Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13064
.pdf
Еще одной целью настоящего изобретения является получение электронных струй, обладающих достаточной
плотностью тока и достаточно низким сопротивлением для использования в реле и подобных устройствах без
значительных потерь тока на ускоряющие электроды, которые ранее были связаны с такими отклоняемыми
потоками.
Ещё одной целью является создание отклоняемых потоков, пригодных для использования в оборудовании,
описанном в описании моего британского патента.
№ 328,GS0.
Так и будет. Он понял, что вышеупомянутые ниарки относятся к трубам с высоким давлением воздуха.
Согласно изобретению, трубка может иметь любую подходящую форму и устроена таким образом, что ток и
пространственные заряды не подвергаются существенному влиянию ионизации, то есть присутствия
положительных ионов.
0 Легко получить низкое сопротивление, например, в трубках с относительно высоким давлением газа внутри,
но такие трубки не подходят для большинства типов трубопроводов. Настоящее изобретение не
ограничивается только вакуумными трубками.
В данной спецификации электронный поток или его часть будут называться имеющими насыщенную
характеристику (по шкале от 1 до 2). даже в диапазоне напряжений, когда ток существенно не изменяется при
изменении напряжения в этом диапазоне. Для достижения вышеуказанных преимуществ, еще одной целью
изобретения будет создание насыщения анодной цепи трубки при очень низких значениях анодного
напряжения по сравнению с напряжением, вызывающим разряд в трубке.
Под «ускоряющим потенциалом», упомянутым в данной спецификации, понимается потенциал, стремящийся
переместить электроны к аноду разрядной трубки, а под «замедляющим» или «тормозящим» потенциалом —
потенциал, стремящийся переместить их в противоположном направлении. Считается, что направление
движения электронов внутри трубки — от катода к аноду.
Настоящее изобретение относится к трубкам, в которых практически возможно, чтобы весь пространственный
ток проходил такое расстояние при таком низком напряжении по сравнению с током, что образуется
существенный отрицательный пространственный заряд, и не предназначено для обозначения устройств, где
плотность тока настолько низка по сравнению с ускоряющим напряжением, что электроны пройдут требуемое
расстояние, не создав заметного пространственного заряда.
В случае трех электродов в разрядной трубке, а именно анода, катода и промежуточного или ускоряющего
электрода, подключенного к источнику положительного потенциала относительно катода, было известно, что,
предполагая, что этот потенциал постоянен, чем ближе ускоряющий электрод расположен к катоду, тем
больше пространственный ток от катода к плоскости ускоряющего электрода.
Диэлектрическая энергия может быть в значительной степени перехвачена ускоряющим электродом или,
возможно, перехвачена в небольшой степени в зависимости от формы или сетки ускоряющего электрода, а
также от потенциала анода относительно ускоряющего электрода. Для любой заданной конфигурации
ускоряющего электрода, расстояния ускоряющего электрода от катода, потенциала ускоряющего электрода,
при условии значительного расстояния анода от ускоряющего электрода, считалось, что для того, чтобы
значительная часть пространственного тока достигла анода (то есть, чтобы эффект перехвата ускоряющего
электрода был невелик), потенциал анода обязательно должен быть очень высоким по сравнению с
потенциалом катода, или ускоряющий электрод должен быть дальше от катода в сторону анода, и,
следовательно, общий пространственный ток должен уменьшиться. Иными словами, считалось, что высокий
пространственный ток при заданной разности потенциалов между катодом и ускоряющим электродом
обязательно должен влечь за собой очень высокий потенциал анода, если только анод не находится близко к
ускоряющему электроду.
Чтобы избежать чрезмерно высокого потенциала анода, упомянутого выше, было принято располагать анод
близко к ускоряющему электроду или еще ближе к нему, тем самым увеличивая долю разряда, поступающего
на анод.
Я обнаружил, что на самом деле для обеспечения желаемой доли разряда, достигающей анода при
определенных конфигурациях электродов, нет необходимости значительно увеличивать потенциал анода, как
предполагалось ранее, а тот же эффект может быть достигнут путем увеличения потенциала ускоряющего
электрода на небольшую величину по сравнению с увеличением напряжения анода, необходимым для
получения того же тока. Действительно, может оказаться, что некоторые разрядные устройства,
разработанные на основе предположения, что только значительное увеличение потенциала анода обеспечит
желаемую долю разряда, достигающего анода, если анод находится далеко от ускоряющего электрода, на
самом деле имеют потенциал ускоряющего электрода, достаточный для того, чтобы анод можно было
переместить гораздо дальше от ускоряющего электрода, и при этом получать ту же или практически ту же
долю пространственного тока.
В результате моего открытия, при прочих равных условиях, разрядные трубки могут быть изготовлены с
гораздо большим расстоянием между анодом и ускоряющим электродом, что, помимо прочих преимуществ,
имеет следующие характеристики: (1) предотвращение отрицательного дифференциального сопротивления,
поскольку электроны с относительно низкой скоростью, составляющие основную часть вторичного излучения,
не могут преодолеть увеличенную длину зазора; (2) уменьшение межэлектродной емкости, что делает работу
аппарата независимой от частоты; (3) потенциал анода может быть снижен ниже потенциала ускоряющего
электрода без существенного уменьшения анодного тока, что позволяет получить увеличенный выходной
сигнал неискаженной мощности; (4) селективные потоки, особенно полезные в умножителях частоты.
До настоящего времени не существовало метода, предотвращающего прохождение вторичного излучения от
анода с потенциалом ниже положительного, чем у всех соседних положительно заряженных электродов, к
этому электроду и возникновение эффекта отрицательного сопротивления в анодном токе! Кривая анодного
напряжения, за исключением.
путем введения между ними электрода с нулевым или низким потенциалом, как в пентодном ламповом
генераторе, или путем изменения анода для уменьшения вторичного излучения. Пожалуй, наиболее
поразительной частью моего открытия является то, что подобные негативные эффекты резистентности могут
быть устранены без использования вышеупомянутых методов.
Желательно, чтобы электроды на пути потока обладали такими характеристиками, при которых направление
силы, действующей на электроны в потоке со стороны соответствующих потенциалов, было практически
параллельно длине потока на большей части пространства между любым из этих электродов и
предшествующим электродом или аналогичным электродом, расположенным ближе к указанному источнику
электронов, чтобы уменьшить, как будет объяснено далее, часть потока, перехватываемую указанными
электродами.
Электрод, ближайший к указанному источнику электронов в трубке (например, к филаменту трубки),
предпочтительно располагается как можно ближе к указанному источнику, чтобы обеспечить указанную
ускоряющую силу, параллельную длине потока, и одновременно создать желаемые значения
пространственного тока при рабочем потенциале этого электрода.
Могут быть использованы средства для фокусировки электронов, составляющих поток, в нужном
направлении, и будет установлено, что это позволит получить более широкий диапазон плотности тока.
Могут быть использованы дополнительные средства, позволяющие ограничить поток желаемой площадью
поперечного сечения.
Для создания потока электронов в трубке к находящимся в ней электронам прикладывается ускоряющее
напряжение, а скорость потока электронов (т. е. ток) зависит от крутизны создаваемого градиента потенциала,
а также от формы и положения этого градиента вдоль пути потока.
Изобретение представляет собой разрядную трубку, обладающую следующими характеристиками в
сочетании: (a) анод, катод и ускоряющий электрод или электроды с замедляющим электродом или
электродами или без него; (b) потенциал ускоряющего или замедляющего электрода (электродов)
положителен относительно катода; (c) ток от катода к аноду имеет значительную величину; (d) трубка должна
быть способна работать с насыщенным анодным током независимо от того, насыщен ли ток в пространстве
между катодом и ближайшим ускоряющим электродом или нет; (e) расстояние между ускоряющим или
замедляющим электродом и анодом или другим электродом с положительным потенциалом относительно
катода таково, что в некоторой точке или точках в пространстве между этими двумя электродами существует
существенный отрицательный градиент или провал потенциала относительно потенциала ускоряющего или
замедляющего электрода при рабочих потенциалах. (f) расстояние между «двумя электродами» пункта (c)
таково, что скорость изменения кривой расстояния положительна или не более чем слегка отрицательна,
причем кривая расстояния — это кривая, связывающая расстояние между указанными электродами и
разность потенциалов между ними, при которой ток в пространстве между ними становится практически
насыщенным.
Изобретение также включает в себя такую разрядную трубку, в которой в пункте (f) расстояние между «двумя
электродами» выбрано таким образом, что скорость изменения кривой расстояния практически равна нулю.
Изобретение также включает разрядную трубку в соответствии с любым из двух предыдущих пунктов, в
которой отрицательный градиент потенциала или провал практически полностью создается за счет
пространственного заряда электронов.
Изобретение также включает в себя разрядные трубки, по существу соответствующие описанным здесь.
При реализации изобретения могут быть использованы средства для позиционирования и формирования
градиента потенциала на пути потока таким образом, чтобы обеспечить максимальный ток при заданном
потенциале. Указанные средства могут включать источники потенциала, размещенные в соответствующих
местах на пути течения, причем эти источники имеют такую природу, чтобы перехватывать как можно
меньшую часть потока в течении, и могут быть использованы дополнительные средства для предотвращения
перехвата. Дополнительные источники потенциала могут быть расположены на пути потока для
последовательного ускорения или замедления электронов, или для управления или создания
пространственных зарядов, или иным образом для управления или изменения потока тока для различных
целей.
для целей p40.
Для достижения минимального сопротивления потока минимальный рабочий потенциал электродов должен
быть достаточным лишь для получения указанной характеристики насыщения при плотности тока и длине
потока, используемых в каждом конкретном случае.
Важной характеристикой изобретения является то, что электронам в части или частях потока может быть
придана практически одинаковая скорость, и благодаря этому плотность тока и длина потока между
электродами могут быть настолько велики, что протекающий ток будет иметь практически насыщенный
характер выше определенного критического потенциала и сравнительно небольшое значение ниже этого
потенциала, причем точка перехода эквивалентна быстрому изменению или пробою сопротивления трубки в
критическом диапазоне напряжений. К другим характерным особенностям относится то, что критическое
напряжение, при котором достигается насыщение (далее именуемое напряжением пробоя соответствующей
части потока), иногда имеет тенденцию к быстрому уменьшению по мере снижения плотности тока и
уменьшения расстояния между электродами при заданной начальной скорости потока в насыщенной части
или частях. Кроме того, интенсивность тока может значительно изменяться, не опускаясь ниже насыщенной
части характеристики, при условии, что отношение скорости электронов к плотности тока не становится
слишком низким, путем изменения потенциала электрода, ближайшего к ненасыщенной части потока
(например, катода), из которой электроны перемещаются в насыщенную часть этого потока.
80 Еще одной важной характеристикой является то, что скорость электронов на участке или участках потока,
пропорциональная длине указанного участка или участков, а также плотности тока и пространственному
изменению 85 в нем, может быть достаточно велика для поддержания указанного состояния насыщения, даже
если электрод, на который воздействует поток, находится значительно ниже потенциала предыдущего
электрода на указанном участке или участках потока; при этом указанная скорость на рабочих напряжениях
указанных электродов недостаточна, а используемые материалы и конфигурации электродов не вызывают
вторичного излучения, которое существенно влияет на указанные условия насыщения. Например, таким
образом потенциалы (в рабочих условиях) выходного электрода в трубке (например, его анода) могут
изменяться на 100% в пределах значений, которые ниже потенциала предыдущего электрода или электродов
в трубке. Это делает диапазон рабочего напряжения трубки больше, чем в противном случае.
105 электродов в трубке могут быть расположены на достаточно большом расстоянии друг от друга, чтобы
вторичное излучение не влияло на состояние насыщенного потока, хотя один или несколько из этих
электродов могут быть ниже потенциала соседних, и чтобы минимизировать влияние межэлектродных
емкостей, которые обычно вредны.
Для получения достаточно высокого тока и мощности в трубке иногда необходимо придать ускоряющему
электроду, ближайшему к источнику электронов (т. е. ближайшему к нити накаливания), потенциал. В этом
случае электроны могут иметь настолько высокую скорость, что при использовании соответствующих
материалов и определенных конфигураций электродов возникает вторичное излучение, которое может быть
такого характера и количества, что невозможно расположить выходной электрод так, чтобы его потенциал
был ниже потенциала предыдущего электрода, без прекращения насыщения соответствующей части потока.
Это может, следовательно, помешать использованию вышеуказанного механизма.
Для преодоления этого (сложные методы) используются меры по замедлению указанных электронов до того,
как они достигнут анода, что позволяет избежать высоких скоростей. Подобные средства могут состоять из
электродов с последовательно уменьшающимся напряжением, расположенных таким образом, чтобы
замедлять электроны в одном или нескольких направлениях.
Электроны могут быть полностью или почти полностью замедлены, или, наоборот, замедлены лишь частично.
Я обнаружил, что вольт-амперные характеристики, полученные в результате этих двух вариантов, различны и
имеют различное применение. Эти 15 характеристик и некоторые примеры их применения будут более
подробно объяснены в следующих разделах спецификации.
13 — Под вторичным излучением или подобными явлениями, упомянутыми в спецификации тонких
материалов, подразумеваются как отраженные, так и испущенные вторичные электроны.
Материал и состояние поверхности электродов, используемых в детекторе, оказывают значительное влияние
на природу и интенсивность испускаемых вторичных электронов. Это следует учитывать при проектировании
аппаратуры в соответствии с настоящими правилами.
Материал и конфигурация наушников dee3 o(les muist обладают характеристиками вторичного излучения,
которые в максимально возможной степени подходят для целей работы в том типе одежды, для которого они
предназначены.
Вдоль потока может быть предусмотрена ненасыщенная часть или участок (например,
(в области катода). Для получения желаемых значений дифференциального сопротивления на заданной
длине потока могут быть предусмотрены средства для передачи изменений потенциала электродов в
насыщенной части потока на электроды или аналогичные устройства, расположенные таким образом, чтобы
контролировать ток из указанной части или части А5 потока. В целом, передаваемые потенциальные
колебания могут быть довольно случайными и оказывать гораздо большее влияние на интенсивность тока,
чем исходные потенциальные колебания в насыщенной части потока.
Характеристики текущего потока, следовательно, будут являться результатом характеристик приложенных к
нему изменений потенциала, указанной насыщенной длины потока и передаваемых потенциалов.
Характеристики средств, используемых для передачи потенциала! Возможны также изменения параметров,
которые могут повлиять на характеристики этих изменений при их передаче (например, изменить фазу,
амплитуду и/или форму волны). Характеристики указанных средних значений могут зависеть от других
факторов, например, от частоты вариаций. Потенциальные изменения, переносимые на разные участки русла
реки, могут иметь относительно разные характеристики. Таким образом, с помощью настоящего изобретения
дифференциальному сопротивлению может быть присвоен ряд значений, включая векторные формы и
комплексные значения, которые могут зависеть от переменных, изменяющихся в очень широком диапазоне.
Путем организации средства преобразования потенциала, позволяющего регулировать дифференциальное
сопротивление 75, можно регулировать и его параметры.
Для повышения дифференциального сопротивления поток может быть организован такой длины, чтобы
изменения потенциала на нем оказывали незначительное воздействие, а для электростатического
экранирования устройства могут быть введены по всей длине потока, имея такую конфигурацию и
расположение, чтобы свести на нет эффект указанных изменений потенциала, при этом указанные
электростатические экранирующие устройства должны иметь такой характер, чтобы перехватывать как можно
меньшую часть потока. Дифференциальное сопротивление может быть снижено за счет укорочения длины
проводника и уменьшения эффекта заполнения на стр. 90.
Если желательно, чтобы течение было максимально чувствительным к определенным силам, и в случаях,
когда скорость течения изменяется по его длине, может быть желательно, чтобы отклоняющие силы были
расположены таким образом, чтобы действовать на течение там, где его скорость является наименьшей.
Поток может быть замедлен, чтобы избежать высоких скоростей удара на отметке 100.
конец Сэми.
Поток может отклоняться в соответствии с описанными здесь методами, используя различные
альтернативные средства, например, имацинические средства. 105 Tnie resnective av(lantags of low nd! h11ih
(лифф'еренитальные сопротивления будут очевидны для тех, кто обладает необходимыми знаниями в данной
области. Например, они позволяют, например, обеспечить правильное время работы с учетом 110 связанных
устройств, а также позволяют увеличить выходную мощность и эффективность устройств.
Устройство для каривин-оулта, согласно изобретению, включает ускоряющие электроды jjl; специальную
конфигурациюi. Предпочтительно, такая конфигурация представляет собой сетку или пластину с отверстиями,
при этом поток направляется как можно шире, чтобы проходить через отверстия или сетку, не попадая на сам
электрод. Средства для ограничения потока до желаемой формы поперечного сечения могут, например,
представлять собой концентрическую фокусирующую маску или подходящий колпак с отрицательным
зарядом, частично охватывающий катод. Возможно, это покажет, что в случае ускоряющего потока, когда
электроды имеют отверстия, электростатическое поле, действующее вдоль длины потока, будет равно 13°.
380,i429 потока, фаза тока будет зависеть от результирующей всех трех фаз, т.е. дифференциальное
сопротивление будет иметь фазовый угол. При изменении частоты 1 фазовые углы изменятся,
следовательно, фазовый угол дифференциального сопротивления 3 также изменится.
Величина импеданса также может изменяться в зависимости от частоты. Одно из применений этого метода —
частотная фильтрация и селекция. Различные электроды могут быть смещены на различные постоянные
напряжения, и все указанные постоянные напряжения могут подаваться от одного источника ЭДС с помощью
средств, которые будут очевидны специалистам в данной области.
Токи, перехваченные различными электродами на пути потока, могут быть использованы и поданы на
нагрузку. В качестве альтернативы указанные токи могут быть использованы различными способами:
например, подаваться на обмотку фокусирующей катушки или на потенциометр, подающий потенциалы
смещения на дефлекторные пластины для направления потока газа в требуемом направлении.
При необходимости между электродами в лампе могут быть установлены устройства электростатического
экранирования, например, металлические сетки.
Формы кривых зависимости потенциалов и токов от тока, а также различные значения потенциалов и токов,
позволяют предположить, что трубка изготовлена в соответствии с изобретением; такие характеристики в
описанных диапазонах ранее не были достижимы. Если не обладать достаточными навыками, побочные
эффекты любых видов могут маскировать истинные характеристики.
Однако эти эффекты могут быть уменьшены или нейтрализованы. Например, если замедляющий электрод
используется на расстоянии 105 от предшествующего ускоряющего электрода и представляет собой сетку,
расположенную очень близко к аноду трубки, и если потенциал на этом замедляющем электроде очень низок,
то напряжение пробоя 110 самого анода больше не будет изменяться с током в трубке, но, конечно, эта
характеристика все еще будет присутствовать относительно эффективного потенциала, действующего на
поток в плоскости сетки, который (в соответствии с обычной теорией электростатических напряжений) равен
сумме потенциалов сетки, то есть потенциалу анода, деленному на коэффициент экранирования, или
значение m, сетки относительно анода.
Если изобретение применяется к аппарату типа, описанного в Спецификации к моему британскому патенту №
328.680, то электроды сами по себе могут выступать в качестве "записывающего устройства". Хотя
изобретение будет проиллюстрировано в некоторых приложениях данного патента, данное приложение
является лишь одним из многих. 130 перпендикулярно плоскости электрода al d (расстояние достаточно
велико по сравнению с размером отверстий в электроде.
Следовательно, электроны, движущиеся к электроду под воздействием его поля, будут двигаться по прямым
линиям до тех пор, пока не окажутся очень близко к электроду. Таким образом, до достижения этой точки
электрод будет вести себя как плоская пластина без отверстий в ней. Вследствие этого электроны будут
продолжать двигаться по практически прямым линиям после достижения той части поля, которая уже не
является равномерно направленной, а где силовые линии изгибаются в сторону участков электрода между
отверстиями в нем.
Следовательно, при условии, что отверстия не слишком велики по сравнению с расстоянием, которое
электроны должны преодолеть, прежде чем достигнут электрода, большая их часть пройдет через отверстия
в электроде и не столкнется с ним. Я обнаружил, что при данных условиях, если ток в пространстве, в которое
движутся электроны после прохождения через электрод, находится в насыщенном состоянии, электроны
будут продолжать движение и не вернутся к нему, даже если расстояние до следующего электрода очень
велико, и этот электрод оказывает на них замедляющую и тормозящую силу. Электроды, расположенные
таким образом, чтобы не перехватывать более чем небольшую часть потока, используются в аппаратах,
изготовленных в соответствии с настоящим изобретением, и позволяют достичь большей эффективности по
сравнению с использованием других электродов, избегая потерь тока на электроде на пути потока. В
соответствии с настоящим изобретением для получения максимального отношения пространственного тока к
ускоряющему напряжению ускоряющий электрод, ближайший к катоду, должен быть расположен как можно
ближе к нему, при соблюдении вышеуказанных предпочтительных условий в отношении перехвата и потерь
тока на электроде.
Изменения потенциала в пределах одного водотока или его участка могут передаваться источникам
потенциала в других частях водотока с помощью соответствующих электрических цепей. Например:
потенциометры, реактивные сети, индуктивная связь, релейные устройства и тому подобное. Или, если
выходная цепь используется совместно с лампой, потенциалы могут быть сняты с нее для этой цели.
Например, если эта цепь связи является индуктивной, и потенциалы, передаваемые в ненасыщенную часть
потока, отводятся от нее, то между исходными изменениями потенциала и переданными может существовать
разность фаз, и если потенциалы другой фазы приложены от нагрузки к другому электроду, также
воздействующему на ненасыщенную часть. 380,429 q Работа изобретения будет описана со ссылкой на
прилагаемые чертежи, где на рисунке 1 показан полувакуумированный блок, который будет работать в
соответствии с изобретением; на рисунках 2, 3, 4 и 5 показаны электроды в трубке; рисунки 6, 7, 6 и 9
представляют собой формы характеристических кривых 0,1:2, которые можно получить с помощью трубки;
рисунки 10 и 12 представляют собой цепь, которая может быть использована с трубкой; рисунок 11
представляет собой форму кривой, которую можно получить в соотношении 1:5 с помощью Схема показана на
рисунке 10(!).
Рисунки 13, 14, 13 и 16 представляют собой дополнительные схемы, иллюстрирующие комбинацию
электродов; рисунки 17 и 18 показывают сечения под прямым углом трубки, пригодной для использования в
качестве умножителя частоты, как описано в британском патенте № 320680. Рисунки 19, 20, 21, 22, 23 и 24
показывают электроды внутри трубки; рисунок 25 представляет собой форму кривой, получаемой с помощью
такой трубки.
Аналогичные детали на разных рисунках имеют одинаковые метки.
Под словом «сетка» подразумевается, в частности, то, что в данном контексте означает «решетка» или
«зернистость», когда речь идет об электродах, имеющих отверстия. Такие электроды будут рассматриваться
как одиночные электроды, хотя они и не имеют двух слоев, как, например, при намотке на каркас.
На рисунке 1 трубка 1 сильно откачана. Катод 2. Рисунок 2.
который может удобно представлять собой плоскую спираль в форме блина, заполняется обычным способом,
чтобы испускать электроны. Круглый колпак 1. Элемент 3 частично расположен таким образом, чтобы
окружать катод 2, оставляя его часто обращенным к электроду 4. Рисунок 4. Фильм? ele 5. Рисунок 5)
устанавливается в трубку 1 таким образом, что расстояние d от ускоряющего электрода 4 может быть
скорректировано. Стеклянные стержни 6, являющиеся частью зажима 7 на конце трубки, сужаются! две
направляющие 8, которые соединены посредством провода 9 с внешней стороной трубки. Анод установлен на
двух стержнях 10, соединенных стеклянными стержнями 14, которые скользят в отверстиях в кронштейнах 8.
Характеристики T5 fli thp mnav могут быть изменены в целях проектирования, как указано выше. Тот.
Кронштейны 8 и стержни 10 изготовлены из металла.
и анод 5.iq, следовательно, в электрическом (cnlneIliol0 с Ith oltside трубки.
Расстояние d затем можно отрегулировать, переместив трубку и сдвинув анод 5 в другое положение.
Ускоряющий плетрод. 4 состоит из сетки, расстояние между проволоками которой составляет 65, обозначено
буквой s.
Эта трубка иллюстрирует простой вариант аппарата, изготовленного в соответствии с настоящим
изобретением, и его работа будет описана со ссылкой на рисунки C, т.е. 7; S и 3, которые являются
характерными кривыми аппарата. На рисунке 1 предполагается, что катод 2 создает пространственный заряд,
и требуется, чтобы значительная часть электронов в нем образовала поток от катода 2 к аноду 5. На рисунке 6
показана форма кривой, соединяющей анодное напряжение Ea и анодный ток, а также ток, идущий к ведущей
сети 4. Кривая gq — это кривая тока g-сети, а кривая, обозначенная буквой a, — это кривая тока анода. Для
пояснения будет принято, что дистанция d составляет около 7 см, напряжение ускоряющего электрода 4
составляет около 200 В, а анодное напряжение постепенно увеличивается от нуля вверх, как показано на
рисунке 6. Будет видно, что весь пространственный ток поступает на ускоряющий электрод, когда напряжение
на аноде ниже определенного уровня.
9. Когда эта точка достигнута, анодный ток довольно внезапно возрастает до значения насыщения, а ток сетки
падает на пропорциональную величину. После прохождения этой точки анодный ток 95 и ток сетки
насыщаются, и ток сетки составляет лишь небольшую часть от общего. Напряжение на аноде, при котором
анодный ток насыщается, будет называться напряжением пробоя лампы. На графике (рис. 6) это обозначено
буквой Eh. Типичное значение плотности анодного тока после пробоя может составлять от 10 до 15 мА.
на квадратный сантиметр поперечного сечения около 105; ускоряющий электрод потока m'hen d7 составляет 7
см. Независимо от напряжения на аноде и ускоряющей сетке, которое является постоянным, отношение
между током ускоряющей сетки и током на аноде будет оставаться практически постоянным при всех
напряжениях на аноде выше значения «пробой».
На рисунке 7 напряжение пробоя E<sub>b</sub> показано в зависимости от расстояния d в см. Эта
гироскопическая кривая будет называться в 115-м разделе «Клейны» «кривой расстояния». Видно, что En
очень быстро возрастает с увеличением значения d (при условии соблюдения определенных условий
относительно скоростей электронов и т. д.), но имеет минимум 120. Эта точка возникает, когда анод находится
достаточно близко к ускоряющему электроду. Увеличение T1E при меньших значениях d обусловлено
вторичным излучением, испускаемым анодом и достигающим ускоряющего электрода. Однако это вторичное
излучение мало и не является чрезмерным или вредным там, где скорость изменения кривой расстояния
лишь слегка отрицательна. 13а.
380,429 380,429 11 В соответствии с настоящим изобретением, расстояние может быть установлено на этом
критическом значении (например, 3 Ом), и в этой точке напряжение пробоя будет настолько низким, что будет
возможно позволить анодному напряжению стать значительно меньше ускоряющего напряжения, не
опускаясь ниже точки пробоя и не допуская прекращения насыщения тока.
Это особенно важно, когда нагрузка подключена к анодной цепи, на которой в рабочих условиях возникает
значительное падение напряжения.
Если лампа используется, скажем, в качестве модулятора записи и имеет нагрузочное сопротивление в
анодной цепи, ток, через который необходимо изменять во время работы, станет ясно, что произойдет
значительная потеря мощности, если размах анодного напряжения в рабочих условиях будет полностью
превышать ускоряющее напряжение, а также если анодное напряжение будет настолько высоким, что это
будет неудобно. Значение d, когда Eb находится на уровне 1,2, будет называться критическим анодным
расстоянием.
На рисунке 8 показан типичный график зависимости El от анодного тока IT для заданного значения расстояния
d и напряжения на ускоряющем электроде E4. Будет наблюдаться очень быстрое снижение этого параметра в
определенном диапазоне значений при уменьшении анодного тока. Также установлено, что форма этого
графика для разных типов подсветки значительно зависит от нескольких факторов, включая эффективность
фокусировки.
действие электродов, например, действие вытяжного колпака R на рисунке 1. Однако та же общая тенденция¹
сохраняется. Возможно, значение sQ изменяется без изменения E, например, путем изменения тока нагрева
катода 2.
- На рисунке 9' анодный и ускоряющий токи показаны как функции 4 (f E-. с постоянным значением d и с E,
большим, чем E, т. е. с током накала в насыщенном состоянии.
Графики обозначены так же, как на рисунке 6.
Следует отметить, что обе кривой гладкие, и кривая их суммы будет похожа на ту, которую можно было бы
ожидать получить, если бы ускоряющий электрод 4 на рисунке 1 представлял собой сплошную пластину и не
направлял бы электроны на анод. Однако, если напряжение на аноде упадет ниже точки пробоя, графики на
рисунке 9 станут нестабильными и будут стремиться пересекаться.
Когда максимальный анодный ток равен G, расстояние между электродами при рабочем напряжении
предпочтительно должно быть таким, чтобы критическое анодное расстояние соответствовало
максимальному анодному току. Это объясняется тем, что при наличии нагрузки в выходной цепи лампы будет
получен максимальный неискаженный выходной сигнал, тогда как напряжение пробоя будет минимальным.
Возвращаясь к рисунку 1, ускоряющий электрод 4 расположен на расстоянии r от катода. Этот сдвиг
устанавливается таким образом, чтобы обеспечить требуемый пространственный ток при напряжении
используемого ускоряющего электрода. Расстояние x между проволоками в сетке подобрано таким образом,
чтобы отверстия между 75 проволоками не были слишком большими по сравнению с (расстоянием r в
соответствии с preV!). Дтуси В описал теорию, чтобы уменьшить количество тока, перехватываемого
электродом 6. Расстояния s и r 80 являются вопросом компромисса и «наиболее точно определяются
экспериментом в каждом конкретном случае». При формировании проволоки сетка должна быть как можно
тоньше, и, когда трубка работает выше точки пробоя в 8E ocodaie, при использовании настоящего
изобретения рассеивание анодного тока на эти проволоки не будет чрезмерным. На рисунке 1 r может
составлять около 2 мм, а s — около 1 мм.
Специалисты в этой области поймут, что, как это обычно бывает в электронно-разрядных лампах, наилучшая
конструкция конкретной лампы для конкретной цели определяется на основе опыта. При этом точная форма
характеристик будет значительно варьироваться в зависимости от используемых электродных сборок, хотя их
характеристики будут в целом соответствовать показанным на рисунке. По этой причине определение
конструкции трубки с неподвижным электродом для конкретной цели лучше всего осуществляется
посредством серии испытаний с подвижными электродными системами, подобными показанной на рисунке 1:
B — это означает наилучший компромисс между различными величинами и наиболее удовлетворительный
тип электрода для использования, который легко определить. На рисунке 1 видно, что к кронштейну 8,
расположенному напротив кронштейна 9, может быть подключен еще один провод (не показан). Вместо того
чтобы соединять оба стержня 110 с аудиоустройством 5, его можно соединить только с одним из этих
стержней. Затем другой стержень можно соединить с дополнительным электродом.
Анод и этот дополнительный электрод будут изолированы друг от друга стеклянным стержнем 14 и могут быть
отдельно соединены с внешней стороной трубки с помощью проволоки 8 и дополнительной проволоки 9,
упомянутой выше. Таким образом, с помощью этого устройства можно регулировать положение более чем
одного электрода в трубке.
Приведенные значения различных величин указаны лишь для пояснения, и следует понимать, что они могут
значительно варьироваться без выхода за рамки изобретения. Можно сконструировать пробную трубку с
подвижными электродами для определения оптимальной конфигурации электродов.
Как будет видно, существенной характеристикой трубки, изображенной на рисунке 1, является чрезвычайно
высокое дифференциальное сопротивление анодной цепи. Это обычно желательно и способствует
достижению очень низкой емкости анода по отношению к другим электродам. Благодаря соединению анода 3
и, в данном случае, ускоряющего резистора Drid 4, можно снизить импеданс до желаемого значения. На
следующих рисунках груз обозначен цифрой 15.
На рисунке 10 трубка I изображена в диагональном порядке с катодом 2, ускоряющим электродом 4 и анодом
5, представленными в ней. Расстояние d l между ускоряющим электродом 4 и анодом 0 считается большим.
Батарея 11 соединена с анодом 5 обычным способом для создания анодного тока. Предполагая, что трубка
используется в качестве реле (например, в качестве устройства, описанного в спецификации к моему
британскому патенту № 328680) или иным образом требует, чтобы изменения анодного тока приводили в
действие сопротивление нагрузки, последнее может быть подключено на выводе 15 между батареей 11 и
анодом 5.
Например, анод 5 может выступать в качестве целевого электрода 7 на рисунке 2 моего вышеупомянутого
британского патента. Сопротивление R подключено между анодом 5 и ускоряющим электродом 4. В
соответствии с настоящим изобретением сопротивление R имеет такое значение, что значительная часть
анодного напряжения передается на ускоряющую сетку 4, и, следовательно, если анодное напряжение
изменяется, то и напряжение на ускоряющей сетке изменяется пропорционально. Как видно из рисунка 6, без
сопротивления R изменение анодного тока в зависимости от анодного напряжения будет очень малым, тогда
как изменение напряжения ускоряющей сетки приведет к значительному изменению анодного тока.
Разумеется, предполагается, что лампа работает при напряжении выше напряжения пробоя анода. Путем
соответствующей регулировки значения сопротивления R на рисунке 10 можно добиться того, чтобы
изменения напряжения на аноде, передаваемые на ускоряющий электрод, вызывали значительное изменение
анодного тока, что приводит к существенному снижению дифференциального сопротивления анода.
В результате будет получена анодная токовая характеристика, имеющая форму, показанную на рисунке 11.
Наклон этой кривой довольно велик, и поскольку напряжение пробоя падает по мере уменьшения I:, кривая
получается плавной и непрерывной от нуля и выше. Данная конфигурация допускает ряд вариаций.
Например, на рисунке 12 анод 5 трубки 1, как и прежде, соединен с батареей 11 через нагрузку 15.
Ускоряющий электрод соединен с контактом на батарее 11 через дроссельную катушку 12. Конденсатор 13
будет передавать переменные потенциальные колебания анода на ускоряющую сетку, не обеспечивая пути
для постоянного тока. Таким образом, дифференциальное сопротивление этой лампы будет равно 70 в
зависимости от частоты. Вместо конденсатора 13 можно использовать сеть переменного тока или
резонансный контур.
Объяснение явления, показанного на рисунках 6-12, следующее: Насколько мне известно, внезапное
изменение сопротивления анодной цепи с очень высоких значений на очень низкие ранее не
демонстрировалось на практике таким образом, как показано на рисунке 6. 80 Это можно показать из теории
электронных разрядов («Проводимость электричества через газы»). (Дж. Дж. Тонисон, стр. 37.3, 3-е издание,
1928 г.) утверждает, что если все электроны в потоке имеют примерно одинаковую скорость, то единственные
значения, которые может принимать пространственный ток от катода к аноду, будут либо нулевыми, либо
находиться в состоянии насыщения, когда все электроны, покидающие катод, достигают анода. Электроны,
присутствующие при низком или нулевом анодном напряжении, создадут пространственный заряд,
эквивалентный определенному отрицательному градиенту потенциала или провалу в пространстве между
катодом и анодом, и ток не будет проходить, если начальная скорость электронов, плюс эффект
положительного градиента потенциала, создаваемого анодом, не будет достаточной для преодоления этого
противодействующего градиента.
Таким образом, текущий ток i0GO будет либо насыщенным, либо равным нулю.
На рисунке 1 электронам, проходящим в пространство между ускоряющим электродом 4 и анодом 5, будет
придана скорость, зависящая от напряжения на ускоряющем электроде 4. Компонент их скорости,
обусловленный этим напряжением, будет значительно выше, чем любой другой компонент, например,
обусловленный падением напряжения на нити накала 2. Следовательно, все электроны можно считать
имеющими практически одинаковую скорость, и в пространстве между ускоряющим электродом и узлом А
будет формироваться вышеупомянутый отрицательный градиент потенциала. Исходя из вышеизложенных
соображений, можно ожидать, что при значениях da, отличных от малых, при повышении анодного
напряжения анодный ток не будет течь до достижения определенной критической точки 120, когда
сопротивление трубки внезапно превысит допустимое значение, и ток достигнет насыщения.
На практике влияние изменения значений начальной скорости и диффузии не является полностью
пренебрежимо малым, и поэтому следует ожидать небольшого анодного тока до достижения этого значения
напряжения на аноде, и по той же причине пробой не будет таким внезапным, как указывают предыдущие
соображения. Поскольку потенциальный градиент анода будет уменьшаться с ростом d, значение напряжения
пробоя, как ожидается, будет увеличиваться с ростом cd. Кроме того, если начальная скорость электронов
была бы неизменно высокой, можно было бы ожидать, что они будут двигаться с отрицательным градиентом,
даже если напряжение на аноде было бы очень малым или даже отрицательным по отношению к напряжению
на ускоряющем электроде, и, следовательно, будут иметь тенденцию замедлять электроны. Иными словами,
можно было бы ожидать:
Пробой в трубке, изображенной на рисунке 1, должен произойти до того, как потенциал анода достигнет
потенциала ускоряющего электрода, если d не слишком велико. Эти ожидания согласуются с явлениями,
фактически выявленными в ходе практической деятельности и показанными на графиках на рисунках 6 и 7.
Кроме того, поскольку ток в анодном пространстве от нити накала равен 3e(luced), отрицательный градиент
будет уменьшаться, и напряжение пробоя будет соответственно снижаться при заданном напряжении
Соседние файлы в папке патенты