Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11160
.pdf
Мы имеем дело с типом связи, который можно отнести к описанному выше первому типу и который вызывает
серьезные опасения. В конструкциях, созданных в соответствии с настоящим изобретением, подобное
соединение отсутствует. Соответственно, связь третьего рода мы будем называть связью, которая возникает
в последнем случае, а именно, когда цепь экранирующей сетки-катода является частью анодно-катодной
цепи, рассматриваемой как единое целое, но не является частью анодного колебательного контура и не
имеет с ним связи. Следует отметить, что этот третий тип связи пропорционален импедансу цепи
экранирующая сетка-катод. Когда предпринимается попытка работать разрядной трубкой на все более
коротких длинах волн, указанное сопротивление, имеющее природу индуктивного реактивного сопротивления,
непрерывно возрастает, и по мере того, как общая электрическая длина цепи экранирующая сетка-катод
приближается к половине длины волны, указанная цепь входит в резонанс, и ее индуктивное реактивное
сопротивление становится бесконечно большим.
Таким образом, длина волны, приблизительно равная четырехкратной длине внутреннего вывода разрядной
трубки от электродов до внешней экранирующей сетки или катодного вывода, в зависимости от того, какой из
них находится дальше, I, представляет собой предельную длину волны, к которой можно приблизиться, чем
ближе она к выводу, тем меньше индуктивность на единицу длины цепи экранирующая сетка-катод, но
которую невозможно достичь. Однако даже когда длина волны, подлежащая усилению, достаточно велика,
весьма выгодно, чтобы как длина, так и индуктивность на единицу длины указанной цепи были как можно
меньше, поскольку тогда возникает возможность паразитных колебаний очень коротковолновой тепловой и
электрической проводимости414,753, и при этом цепь не обязательно должна иметь очень высокую
температуру плавления даже в точке крепления экранной сетки, которая сама по себе является
высокоогнеупорной. Кроме того, в негорючей опорной трубе, расположенной вблизи самой сетки, могут
использоваться съемные соединения и винтовые крепления, или же огнеупорный металл последней может
быть съемно закреплен винтами к негорючей опорной трубе. И несмотря на такие упрощения,
предоставляющие проектировщику значительную свободу действий, допустимая нагрузка на сетку может
быть очень большой и определяться только плавлением огнеупорного металла.
Трубка, поддерживающая сетку экрана, и клеммный элемент предпочтительно изготавливаются из меди.
Изобретение также включает в себя комбинацию с экранированной трубкой байпасного конденсатора,
соединенного между выводом экранированной сетки и катодным выводом или другой точкой, имеющей тот же
высокочастотный потенциал, что и катод, и/или байпасного конденсатора, соединенного параллельно
катодным выводам, причем этот конденсатор или каждый из этих конденсаторов плотно окружает разрядную
трубку в виде диска или трубки. Предпочтительно, чтобы один вывод такого конденсатора был соединен
непосредственно с одним из вышеупомянутых выводов разрядной трубки, и фактически такой конденсатор в
целом целесообразно размещать на нем, без промежуточных выводов, в то время как другой вывод
конденсатора целесообразно соединять непосредственно с вышеупомянутым другим выводом разрядной
трубки и без промежуточного вывода, или, если вывод имеется, он имеет цилиндрическую или радиальную
форму и окружает разряд.
трубка. Заземлённая экранирующая пластина системы может быть подключена непосредственно к одному из
выводов разрядной трубки, например, к одному из катодных выводов, или же между заземлённой
экранирующей пластиной и одним или несколькими выводами разрядной трубки, а также между самими
выводами разрядной трубки могут быть подключены обходные конденсаторы в зависимости от
необходимости.
Клеммы разрядной трубки, к которым подсоединяются такие конденсаторы, предпочтительно выполнены в
виде дисков или колец, охватывающих всю окружность разрядной трубки, как описано выше в связи с клеммой
экранирующей решетки трубки с экранирующей решеткой, и, кроме того, соединения байпасных
конденсаторов, будь то трубчатой или дисковой формы, с такими клеммами или с заземленной экранирующей
пластиной системы, предпочтительно выполнены по всей рассматриваемой окружности. При такой
конструкции или конструкциях конденсатор фактически образует внешнее продолжение внутреннего
вспомогательного экранирующего элемента вплоть до заземленной экранирующей пластины системы или
внутрь нее.
Таким образом, в случае описанных выше трубок с экранирующей сеткой, сама экранирующая сетка,
описанная выше трубчатая опора экранирующей сетки и дискообразный клеммный вывод экранирующей
сетки, байпасный конденсатор или конденсаторы экранирующей сетки и заземленная экранирующая пластина
системы фактически образуют металлическую перегородку, отделяющую анодный колебательный контур от
цепей управляющей сетки, которая, за исключением ячеек самой экранирующей сетки, может быть сделана
почти или, при желании, даже полностью цельной, так что описанная выше связь первого рода почти или
даже полностью исключается.
Следует также понимать, что при вышеупомянутой конструкции обходных конденсаторов индуктивность той
части пути экранирующей сетки-катода, которая находится вне разрядной трубки, может быть сведена к
минимуму, а также что при дисковых обходных конденсаторах может быть достигнуто значительное
уменьшение длины разрядной трубки и, в частности, длины той части пути экранирующей сетки-катода,
которая находится внутри разрядной трубки и которая является той частью этого пути, которая имеет
наибольшую индуктивность на единицу длины. Таким образом, описанные выше особенности изобретения
также позволяют значительно уменьшить связь, которая была названа связью третьего типа, и,
следовательно, минимальную рабочую длину волны в 100 нм.
Согласно еще одному варианту изобретения, в трубке с экранированной сеткой, в которой заключены выводы
управляющей сетки и катода 105.
Как описано выше, опора экранирующей сетки выполнена из трубчатого материала, при этом опора
управляющей сетки находится внутри и окружена, в свою очередь, коаксиальными трубчатыми опорами
катода и экранирующей сетки. В разрядных лампах высокой мощности два вывода катода могут представлять
собой концентрические трубки, но в разрядных лампах средней мощности они предпочтительно фактически
образованы продольно разделенной трубкой, то есть двумя половинками трубки, и эта конструкция
представляет собой еще одну особенность изобретения.
При таких конструкциях, в сочетании с описанными выше конструкциями байпасных конденсаторов и внешней
экранирующей пластины 120, анодный ток разрядной трубки возвращается к катоду вдоль внешней
поверхности внешней трубчатой опоры катода или внешней поверхности разъемной трубки, поддерживающей
катод, если она используется, 125 в то время как ток управляющей сетки разрядной трубки возвращается к
катоду вдоль внутренней поверхности внутренней трубчатой опоры катода или внутренней поверхности
вышеупомянутой разъемной трубки. Вышеописанное 130 I 414,753 111 друг от друга. Если они расположены
слишком близко друг к другу, то распределенная мощность между ними, которая фактически параллельна
естественной мощности управляющей сети, будет чрезмерно велика; тогда как, если они расположены
слишком далеко друг от друга, то распределенная мощность будет мала и незначительна, но распределенная
индуктивность между ними будет велика и будет иметь преобладающее значение, и, будучи фактически
последовательно соединены с естественной мощностью управляющей сети, она нивелирует большую часть
реактивного сопротивления этой мощности, в результате чего входное реактивное сопротивление снова
станет эквивалентным реактивному сопротивлению чрезмерно большой мощности.
В качестве очень приблизительного правила можно утверждать, что в разрядной трубке рассматриваемого
типа, предназначенной для работы на очень коротких длинах волн, расстояние между опорами управляющей
сетки и катода должно быть таким, чтобы емкость на единицу длины между ними была примерно такой же, как
естественная емкость на единицу длины самой управляющей сетки. Согласно этому правилу, подходящий
диаметр 90° для самого внутреннего держателя управляющей сетки (который может быть трубчатым) в
практических случаях составляет примерно половину внутреннего диаметра внутренней трубки,
поддерживающей катод, или вышеупомянутой разрезной трубки, 95° и обычно также примерно соответствует
наименьшему диаметру держателя управляющей сетки, желательному с точки зрения механической
прочности.
Хотя описанные выше особенности изобретения 100 применимы в разрядной трубе с постоянно герметичной
сеткой или в сочетании с ней, они в высшей степени применимы в разрядных трубах, которые являются
«разборными» и приспособлены 105 для непрерывной откачки во время работы, что особенно выгодно для
разрядных труб сверхвысокой мощности, и настоящее изобретение дополнительно включает в себя особые
конструкции 110 «разборных» труб, под которыми понимается труба, металлические и изоляционные части
которой не герметизированы сплавлением, а расположены вместе и герметично закрыты с помощью смазки
или битума с низким давлением паров, например, так что указанные части могут быть разобраны и собраны
повторно столько раз, сколько необходимо.
В таких «разборных» трубках катод 120 легко снимается, а рассеиваемая мощность анода такова, что
необходимо тщательное жидкостное охлаждение анода, например, способом, описанным в описании патента
№ 120. 125
382,996.
Ввиду высокой частоты все металлические части, за исключением самих сеток и катода, изготовлены из меди,
в то время как изоляционная связь второго типа полностью исключена, поскольку даже в случае трубки с
разъемным катодом, хотя с точки зрения конструкции каждая половина этой трубки образует вывод, общий
как для цепи управления сетка-катод, так и для цепи анод-катод, с электрической точки зрения внешняя
поверхность каждой половины трубки образует один вывод, относящийся к цепи анода, а внутренняя
поверхность — другой, относящийся к цепи управления сеткой. Помимо устранения второго типа связи,
описанные выше решения также позволяют свести к минимуму связь третьего типа, для чего зазор между
внутренней поверхностью трубчатой опоры экранирующей сетки и внешней поверхностью внешней трубчатой
опоры катода или вышеупомянутой разъемной трубкой опоры катода делается как можно меньше, чтобы
индуктивность на единицу длины катодного пути экранирующей сетки была как можно меньше.
При использовании концентрических трубчатых опор катода предпочтительно делать зазор между ними как
можно меньше, чтобы импеданс высокочастотного пути, соединяющего два конца катода, был как можно
меньше, и чтобы высокочастотный ток, таким образом, протекал как можно дальше и равномерно в оба конца
катода.
С учетом вышеописанных целей максимально возможного снижения импедансов пути экранирующей
сетки-катода и пути между двумя концами катода, клеммные концы опор экранирующей сетки и катода, а
также клеммные кольца или клеммы любой формы предпочтительно должны иметь такую форму, чтобы
располагаться как можно ближе друг к другу как внутри, так и снаружи разрядной трубки.
Такая форма может быть достигнута либо путем соответствующего формования деталей из цельного куска
металла, либо путем прикрепления отдельных металлических деталей там, где это необходимо для
заполнения пустого пространства.
В разрядной трубке, предназначенной для работы на коротких длинах волн, для удобства практического
проектирования высокочастотной цепи, питающей управляющую сетку, желательно, чтобы входное
реактивное сопротивление на рабочей длине волны внешней управляющей сетки и катодных выводов было
емкостным и как можно большим, то есть эквивалентным реактивному сопротивлению малой емкости.
Поскольку ток должен протекать от внешних клемм через управляющую сетку и катодные поддерживающие
провода в собственную емкость управляющей сетки, указанные поддерживающие провода, для получения
наименьшей эффективной входной мощности, должны иметь определенное оптимальное расстояние L_
4114,75.3, или же основные из них должны быть изготовлены из плавленого кварца.
Поскольку обычно удобнее устанавливать разрядную трубку вертикальной осью на верхней части
откачивающего насоса, целесообразно также устанавливать две сетки и катод с верхней стороны анода, хотя
возможны и другие варианты, которые будут рассмотрены далее.
Согласно конструкции, которая в настоящее время является предпочтительной, анод представляет собой
полый цилиндр круглого сечения. Такой анод расположен на верхней части вакуумного насоса с
промежуточным изолирующим цилиндром и съемными вакуумными соединениями.
Управляющая и экранирующая сетки расположены соосно внутри анода, а катод состоит из одной или
нескольких вольфрамовых проволок в форме шпильки или буквы W.
Каждая сетка может представлять собой короткозамкнутый ротор из молибденовых проволок, на которые
навинчены и закреплены молибденовые шайбы. Каждая такая клетка для беличьего бегового робота крепится
к расширяющемуся опорному кольцу, при этом кольцо контрольной решетки расположено внутри и,
следовательно, имеет меньший размер, чем кольцо защитной решетки. Внутри внутреннего кольца,
поддерживающего сетку, поочередно расположены два зажима для концов катода.
Внешнее расширяющееся опорное кольцо съемно крепится к вышеупомянутой опорной трубке, которая
выступает вверх на необходимое расстояние, например, на 6 дюймов, и крепится к клеммному кольцу,
которое является частью откачиваемой оболочки и которое крепится относительно анода через коаксиальную
кварцевую трубку, также, скажем, длиной 7 дюймов. На клеммном кольце экранирующей сетки расположено
кварцевое кольцо длиной, скажем, 3 дюйма, а на этом кварцевом кольце находится еще одно клеммное
кольцо, а именно, для одного конца катода и предпочтительно для того его конца, который заземлен. Еще
одно кварцевое кольцо небольшой осевой длины отделяет второе катодное клеммное кольцо от
вышеупомянутого заземленного клеммного кольца. — Все три клеммных кольца a0 могут быть в значительной
степени похожи друг на друга. К двум кольцам катодных клемм соответственно прикреплены две половины
разъемной трубки поддержки катода, диаметр которой лишь немного меньше диаметра трубки поддержки
экранирующей сетки. На верхней части самого верхнего катодного клеммного кольца находится
заключительная изолирующая трубка длиной, скажем, 3 дюйма, которая закрыта сверху металлическим
клеммным диском, к которому крепится трубка, поддерживающая управляющую сетку, которая проходит
аксиально внутри разрезной трубки и имеет значительно меньший диаметр, чем последняя.
Расширенное опорное кольцо управляющей сетки закреплено на нижнем свободном конце самой внутренней
трубки, где последняя имеет прорезь, позволяющую вводить радиальные рычаги, закрепленные
соответственно на двух половинах разрезных трубок, каждая из которых несет катодный зажим. Каждый из 70
концевых элементов предпочтительно снабжен водяным каналом, позволяющим охлаждать съемные
вакуумные соединения.
Два обходных конденсатора предпочтительно имеют радиальную или дисковую форму, как описано выше, и
могут, например, устанавливаться на опорных пластинах шайбообразной формы, которые зажимаются друг с
другом и закрепляются по внутренней периферии 80 либо непосредственно, либо, в некоторых случаях,
удобным способом через металлическое кольцо или короткую металлическую трубку к тому катодному
клеммному кольцу, которое примыкает к клеммному кольцу экранирующей сетки и заземлено. Одна пара
якорей верхнего обходного конденсатора соединена с незаземленным катодным клеммным кольцом, а другая
пара якорей нижнего обходного конденсатора — с клеммным кольцом 90 экранирующей сетки.
Предпочтительно, эти соединения выполняются таким образом, чтобы окружать разрядную трубку, а именно,
в виде колец из медной фольги или медных трубок. Два других комплекта якорей конденсаторов соединены с
шайбообразными опорными пластинами, через которые они обеспечивают связь с заземленным катодным
клеммным кольцом. Между опорными пластинами конденсатора в форме шайбы или иным образом
соединенными с ними по всему внешнему периметру кольцом из медного листа или фольги, которое, в свою
очередь, соединено по всему внешнему периметру с заземленной экранирующей пластиной, разделяющей
анод 105 и цепи управляющей сетки друг от друга.
Якоря и диэлектрики радиальных байпасных конденсаторов могут быть выполнены в виде цельных
шайбообразных листов, или же каждый байпасный конденсатор может быть образован несколькими
отдельными конденсаторами, каждый из которых образует сектор круга или многоугольника и установлен на
одной и той же опорной плите, при этом их якоря соединены параллельно с кольцевыми клеммами.
В модифицированной конструкции обводных конденсаторов последние имеют трубчатую, а не радиальную
форму: один комплект якорей 1201 соединен с базовой трубкой, которая, в свою очередь, напрямую
соединена с заземленным катодным клеммным кольцом, а другой комплект якорей конденсатора соединен
непосредственно с клеммным кольцом экранирующей сетки 125. Третий комплект якорей может быть
напрямую соединен дополнительными элементами с другим кольцом катодных клемм.
Вместо того чтобы каждый комплект якорей конденсатора был полностью цилиндрическим, в изобретении
может быть 139 41l4,75S, благодаря чему общая длина разрядной трубки может быть значительно
уменьшена. Анод выполнен в виде фланцевой трубки, одна сторона фланца которой отделена от насоса 70
изоляционной трубкой, а другая сторона фланца отделена от шайбообразного клеммного кольца для
экранирующей сетки другой изоляционной трубкой, как указано выше, в которую, однако, входит трубчатая
часть анода. Опоры управляющей сетки и катода могут быть в основном такими же, как и в схеме, впервые
описанной здесь. Следует отметить, что в описываемой конструкции два упомянутых выше изолятора будут
иметь значительно больший диаметр, чем необходимо для изоляционных колец или трубок, разделяющих
клеммный диск контрольной сетки 85 и катодные клеммные кольца относительно друг друга и
шайбообразного клеммного кольца экранирующей сетки.
Обходной конденсатор с заземленным катодом под углом 90 градусов, имеющий форму экранирующей сетки,
удобно выполнен в радиальном исполнении, как описано выше, и может располагаться плашмя на
шайбообразном клеммном кольце экранирующей сетки.
Заземлённая экранирующая пластина может располагаться практически в той же радиальной плоскости, что и
заземлённое клеммное кольцо катода, а обходной конденсатор для клемм нити накала может прилегать к
указанной заземлённой экранирующей пластине, причём предпочтительно радиального типа.
В другом варианте, согласно изобретению, катод поддерживается со стороны насоса анода, управляющая
сетка поддерживается с другой стороны анода, а экранирующая сетка поддерживается с обеих сторон анода.
Заземлённое кольцо катодных клемм напрямую соединено с откачивающим насосом, а другое кольцо
катодных клемм отделено от заземлённого кольца катодных клемм коротким изолятором, при этом кольцо
клемм экранирующей сетки аналогично отстоит от незаземлённого кольца катодных клемм коротким
изоляционным кольцом. Относительно более длинное изоляционное кольцо длиной 115 мм отделяет анод от
вышеупомянутого клеммного кольца экранирующей сетки. Две опоры катода и опора для экранирующей сетки
предпочтительно представляют собой концентрические трубки 120, наименьшая из которых имеет
достаточный диаметр для обеспечения откачки с требуемой скоростью.
Экранирующая сетка в верхней части поддерживается дополнительной трубкой 125, соединенной с
дублирующим клеммным кольцом экранирующей сетки, которое отстоит от анода на расстояние относительно
длинной изолирующей трубки. Управляющая сетка выполнена на коаксиальном стержне, который установлен
на изоляционной крышке 130. На ней размещены две группы конденсаторов, например, группа из четырех
конденсаторов для соединения между клеммным кольцом экранирующей сетки и заземленным клеммным
кольцом катода, и вторая группа из четырех конденсаторов для соединения между клеммным кольцом
экранирующей сетки и незаземленным клеммным кольцом катода. Конденсатор каждой такой группы
расположен попеременно с конденсатором другой группы, и конденсаторы размещены по кругу вокруг
разрядной трубки, образуя, по сути, трубку, как описано выше.
В другом варианте разборной разрядной трубки в соответствии с изобретением анод и экранирующая сетка с
клеммным кольцом последней и ее опорной трубкой могут быть в основном такими же, как в описанном выше
варианте, в то время как опоры нити накала могут включать два стержня или разрезную трубку,
расположенную ближе всего к управляющей сетке, которая крепится к ее клеммному кольцу опорной трубкой,
расположенной между опорной трубкой экранирующей сетки и опорами катода. В качестве альтернативы, для
уменьшения несущей способности опоры управляющей сетки, эта опора может состоять из ряда стержней,
расположенных по окружности круга, вместо трубки, или такие стержни могут быть образованы путем
механической обработки пазов в трубке. При такой конструкции клеммное кольцо управляющей сетки
отделено от клеммного кольца экранирующей сетки короткой изоляционной трубкой, заземленное катодное
клеммное кольцо аналогично отстоит от клеммного кольца управляющей сетки, а незаземленный катодный
вывод выполнен в виде диска, отделенного от заземленного катодного клеммного кольца коротким
изоляционным кольцом.
Катодный байпасный конденсатор может располагаться на верхней части вышеупомянутого диска катодного
вывода, в то время как экранирующая сетка, заземленный катодный выводной конденсатор, имеет
предпочтительный радиальный тип, описанный выше, и расположен рядом с кольцом выводов экранирующей
сетки, где также расположена заземленная экранирующая пластина, через которую проходит разрядная
трубка.
Заземление для заземленного катодного клеммного кольца предпочтительно осуществляется с помощью
медной трубки с отверстием для внешнего вывода, идущего от клеммного кольца управляющей сетки.
Описанная выше схема менее подходит для чрезвычайно коротких длин волн, чем та, в которой опора
управляющей сетки находится внутри, но она проще в изготовлении и поэтому подходит в тех случаях, когда
требуется чрезвычайно высокая мощность на средних длинах волн.
В другом варианте в соответствии с h 414,753 414,753, который герметизирован на верхнем или
дублирующем клеммном кольце экранирующей сетки.
Предпочтительно предусматриваются три радиальных конденсатора, расположенных следующим образом, в
сочетании с двумя заземленными экранирующими пластинами, которые могут образовывать торцы коробки,
охватывающей внешние анодные цепи.
Одна из таких скрининговых пластин расположена в той же радиальной плоскости, что и верхнее или
дублирующееся концевое кольцо скрининговой сетки, и в этом положении предусмотрен один обходной
конденсатор.
Другая экранирующая пластина расположена практически в той же радиальной плоскости, что и заземленное
кольцо катодных клемм, и в этом положении расположены два дополнительных обходных конденсатора,
клеммы которых соединены соответственно с незаземленным кольцом катодных клемм и с первым
упомянутым кольцом клемм экранирующей сетки трубчатыми медными элементами.
В еще одном варианте, согласно изобретению, катод расположен по кругу вокруг внутреннего анода, который
может поддерживаться крестовиной, закрепленной на соответствующем клеммном кольце, установленном на
изолирующей трубке на вакуумном насосе, и который может быть полым или иным образом снабжен
каналами для жидкостного охлаждения.
Клеммное кольцо экранирующей сетки может быть отделено от клеммного кольца анода изоляционной
трубкой относительно большой осевой длины, при этом от такого клеммного кольца экранирующей сетки от
изоляционного кольца относительно короткой осевой длины отходит металлическая трубка, которая
непосредственно соединена, например, с помощью фланца, с заземленной экранирующей пластиной. Катод
состоит из множества нитей накала, каждая из которых одним концом непосредственно соединена с
металлической трубкой, в то время как другие концы нитей накала изолированы от трубки и снабжены
выводным контактом, например, через изолятор. Указанные нити расположены в виде беличьей клетки вокруг
внутреннего корпуса анода, рядом с которым находится собственно экранирующая сетка.
На верхней части описанной выше заземленной трубки, несущей нить накала, находится относительно
короткое изолирующее кольцо, которое закрыто в верхней части клеммным диском, к которому прикреплена
трубка или другая опора для управляющей сетки.
Обводной конденсатор, подключенный к катодным клеммам, имеет удобную цилиндрическую форму и
окружает вышеупомянутую заземленную трубку, в то время как обводной конденсатор с экранирующей сеткой
и нитью накала имеет вышеупомянутый радиальный тип и расположен рядом с заземленной экранирующей
пластиной.
В описанной выше схеме полностью исключается связь первого и второго типов, а импеданс пути
экранирующая сетка-катод снижается до чрезвычайно низкого значения, так что связь третьего типа
практически полностью исключается; кроме того, схема хорошо подходит для изготовления в больших
размерах.
Таким образом, он особенно хорошо подходит для производства очень высоких мощностей на очень коротких
длинах волн.
Приведенные выше конструктивные формы, кратко описанные в качестве примеров, представляют собой
тетроды, но аналогичные конструкции, безусловно, применимы и к другим типам электроразрядных трубок,
таким как пентоды, снабженные экранирующей сеткой или электродом, отличным от контрольной сетки,
прилегающей к аноду.
В качестве примера, тетрода описанной выше конструкции 80 может иметь вторую экранирующую или
«замедляющую» сетку, расположенную между обычной или «ускоряющей» сеткой и анодом, при этом опорная
трубка для замедляющей сетки расположена снаружи опорной трубки для ускоряющей сетки и соединена с
металлическим фланцем между изолятором анода и фланцем ускоряющей сетки. Опорная трубка 90 для
замедляющей сетки может быть соединена с заземленной стороной нити накаливания, а ее опорный фланец
может быть соединен через кольцевой диск с одной пластиной конденсатора, другая пластина 95 которого
соединена с опорным фланцем для ускоряющей сетки, а также с заземленной пластиной конденсатора между
незаземленной стороной нити накаливания и землей. Две стороны нити 100 могут поддерживаться
отдельными цельными трубками, одна из которых также служит опорой для замедляющей сетки.
Предпочтительно, чтобы смазочное соединение, позволяющее легко демонтировать детали, располагалось
между концом изолятора анода и фланцем опоры замедляющей сетки, а не между изолятором и анодом,
поскольку это позволяет несколько укоротить верхнюю часть анода, а вместе с ней и общую длину клапана. В
альтернативной конструкции опорная трубка для незаземленной стороны нити может быть размещена
непосредственно внутри опорной трубки для замедляющей сетки 115 и снаружи для ускоряющей сетки.
В другом варианте замедлительная сетка может поддерживаться трубками с каждого конца анода, а также
быть соединена с заземленными экранирующими пластинами с каждого конца и может использоваться для
подачи тока на заземленную сторону нити накала через выступающий контакт, расположенный близко к
активной части лампы. Управляющая сетка 125 может поддерживаться с того конца клапана, который удален
от насоса, а на другом конце анода, то есть ближе к соединению с насосом, могут быть предусмотрены
поддерживающие концентрические трубки для ускоряющей сетки 130 414,753 и незаземленной стороны нити
накала. Предпочтительно, чтобы последний был самым внутренним.
В случае пентодной лампы с внутренним анодом, аналогичной описанной выше тетродной лампе, могут быть
использованы две альтернативные конструкции. В обеих конструкциях анод расположен снизу, то есть рядом
с насосным концом клапана, а управляющая сетка — сверху, при этом нити накала проложены в
металлической трубке, соединенной с заземленной сеткой. В одном из вариантов конструкции клеммный
фланец расположен непосредственно над анодом для замедляющей экранной сетки, которая находится
приблизительно на одном уровне с заземленной сеткой и соединена с ней. Далее над этим фланцем
находится фланец для ускоряющей сетки экрана, а еще выше — заземленная трубка для нити накаливания.
Соединение заземленной трубки с нитью накала с заземленным экраном может осуществляться с помощью
короткого отрезка трубки, охватывающего клеммный фланец сетки ускоряющего экрана и имеющего прорези
через определенные интервалы по его окружности, через которые проходят полоски фольги, соединяющие
клеммный фланец сетки ускоряющего экрана с кольцевым выводом дискового байпасного конденсатора
между сеткой ускоряющего экрана и землей.
В качестве альтернативы, соединение трубки накала с землей может быть осуществлено с помощью
проводника, форма которого полностью охватывает обходной конденсатор для ускоряющей экранной сетки,
располагаясь при этом как можно ближе к нему, причем указанный проводник имеет одно небольшое
отверстие для размещения провода, по которому подается напряжение постоянного тока на ускоряющую
экранную сетку.
Во второй конструкции фланец замедляющей сетки расположен внизу, а заземленная трубка с нитью
накаливания опирается непосредственно на него, образуя с ним разборное вакуумное соединение типа
«металл к металлу». Фланец для ускоряющей сетки расположен между верхней частью трубки с нитью
накаливания и фланцем управляющей сетки. Трубка опоры управляющей сетки может быть снабжена пазами
через определенные интервалы по окружности для прохождения выступов от фланца ускоряющей сетки для
поддержки самой ускоряющей сетки. При демонтаже управляющей сетки и сетки ускоряющего экрана
удалялись бы одновременно.
Во всех конструкциях опоры нити и замедляющей и ускоряющей сетки располагаются как можно ближе друг к
другу, в то время как опоры регулирующей сетки находятся на сравнительно большом расстоянии от них в
соответствии с приведенным выше правилом.
Следует понимать, что в рамках данного изобретения могут быть внесены многочисленные изменения.
Датировано 9 февраля 1933 года.
Ф. В. Ле Талл, дипломированный патентный поверенный, Норфолк-стрит, Стрэнд, 2, Лондон, У. К.,
представитель заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области вакуумных электроразрядных ламп и связанные с ними разработки.
Мы, Сесил Ри, Элайд Бьюк, проживающий по адресу: Дербишир Лейн, 12, Стретфорд, Манчестер, графство
Ланкастер, Джон Джейвуд Ладлоу, проживающий по адресу: Брогден Гроув, 8, Бруклендс, графство Честер,
оба подданные короля Великобритании, и компания Associated Electric Industries Limited, проживающая по
адресу: Краун Хаус, Олдвич, Вестминстер, британская компания, в рамках данной заявки в соответствии с
решением помощника контролера, действующего от имени генерального контролера согласно разделу 12(2)
Закона о патентах и промышленных образцах 1907–1932 годов, настоящим заявляем о характере данного
изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено, что будет подробно описано и установлено
в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к вакуумным электроразрядным трубкам и системам на их основе, и, в
частности, к таким трубкам и системам, в которых определенные электроды и связанные с ними цепи
электростатически экранированы от других электродов и связанных с ними цепей. Таким образом, в так
называемой системе с экранированной сеткой (90 градусов) управляющая сетка трубки и ее внутренние
выводы и металлические опоры (если таковые имеются) экранируются от анода и его внутренних выводов и
металлических опор (если таковые имеются) с помощью собственно экранирующей сетки, а также
вспомогательных экранирующих элементов, в то время как внешние цепи анода и управляющей сетки
экранируются друг от друга металлическими экранирующими пластинами или коробками, которые заземлены
или поддерживаются при каком-либо другом удобном фиксированном потенциале. Ранее трубки с
экранированной сеткой обычно изготавливались таким образом, что все электроды поддерживались, по
крайней мере частично, зажимом или уплотнением на одном конце стеклянной оболочки, но при этом вывод
анода или управляющей сетки выходил из другого конца этой оболочки, с которого анод или управляющая
сетка также иногда фактически поддерживались. Внутреннее вспомогательное экранирующее средство
обычно включает металлическую шайбу, расположенную на зажимном конце электродов, которая
электрически соединена с экранирующей сеткой и простирается до стеклянной оболочки, где она
заканчивается фланцем или юбкой, которая может взаимодействовать с внешней заземленной экранирующей
пластиной через перфорацию, в которой может проходить трубка с экранированной сеткой.
В процессе работы системы к вышеупомянутой экранирующей сетке прикладывается фиксированный
положительный потенциал, который обычно меньше приложенного потенциала анода.
Предметом настоящего изобретения является экранированная трубка и система на её основе,
предназначенная для передачи относительно большой мощности — от нескольких киловатт до 50 киловатт и
даже более, — необходимой для радиопередачи на умеренно низких и очень низких длинах волн.
Еще одной целью изобретения является усовершенствованное и высокоэффективное внешнее
экранирующее устройство для использования с трубками указанного типа.
К числу дополнительных объектов относятся усовершенствованные конструкции и компоновка
экранированных сетчатых трубок, а также усовершенствованные выводы и опоры для электродов
экранированных сетчатых трубок.
Современный радиопередатчик включает в себя мощный выходной триод, работающий в качестве усилителя
и управляемый относительно небольшим главным генератором, и такой передатчик в основном состоит из
многокаскадного триодного усилителя, в котором, как и в приемных усилителях, существует тенденция к
самовозбуждению, особенно на коротких длинах волн менее 50 метров, например, используемых для
передачи сигнала на большие расстояния. На ранних или маломощных этапах работы таких передатчиков
использовались только лампы с экранированной сеткой, но, насколько известно заявителям, лампы с
экранированной сеткой мощностью более одного или полутора киловатт не использовались, и их конструкция,
по-видимому, была признана нецелесообразной. Поэтому для каскадов большей мощности используются
триоды, а склонность к самовозбуждению предотвращается с помощью так называемого нейтрализации,
также широко известной под зарегистрированным товарным знаком «нейтродин». В лучевой связи обычно
происходит сбой в работе передатчика, когда сигналы затухают на одной длине волны и переходят на другую,
при этом передатчик, как правило, оснащен альтернативными схемами для работы на четырех разных длинах
волн, и необходимые настройки нейтродинирования, как правило, затруднительны.
Таким образом, существует потребность в лампе с экранированной сеткой значительно большей мощности,
чем у имеющихся в настоящее время ламп в передатчиках, поскольку потенциал анода, который может
выдержать лампа, ограничен примерно 10 000 вольт, обычно обеспечивают скачкообразное изменение
потенциала сетки в положительную область с максимальным значением около 1500 вольт в положительную
сторону, при этом скачкообразное изменение потенциала анода составляет около 8500 вольт. При
проектировании мощного вентиля с экранированной сеткой (70) постоянное напряжение на экранированной
сетке должно быть примерно таким же, как максимальное положительное колебание напряжения на
управляющей сетке. Таким образом, выходная мощность 75, получаемая от лампы с экранированной сеткой,
может быть приблизительно такой же, как и мощность, получаемая от триода соответствующего размера.
Заявители установили, что в сконструированной ими киловаттной лампе с экранированной сеткой, благодаря
вторичной эмиссии с экранированной сетки, в фазе умеренно высокого анодного напряжения возникает
отрицательный ток экранированной сетки, который компенсирует положительный ток в фазе минимального
анодного напряжения, так что средний постоянный ток экранированной сетки в рабочих условиях
приблизительно равен нулю. Вторичная эмиссия 90, исходящая от экранирующей сетки, так сказать,
передается на анод, а первичный ток, достигающий указанной сетки, также передается на анод. Для того
чтобы такая трубка с экранированной сеткой работала удовлетворительно, необходимо уменьшить
электрическую связь между цепями анод-катод и цепью управляющей сетки-катода до достаточно малого
значения, и чем короче длина волны, на которой должна работать трубка, тем больше мер предосторожности
необходимо принять для этой цели.
Целесообразно выделить четыре способа возникновения такой связи.
Во-первых, анодный колебательный контур, то есть «антирезонансный» контур, соединенный между анодом и
катодом и к которому индуктивно или емкостно подключена антенная или выходная цепь НЧ, может иметь
электромагнитную связь с цепью управляющей сетки или электростатическую связь иным способом, кроме
как через ячейки экранирующей сетки. Например, электростатические силовые линии анода или 115 смежных
частей колебательного контура анода могут достигать опор или выводов управляющей сетки, или же
магнитные силовые линии колебательного контура анода могут связывать цепь управляющей сетки. Для
уменьшения такого рода связей на 120 нм требуется соответствующая схема экранирования. На коротких
длинах волн естественная емкость между анодом и экранирующей сеткой составляет значительную часть, а
зачастую и всю емкость анодного колебательного контура, то есть большая часть или весь циркулирующий
ток в анодном колебательном контуре протекает по проводу к экранирующей сетке, прилегающей к ним. Такие
флуктуации были бы предотвращены, и фактически можно было бы сказать, что контура экранирующая
сетка-катод не существует, и третий вид связи отсутствовал бы.
Однако, в соответствии с современным уровнем техники, вышеупомянутый обходной конденсатор,
обладающий большой емкостью, должен располагаться вне разрядной трубки и соединяться между внешней
экранирующей сеткой и катодными выводами, 75 в результате чего цепь катод-экранирующая сетка
неизбежно имеет конечное сопротивление, а колебательные напряжения, передаваемые на управляющую
сетку, вызывают конечные колебания потенциала 80 экранирующей сетки. Ввиду наличия натриевой емкости
между анодом и экранирующей сеткой, а также вышеупомянутой необходимости расположения байпасного
конденсатора экранирующей сетки вне разрядной трубки, цепь экранирующая сетка-катод обязательно
связана с или является частью либо колебательной цепи анода, либо в некоторых случаях одной из ячеек
этой цепи, либо всей цепи анод-атод 90 в целом. В первом случае наблюдается связь, которую можно отнести
к описанному выше первому типу, и которая вызывает особые возражения.
В конструкции 95 согласно настоящему изобретению подобное соединение отсутствует. Соответственно,
связь третьего типа здесь определяется как связь, которая имеет место в последнем случае, а именно, когда
цепь экранирующей сетки-катода является частью цепи анода-катода, рассматриваемой как единое целое, но
не является частью колебательной цепи анода и не имеет с ней связи. Следует отметить, что этот третий тип
связи пропорционален импедансу цепи экранирующей сетки-катода. Когда предпринимается попытка
работать разрядной трубкой на все более коротких длинах волн, указанное сопротивление, имеющее природу
индуктивного реактивного сопротивления, непрерывно возрастает, и по мере того, как общая электрическая
длина цепи экранирующей сетки катода приближается к половине длины волны, указанная цепь входит в
резонанс, и ее индуктивное реактивное сопротивление становится бесконечно большим. Таким образом,
длина волны, равная приблизительно четырем длинам внутреннего вывода разрядной трубки, от электродов
до внешней экранирующей сетки или катодного вывода, в зависимости от того, какой из них находится
дальше, представляет собой предельную длину волны, к которой можно приблизиться, чем ближе
индуктивность на единицу длины цепи экранирующая сетка-катод, но которую невозможно достичь.
Однако даже когда длина волны, подлежащая усилению, достаточно велика, крайне выгодно использовать
сетку 130 ing-grid. Соответственно, в разрядной трубке, предназначенной для работы на очень коротких
длинах волн, особое внимание следует уделить конструкции вывода экранирующей сетки и его расположению
относительно других экранирующих элементов, а также относительно выводов управляющей сетки и катода.
Первый тип связи может быть сведен практически к нулю с помощью особенностей настоящего изобретения,
описанных ниже.
Второй тип связи между цепями анод-катод и катод управляющей сетки, который может присутствовать даже
тогда, когда вышеупомянутая связь между колебательным контуром анода и цепью управляющей сетки
сведена к нулю, заключается в связи между цепью катод управляющей сетки и цепью анод-катода,
рассматриваемой как единое целое, либо посредством электромагнитного воздействия, либо посредством
электростатического воздействия, за исключением естественной емкости, существующей между
экранирующей сеткой и управляющей сеткой. Этот второй тип связи особенно связан с расположением
относительно цепи катода управляющей сетки той части анодного контура, которая не входит в анодный
колебательный контур, то есть с проводом от анодного колебательного контура к самому катоду, и зависит от
него. Наиболее важная часть этого свинца находится внутри разрядной трубки.
Когда этот внутренний катодный вывод электрически связан как с цепями анод-катод, так и с цепями
управляющая сетка-катод, будет присутствовать связь второго типа.
Соседние файлы в папке патенты