DE1190110B - Kathodenstrahl-Speicherroehre und Schaltungsanordnung fuer eine Kathodenstrahlroehre - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIj

Deutsche Kl.: 21g-13/27

Nummer: 1190110

Aktenzeichen: E 21020 VIII c/21 g

Anmeldetag: 29. April 1961

Auslegetag: 1. April 1965

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahl-Speicherröhre mit einem Strahlerzeugungssystem zum Schreiben und zum Lesen, mit einer Speicherelektrode, die aus einem Metallnetz besteht, das auf der dem Strahlerzeugungssystem zugewandten Seite eine Isolierschicht trägt, und mit einem vor der Speicherelektrode liegenden Sammelgitter.

Es sind bereits Kathodenstrahl-Speicherröhren bekannt, die ausschließlich der direkten Abbildung der gespeicherten Signale dienen und mit denen eine langdauernde Speicherung nicht durchführbar ist. Derartige Röhren verwenden eine abtastende Schreibstrahlquelle zur Einspeicherung des Ladungsbildes sowie eine Rieselstrahlquelle, um die Abbildung der Signale auf dem Leuchtschirm zu erzielen.

Es ist weiter eine Röhre bekannt, bei der auf einer Speicherelektrode Ladungsbilder durch Abtastung der Elektrode mit einem Schreibstrahl hoher Geschwindigkeit von einer ersten Schreibstrahlquelle ausgebildet werden, während gleichzeitig die zu speichernden Signale einem Gitter der Speicherelektrode zugeführt werden. Zum Lesen ist eine gesonderte Lesestrahlquelle vorgesehen, die einen relativ langsamen Lesestrahl erzeugt. Dieser Lesestrahl wird von den gespeicherten Ladungen auf der Speicherelektrode zurückgeworfen und in dieser Art gemäß den gespeicherten Signalen moduliert. Der Lesevorgang bei dieser Anordnung erfolgt nach bekannter Super-Orthikon-Praxis.

Ziel der Erfindung ist eine Kathodenstrahl-Speicherröhre, in der elektrische Signale trotz wiederholter Ablesungen der gespeicherten Information in Form elektrischer Signale langdauernd gespeichert werden können, bei der nur eine einzige Elektronenstrahlquelle verwendet wird und die sowohl die Ableitung elektrischer Ausgangssignale als auch eine sichtbare Abbildung der gespeicherten Signale, falls dies erwünscht ist, gestattet.

Eine erfindungsgemäße Röhre ist dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht der Speicherelektrode vor dem Schreiben durch den Elektronenstrahl auf ein negatives Potential gebracht ist, so daß beim Lesen der Lesestrahl in einen durch die Speicherelektrode hindurchtretenden und in einen von der Speicherelektrode zurückgeworfenen Teil zerlegt wird.

Bei einer Ausführungsform der beschriebenen Einrichtung trifft der durch die Speicherelektrode hindurchtretende Lesestrahlanteil auf die Dynoden eines Elektronenvervielfacherteils auf und es werden von einer Ausgangselektrode den gespeicherten Signalen entsprechende Ausgangssignale abgeleitet.

Kathodenstrahl-Speicherröhre und Schaltungsanordnung für eine Kathodenstrahlröhre

Anmelder:

English Electric Valve Company Limited,

London

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore

und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte,

Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Als Erfinder benannt:

Eric Brian Butler Callick, Chelmsford, Essex;

Jervois Campbell Firmin, Little Baddow, Essex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 2. Mai 1960 (15 284)

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Elektronenvervielfachersystem mit der Ausgangselektrode auf der gleichen Seite wie das Strahlerzeugungssystem angeordnet, wobei es dieses vorzugsweise koaxial umgibt, und auf der gegenüberliegenden Seite der Röhre ist ein Leuchtschirm vorgesehen. Bei dieser Anordnung tritt der von der Speicherelektrode zurückgeworfene Lesestrahlanteil in das Elektronenvervielfachersystem ein und erzeugt dort ein elektrisches Ausgangssignal, während der durch die Speicherelektrode hindurchtretende Lesestrahlanteil auf den Leuchtschirm auftrifft und dort ein sichtbares Bild der gespeicherten Signale erzeugt.

Die F i g. 1 und 2 zeigen je eine Ausführungsform der beschriebenen Einrichtung. Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.

Die in Fig. 1 dargestellte Speicherröhre hat eine evakuierte Hülle 1 mit einem erweiterten Teil 1 a. An einem Ende der Hülle 1 ist das Elektronenstrahlerzeugungssystem mit einer Kathode 2 und Gittern 3 und 4 angebracht, das einen schmalen, seitenparallelen Elektronenstrahl erzeugt, sowie eine Anode 5 in Form eines metallischen Niederschlags auf der Wandung der Röhre, um die Strahlelektronen zu beschleunigen.

Innerhalb des erweiterten Teils la ist quer zur Hülle eine siebartige Speicherelektrode 6 mit einer

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Metallgitter-Hinterlegungselektrode 6', auf deren dem Elektronenstrahlerzeugungssystem zugewandten Seite eine Schicht Isoliermaterial 6" aufgebracht ist, angeordnet. Die Isolierschicht 6" ist so angeordnet, daß sie die Zwischenräume der Hinterlegungselektrode 6' frei läßt. In geringem Abstand von der Speicherelektrode 6 und parallel dazu sind zwei Gitter 7 und 8 angeordnet. Dabei liegt auf jeder Seite eines der Gitter, und zwar Gitter 7 auf der dem Strahlerzeugungssystem zugekehrten Seite. Beim Betrieb der Röhre dient es als Sammelgitter. Das Gitter 8 liegt auf der dem Elektronenstrahlerzeugungssystem abgekehrten Seite der Speicherelektrode 6 und dient als Beschleunigungsgitter. Das Beschleunigungsgitter 8 ist nicht notwendig, doch wird es bevorzugt angewandt.

An dem dem Elektronenstrahlerzeugungssystem gegenüberliegenden Ende der Röhre befindet sich ein Elektronenvervielfacher, der aus einer Anzahl von Dynoden (Prallelektroden) 9 und einer Ausgangselektrode 10 besteht.

Im Betrieb wird die Kathode 2 anfangs auf einem Bezugspotential gehalten, beispielsweise Erde, und die Isolierschichte" der Speicherelektrode wird durch den Elektronenstrahl auf ein leicht negatives Potential stabilisiert. Dies kann wie folgt erreicht werden. Die Hinterlegungselektrode wird auf ein Potential angehoben, das oberhalb des sogenannten »ersten Sekundäremissions-Übergangspotentials« und leicht über dem Potential des Sammelgitters 7 liegt. In der Zeichnung sind typische Potentialwerte, die empirisch gefunden sind, angegeben. Der Elektronenstrahl, der durch ein von der Spule 11 erzeugtes magnetisches Hüllfeld fokussiert wird, wird über die Speicherelektrode 6 mittels des Ablenkspulensystems 12 abgelenkt. Durch die von der Isolierschicht 6" abgegebenen und vom Sammelgitter 7 aufgenommenen Sekundärelektronen wird die Schicht 6 auf das Sammelgitterpotential stabilisiert. Das Potential der Hinterlegungselektrode 6' wird nun schnell auf Null zurückgeführt — die hierfür erforderlichen Mittel sind durch den Schalter 13 angedeutet — und die Isolierschicht wird infolgedessen auf ein leicht negatives Potential zurückgeführt.

Das Potential der Kathode 2 wird nun auf einen Wert verringert, der über dem »ersten übergang« der Schicht 6" liegt. Dies erfolgt durch Mittel, die beispielsweise durch den Schalter 14 angedeutet sind. Das zu speichernde Signal wird der Röhre derart zugeführt, daß auf der Isolierschicht 6" ein Ladungsbild des Signals erzeugt wird. Dies kann z. B. durch Modulation des Elektronenstrahls, während dieser die Speicherelektrode 6 entsprechend einem Fernsehraster abtastet, erfolgen. Alternativ kann auch ein konstanter Strahlstrom die Speicherelektrode in einer Richtung abtasten, während das zu speichernde Signal zur Ablenkung des Strahls in einer Koordinatenrichtung (Richtung senkrecht zur Abtastrichtung) verwendet wird. Beim Auftreffen des Strahls auf die Speicherelektrode 6 werden Sekundärelektronen abgegeben und vom Sammelgitter 7 gesammelt. Die getroffenen Teile der Speicherlektrode erhöhen ihr Potential in positiver Richtung bis zu einem Wert, der durch den Strahlstrom bestimmt wird, so daß ein den zugeführten Signalen entsprechendes Ladungsbild ausgebildet wird.

Soll die gespeicherte Information ausgelesen (abgefragt) werden, so wird das Kathodenpotential wieder an Erde gelegt und ein konstanter Strahl veranlaßt, die Speicherelektrode gemäß einem Raster abzutasten. Dieser Strahl hat eine solche Geschwindigkeit, daß in Abhängigkeit von dem Potential, auf welches die Isolierschicht 6" anfangs gebracht wurde, die »unbeschriebenen« Teile der Speicherelektrode alle Strahlelektronen zurückwerfen. Wo die Isolierschicht 6" jedoch während des Schreibens stärker positiv gemacht wurde, werden einige der Strahlelektronen durch die Zwischenräume der Speicherelektrode hindurchtreten, wobei der Anteil der hindurchtretenden Elektronen an jedem Punkt von dem dort herrschenden Potential abhängig ist.

Die durch die Speicherelektrode hindurchtretenden Elektronen werden durch das Beschleunigungsgitter 8 beschleunigt und durch das Spulensystem 15 zu den Dynoden 9 des Elektronenvervielfachers hin abgelenkt. Den gespeicherten Signalen entsprechende Ausgangssignale werden von der Ausgangselektrode 10 abgenommen.

Das Auslesen kann fortlaufend sehr oft wiederholt werden ohne Verminderung der Güte der wiedergegebenen Information.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Anordnung nach Fig. 1, die im Hinblick auf die schon in Verbindung mit Fig. 1 gegebene Beschreibung nur geringer zusätzlicher Erläuterung bedarf. Wie zu sehen ist, ist bei der Anordnung nach F i g. 2 der Sekundärelektronenvervielfacher auf der anderen Seite der Speicherelektrode 6 angebracht und umgibt das Strahlerzeugungssystem, während ein Leuchtschirm 16, der vorzugsweise durch eine dünne Metallschicht in bekannter Weise hinterlegt ist, auf der anderen Endwand der Röhre parallel zu und in geringem Abstand von der Speicherelektrode 6 angeordnet ist. Ein Beschleunigungsgitter 8 entfällt dabei.

Der Betrieb der Röhre nach F i g. 2 ist ähnlich dem der Röhre nach Fig. 1 und unterscheidet sich von diesem darin, daß der Teil der Strahlelektronen, der von der Speicherelektrode 6 zurückgeworfen wird, auf die Dynoden 9 des Elektronenvervielfachers auftrifft, während der Teil des Elektronenstrahls, der durch die Speicherelektrode hindurchtritt, auf den Leuchtschirm, an den ein Beschleunigungspotential angelegt wird, auftrifft und so die gespeicherte Information bildlich darstellt. Wie erkennbar ist, dient das Ablenkspulensystem 12 sowohl zur Abtastung der Speicherelektrode durch den Strahl als auch zur Rückführung der zurückgeworfenen Elektronen zum Elektronenvervielfacher.

Es ist erkennbar, daß Speicherröhren gemäß der Erfindung nur ein Strahlablenksystem, das sowohl zum Lesen als auch zum Schreiben benutzt wird, erfordern. Sie haben weiterhin eine hohe Empfindlichkeit infolge der Verwendung eines Elektronenvervielfachers und eine lange Speicherzeit durch Anwendung eines Lesestrahls geringer Energie.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kathodenstrahl-Speicherröhre mit einem Strahlerzeugungssystem zum Schreiben und Lesen, mit einer Speicherelektrode, die aus einem Metallnetz besteht, das auf der dem Strahlerzeugungssystem zugewandten Seite eine Isolierschicht trägt, und mit einem vor der Speicherelektrode liegenden Sammelgitter, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (6") vor dem Schreiben durch den Elektronenstrahl auf ein negatives Potential gebracht ist, so daß beim Lesen der

Lesestrahl in einen durch die Speicherelektrode hindurchtretenden und in einem von der Speicherelektrode zurückgeworfenen Teil zerlegt wird.

2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Strahlrichtung hinter der Speicherelektrode (6) ein Elektronenvervielfacher mit Dynoden (9) und einer Ausgangselektrode (10) angeordnet ist, auf den der durch die Speicherelektrode (6) hindurchtretende Lesestrahlanteil auftrifft (Fig. 1).

3. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Strahlrichtung hinter der Speicherelektrode (6) ein Leuchtschirm (16) angeordnet ist, auf den der durch die Speicherelektrode (6) hindurchtretende Lesestrahlanteil auftrifft, und daß auf der gleichen Seite der Röhre wie das Strahlerzeugungssystem ein Elektronenvervielfacher mit Dynoden (9) und einer Ausgangselektrode (10) vorgesehen ist, auf den der von der Speicherelektrode zurückgeworfene Lesestrahl- ao anteil auftrifft (Fig. 2).

4. Röhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronenvervielfachersystem das Strahlerzeugungssystem koaxial umgibt.

5. Schaltung für eine Kathodenstrahl-Speicher- as röhre nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (13) vorgesehen sind, um dem Metallnetz (6') der Speicherelektrode (6) entweder ein Potential, das höher als das des ersten Sekundäremissionsübergangs und höher als das des Sammelgitters (7) ist oder ein Bezugspotential (vorzugsweise Erdpotential) zuzuführen, und daß weitere Schaltmittel (14) vorgesehen sind, um die Kathode des Strahlerzeugungssystems auf das Bezugspotential zu legen, wobei durch Schalten der Kathode auf Bezugspotential und des Metallnetzes (6') auf das Potential, das höher als das des Sammelgitters (7) ist, weiter durch Abtasten der Speicherelektrode mit einem Strahl von der Strahlquelle, um so die Schicht (6") auf das Potential des Sammelgitters (7) zu stabilisieren und darauffolgendes Schalten des Metallnetzes (6') auf Bezugspotential der Isolierschicht (6") veranlaßt werden kann, auf einen leicht negativen Wert zurückzugehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 879 442;
Nachrichtentechnische Zeitschrift (NTZ), 1958, Heft 3, S. 122 bis 124;

ETZ-A, Bd. 78, Heft 15, 1957, S. 546.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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