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Verfahren und Schaltungen zur Verstärkung elektrischer Ströme Die
Erfindung befaßt sich mit der Verstärkung elektrischer Ströme und hat zum Ziel,
eine Methode zu schaffen, nach welcher eine solche Verstärkung in einfacher Weise
durch dieAnwendung eines neuartigen Prinzips erreicht wird.
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Nach der Erfindung wird die Verstärkung eines elektrischen Stromes
dadurch bewirkt, d aß dieser Strom in Form eines Elektronenstromes oder -strahles
die Leitfähigkeit oder den Widerstand eines Schaltmittels beeinflußt, welch letzteres
einen Teil eines äußeren Stromkreises darstellt, der von einer getrennten Stromquelle
gespeist wird. Auf diese Weise wird die Leitfähigkeit oder der Widerstand des Schaltelements
durch den Elektronenstrom oder -strahl moduliert, wobei ein der Modulation entsprechender
Wechselstrom durch das Schaltelement und den äußeren Stromkreis fließt. Der so erhaltene
Wechselstrom stellt denAusgangsstrom der Ve-rstärkeranordnung -dar, wobei die Amplitude
des Stromes von der Amplitude des Stromes im Elektronen@stram oder -strahl zwar
kontrolliert, aber nicht begrenzt wird.
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Durch die Modulation des Elektronenstromes oder -strahles wird .die
Leitfähigkeit oder der Widerstand des Schaltelements entsprechend moduliert in Übereinstimmung
mit der jeweiligen Stromdichte im Elektronenstrom oder -strahl. In gleicher Weise
wird der .durch das Schaltelement fließende Stromanteil ,des äußeren Kreises m:odufiert,
wobei der modulierte Ausgangsstrom um ein Vielfaches den Strom des modulierenden
Elektronenstromes oder -strables übertrifft.
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Eine dieser Erfindung entsprechend aufgebaute Verstärkeranordnung
wird dieKombination solcher
Einrichtungen enthalten, welche geeignet
sind, die besch-riebenen@ Effekte hervorzubringen; in Verbindung mit einem Schaltmittel
:der beschriebenen Art.
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Überall, wo Strom- oder Spannungsverstärkungen in Frage kommen, kann
der vorliegende Erfindungsgedanke angewendet werden. Ein Anwen-.dung@sbenspiel ist
z. B. die Erzeugung von Bildsignalen beim Fernsehen. Hierbei ist ein Verfahren und
eine Aufnahmeröhre vorgesehen, welche Bildsignale hervorbringt, deren Kurvenform
sich für die Übertragung von Fernsehbid@dern eignet. Bei dieser Methode wird ein
Elektronenstrom oder -strahl entsprechend dem jeweiligen Bildinhalt moduliert. Dieser
modulierte Strom oder Strahl moduliert dann seinerseits die Leitfähigkeit bzw. den
Widerstand eines Schaltelements der beschriebenen Art, wobei in dem äußeren Stromkreis
ein entsprechend modulierter Strom entsteht, der ein originalgetreues elektrisches
Abbild :dies zu, übertragenden Bildes darstellt.
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Die Modulation der veränderlichen Leitfähigkeit oder des variablen
Widerstandes kann auf verschiedene Weise -herbeigeführt werden. Bei einer Ausführung
stellt das Schaltelement eine Substanz dar, die unter dem Ein:fluß auftreffender
Elektronen ihre Leitfähigkeit oder den elektrischen Widerstand äntdert. Einige kristalline
Stoffe, z. B. einige Formen von Diamanten, die gewöhnlich als elektrische Isolatoren
angesehen werden, besitzen bekanntlich die Eigenschaft, daß sie unter dem Einflüß
auftreffender Elektronen leitend werden. Ähnlich ve-rha,lten sich auch andere Isolatoren,
z. B. Si:lica, wenn dieselben in sehr dünnen Folien hergestellt werden. Solche Stoffe
können nm Vakuum montiert werden, und zwar zwischen Elektronen verschiedenen Potentials,
wobei der Elektronenstrom oder -strahl, falls erforderlich, nach vorangegangener
Vervielfachung auf die Substanz gerichtet wird. Hierdurch nimmt deren Widerstand
ab, wobei durch die Substanz unter dem Einfluß der angelegten Potentialdifferenz
ein Strom in dem äußeren Kreiss fließt, dessen Größe einerseits von der erwähnten
Patentialidifferenz, andererseits von der Dichte und der Geschwindigkeit der auftreffenden
Elektronen abhängt. Dieser Ausgangsstrom kann um ein Vielfaches größer als der Strom
im einfallenden Strahl sein. In einem anderen Beispiel trifft der Elektronenstrom
öder -strahl auf ein fluoreszierendes Element, wobei die HeIligkeit des letzteren
in Übereinstimmung mit der Elektronendichte schwankt. Das fluoreszierende Element
wird so angeordnet, daß eine lichtempfindliche Schicht, z. B. eine Selenzelle, angestrahlt
wird, deren Widerstand sich mit den Schwankungen des auffallenden Lichtis.tromes
ändert. Das fluoreszierende und das lichtempfindliche Element können dicht nebeneinander
montiert werden. Das lichtempfindliche Element, dass in diesem Fall dem mit veränderlicher
Leitfähigkeit bzw. veränderlichem Widerstand ausgestatteten Schaltmittel im Sinne
des Erfindungsgedankens entspricht, bildet einen Bestandteil eines Stromkreises
mit gesonderter Spannungsquelle. In diesem Fall wird die Modulation des Ausgangsstromes
gewissermaßen in zwei Stufen bewirkt, wobei zu beachten isst, ;daß das Potential
des Schaltmittels mit veränderlicher Leitfähigkeit bzw. veränderlichem Widerstand,
nämlich der lichtelektrischenZelle, von dem .des Elektronenstrahles verschieden
sein kann.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel läßt man den Elektronenstrahl
auf eine Schicht veränderlicher Leitfähigkeit bzw. veränderlichen Widerstandes fallen,
welche eine fluoreszierende Substanz enthält, die ihrerseits schon lichtempfindln@cheEigenschaften
besitzt, z. B. Zimksulfi.d, deren elektrische Leitfähigkeit sich also unter dem
Einflüß des Fluoreszenzleuchtens ändert. Auf diese Weise wird die gewünschte Modulation
des Schaltelements in wirksamer Weise erhalten, wie oben beschrieben, genau wie
bei einer Substanz, deren Leitfähigkeit sich unter dem Einfluß des Elektronenbombardements
direkt ändert, nur mit dem Unterschied, daß im Fa,'ll der fluoreszierenden photoelektrischen
Schicht ein Teil der Elektronenenergie verschwendet wird, um die Fluoreszenz hervorzubringen.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein optisches Bild auf
eine lichtempfindliche Kathode projiziert, wobei die emittierten Elektronen zu einem
elektronenoptischen Abbild fokussiert werden, welches mit Hilfe geeigneter Abl;enkmittel
an einer kleinen Öffnung von der Größe eines Bildelements vorbeibewegt wird, so
daß ein Eled"-tronenstrahl resultiert, dessen Dichte entsprechend der an .dem jeweiligen
Bildpunkt herrschenden Helligkeit variiert, ähnlich wie dies bei dem :be.-kannten
Verfahrender Bildtrennung geschieht, das in der Röhre vom Bildauflösertyp (image
dissector tube) angewendet wird. Während bei den bekannten Typen dieser Röhren :die
durch die Öffnung hindurchgegangenen Elektronen von einer Sammelelektrode aufgefangen
werden, und zwar entweder direkt oder nach vorangegangener Vervielfachung, wobei
der im Stromkreis der Sam-melelektrode auftretende Strom deal Ausgangsstrom der
Röhre enthält, moduliert im Gegensatz hierzu mach dem vorliegenden Erfindungsgedanken
der durch die Öffnung hindurchtretende bildmoidulierte Elektronenstrom die Leitfähigkeit
öder den Widerstand eines Schaltelements der beschriebenen Ausführung; welche an
die Stelle der obererwähnten Sammelelektrode tritt, welche in den bekannten Typen
der B,ildauflöserröhren verwendet wird. Der durch die Öffnung hindurchgetretene
Elektronenstrom trifft auf das erwähnte Schaltelement, und zwar entweder direkt
oder nach vorangegangener Verstärkung durch Sekundärelektronen. Falls erwünscht,
können ;die durch die Öffnung hindurchgetretenen Elektronen durch Anlegen einer
zusätzlichen Spannung weiter beschleunigt und, wenn nötig; fokussiert werden, bevor
dieselben das erwähnte Schaltelement oder den Elektronenvervielfacher erreichen.
Im letzteren Fall kann die zusätzliche Beschleunigung und Fokussierung auch nach
der Verstärkung im Verviel.facher vor dem Erreichen des besagten Schaltelements
vorgenommen werden.
Eine dementsprechend 'konstruierte Aufnahmeröhre
besteht also im wesentlichen aus zwei Teilen; in -dem ersteren wird dass elektronenoptische
Abbild durch Lichtemission aus der lichtempfindlichen Kathode gebildet, mittels
einer geeigneten Elektronenlinse fokussiert und an der Öffnung mittels geeigneter
Ablenkvorrichtungen vorbeibewegt. In dem zweiten Teil werden die durch die Öffnung
hirndurchgetretenen Elektronen entweder direkt oder nach vorangegangener Verstärkung
im Sekundärelektronenvervielfacher mit oder ohne zusätzliche Beschleunigung und
Fokussierung auf das Schaltelement verändexlicherLeitfähigkeit bzw. veränderlichen
Widerstandes treffen, welches einen Teil eines äußeren Stromkreises ausmacht, welcher
den Ausgangskreis der Röhrenanordnung darstellt. Der erste Teil der Röhre kann mit
verhältnismäßig niedrigen Spannungen betrieben werden (z. B. unter iooo Volt) mit
entsprechend geringem Aufwand für Fokussierung und Ablenkmittel, während der zweite
Teil der Röhre hohe Beschleunigungsspannungen enthält, um die Energie ,der auf die
Schicht veränderlicher Leitfähigkeit auftreffenden Elektronen zu erhöhen.
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Der Erfindungsgedanke läßt sich auch bei Fernsehaufnahmeröhren des
Speichertyps anwenden, bei welcher eine Speicherelektrode von einem Elektronenstrahl
abgetastet wird. Hier wird der rückkehrende Strahl entweder direkt oder nach vorangegangener
Verstärkung durch Sekundärelektronen in Berührung mit der Schicht veränderlicher
Leitfähigkeit bzw. veränderlichen Wliderstandes gebracht, welche an einer geeigneten
Stelle im Innern der Röhre zu diesem Zweck anzuordnen ist. Da der rückkehrende Strahlstrom
dem jeweiligen Ladezustand der Speicherelektrode, also der Helligkeitsverteilung
des Bildes entsprechend moduliert wird, so moduliert der rückkehrende Strom das
Element veränderlicher Leitfähigkeit derart, daß der im äußeren Kreis fließende
Strom den gleichen Modulationsanteil enthält und somit denAusgangssignals trom der
Röhrenanordnung darstellt.
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Zum Beispiel können Aufnahmeröhren in der beschriebenen Weise ausgebildet
werden, welche dem Orthikon oder dem Bildorthikon ähneln, nur mit den folgenden
Unterschieden, nämlich daß bei Röhren des Orthikontyps,das Ausgangssignal nicht
an der Signalelektrode der Speicherplatte abgenommen wird, sondern als Modulation
des Rückstrahles, welcher entweder direkt oder nach voran- , gegangener Verstärkung
durch Sekundärelektronen mit oder ohne Nachbeschleunigung und Fokussierung auf ein
Element veränderlicher Leitfähigkeit oder veränderlichen Widerstandes trifft, mit
dem Ergebnis, daß in dem äußeren Stromkreis, von welchem das erwähnte Element einen
Bestandteil bildet, der Ausgangsstrom der Röhre erzeugt wird. Bei Röhren des Bildorthikontyps
wird als Ausgangsspannung nicht die an der letzten Anode des Elektronenvervielfachers,
welchen der modulierte Rückstrahl passiert, erhaltene Spannungsschwankung abgenommen,
sondern man läßt den modulierten Rückstrahl entweder direkt oder nach vorangegangener
Verstärkung durch Sekundärelektronen mit oder dhne Nachbeschleunigung und Fokussierung
auf ein Element veränderlicher Leitfähigkeit oder veränderlichen Widerstandes in
.der beschriebenen Weise treffen, wobei im äußeren Stromkreis der Ausgangssignalstrom
entsteht.
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Außer bei Fernsehaufnahmeröhren läßt sich der Erfindungsgedanke auch
auf Verstärkerröhren anwenden, bei welchen nach dieser Erfindung ein spannungsmodulierter
Elektronenstrahl auf ein Element veränderlicher Leitfähigkeit oder veränderlichen
Widerstandes trifft und so ein entsprechend moduliertes und verstärktes Stromsignal
im angeschlossenen Stromkreis erzeugt.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung sollen unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen verschiedene Anwendungsbevspiele näher beschrieben werden.
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Fig. i bis d. zeigen verschiedene Ausführungsformen des veränderlichen
Schaltelements; Fig. 5 zeugt das Anwendungsbeispiel einer FernsehaufnahmeTöhre,
die den Erfindungsgedanken benutzt; Fig.6 zeigt eine abgeänderte Ausführung von
Fig. 5 ; Fig. 7 zeigt einen anderen Typ einer Aufnahmeröhre, welche ebenfalls den
Erfindungsgedanken zur Ausführung bringt;. ' Fig. 8 zeigt einen weiteren Typ einer
Aufnahmeröhre, die den Erfindungsgedanken benutzt.
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Fig. i zeigt ein empfindliches Schaltelement, das aus der leitenden
Trägerschicht i besteht, ferner die Schicht 2 enthält, welche von einer Substanz
gebildet wird, die .die Eigenschaft besitzt, unter der Wirkung auftreffender Elektronen
ihre Leitfähigkeit oder ihren Widerstand zu ändern. 3 isst eine elektronendurchlässige,
leitende Schicht. Die Schicht 2 kann aus einer kristallinen Substanz bestehen, z.
B. einem Diamanten geeigneter Beschaffenheit, welche die geforderte Eigenschaft
besitzt; diese Schicht kann auch aus einem dünnen Film von Siilica oder einem anderen
Material gebildet sein, welches normalerweise als Isolator wirkt, aber unter der
Einwirkung eines Elektronenbombardements,die gewünschteEigenschaft aufweist. Die
drei Schichten sind hintereinander in der Richtung des Elektronenstrahles angeordnet,
was durch die Pfeile in der Zeichnung angedeutet wird. Eine Spannungsquelle, angedeutet
d'urc'h die Batterie 4, liegt zwischen den Schichten i und 3 mit einem Widerstand
5 in Reihe, wobei das gesamte Schaltelement im Innern der Röhre untergebracht ist.
Auf Grund der der Schicht 2 innewohnenden Eigenschaften wird ihr Widerstand beim
Auftreffen der Elektronen abnehmen, wobei im äußeren Kreis ein Strom fließt und
am Widerstand 5 abgenommen werden kann. Die Größe -des Stromes wird einerseits vom
Potential der Batterie q. abhängen, andererseits von der Intensität und Geschwindigkeit
der einfallenden Elektronen. Dieser Ausgangsstrom kann um ein Vielfaches größer
als der einfallende Elektronenstrom sein, doch wird im allgemeinen eine weitere
Verstärkung angebracht sein. Dies kann am wirksamsten .dadurch erreicht werden,
@daß
der Strom durch den Widerstand 5 geleitet und der Spannungsiabfall einem Verstärker
zugeleitet wird, ,der in Fig. i durch die Triode 6 angedeutet ist, wo der verstärkte.
Strom an der Anode 7 abgenommen werden kann.
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In einem anderen Anwendungsbeispiel stellt die Schicht 2 keine Substanz
dar, die unter dem Einfluß auftreffender Elektronen ihre Leitfähigkeit ändert, sondern
besteht aus einem :Material, welches gleichzeitig fluoreszierende und lichtempfindliche
Eigenschaften besitzt, so daß die Leitfähigkeit der Substanz durch das Licht ihrer
eigenen Fluoreszenz verändert wird. Die gewünschte Möidulation wind mit diesem Element
in analoger Weise erhalten, wie zuvor beschrieben, nur daß ein Teil der Elektronenenergie
bei idem Zustandekommen der Fluoreszenz verlorengeht: Als Beispiel für eine solche
Substanz, welche fluoreszierende und licht-,empfindliche Eigenschaften miteinander
vereinigt, sei Zinksulfid genannt.
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Fig. 2 zeigt eine andere Form des Schaltellements, wie es dem Erfrndunpgedanken
entspricht. Es besteht aus den beiden Halterungen 8 und 9, welche eine plattenähnliche
Schicht iio an ihrem äußeren Rand halten. Das Material in Schtchtlio kann dem der
Schicht 12. in. Fig. @i ähnlich sein, oder es kann fluoreszierende und lichtelektrische
Eigenschaften besitzen, wie in dem zweiten Anwendungsbeispiel (Fig. @i) beschrieben.
Ähnlich der oben beschriebenen Ausführungsweise ist das komplette. Element im Vakuum
untergebracht und außerhalb der Röhre mit der Batterie 4 verbunden mit dem Widerstand
5 in Serie, an welchem ein Spannungsabfall erzeugt wird, der mittels der Verstärkerröhre
6 nochmals verstärkt wird, wobei die verstärkte Spannung an der Anode 7 abgenommen
werden kann. Der einfallende Elektronenstrahl ist durch die Pfeile veranschaulicht.
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Fig.3 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel, das eine leitende Schicht
i i, ,eine lichtempfindliche Schicht ie., die z. B. aus Selen bestehen kann, deren
Widerstand sich der jeweiligen Belichtung entsprechend ändert, eine durchsichtige
leitende Schicht 13 und eine fluoreszierende Schicht (i4, vorsieht. Wenn die letztere,
i`4, in der Pfeilrichtung von einem Elektronensträ'hl bestrahlt wird, wird dieselbe
zum Leuchten kommen und die lichtempfindliche Schicht -i.2 bestrahlen, so daß deren
Widerstand bzw. Leitfähigkeit sieh ändert, wie in den früheren Beispielen beschrieben.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, hat das kombinierte Schaltelement .das Aussehen
einer belegten Brotscheibe, mit den einzelnen Schichten hintereinander senkrecht
zur Richtung d es Elektronenstrahles angeordnet. Das Element ist im Vakuum untergebracht
und mit einem äußeren Schaltkreis verbunden, der, wie oben beschrieben, aus der
Batterie 4; dem Widerstand 5 und der Verstärkerröhre 6 mit ihrer Anode 7 besteht.
Wenn Elektronen auf die fluoreszierende Schicht treffen, wird dieselbe die lichtempfindliche
Schicht belichten, wobei sich -deren )Widerstand. entsprechend der Beleuchtungsstärke
ändert undeine Spannungssehwankung im äußeren Kreis hervorruft, die, von der Röhre
6 verstärkt, an der Anode 7 abgenommen werden kann.
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Fig.4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei welchem die Funktionen
von Fig. 2 mit denen der Fig. 3 vereinigt sind. Zwischen den Halterungen
15
und .i@6 wird die als Platte .ausgebildete Schicht aus lichtempfindlichem
Material an ihrem Rand gehaltert. Eine fluoreszierende Schicht 18 ist vor dem Element
angeordnet, so daß der Elektronenstrahl diese zunächst berührt, zum Leuchten bringt
und somit die lichtelektrische Schicht 17 beleuchtet. Wie bei den früheren
Beispielen ist .das Element im Vakuum untergebracht und an einen äußeren Stromkreis
angeschlossen, der die Batterie 4; den Widerstand 5 und die Röhre 6 mit der Anode
7 enthält. Die Wirkungsweise der Anordnung ist ähnlich wie bei den bereits beschriebenen
Beispielen; .da sich der Widerstand der lichtempfindlichen Schicht 17 in
Übereinstimmung mit dien Intensitätsschwankungen des Elektronenstrahles ändert,
wobei im äußeren Kreis entsprechende Spannungsschwankungen auftreten, welche der
Verstärkerröhre 6 zugeführt und verstärkt an der Anode 7 abgenommen werden 'können.
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Nachstehend sollen einige komplette Apparaturen beschrieben werden,
die den Erfindungsg?edanken zur- Ausführung bringen.
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Fig: 5 zeigt; wieder Erfindungsgedanke bei einer Fernseh.aufnahmeröhre
vom Bildauflösertyp durchgeführt wird. Die Röhre besteht zunächst aus der zumeist
aus Glas gefertigten Hülle.ig, in der eine lichtempfindliche Kathode 2o und eine
Anode 2:i eingeschmolzen sind. Mittels der Spannungsquelle 22 wind zwischen Kathode
und Anode der erforderliche. Potentialunterschied hergestellt. Wenn ein Lichtstrahl
auf die Kathode 2o, z. B. mittels der Linse 23; geworfen wird, werden Elektronen
aus der Kathode frei gemacht, wobei diese zu einem Strahl vereinigt wenden, der
zur Anode 2,i unter dem Einfluß der angelegten Spannung beschleunigt wird. Die Anode
211 erhält eine Öffnung 2q. von der Größe eines Bildelements; ferner ist die Fokussierspule
25 vorgesehen und Ablenkeinr'ic'htungen, mit deren Hilfe der Elektronenstrahl in
bekannter Weise an der Öffnung vorbeibewegt werden kann. Bei der gewöhnlichen Bildauflöserröhre
werden die durch die Öffnung hindurchgetretenen Elektronen von einer Sammelelektrode
aufgefangen und erzeugen in dem angeschlossenen ,Stromkreis die gewünschten Bildsignale.
Nach dem Erfindungsgedanken wird der Elektro'nens'trahl jedoch mit dem oberen beschriebenen
Element in Berührung gebracht zur Erhöhung der Verstärkung, die auf diese Weise-
erzielt werden kann. Das maßgebende Element ist schematisch in Fiig.5 mit 26 angedeutet
in der in Fig. i gezeigten Ausführung, und zwar mit einer leitenden Trägerschicht
i, einer dem Elektronenbömbandement ausgesetzten halbleitenden Schicht ,-q und der
elektronendurchlässigen Schicht 3. Selbstverständlich können auch sämtliche anderen
oben beschriebenen Ausführungsformen an der Stelle des Elements 28 benutzt werden.
Wie oben bei der Erläuterung der
Fig. i bis 4 beschrieben, wird
das im Vakuum untergebrachte empfindliche Schaltelement mit einem äußeren Stromkreis
verbunden, der ans der Batterie 4., dem Widerstand 5 und der schematisch mit 7 wiedergegebenen
Röhre 6 besteht. An der Anode 7 kann, wie oben beschrieben, die gewünschte Ausgangsspannung
abgenommen werden.
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Wie schon erwähnt, wird ein optisches Bild auf die Photokathode 2o
projiziert, wobei die freigemachten Elektronen ein lichtelektrisches Abbild ergeben,
das an der Öffnung 24 vorbeigelenkt wird, so daß ein dem jeweiligen Helligkeitswert
entsprechend in seiner Dichte modulierter Strahl die Öffnung 24 verläßt.
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Fig.6 zeigt eine abgeänderte Ausführung von Fig. 5, bei welcher der
Elektronenstrahl nach Verlassen der Öffnung 24 einem Sekun.därelektronenvervielfacher
zugeführt wird, bevor .derselbe das empfindliche Schaltelement erreicht. Soweit
die einzelnen Teile ähnliche Funktionen wie in Fiig. 5 erfüllen, werden die gleichen
Bezugszahlen benutzt. Die in Fig. 6 gezeigte Röhre besteht wieder aus dem (Glaskörper
ig, der Photokathode 20 mit der Anode 21i, an welche eine ausreichend hohe Spannung
angelegt wird, um das erforderliche Feld zwischen den beiden Elektroden zu erzielen.
Das Abbild der zu übertragenden Szene wird mittels der Linse 23 auf die Photokathode
210 geworfen. Das mittels der Fokussierspule 25 konzentrierte elektronenoptische
Bild wird wieder, wie oben beschrieben, an der Öffnung 24 vorbeibewegt. Nach Verlassen
der Öffnung 24 passieren die Elektronen die schematisch mit 27 angedeutete Vervielfacheranordnung
und erreichen schließlich das empfindliche Umwandlungselement 26, das erfindungsgemäß
nach dem Vervielfacher i2:7 angeordnet ist. Die Ausführung dieses Elements entspricht
der in Fig. 2 beschriebenen. Die Halterungen 8 und g tragen die als Platte ausgeführte
Schicht ilo, welche aus einer Substanz besteht, die ihren Widerstand bzw. ihre Leitfähigkeit
in Abhängigkeit von der Elektronenbestrahlung ändert. Dieses Element ist im Hüllkörper
im Vakuum eingeschmolzen und mit der Batterie 4 und dem Widerstand 5 verbunden,
wobei die am Widerstand abfallende Spannung der Röhre 6 zugeführt und an deren Anode
7 verstärkt abgenommen werden kann. In der Praxis wird eine relativ kleine Zahl
von Elektronen, welche zu Beginn des Betriebes durch die Öffnung 24 hindurchgetreten
ist, gewaltig verstärkt werden. Ein Teil der auf dieseWeise erzeugten Elektronen
wird die Schicht io erreichen, worauf sich der Prozeß so abspielt, wie früher in
Verbindung mit Fig. 2 beschrieben, wobei die gewünschte Ausgangsspannung an der
Anode 7 der Röhre,6 abgenommen werden kann.
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Falls erwünscht, können die durch die Öffnung 2@4 hindurchgetretenen
Elektronen mittels der Batterie 28 zwecks Erhöhung ihres Energiegehaltes weiter
beschleunigt und, soweit nötig, noch fokussiert werden, bevor dieselben das Element
2.6 oder den Elektronenvervielfacher 27 erreichen. Bei Anwendung eines Vervielfachers
kann die Beschleunigung auch nachher durch die Elektroden 28d unter Benutzung der
Batterie 28 .vorgenommen werden, jedoch vor dem Auftreffen auf das Element.
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Es sei noch bemerkt, daß der erste Teil der Röhre, wie .dieser unter
Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 beschrieben wurde, welcher also den Teil der Gesamtanordnung
enthält, in dem das elektronenoptische Bild aus der Photokathode entsteht und, durch
eine zweckentsprechende Elektronenlinse fokussiert, an der Öffnung 24 vobeibewegt
wird, mit verhältnismäßig niedrigen Spannungen, z. B. iooo Volt und darunter, betrieben
werden kann, was eine erhebliche Einsparung an Fokussier- und Ablenkmitteln bedeutet.
Der zweite Teil der Röhre jedoch, in welchem die durch die Öffnung hindurchgetretenen
Elektronen entweder mit oder ohne darauffolgende Verstärkung im Sekundärelektronenvervielfacher
weiter mit oder ohne zusätzliche Nachbeschleunigung und Folzussierung auf das Element
veränderlicher Leitfähigkeit treffen, kann, falls erwünscht, mit höherer Spannung
betrieben werden, um den Energiegehalt des zu steiggern.
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Fig.7 zeigt, wie sich der Erfindungsgedanke auch auf Fernsehaufnahmeröhren
des Speichertyps anwenden läßt, bei welchen eine Speicherfläche durch den Elektronenstrahl
abgetastet wird. Ein Hüllkörper 2g aus Glas enthält eine Photokathode 30, eine Spei-che@rplatte
3'i und ein StrahlerzeugungssYstem 3(2 zur Erzeugung des Elektronenstrahles, welcher
das Mosaik 3 i in der bei Fernsehaufnahmeröhre.n des Speichertyps üblichen Weise
abtastet.
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Ein Bild der zu übertragenden Szene wird mittels der Linse 33 auf
die Photokathode 30 projiziert, welche daraufhin Elektronen emittiert, die mittels
der F'okuss!ierspule 34 auf die Mosaikplatte 31 konzentriert werden, wobei Sekundärelektronen
in bekannter Weise entstehen, welche als Rückstrahl zur Sammelelektrode 35 gelangen.
Sow=eit entspricht die beschriebene Röhre: einem normalen Bildikonoskop. Bei einer
dein Erfindungsgedanken entsprechend ausgeführten Röhre wird die Sammelelektrode
35 durch das in den Fig. ii bis 4 wiederbegebene Schaltelement ersetzt. Fig. 8 zeigt
schematisch hierfür ein spezielles Anwendungsbeispiel. Bei diesem besteht das erwähnte
Element aus einer ringförmig ausgeführten leitenden Schicht 36, die als Träger für
die gleichfalls ringförmig angeordnete Schicht 37 dient, die ihrerseits aus einem
Material besteht, das seine Leitfähigkeit unter dem Einfluß auftreffender Elektronen
ändert. 38 stellt eine ebenfalls ringförmig ausgebildete el-ektrone durchlässige
leitende Schicht,dar. Das gesamte Element ist innerhalb des Hüllkörpers 29 im Vakuum
eingeschmolzen und an d er Rückseite mit der Metallplatte 38a versehen; schließlich
wird das komplette Schaltelement, wie bei den Fig. i bis 4 erläutert, in einen äußeren
Stromkreis einbezogen, der aus der Batterie 4, dem Widerstand 5 und der Verstärlcerröhre
!6, an deren Anode 7 die gewünschte
Ausgang$spannung abgenommen
werden kann, besteht. Der vom Mosaik 3r1 zurückkehrende Strahl beeinflußt den Widerstand
der Schicht ß7 in der Weise, daß unter dem Einfloß der Batteriespannung am äußeren
Widerstand Spannungsschwankungen erzeugt und der Röhre 6 zugeführt werden. Um zu
verhindern; daß das mittlere Potential der Elektrode 38" sich verschiebt,
kann der statische Schirm 39a zwischen ,letztere und'. die empfindliche Schicht
eingeführt werden. Dieser wird am besten mit einer in der Zeichnung nicht wiedergegebenen
Spannung beaufschlagt. Eine Beschleunigungsspannung 38b liegt zwischen der rückwärtigen
Elektrode 38a und dem kompletten Element.
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Falls erwünscht, kann die Schicht 37 durch eine fluoreszierende und
eine lichtempfindliche Schicht ersetzt werden, wie früher beschrieben.
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Fig. 8 zeigt ein Orthikon, bei dem ;der Erfindungsgedanke ebenfalls
zur Ausführung gekommen ist. Der Hüllkörper 39 enthält ein StrahlerzeugungssYstem
40, welches den mit 41 angedeuteten Elektronenstrahl erzeugt. Dieser tastet das
halbdurchlässige Pho@to@mosaik 42 ab und bildet somit ein elektrisches Bild des
mittels der Linse 43 in der bei 0'r thikonröhren üblichen Weise auf das Mosaik projizierten
optischen Bildes ab. Der Strahl 41 wird durch die mit 44 gekennzeichneten Ablenkplatten
unter dem gleichzeitigen Einfloß der schematisch mit 45 angedeuteten Zeilen- ,und
B'ildablenkspulen abgelenkt. Der rückkehrende Strahl 416 durchläuft sodann eine
schematisch mit 47 angegebene Vervie facheranordnung, bevor dieser das dem Erfindungsgedanken
entsprechend aufgebaute Schaltelement erreicht. Dieses Element enthält wieder eine
Trägerschicht q:8, eine elektronenempfindliche Schicht 49 und eine elektronendurchlässige
Schicht 50, ähnlich der in Fäg. i wiedergegebenen Anordnung. Dieses Element ist
innerhalb dies Hül'lkörpers 39 wieder im Vakuum eingeschmolzen und mit einem äußeren
Stromkreis verbunden, der aus der Batterie 4, -dem Widierstand 5 und der Röhre 6
besteht, wobei die verfügbare Ausgangsspannung an der Anode 7 abgenommen wird. Die
Wirkungsweise dies aus den Elementen 48, q:9 und S@o zusammengesetzten Schaltelements
wurde bereits in dien früheren Abschnitten beschrieben.
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Obschon nur einige besondere Ausführungsbeispiele des elektronenempfindlichen
Schaltelements unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 8 beschrieben wurden, so können
natürlich die einzelnen Elemente auch gegeneinander ausgetauscht werden bei sinngemäßer
Abänderung der beschriebenen Au'sführunrg'sweise.