Способ снятия статических характеристик электронных приборов с плавным электростатическим управлением Советский патент 1944 года по МПК G01R31/24 

Способ снятия статических характеристик электронных приборов с плавным электростатическим управлением

Заявлено 31 января 1941 года в Наркомэлектропром за Nt 40368 (304420) Опубликовано 31 мая 1945 года

Настоящим изобретением предлагается способ снятия статических характеристик электронных приборов с плавным электростатическим управлением.

Для ряда практических целей бывает необходимо иметь характеристики указанных приборов, снятые в зависимости от потенциала управляющего электрода при неизменных потенциалах на прочих электродах. Для ламп малой мощности эти характеристики обычно снимаются простым точечным способом. За последнее время появился ряд специальных устройств, позволяющих на экране электронного осциллоскопа получать сразу семейство статических характеристик. Для мощных электродных ламп, например, мощных генераторных ламп, вопрос о снятии статических характеристик является более серьезным, так как их электроды, не рассчитанные на большие перегрузки, не в состоянии выдержать тех мощностей, которые могут рассеиваться на них при снятии полных статических характеристик. Далее имеется ряд таких ламп, которые не в состоянии выдержать даже тех облегченных режимов, в

которых они находились бы в специальных схемах для снятия семейства статических характеристик осциллоскопическим методом.

В ряде специальных физических исследований активированных сложных катодов, например, оксидных, бывает необходимо вести измерение тока электронной эмиссии в таких режимах, чтобы катод заметно не нагревался за счет наложения измеряемого тока на ток накала.

Указанные трудности легко разрешаются использованием предлагаемого способа, сущность которого может быть понята из последующего описания и рассмотрения фиг. 1 - 8 чертежа.

На фиг. 1 показана исследуемая электронная лампа 1, в цепь управляющего электрода которой периодически подаются узкие импульсы напряжения от сопротивления 14, включенного последовательно с источником смещающего сеточного напряжения 5, заблокированного емкостью 9.

Периодические узкие импульсы напряжения получаются от конденсатора 25, заряжаемого от регулируемого источника постоянного тока 2/ через потенциометр 22 и

сопротивления 23 и 24. Указанный конденсатор периодически вынужденно разряжается через тиратрон 26, периодически вынужденно зажигаемый при помощи пикового трансформатора 27, вторичная цепь которого включена последовательно с источником смещаюп его напряжения 30 через потенциометр 29. Для ограничения тока сетки в цепь сетки этого тиратрона введено ограничительное сопротивление 28. Разряд конденсатора производится на безиндукционное сопротивление 14, включенное в цепь управляющего электрода исследуемой электронной лампы. Потенциалы па другие электроды подаются от источников постоянного тока 2, 3, 4 ti т. д., которые могут быть регулируемы. Эти источники заблокированы достаточно большими емкостями 6, 7, 8 и т. д. с той целью, чтобы при прохождении через указанные электроды импульсов тока не было заметного снижения потенциалов на электродах и тем самым искажения снимаемых характеристик. Это обстоятельство имеет особенное значение в тех случаях, когда источники, питающие цепи электродов, маломощны и имеют большие внутренние сопротивления.

Напряжения источников 2, 3, 4, 5 могут быть измерены при помощи вольтметров постоянного тока 37, 32, 33, 34. В цепи электродов введены заранее известные безиндукционные сопротивления 70, //, 12, 13, на которых получаются узкие импульсы падения напряжения при прохождении через .. них узких импульсов токов. Эти падения напряжения при помощи коммутатора 15 подаются к вспомогательному устройству, при помощи которого они могут быть поочередно измерены.

Вспомогательное измерительное устройство состоит из источника постоянного тока 17, потенциометра 16, вольтметра постоянного тока 18, вентиля 20 и индикатора тока 35. На фиг. 2 сплошной линией показана во времени кривая напряжения, имеющегося непосредственно между сеткой и катодом: тиратрона 26. Пунктирной линией на этой фигуре показана во времени кривая смещающего напряжения на потенциометре 29.

На фиг. 3 показана во времени кривая напряжения на конденсаторе 25, заряжающегося в течение времени t от источника 2/ и в течение времени t. разряжающегося на сопротивление 4. Таким образом период колебания равен . Этот период, в свою очередь равен периоду колебаний напряжения, подводимого к трансформатору 27. Колебания взяты вынужденными, так как в этом случае получается более четкая картина и обеспечиваются более точные измерения. Попутно следует указать еще и на то обстоятельство, что использование периодических колебаний имеет несомненные преимущества перед единичным импульсом. Дело в том, что метод периодических импульсов безусловно обеспечивает большую точность, отбрасывает элемент случайности и кроме того в значительной: мере экономит время, затрачиваемое на измерение.

На фиг. 4 показана во времени кривая напряжения, имеющегося непосредственно между сеткой и катодом исследуемой лампы. Как видно из этого графика, кривая сеточного напряжения имеет вид весьма узких импульсов. Максимальное значение кривой импульсов может быть легко регулируемо либо изменением напряжения при помощи потенциометра 22, либо же изменением напряжения источнике 5. Таким образом можно изменять напряжение управляющего электрода (сетки).

На фиг. 5 показана во времени примерная кривая импульса тока в цепи любого из электродов. Эта кривая соответствует кривой фиг. 4. На фиг. 6 схематично показана во времени примерная кривая / импульса в цепи какого-либо игэлектродов с сильно растянутой осью времени. На этом же графике показаны пунктирные линии 2, 3, 4, относящиеся к напряжению на потенциоыетре 16. Здесь показаны три случая. Линия 2 относится к тому случаю, когда напряженке на потенциометре 16 больше максимального значения на соответствующем безиндукционном сопротивлении в цепи того или иного электрода, т. е. ,й.

В этом случае вентиль 20 будет заперт, так как его анод отрицателен по отношению к катоду.

Кривая 2 на фиг. 6 относится к тому случаю, когда //„ /,„.

Этот случай является критическим, для которого и производится измерение. Измерив при помощи вольтметра 18 напряжение на потенциометре в этом случае и, зная заранее данное сопротивление Д легко определить значение импульса тока 7,„.

Кривая 4 на фиг. 6 относится к тому случаю, когда ,„й.

В этом случае анод вентиля 20 будет положителен по отношению к его катоду и через него пойдет ток, среднее значение которого будет измерено прибором 35. Появление тока будет служить признаком того, что критический режим перейден и поэтому требуется увеличивать напряжение на потенциометре 16.

В качестве вентиля 20 можно взять самый маленький кенотрон (диод), либо же триод, у которого сетка присоединена к аноду. Накал кенотрона следует питать от источника постоянного тока, причем общая точка должна быть выполнена на минусовом конце накального источника (для избежания влияния неэквипотенциальности катода и начальных скоростей электронов).

Кроме компенсационного метода измерения импульсов тока может быть использован и осциллоскопический или осциллографический метод. Для этой цели показанные пунктиром на фиг. 1 проводники 36 присоединяются к паре отклоняющих пластин осциллоскопа, дающих отклонение электронного луча по вертикали; другая же пара отклоняющих пластин присоединяется к источнику с пилообразной

кривой напряжения, причем этот источник синхронизирован с источником 27, подающим переменное напряжение в цепь сетки тиратрона 26. На экране осциллоскопа при этом появятся четкие импульсы падения напряжения (см. фиг. 5), измерив которые при помощи предварительной градуировки и знгя заранее значения безивдукционных сопротивлений в цепях электродов, можно определить и самые значения импульсов тока. При этом измерении обязательно следует применять электронный осциллоскоп или осциллограф. Применение шлейфного электромагнитного осциллографа должно дать значительные погрешности из-аа большой инерционности системы.

Способ подачи импульсов в цепь управляющего электрода и измерения токов в цепи других электродов имеет ряд существенных преимуществ. Прежде всего в значительной мере уменьшается мощность тиратрона, разряжающего конденсатор. Затем получается возможность измерения токов в цепи любого электрода при любых потенциалах на других электродах, чего нельзя иметь в том случае, когда импульс тока измеряется в цепи того электрода, к которому подводится импульс потенциала. При настоящем способе лампа „отпирается лишь в те моменты, когда на управляющий электрод подается импульс потенциала. В остальное время на управляющем электроде находится достаточно большой (по абсолютному значению) отрицательный потенциал.

Примерные статические характеристики, получаемые предлагаемым способом, приводятся на фигурах 7 и 8.

Предмет изобретения

1. Способ снятия статических характеристик электронных приборов с плавным электростатическим управлением, отличающийся тем, что в цепь управляющего электрода последовательно с регулируемым напряжением смещения периодически подают имеющее форму узких импульсов напряжение от заряжаемого от постороннего источника и периодически вынужденно разряжаемого при помощи тиратрона конденсатора, а к другим электродам обследуемого электронного прибора через заранее известные безиндукционные сопротивления прикладывают регулируемые напряжения от источников постоянного тока, заблокированных емкостями, причем, получающиеся при этом максимальные значения импульсов токов в цепях этих электродов измеряют по и.мпульсам падения напряжения на указанных выше сопротивлениях, к которым через вентиль и индикатор тока прикладывают регулируемое компснсируюпсее напряжение.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся применением для измерения максимальных значений импульсов в цепях электродов обследуемой электронной лампы электронного осциллоскопа или осциллографа, одна пара отклоняющих электродов которого присоединена к концам или части сопротивлений, введенных в цепи электродов, а к другой паре отклоняющих электродов подведено пилообразное напряжение, синхронизованное с источником переменного напряжения, подаваемого в цепь управляющего электрода тиратрона, периодически разряжающего конденсатор.

Фиг. 2 Фиг. 6 Фиг. 8