen Spaltes in der Nähe der anzeigenden Glimmstrecke zwischen Kathode 16 und Anode 12 aus lichtundurchlässigem Material hergestellt sein. Die Form der Kathode 16 braucht hierbei nicht unbedingt — wie in der Darstellung angegeben — beibehalten zu werden.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Glimmentladungslampe zur Anzeige von schwachen Signalspannungen mit mehreren, insbesondere mit zwei Kathoden und einer gemeinsamen Anode, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kathoden (14) zusammen mit der Anode (12) zur Unterhaltung einer ständigen Hilfsentladung dient, durch welche die zur Anzeige bestimmte, von außen beobachtbare Entladungsstrecke zwischen der Anode (12) und einer zweiten gerichteten, großflächigen, mit den Signalimpulsen bzw. Spannungsstufen beaufschlagten Kathode (16) vorionisiert wird.

2. Glimmlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (14) für die Hilfsentladung von einem mit der Anode (12) leitend verbundenen und selbst als Anode für die Hilfsentladung wirkenden Abschirmmittel (17) umschlossen ist, so daß das Licht der vorionisierenden Hilfsentladung nach außen gegen Sicht abgeschirmt und nur die zur Anzeige bestimmte, durch die Signalspannungen ausgelöste Entladungsstrecke (12-16) nach außen sichtbar ist.

3. Glimmlampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden so angeordnet sind, daß die vorionisierende Hilfsentladungsstrecke (17-14) in axialer Richtung unterhalb der anzeigenden Entladungsstrecke (12-16) liegt.

4. Glimmlampe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfüllung der Lampe aus einem Neon-Argon-Gemisch bei einem Druck von 20 Torr besteht.

5. Glimmlampe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden bzw. Elektrodenhalterungen in einer Ebene parallel zueinander derart angeordnet sind, daß die anzeigende Entladungsstrecke (12-16) größer ist als die vorionisierende Entladungsstrecke (17-14).

6. Glimmlampe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (12) und die vorionisierende Kathode (14) stabförmig ausgebildet sind, während die großflächige zweite Kathode (16) die Form einer U-förmig gebogenen Fläche hat.

7. Glimmlampe nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (17) ein Hohlzylinder ist, der das obere Ende der vorionisierenden Kathode (14) für die Hilfsentladung konzentrisch umgibt.

8. Glimmlampe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden bzw. Elektrodenhalterungen in den Sockelanschlüssen der Gefäßwand befestigt sind.

9. Glimmlampe nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß (10) nur in dem zur Beobachtung der anzeigenden Entladungsstrecke bestimmten Teil aus lichtdurchlässigem, insbesondere aus durchscheinendem Material besteht.

10. Glimmlampe nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bestehen der vorionisierenden Hilfsglimmentladung die anzeigende Glimmentladung zwischen der Anode (12) und der Kathode (16) durch direktes Anlegen von Signalimpulsen bzw. Spannungsstufen, deren Spannungswerte um eine Größenordnung kleiner sind als die

Brennspannung der Hilfsentladung, an die Kathode (16) über eine Vorspannung (20,40) ausgelöst wird.

11. Glimmlampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die anzeigende Entladung (12-16) durch Überlagerung von Impulsen mit

einer so hohen Frequenz, daß ein sichtbares Flimmern der Anzeigeentladung verhindert ist, unterbrochen wird. -

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 729 479.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen