Вторично электронное усилительное устройство

Вторично электронное усилительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Клаоб К, -9. /

/ - - .о «з!"!яд ; ж " т =:х! " д

: Ь| б .! (л (ч,р к

АВТОРСКОЕ Свкюельство кА КЗОБРЕТЕкКЕ

011ИСАНИЕ вторично-электронного усилительного устройства.

К зависимому авторскому свидетельству Г. И. Бабата, заявленному 10 декабря 1935 года (спр. о перв. № 182011 j.

Основное авторское свидетельство на имя Л. А. Кубецкого от 31 января 1936 года № 45765.

О выдаче зависимого авторского свидетельства опубликовано

31 августа 19я6 года.

Общий принцип действия предлагаемого прибора, применительно к случаю усиления электронных токов, может быть уяснен пз фиг. l. В эвакуированном сосуде помещается однослойный ! тельно расположенных в вакуумном приборе активированных электродов oc) - ществляют таким образом, что вторич- I ное излучение с каждого электрода вызывается попаданием электронов с предшествующих электродов, с целью получения лавинообразного нарастания электронного тока, получаемого от термоионного или фотоэлектронного источника эмиссии.

Предлагаемое вторично электронное усилительное устройство имеет целью упростить конструкцию устройства по основному авторскому свидетельству, М 45765, устраняя необходимость в боль- шом числе выводов из прибора и делителе напряжения.

Согласно изобретению, электроды, дающие вторичную эмиссию, выполнены в виде соленоида равномерной прово-, димости, индуктивно связанного с ге- нератором высокой частоты.

На прилагаемом чертеже фиг. 1, 2, 4, .

5, 7 и 8 представляют собой разные варианты предложенного устройства, а фиг. 3 и 6 поясняют их действие.

В основном авторском свидетельстве

¹ 45765 описан способ усиления электронных токов, заключающийся в том, что многократное преобразование электронных потоков в системе последовасоленоид, поверхность которого покрыта слоем вещества, дающего большую вторичную эмиссию. Кроме того в приборе имеются анод А, управляющая сетка g и накаливаемый катод К.

Усиливаемое напряжение подается между сеткой и катодом (к зажимам У).

Нагрузка Z включается между последним витком соленоида и анодом А.

Сопротивление Я между сеткой и начальным витком соленоида необходимо для того, чтобы потенциал соленоида имел какое-то фиксированное значение по отношению к потенциалу сетки.

Прибор этот помещается в высоко частотное магнитное поле. Например, в конструкции фиг. 1 прибор помещен внутри катушки L, составля|ощей вместе с конденсатором С колебательньш контур, в котором генерируется высокая частота при помощи электронной лампы Л. Витки соленоида 1 будут следовательно пронизываться переменным магнитным потоком и в них будет индуктироваться переменное напряжение.

Кривая магнитного потока Ф внутри соленоида / и кривая напряжения Е между его крайними витками указана

Ра фиг,3. В момент времени i1 на нижнем начальном вйтке соленоида имеется минус, на верхнем (конечном) витке ньюс. Эта разность потенциалов будет равномерно распределена вдоль всего соленоида. Пусть из катода К на начальные витки соленоида l течет электронный ток i Ударяясь о начальные витки соленоида, электроны выбьют из этих витков вторичные электроны, которые под влиянием радиального поля, создаваемого анодом А, и аксиального поля, создаваемого падением потенциала вдоль соленоида, полетят по какой-то сложной кривой и ударятся о более отдаленные витки соленоида. Часть электронов, правда, может попасть на анод, однако, ббльшая часть пролетит мимо анода и попадет на витки соленоида.

Этому будет. способствовать наличие внутри соленоида аксиального магнитного поля.

После многократных отражений от витков соленоида на последние (самые верхние) витки попадает многократно усиленный электронный поток, который, отразившись и усилившись, последний раз будет воспринят анодом А. Чтобы анод А воспринял по возможности все электроны, вылетающие ив последних витков соленоида, может оказаться целесообразным подать на анод дополнительное положительное напряжение от источника постоянного тока h>. Усиление электронного потока не будет постоянным в течение всего положительного полупериода. Пока разность потенциалов между крайними витками соленоида мала, усиления вообще не происходит, и анодный ток начинает проходить только с момента 1„когда разность потенциалов между витками co- I леноида будет иметь какое-то минималь-, ное значение. После момента 1, напряже- ние между витками соленоида будет продолжать возрастать, магнитный же по- ток, пронизывающий соленоид, будет, уменьшаться. В некоторый момент вре-, мени l> соотношение между разностью потенциалов на соленоиде и пронизываю- ! щим его магнитным потоком таково, что усиление максимальное. В момент t на-: п ряжение на соленоиде максимальное, однако, пронизывающий его поток равен нулю, и поэтому усиление падает, В момент 14 снова получается наиболее бла оприятйое соотношение между на. пряжением на соленоиде .Е и магнитным потоком Ф (то обстоятельство, что направление магнитного потока в момент /4 противоположно направлению потока в момент E „ðîëè не играет). В момент 1, напряжение на соленоиде настолько уменьшается, что анодный ток вовсе прекращается. Псэтому, если электронный поток, ударяющий о начальный виток соленоида, постоянен по величине, то импульс анодного тока I будет иметь показанную на фиг, 3 форму. Амплитуда первой гармоники, содержащейся в этом импульсе, и постоянная составляющая импульса пропорциональны начальному электронному потоку, падающему на первый виток соленоида.

Во время отрицательного полупериода (когда на нижнем витке положительное, а на верхнем отрицательное напряжение) усиления вовсе не происходит.

На фиг. 2 изображен вариант предлагаемого прибора и схема его включения применительно к случаю усиления фототоков. Соленоид 1 выполнен в виде спирального металлического сло.;, нанесенного на внутреннюю r:оверхность стеклянной трубки. Такой слоей можно, например, получить, посеребрив изнутри стеклянную трубку и процарапав затем в серебряном слое спиральную борозду. Затем серебряный слой может быть очувствлен цезием.

Буквой Кд на фиг. 2 обозначен фотокатод, присоединенный к начальному (верхнему) витку соленоида l. Ha фотокатод падает луч света от светильника И. l — соленоид, возбуждающий высокочастотное поле. Напряжение высокой частоты подводится к его зажимам Х. Полезная нагрузка Г, как и в предыдущем случае, включена между анодом А и последним (нижним) витком соленоида. Действие изображенного на фиг. 2 устройства совершенно аналогично действию вышеописанного прибора фиг. 1. Во время положительных полупериодов возбуждающего напряжения высокой частоты, когда в соленоиде потенциал нижнего витка, приключенного к нагрузке, более положителен, чем потенциал фотокатода К,р, вырванные из последнего под действием света электроны, последовательно отражаясь от различных витков соленоида 1, приходят на анод А в виде во много раз усиленного электронного потока. Как и в предыдущей схеме, здесь применена вспомогательная батарея Б,, подающая плюс на анод.

В некоторых случаях для улучшения действия предлагаемого устройства может оказаться целесообразным выполнить соленоид с большой вторичной эмиссией не из проводника круглого или плоского сечения, а из проводника, имеющего какое-либо специальное, например, корытообразное сечение. В непосредственной близости соленоида силовые линии электрического поля сильно искривлены, причем форма этого поля . всецело зависит от формы проводников соленоида. Рационально поэтому при-, дать проводнику соленоида такую форму, чтобы электронные потоки ударялись в те части витков, на которых наиболее сильно ускоряющее поле, бла- го приятств ующее выходу вторичных электронов. Для этого может быть применена показанная на фиг. 4 корытообразная форма соленоидного проводника. На фиг. 4 также представлена несколько измененная схема пи1ания устройства. Нагрузка включается между последним витком и анодом посредством разделительного конденсатора С,. Напряжение же батареи Б, подается через дроссель Zi . При такой схеме включения через нагрузку будут проходить только переменные составляющие импульсов анодного тока.

Для повышения к. и. д. высокоча- стотного электронного умножителя и увеличения (тдаваемой им мощности может быть применено показанное на фиг. 5 включение, напоминающее схему пушпульного усилителя на электронных лампах. Кривые токов, магнитных потоков и напряжений в схеме фиг. 5 даны на фиг. 6. При такой схеме вклю- чения фотокатод Кфпомещается на среднем витке соленоида 1. Во время одного полупериода напряжения высокой частоты электронный поток будет двигаться, скажем, к правому концу динатронящего соленоида и после мноторатных отражений будет воспринят анодом А,; в течение же другого полупериода электронный поток будет двигаться к левому концу, где будет воспринят анодом А,. Нагрузка при этом включается посредством трансформатора, имеющего две первичных обмотки, питаемые соответственно двумя анодами. Кривая тока через вторичную обмотку трансформатора обозначена на фиг. 6 буквой 1.

Возможно применение предлагаемого устройства не только для малых мощностей, но и для получения мощностей, могущих быть излученными в антенну без предварительного усиления. Понятно, что в этом случае придется конечные витки соленоида выполнять из полого проводника, охлаждаемого проточной водой. Такая конструкция и представлена на фиг. 5. Буквами В, и

В, обозначены витки соленоида, выполняемые из полого охлаждаемого проводника.

Предлагаемое устройство может быть применено и для генерирования незатухающих колебаний. С этой целью самый колебальный контур выполняется таким образом, чтобы его сопротивление было отрицательным, благодаря чему раз возникшие колебания будут поддерживаться в контуре неопределенно долгое время. Этого можно достичь, покрыв поверхность одного из элементов контура (самоиндукцию или конденсатор) слоем с большой вторичной эмиссией электронов и поместив этот элемент в вакууме. Возможные формы выполнения предлагаемого усртойства представлены на фиг. 7 и 8.

На фиг. 7 поверхность соленоида L покрыта слоем с большой вторичной эмиссией. Внутри соленоида помещается решетчатый электрод А, создающий радиальное электрическое поле. Если на концах соленоида имеется некоторая разность потенциалов, то помимо радиального поля внутри соленоида будет существовать еще аксиальное электрическое поле. Поэтому, если из крайнего отрицательного витка соленоида вылетит хотя бы один электрон, то он, последовательно отражаясь от витков соленоида, в виде все усиливающегося электдоййогб потока полетит по направлению к положительному концу соленоида, Отразившись от последнего витка, электронный поток попадет на анод.

При этом в контуре будет передаваться энергия от источника постоянного то- ка Б, так как ток будет между анодом и тем из витков соленоида, потенциал которого меньше всего разнится от по- тенциала анода. Во время следующего полупериода электронный поток будет двигаться к другому концу соленоида и вновь будет собираться анодом. Таким образом в контуре будут все время поддерживаться незатухающие колебания.

На фйг; 8 изображен вариант предлагаемого устройства. В этом варианте слоем с вторичной эмиссией покрыты, поверхности конденсатора контура. Напряжение питающей батареи Б прикладывается, как и в предыдущей схеме, между решетчатым электродом А и ка- кой-либо точкой катушки самоиндукции L.

Можно; наконец, выполнить колебателъный контур в виде системы с рас- i пределенными постоянными, например, натянуть фидерную линию из проводов,, покрытых слоем вещества с большой вторичной- эмиссией, а между этими проводами расположить вспомогатель-, ный провод, на который подать поло- жительное напряжение от источника питания.

Предмет изобретени я.

1. Вторично - электронное у силительное устройство для осуществления способа по авторскому свидетельству № 45765, отличающееся тем, что элек-, троды, дающие вторичную эмиссию, выполнены в виде соленоида равномерной проводимости, в котором индуктируется переменная э. д. с. высокой частоты при помощи коаксиально надетой ка- 1 тушки, питаемой соответствующим ге- нератором, или при помощи включения, соленоида в контур катодного генератора.

2. Форма выполнения устройства по J и. 1, отличающаяся тем, что соленоидI ный электрод выполнен в виде. трубки, охлаждаемой водой.

3. Видоизменение устройства по:6п. 1 и 2, отличающееся тем, что подлежащий усилению электронный поток направляется на средний виток соленоида, а усиленная мощность передается нагрузке посредством трансформатора, имеющего две первичных обмотки, включенные между крайними витками соленоида и анодами.

4. Форма выполнения устройства по п. 1, с целью использования его для генерирования незатухающих электрических колебаний, отличающаяся тем, что катушка самоиндукции колебательного контура или конденсатор или оба эти элемента вместе покрыты веществом с большой вторичной электронной эмиссией и помещены в эвакуированный сосуд, причем между какойлибо точкой катушки самоиндукции и помещенным в эвакуированном сосуде электродом А приложено напряжение источника питания.

5. Форма выполнения устройства по и. 4, отличающаяся применением в качестве сам о индукции колебательного контура соленоида с вторичной эмиссией, внутри которого или вблизи его концов помещен электрод А.

6. Форма выполнения устройства по п. 4, отличающаяся тем, что в качестве конденсатора колебательного контура применены две пластины с вторичной эмиссией, между которыми помещен дырчатый электрод А.

7. Форма выполнения устройства по пп. 4 и 5, отличающаяся тем, что соленоид намотан из провода, имеющего коры то образное или другое сложное сечение для создания электронно-оптической системы, направляющей электроны в наивыгоднейшем направлении.

8. Форма выполнения устройства по и. 4, отличающаяся тем, что конденсатор колебательного контура выполнен в виде двух коаксиальных цилиндров, покрытых веществом с большой вторичной электронной эмиссией на противоположных поверхностях.

9. Форма выполнения устройства по и. 4, отличающаяся тем, что в качестве колебательного койтура применена система с распределенными постоянными, например, излучающая антенна или фидерная лйния.

K зависимому авторскому свидетельству F. И. Бабата № 8868

Фиг8

Тип.,Промпоаяграф Тамбовская, 13. 3ая. 4147 — 500