DE1279213B - Kathodenstrahlroehre - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4507WW PATENTAMT Int. α.:

HOIj

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21g-13/21

Nummer: 1279 213

Aktenzeichen: P 12 79 213.1-33 (W 34263)

Anmeldetag: 8. April 1963

Auslegetag: 3. Oktober 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre mit elektrostatischen Linsen zum Bilden und Fokussieren eines Elektronenstrahls auf ein Auftreffziel, vornehmlich auf einen Bildschirm.

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre mit mindestens drei gleichachsig hintereinanderliegenden Gittern, die mit den Kathodenstrahl bündelnden Blenden versehen sind, wobei die Blendenöffnung des zweiten Gitters kleiner als die Blende des ersten, ihm eng benachbarten Gitters ist.

Bei Fernsehempfängern und anderen elektronischen Geräten, bei denen ein Bildschirm durch Auftreffen eines Elektronenstrahls zum Aufleuchten gebracht wird, ist es sehr erwünscht, eine möglichst große Modulation der Lichtausbeute der Kathodenstrahlröhre in Abhängigkeit von einer gegebenen Amplitudenänderung des dem Gerät zugeführten Steuersignals zu erreichen. Gelingt es, eine Kathodenstrahlröhre zu schaffen, die eine relativ große Änderung des Strahlstromes bei verhältnismäßig kleiner Änderung des zugeführten Steuersignals ergibt, so kann der Schaltungsaufbau des Gerätes wesentlich vereinfacht werden. Es ist dann z. B. möglich, bei Fernsehgeräten einen Videoverstärker entbehrlich zu machen und außerdem andere Schaltungsvereinfachungen vorzunehmen, besonders im Netzanschluß des Fernsehgerätes. Anders ausgedrückt, soll die Kathodenstrahlröhre eine hohe Steilheit aufweisen, ohne daß dadurch die für normales Fernsehen erforderliche Helligkeit und Bildauflösung beeinträchtigt werden.

Es ist bekannt, daß bei einer bestimmten Steuerspannung erhöhte Kathoden- und Strahlströme dadurch erzielbar sind, daß man die Kathode des Elektronenstrahlers, nicht aber das Steuergitter moduliert, bei dem es sich normalerweise um das der Kathode nächstgelegene Gitter handelt, das im folgenden als erstes Gitter G₁ bezeichnet ist.

Dieses Gitter G₁ wie auch die im folgenden noch aufgeführten Gitter G₂, G₃, G₄ und G₅ können auch als Elektroden bezeichnet werden. Der Einheitlichkeit halber werden sie hier durchgehend als Gitter bezeichnet. Bei Verwendung der Kathodenmodulation lassen sich minimale Steuerspannungen und hohe Steilheit nur dann erzielen, wenn das Potential des zweiten Gitters G₂ bei Erdung des ersten Gitters G₁ kleiner als 100 V positiv ist. Vor der Verwendung dieses mit niedriger Spannung betriebenen zweiten Gitters wurde dieses Gitter normalerweise mit einer Spannung von 300 V positiv betrieben. Die mit niedrigerer Spannung am zweiten Gitter arbeitenden Kathodenstrahlröhren haben höhere Steilheit. Je höher die Steilheit ist, um so geringer kann die Steuerspannung sein, mit der die Kathodenstrahlröhre

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,

East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,

8000 München 22, Widenmayerstr. 46

Als Erfinder benannt:

Melvin V. Duerr, Elmira, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 13. April 1962 (187 257) - -

Signale zugeführt werden. Eine bekannte Kathodenstrahlröhre dieser Art hat mindestens drei gleichachsige hintereinanderliegende Gitter, die mit den Kathodenstrahl bündelnden Blenden versehen sind, wobei die Blendenöffnung des zweiten Gitters (Anode) kleiner als diejenige des ersten ihm eng benachbarten Gitters ist.

Die bekannten Kathodenstrahlröhren besitzen dritte und fünfte Gitter G₃ und G₆, die mit hohem positivem Potential von etwa 16000V arbeiten, und ein dazwischenliegendes viertes Gitter G₄, an das eine Spannung von etwa 300 V gelegt ist. Diese Gitter bilden die Hauptfokussierungslinse des elektronenoptischen Systems. Es ist deshalb bei Strahlern mit einem unter niedriger Spannung stehenden zweiten Gitters G₂ wichtig, daß der Durchgriff der hohen Spannungen der dritten und weiteren Gitter nicht bis zur Kathode reicht, da sonst eine höhere Steuerspannung zum Abschalten der Röhre notwendig wäre.

Ein Nachteil der bekannten Kathodenstrahlröhren, den man vornehmlich dem elektrostatischen Aufbau der Strahler zuschreibt, ist ein als Punktüberstrahlung bekannter Mangel. Er äußert sich in einer beträchtlichen Zunahme der Punktgröße auf dem Bildschirm oder sogar als ein Lichthof, wenn sich das Potential

des Steuergitters dem Wert Null nähert. Hierdurch

entsteht eine störende Unscharfe an den helleren Stellen des Fernsehbildes.

Es wurde nun gefunden, daß dieser Nachteil durch eine besondere Einstellung der Stärke der zwischen dem zweiten und dem dritten Gitter befindlichen Linse weitgehend vermieden werden kann. Dies beruht ver-

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mutlich im wesentlichen auf folgendem Grund. Nähert strahlröhre zu schaffen, die bei hoher Steilheit und sich bei der Kathodenmodulation die Steuerspannung hohem Strahlstrom nur kleine Leuchtpunkte auf dem dem Wert Null, so wird der Strahlwinkel der Triode, Bildschrim erzeugt.

die aus der Kathode und den beiden ersten Gittern G₁ Die erfindungsgemäße Kathodenstrahlröhre mit

und G₂ besteht, groß. Außerdem können die Elektronen, 5 mindestens drei gleichachsig hintereinanderliegenden wenn die Kathode die Steuerspannung Null hat, auf Gittern,diemitdenKathodenstrahlbündelndenBlenden die geerdete oder spannungslose Seite des Gitters G₁ versehen sind, wobei die Blendenöffnung des zweiten auftreffen. Diese Elektronen werden dann reflektiert Gitters kleiner als die Blende des ersten, ihm eng be- und dringen in die Hauptlinse der Kathodenstrahlröhre nachbarten Gitters ist, ist dadurch gekennzeichnet, unter ziemlich stark divergierenden Neigungswinkeln io" daß die Öffnung des zweiten Gitters näher am ersten ein. Sie werden daher nicht in der gleichen Bildebene Gitter liegt als der übrige Blendenteil desselben, daß fokussiert wie die erwünschten Elektronen, die von der das zweite Gitter an seiner der Strahlungsquelle abMitte der Kathode abgestrahlt werden. Dies ruft dann gekehrten Seite einen zusätzlichen Blendeneinsatz entdie beschriebene Lichthofbildung hervor. Erhält nun hält, der mit dem zweiten Gitter elektrisch leitend verdie zwischen den Gittern G₂ und G₃ befindliche Linse 15 bunden ist und mit seiner Blendenöffnung von der voreine zweckdienliche Gestalt und bringt man ins- geschalteten Blendenöffnung des zweiten Gitters in besondere die in diesem Gittern vorgesehenen Öff- einem Abstand liegt, der kleiner als der Durchmesser mrngen in die Nähe des Elektronenstrahls, so kann man der Blendenöffnung des Einsatzes ist, dessen Blendendie am Rande auftreffenden Elektronen korrigieren öffnung im Durchmesser jedoch größer als der Öff- und verhindern, daß sie aus der Strahlachse so stark 20 nungsdurchmesser der Blende des zweiten Gitters ist, divergieren, daß sie den beschriebenen Bildfehler ver- während das anschließende dritte Gitter einem zum Ursachen. Es wurde gefunden, daß man bei Ver- zweiten Gitter verjüngt zulaufenden, rohrförmigen Wendung eines rohrförmig vorspringenden Gitters als Eingangsteil aufweist, dessen Eingangsöffnung im drittes Gitter G₃ eine bessere Bildwiedergabe erzielt. Durchmesser mindestens dreimal größer als der Durch-Eigentlich müßte man erwarten, daß bei Verwendung 25 messer der Blendenöffnung des Blendeneinsatzes im eines solchen Gitters infolge erhöhten Durchgriffs des zweiten Gitter ist.

Feldes des dritten Gitters G₃ durch die Öffnung des Die Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung hat

zweiten Gitters G₂ die Sperrspannung in erheblichem eine verbesserte Empfindlichkeit der Kathodenmodu-Maße von dem Potential des dritten Gitters G₃ ab- lation und einen Aufbau, der einen hohen Durchgriff hängig werden würde. Dies hätte natürlich eine Ver- 30 des zweiten Gitters vorsieht. Dieser hohe Durchgriff minderung der Modulationsempfindlicrikeit zur Folge. wird durch eine optimale Bemessung der Abstände Sie würden eintreten, wenn man den Durchgriff des zwischen der Kathode und den ersten beiden Gittern Feldes des dritten Gitters G₃ zu groß werden ließe. G₁ und G₂ sowie der in diesen Gittern vorgesehenen Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, die Gitteranord- Blendenöffnungen erzielt. Zusätzlich werden eine vernung so auszubilden, daß die Größe des Durchgriffs 35 besserte Leuchtfleckbegrenzung des Strahlers und ein des Feldes des dritten Gitters G₃ begrenzt ist, wenn die stärkerer Strahlstrom durch einen besonderen Einzwischen dem zweiten und dritten Gitter G₂ und G₃ gangsteil des dritten Gitters G₃ und durch optimale befindliche Linse auf eine gute Lichtfleckwiedergabe Bemessung der Abstände zwischen dem zweiten und eingestellt ist, so daß die gute Modulationsempfindlich- dem dritten Gitter G₂ bzw. G₃ und der Größe ihrer keit nicht beseitigt wird. 40 Blendenöffnungen erzielt.

Die bekannten Kathodenstrahlröhren haben einen In der Zeichnung ist eine Kathodenstrahlröhre gegeringen Durchgriff des dritten und der weiten Gitter maß der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar bis zur Kathode, so daß die Sperrspannung im wesent- zeigt

liehen durch das zweite Gitter G₂ bestimmt wird. In- F i g. 1 eine teilweise aufgeschnittene Kathoden-

folgedessen ist es zur Erhaltung der durch Kathoden- 45 strahlröhre im Grundriß,

modulation verbesserten Modulationsempfindlichkeit F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil des Hainotwendig, an das zweite Gitter G₂ ein niedriges Poten- ses der Röhre in größerem Maßstab und
tial von etwa 100 V oder weniger anzulegen. Bisher hat F i g. 3, 4 und 5 Kennlinien dieser Röhre im Ver-

man im allgemeinen geglaubt, daß bei solchen Katho- gleich zu den Kennlinien der bisher verwendeten denstrahlröhren mit niedriger Spannung am zweiten 5° Röhren.

Gitter G₂ ein gewisser Durchgriff des Feldes des dritten Die in Fig. 1 und 2 veranschaulichte Röhreil

Gitters G₃ erforderlich ist, um eine zu schwache Fokus- weist einen evakuierten Kolben 13 mit einem BiIdsierung zu vermeiden, und daß sich das Erfordernis schirm 15 und einem im Hals 17 angeordneten Elekeiner guten Empfindlichkeit für die Kathodenmodula- tronenstrahlerzeugungssystem 20 auf. Das Elektronention durch Verringerung des Durchgriffs einerseits und 55 strahlerzeugungssystem20 besteht aus einer Elektronendas Erzielen guter Fokussierung andererseits wider- quelle sowie Mitteln zum Steuern, Beschleunigen und sprächen. Es wurde aber gefunden, daß diese beiden Bündeln des Elektronenstrahls, der zum Bildschirm 15 Faktoren sich nicht unbedingt widersprechen müssen. gerichtet ist und durch eine Ablenkvorrichtung, z. B. Vielmehr hat sich ergeben, daß man einerseits einen ein elektromagnetisches Ablenkjoch 21, beeinflußt geringen Durchgriff bei demzufolge hoher Empfindlich- 60 wird. Der Bildschirm 15 wird ebenso wie das letzte keit der Kathodenmodulation erzielen und andererseits Gitter des Elektronenstrahlerzeugungssystems je nach gleichzeitig durch Benutzung einer stark vorspringenden Anwendungsfall auf einem Potential von etwa 14 bis Linse zwischen dem zweiten Gitter G₂ und dem dritten 18 Kilovolt gehalten. Dieses hohe Potential beschleu-Gitter G₃ den Elektronenstrahl zusammenhalten und nigt die Elektroden auf eine so hohe Geschwindigkeit, lichthofartige Aufhellungen mit starker Streuung bei 65 daß sie beim Auftreffen auf den Bildschirm die fluoreshohen Steuerspannungen vermindern kann. zierende Bildschicht zum Aufleuchten bringen. Nor-

Demgemäß ist die der Erfindung zugrunde liegende malerweise wird die hohe Spannung für den Bildschirm Aufgabe vornehmlich darauf gerichtet, eine Kathoden- Tind das letzte Gitter an eine Anodenklemme 23 an-

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gelegt. Eine elektrisch leitende Innenschicht 25 des Abstand S₁ ebenso wie durch den Abstand S₂ der konischen Teils des Kolbens 13 erstreckt sich nach Durchgriff des Gitters G₂ erhöht werden. Wegen dieses hinten bis in den Hals 17 der Röhre und führt die hohe hohen Durchgriffaktors ist die Kathodensperrspannung Spannung dem letzten Gitter zu, und zwar mittels weitgehend durch die Spannung des Gitters G₂ be-Kontaktzungen 27, die sich gegen die Innenschicht an- 5 stimmt, die normalerweise 20 bis 50 Volt beträgt, legen. Die übrigen Gitter der Röhre erhalten ihre während die Spannung des Gitters G₁ Null ist. Bespannung durch Leitungen, die durch die hintere Ab- grenzungen für die Mindestabstände zwischen den schlußkappe 29 in den Röhrenhals 17 eingeführt sind. Öffnungsrändern ergeben sich dadurch, daß diese Ab-

Das Strahlerzeugungssystem 20 weist mehrere gleich- Wärmedehnungen eintretenden Abstandsveränderungen achsig hintereinanderliegende Gitter G₁ bis G₅ auf, die io stände mit den Herstellungstoleranzen und den durch in bekannter Weise an stabf örmigen Isolierkörpern 31 vereinbar sein müssen, damit Kurzschlüsse und Funkenbefestigt sind, die sich in Längsrichtung des Röhren- bildung mit Sicherheit vermieden werden. Die Anhalses erstrecken. Im ersten Gitter G₁, das als Steuer- Ordnung der Öffnung 53 in dem vorstehenden Teil der gitter arbeitet, ist eine rohrförmige, indirekt beheizte Blendenfläche macht es möglich, den Abstand S_z Kathode 33 angeordnet, die in einem ringförmigen 15 zwischen den Öffnungsrändern sehr klein zu halten und keramischen Halter 35 sitzt und mit einem Heizdraht trotzdem einen verhältnismäßig großen Gitterabstand 39 versehen ist. Das dem Bildschirm 15 zugekehrte S₃ beizubehalten, so daß Kurzschlüsse verhindert Ende der Kathode 33 ist geschlossen und trägt außen werden. Um den hohen Durchgriff und die hohe Steileinen Elektronen emittierenden Überzug 41. heit des Gitters G₂ zu erhalten, dürfen die Abstände

Das Steuergitter G₁ ist becherförmig ausgebildet und 20 S₁ und ,S₂ nicht größer als 0,17 d_x sein. Begrenzungen nach hinten offen. Es besteht aus einer rohrförmigen des Durchmessers d₂ der vorgeschobenen Blenden-Hülse 38 und einer Blende 40, deren Öffnung 42 den öffnung 53 beruhen darauf, daß trotz Vergrößerung emittierenden Überzug 41 der Kathode 33 übergreift. des Durchgriffaktors D₁ des Gitters G₂ durch eine Der Durchmesser d_x der Blendenöffnung 42 beträgt kleine Öffnung die Strahlstromaufnahme und eine etwa 0,9 mm. Die Wand der Blende 40 weist an ihrer 25 entsprechende Abnahme der Steilheit einen Mindestder Kathode 33 abgekehrten Außenfläche eine die wert ergeben. Eine beträchtliche Verminderung des Blendenöffnung 42 umgebende konkave Vertiefung auf. Durchgriffaktors D₁ tritt auch ein, wenn der Durch-Hierdurch wird ein geringmöglicher Abstand zwischen messer d₂ etwa gleich dem Durchmesser d_x der Öffder Oberfläche der Emissionsschicht 41 und der dem nung 42 des Steuergitters G₁ oder größer als dieser ge-Bildschirm zugewendeten Oberfläche der Blende 40 30 macht wird. Es wurde gefunden, daß die Röhre bei im Bereich der Öffnung 42 gesichert. Der Abstand S₁ einem Verhältnis d₂/d₁ kleiner als 0,9 und größer als zwischen der Blende 40 und der Emissionsschicht 41 0,7 am besten arbeitet. Der Durchgriffaktor D₁ des beträgt etwa 0,01 mm. Die Wandstärke der Blendplatte zweiten Gitters G₂ ergibt sich aus dem Verhältnis beträgt ebenfalls etwa 0,01 mm. Fo₁/ F₂, worin F₂ die Spannungsdifferenz zwischen der

In Strahlrichtung dicht hinter dem Gitter G₁ be- 35 Kathode 33 und G₃ und Fei die negative Spannung ist,

findet sich das zweite Gitter G₂, Es besteht ebenfalls aus die am Gitter G₁ benötigt wird, um den Strahl abzu-

einer Metallröhre, die aber zum Bildschirm hin offen schalten, wenn die Endgitter G₃ und G₆ spannungslos

ist. Das Gitter G₂ weist eine Hülse 51 und eine Blende sind. Der Durchgriffaktor D₁ des Gitters G₂ beträgt

52 auf, deren Öffnung 53 mit der Blendenöffnung 42 in dem dargestellten Beispiel etwa 5.

des Gitters G₁ fluchtet. Der mittlere Teil 54 der Blen- 40 Das in Strahlrichtung hinter dem Gitter G₂ befind-

denwand ist zum Gitter G₁ hin konkav oder kegelig liehe Gitter G₃ besteht aus einer abgestuften Hülse 61,

verformt. Der Durchmesser d_z der Öffnung 53 beträgt die am Austrittsende des Strahls mit einer Blende 62

etwa 0,7 mm. Der Abstand S_z zwischen dem hinteren versehen ist, deren Öffnung 63 einen Durchmesser d_s

Rand dieser Öffnung und dem vorderen Rand der von etwa 2,3 mm aufweist. Die Außenhülse 61 setzt

Öffnung 42 beträgt etwa 0,1 mm. 45 sich aus einem im Durchmesser größeren Teil 64 und

Das Gitter G₂ enthält zusätzlich eine Einsatzbüchse einem kleineren Teil 65 zusammen. Der Teil 64 hat

57, die mit ihrer Hülse 47 in die Hülse 51 des Gitters G₂ etwa den gleichen Außendurchmesser wie die Hülsen

paßt und ebenfalls nach vorn zum Bildschirm hin offen 38 und 51 der Gitter G₁ und G₂. In dem Teil 65 der

ist. Die Einsatzbüchse weist eine Blende 58 auf, die Hülse 61 des Gitters G₃ befindet sich ein rohrförmiger

mit dem Gitter G₂ elektrisch und mechanisch ver- 50 Einsatz 67, der mit einem zylindrischen Teil 68 tele-

bunden ist. Die Blende 58 enthält eine öffnung 59, skopisch verschiebbar in den Hülsenteil 65 paßt. An

deren Durchmesser mit d₃ bezeichnet ist. Der Ab- diesen zylindrischen Teil 68 schließt sich nach hinten

stand S_t zwischen den einander zugekehrten Rändern ein kegelförmiger Teil 69 an, der aus dem Teil 64 der

der Öffnungen 53 und 59 beträgt etwa 0,25 mm, und der Hülse 61 nach hinten hervorsteht und an seinem Ende

Abstand S₃ zwischen den äußeren Teilen der einander 55 eine Einlaßöffnung 70 aufweist. Der Abstand S₅ der

zugekehrten Flächen der Blenden 40 und 52 hat etwa Außenkante dieser Öffnung von der Blendenscheibe 58

die gleiche Größe. Der Außendurchmesser der Gitter des Einsatzes 57 des Gitters G₂ beträgt etwa 4,3 mm,

G₁ und G₂ beträgt etwa 12,5 mm. der Durchmesser d_t dieser Öffnung etwa 3,0 mm.

Die beschriebene Anordnung stellt eine Triode dar, Durch Einregelung des Gitterabstandes S₅ und der

in der der Durchgriff des Gitters G₂ hoch ist. Der 60 Größe der Eintrittsöffnung 70 des kegelförmigen Teils

Höchstwert des Durchgriffs ist vornehmlich durch die 69 konnte eine wesentliche Verbesserung der Leucht-

zwischen den Gittern befindlichen Abstände begrenzt, fleckgrößencharakteristik erzielt werden. Die maximal

die erforderlich sind, um Funkenbildung und Kurz- erzielbare Verbesserung ist natürlich davon abhängig,

Schlüsse zu vermeiden. welcher Durchgriff noch zulässig ist, ehe es zum Ab-

Im allgemeinen ist es erwünscht, den Abstand S₁ 65 schalten des Elektronenstrahls kommt. Bei der hohen

zwischen der Kathode 33 und dem Gitter G₁ so zu Modulationsempfindlichkeit, die mit einer Trioden-

wählen, daß die gewünschte Sperrspannung erzielt ausführung der beschriebenen Art erzielt wird, ist ein

wird. Bei der dargestellten Anordnung kann durch den übermäßig hoher Durchgriff vom Gitter G₃ sehr uner-

"Wünscht. Die im Gitter G₂ angeordnete Einsatzbuchse 57 begrenzt oder bestimmt die Höhe des Hochspannungsdurchgriffs von G₃. Die Einsatzbuchse 57 und die -sonstigen Teile des Gitters G₂ wirken als Schirm, der 4en aus den Kathode 33, dem ersten Gitter G₁ und dem vorstehenden Teil 54 des Gitters G₂ bestehenden Triodenabschnitt gegen die Spannung des Gitters G₃ abschirmt. Der Durchmesser J₃ der Öffnung 59 der Einsatzbuchse 57 ist im wesentlichen ein Kompromiß, der sich aus dem erhöhten Durchgriffaktor D₁ des Gitters G₂, dem Hochspannungsdurchgriff und der Stärke der Fokussierungslinse ergibt. Eine Verkleinerung des Durchmessers J₃ der Öffnung 59 hat erfahrungsgemäß eine leichte Erhöhung des Durchgriffs D₁ des Gitters G₂ und eine beträchtliche Verminderung des Durchgriffs D₂ zur Folge. Der Durchgriffaktor D₂ des Gitters G₃ errechnet sich aus dem Bruch V_cmIV_a und beträgt etwa 0,0075. Dabei ist K₃ die Spannungsdifferenz zwischen der Kathode 33 und den Gittern G₃ und G₅ und V_cm die negative Spannung, die man an das Gitter G₁ legen ao muß, um den Strahl abzuschalten, wenn das Gitter G₂ spannungslos ist. Wegen der Verminderung des Durchgriffs D₂ könnte erwartet werden, daß die Leuchtfleckgröße bei hohen Strahlströmen zunimmt. Dies wird jedoch durch entsprechende Einstellung der zwischen den Gittern G₂ und G₃ befindlichen Fokussierungslinse verhindert. Die Begrenzung des Durchmessers J₃ der Blendenöffnung 59 des Gitters G₂ ist notwendig, weil sich aus Versuchen ergab, daß bei Erhöhung des Durchgriffs durch Veränderung des Abstandes S₅ die hierdurch entstehende Vergrößerung der Stärke der Fokussierungslinse unter Umständen zu einer Zunahme der L'euchtflekckgröße auf dem Bildschirm 15 führt. Der Durchmesser d_s muß daher in einem Bereich bleiben, der einen möglichst hohen Durchgriff D₁ des Gitters G₂ sichert und dennoch einen ausreichenden Hochspannungsdurchgriff erlaubt, damit das Zunehmen der Leuchtfleckgröße und das Überstrahlen ohne unzulässige Verstärkung der Fokussierungslinse gesteuert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß man den Durchmesser d₃ der Öffnung 59 etwa ebenso groß macht wie den Durchmesser J₁ der Öffnung 42 des ersten Gitters G₁ und den Abstand S₄, zwischen den Rändern der Öffnungen 53 und 59 nicht größer als 0,6 d_s wählt. Auch muß der Durchmesser J₄ der Öffnung 70 kleiner sein als der Durchmesser der Außenhülse 51 des Gitters G₂ und der Abstand S₅ ebenso groß oder größer als 3 J₃.

Ein hülsenf örmiges Gitter G₄, dessen Hülse mit 75 bezeichnet und mit dem Teil 18 am Isolierstab 31 befestigt ist, schließt sich in Strahlrichtung hinter das Gitter G₃ an. Alsdann folgt ein Gitter G₅, dessen Teil 80 an der Strahleintrittsseite durch eine Blende 82 abgeschlossen ist, deren Öffnung 84 einen Durchmesser J₆ von etwa 2,8 mm aufweist.

Die folgenden Abmessungen und angewendeten Spannungen haben sich für günstig arbeitende Kathodenstrahlröhren nach der Erfindung bewährt:

Öffnungsdurchmesser

J₁ 0,9 mm

J₂ 0,7 mm

J₃ 0,9 mm

J₄ 3,0 mm

J₅ 2,3 mm

J₆ 3,8 mm

Abstände

1S₁ 0,1 mm

S₂ 0,1mm

5₃ 0,25 mm

5₄ 0,25 mm

5₅ 4,3 mm

Spannungen

Kathode 33 0 bis + 60 V

Gitter G₁ OV

Gitter G₂ . + 45 V

Gitter G₃ + 16 kV

Gitter G₄ +200V

Gitter G₅ + 16 kV

Die Kurven nach F i g. 3, 4 und 5 zeigen die Leistungen einer Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung im Vergleich zu den Leistungen üblicher Kathodenstrahlröhren, deren Gitter mit Niederspannungen gespeist werden, wobei sich die Kurven- auf die bekannten, die Kurven B auf erfindungsgemäße Röhren beziehen. F ig. 3 zeigt,.daß eine erhebliche Erhöhung der Steilheit und demzufolge gegenüber den üblichen Röhren eine beträchtliche Verbesserung der Steuerung erzielt wird. Dabei ist es wichtig, daß außer dieser Verbesserung auch eine beträchtliche Verbesserung der Leuchtfleckgröße erreicht wird. F i g. 4 veranschaulicht ebenfalls die erhöhte Steilheit und läßt außerdem erkennen, daß der. mit der Röhre erzielbare maximale Strahlstrom wesentlich stärker als bei den bekannten Röhren ist. F i g. 5 zeigt die Verbesserung der Leuchtfleckgröße auf dem Bildschirm und außerdem die erzielbare Erhöhung der Strahlstromstärke.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kathodenstrahlröhre mit mindestens drei gleichachsig hintereianderliegenden Gittern, die mit den Kathodenstrahl bündelnden Blenden versehen sind, wobei die Blendenöffnung des zweiten Gitters kleiner als die Blende des ersten, ihm eng benachbarten Gitters ist, dadurchgekennzeichn e t, daß die Öffnung (53) des zweiten Gitters (G₂) näher am ersten Gitter (G₁) liegt als der übrige Blendenteil (54) desselben, daß das zweite Gitter (G₂) an seiner der Strahlungsquelle (33, 41) abgekehrten Seite einen zusätzlichen Blendeneinsatz (57) enthält, der mit dem zweiten Gitter elektrisch leitend verbunden ist und mit seiner Blendenöffnung (59) von der vorgeschalteten Blendenöffnung (53) des zweiten Gitters in einem Abstand (S₄) liegt, der kleiner als der Durchmesser (J₃) der Blendenöffnung (59) des Einsatzes ist, dessen Blendenöffnung im Durchmesser (J₃) jedoch größer als der Öffnungsdurchmesser (J₂) der Blende des zweiten Gitters (G₂) ist, und daß das anschließende dritte Gitter (G₃) einem zum zweiten Gitter verjüngt zulaufenden, rohrförmigen Eingangsteil (69) aufweist, dessen Eingangsöffnung (70) im Durchmesser (J₄) mindestens dreimal größer als der Durchmesser (J₃) der Blendenöffnung (59) des Blendeneinsatzes (47) im zweiten Gitter (G₂) ist.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ersten Gitter (G₁ und G₂) je eine zylindrische Hülse (38 bzw. 51) aufweisen und diese Hülsen an ihren einander zugekehrten Enden je durch die zugeordnete Blende (40 bzw. 52) einseitig abgeschlossen sind, wobei der Blendeneinsatz (57) des zweiten Gitters (G₂) innerhalb dessen Hülse (51) so angeordnet ist, daß der Abstand (S₄) zwischen den beiden Öffnungen (53 und 59) der Blenden (52 und 58) des zweiten Gitters und seines Einsatzes kleiner als 0,6 des Durchmessers (J₃) der Blendenöffnung (59) des Einsatzes - (57) ist.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Blende (40) des ersten Gitters (G₁) im Bereich der Blendenöffnung (42) kleiner ist als im äußeren Randbereich.

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Hülse (51) des zweiten Gitters (G₂) den gleichen Außendurchmesser wie die zylindrische Hülse (38) des ersten Gitters (G₁) hat.

5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teil (54) der Blende (52) des zweiten Gitters (G₂) zum ersten Gitter (G₁) hin kegelstumpfförmig verjüngt zuläuft.

6. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser 04) der Eingangsöffnung (70) des dritten Gitters (G₃) kleiner ist als der Durchmesser der zylindrischen Hülse (51) des zweiten Gitters (G₂).

7. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

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der Abstand (S₁) der die Strahlungsquelle bildenden Kathode (33) von der Blende (40) des ersten Gitters (G₁) ebenso wie der Abstand (S₂) der Öffnung (42) dieser Blende von der benachbarten Blendenöffnung (53) des zweiten Gitters nicht größer als 0,17 des Durchmessers (^₁) der Blendenöffnung (42) des ersten Gitters (G₁) ist.

8. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (J₃) der Öffnung (59) des Einsatzes (57) des zweiten Gitters (G₂) etwa gleich dem Durchmesser (^₁) der Blendenöffnung (42) des ersten Gitters (G₁) ist.

9. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (I₂Id₁ zwischen den Durchmessern der Blendenöffnungen (53, 42) des zweiten und ersten Gitters größer als 0,7 und kleiner als 0,9 ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 071 238.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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