DE1906111U - Kathodenstrahlroehre. - Google Patents

Description

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335/21 g Gbm

V.Philips* G-loeilampenfabrieken, Eindhoven/Holland Kathodenstrahlröhre ·

Die feuerung bezieht sioh auf eine Kathodenstrahlröhre mit elektrostatischer Ablenkung des Elektronenbündels· Die Neuerung kann bei verschiedenen derartigen Röhren, z.B· bei Bildröhren, Kameraröhren und Informations— speicherröhren, Anwendung finden.

Bei einigen Inwendungen ist es erwünscht, eine Ablenkung in zwei zueinander senkrechten Richtungen aus einer gemeinsamen Lage längs der elektronenoptischen Achse zu bewirken (diese Achse wird nachstehend kurzer als optische Achse bezeichnet werden, während die Ausdrücke "Querschnitt" und "axiale Ebene" einen Schnitt senkrecht zu dieser Achse bzw. eine Bbene durch diese Achse bezeichnen)· Bei magnetischer Ablenkung wird diese Bedingung im allgemeinen erfüllt, aber in einigen Fällen ist es erwünscht, sie auch bei elektrostatischen Ablenkmitteln zu erfüllen. Wenn die üblichen beiden Ablenkplattenpaare an der gleichen Stelle in Längsrichtung der Achse gesehen angeordnet sind, stellt es sich heraus, daß, wenn nur ein Plattenpaar im Betrieb ist, durch das bloße Vorhandensein des anderen Paares das vom ersten Paar erzeugte PeId verzerrt wird,

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so daß das Bündel von einem nicht an jeder Stelle gleichmäßigen Potentialgradienten "beeinflußt wirdj selbstverständlich treten analoge Verzerrungen auf, wenn beide Paare wirksam sind.

Es wurde bereits vorgeschlagen, als Widerstände ausgebildete Ablenkelektroden zu verwenden, um diese Schwierigkeit zu beseitigen, wobei die Platten innerhalb des Röhrenhalses anstelle der üblichen beiden Ablenkplattenpaare angebracht werden. Die Anordnung unddie Wirkungsweise solcher Elektroden wird zunächst an Hand der Mg. 1 der Zeichnung beschrieben werden.

Die dargestellte Kathodenstrahlröhre enthält einen Elektronenbündelerzeuger 1, mit dem ein fokussiertes Elektronenbündel auf eine Auftreffplatte 3 gerichtet werden kann, und Mittel zur elektrostatischen Ablenkung dieses Bündels in zwei zueinander senkrechten Axialebenen, wobei die Ablenkmittel aus einem ersten Paar leitender linienförmiger Elektroden Cx1-Cx2 (gemäß nachstehender Begriffsbestimmung), deren Innenkanten in der ersten der erwähnten Axialebenen in gleichen Abständen beiderseits der optischen Achse Z liegen, einem zweiten Paar leitender linienförmiger Elektroden Oy1-Cy2, deren Innenkanten in der zweiten der erwähnten Axialebenen in gleichen Abständen beiderseits der erwähnten optischen Achse liegen, vier Widerstandselektroden R1-R4, die aus je einem flächenförmigen Widerstand bestehen, die sich jeweils von der Innenkante einer in der einen Axialebene liegenden leitenden Elektrode bis zur Innenkante einer in der anderen Axialebene liegenden leitenden Elektrode erstrecken, und vier Anschlußklemmen 4 besteht, die jeweils mit einer der leitenden Elektroden verbunden sind, so daß an diese

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Ablenkspannungen angelegt werden können, wobei die Elektrodenanordnung derartig ist, daß in jedem Querschnitt jede der vier Widerstandsflachen auf einer Geraden liegt und ihr Widerstand in diesem Querschnitt gleichmäßig verteilt ist. Zweckmäßig ist der Widerstand einer Elektrode gleich dem Widerstand jeder der anderen drei Widerstandselektroden, aber dies ist nicht wesentlich. Mit Rücksicht auf die weiteren Kennzeichen dürfte es einleuchten, daß kleine Abweichungen von den erwähnten Verhältnissen gestattet sind, sofern sie das nachstehende Ergebnis nicht wesentlich beeinträchtigen.

Die vorstehende Definition bringt mit sich, daß das Ablenksystem ein Widerstandsrohr mit quadratischem Querschnitt ist, dessen Kanten von den Innenkanten der leitenden Elektroden gebildet werden, und daß innerhalb dieses Systems (in jedem Querschnitt) für jede Kombination der an die beiden Paare sich gegenüber liegender leitender Elektroden angelegten Spannungen ein nahezu gleichmäßiges Ablenkfeld besteht, vorausgesetzt, daß diese beiden Spannungen um eine gemeinsame mittlere Spannung symmetrisch sind.

Die leitenden Elektroden sind in dem Sinne linienförmig, daß sie (parallel zur optischen Achse betrachtet) sehr kleine Querschnitte aufweisen, d.h. Querschnitte, die sehr klein im Vergleich zum Gesamtquerschnitt des Ablenksystems sind.

Die Neuerung zielt darauf ab, eine verbesserte Ausführungsform der geschilderten Anordnung zu schaffen, bei der sich ohne die Verwendung flächenförmiger Widerstände eine gute Annäherung an gleichmäßige Ablenkfelder ergibt.

Gemäß der Neuerung enthält eine Kathodenstrahlröhre einen Elektronenbündelerzeuger, der ein fokussiertes Bündel auf eine Auftreffelektrode richtet, und Mittel zur elektrostatischen Ablenkung dieses Bündels in zwei zueinander senkrechten Axialebenen, wobei diese Ablenkmittel aus einem ersten Paar langgestreckter stabförmiger leitender Hauptelektroden, deren Achsen in der ersten der erwähnten Axialebenen symmetrisch beiderseits der optischen Achse liegen, aus einem zweiten Paar langgestreckter stabförmiger leitender Hauptelektroden, deren Achsen in der zweiten der erwähnten Axialebenen symmetrisch beiderseits der erwähnten optischen Achse liegen, und aus einer oder mehreren langgestreckten stabförmigen leitenden Hilfselektroden bestehen, die jeweils zwischen jedem benachbarten Umfangspaar der Hauptelektroden liegen, wobei alle erwähnten Elektroden gegeneinander isoliert und mit getrennten Anschlußklemmen außerhalb der Söhre verbunden sind und die Achsen der Hilfselektroden in dazwischenliegenden Axialebenen liegen und in jedem Querschnitt Gerade schneiden, die die Achsen der Umfangspaare der Hauptelektroden miteinander verbinden. (Der Ausdruck "Umfangspaar¹' wird hier verwendet, um diese Paare von den Diagonalpaaren zu unterscheiden. ) Im Betrieb können über die vier mit den Haupt— elektroden verbundenen Hauptklemmen an diese Elektroden Ablenkspannungen angelegt werden, und es ist zwischen jedes Umfangspaar von Hauptklemmen ein Widerstandselement geschaltet und die oder jede entsprechende Hilfselektrode mit einer Anzapfung dieses Elementes verbunden, die (auf nachstehend zu erläuternde Weise) der lage der Elektrode entspricht. Durch diese Anordnung wird die schwierige Herstellung gleichmäßiger flächenförmiger Widerstände umgangen, und die Widerstände können üblicher Bauart sein und außerhalb der Röhrenhülle angeordnet werden, womit auch die sonst notwendige Entgasung entfällt.

Um sicherzustellen, daß die Ablenkfelder nahezu gleichmäßig sind, entspricht jede Anzapfung auf die vorstehend erwähnte Weise der Lage der entsprechenden Hilfselektrode in dem Sinne, daß sie das "betreffende Widerst andselement (oder einen Teil desselben) in zwei Seile teilt, deren Widerstände proportional den entsprechenden Abständen zwischen der Achse der betreffenden Elektrode und den Achsen der zwei benachbarten Haupt-oder Hilfselektroden sind.

Selbstverständlich hängt die Zahl der Hilfselektroden vom im Ablenkfeld verlangten Idnearitätsgrad ab, und der Ausdruck ^tsangezapftes Wider st andselement" schließt den Pail ein, in dem ein Element aus zwei oder mehreren in Reihe geschalteten Widerständen besteht, deren Verbin— dungspunkte die Anzapfungen bilden.

Vorzugsweise ist die Zahl der auf jeder der vier Seiten der Ablenkmittel angeordneten Hilfselektroden gleich und sind diese Elektroden so angeordnet, daß in jedem Querschnitt jede Haupt-oder Hilfselektrode von den beiden benachbarten Elektroden gleich entfernt ist, und ist jedes Widerstandselement durch die Anzapfung oder die Anzapfungen in Teile mit gleichen Widerständen unterteilt.

Im einfachsten Falle ist der Querschnitt des Systems gleich über die axiale Länge der Ablenkmittel und sind die Haupt- und Hilfselektroden gerade Drähte, die sich parallel zur optischen Achse erstrecken. Beispiele einer solchen Anordnung sind in den !Figuren 6 und 7 dargestellt, in denen jede Seite des wirksamen Ablenksystems zwei stabförmige Hilfselektroden in Form gerader Drähte Oa aufweist. Fig. zeigt die Verbindungen mit Widerstandselementen Ra1-Ra4 außerhalb der Röhrenhülle.

Die Elektroden Ca liegen in gleichen Abständen voneinander und von den Hauptelektroden Cy1, Cy2, Cx1, Cx2, und die Anzapfungen entsprechen dieser lage in dem Sinne, daß sie die Elemente Ra1-Ra4 in Teile mit gleichen Widerständen teilen, wodurch nahezu gleichmäßige Ablenkfelder entstehen.

In neuer einfacher Ausführung wird auf jeder der vier Seiten anstatt der zwei in den Figuren 6 und 7 dargestellten Elektroden eine einzige Hilfselektrode angebracht. Die Verbindungen der Hilfsklemmen mit den Hilfselektroden verlaufen bei dieser Ausführungsform radial in Bezug auf die Achse Z.

Die Gestalt des Querschnittes des Systems nach Figur 7 läßt sich leicht in die Form einer Raute ändern. Außerdem kann die Form und/oder die Abmessung des Querschnittes des Systems längs seinem axialen Verlauf geändert werden (der Querschnitt ist jedoch auf quadratische und rautenförmige Formen beschränkt). Dies kann z.B. dadurch erfolgen, daß der vom Elektronenbündelerzeuger abgekehrte Teil des Ablenksystems nach außen erweitert wird. Dabei muß dafür gesorgt werden, daß auch im erweiterten Teil die Achsen der Hilfselektroden noch in Axialebenen liegen.

Es wurde noch nicht erklärt, weshalb eine Anordnung mit rautenförmigem Querschnitt (in jeder Richtung) Ablenkfelder erzeugen kann, die genau so gleichmäßig wie die von einer Stabanordnung mit quadratischem Querschnitt nach Figur 7 erzeugten verlaufen. Die Gründe hierfür gehen aus den Figuren 2 und 3 hervor, die als schematische Ersatzdarstellungen einer Stabanordnung nach Figur 7 betrachtet werden können, deren Stabelektroden in einer Raute angeordnet sind. Die Figuren 2 und 3 erläutern weiter eine Variante der letzteren Anordnung, bei der die Elemente

R1-R4 innerhalb des Röhrenhalses angeordnete Widerstandsablenkplatten an Stelle der Kombinationen von Stäben und außerhalb der Röhre angebrachten, mit Anzapfungen versehenen Widerstandselementen sind. In beiden lallen ist das Prinzip dasselbe, aber (zum Zweck der Erläuterung) ist es einfacher, die Elemente R1-R4 als innerhalb der Röhre angeordnete Widerstandsflächen oder -platten zu betrachten·

So betrachtet läßt sich sagen, daß die Widerstands— elektroden R1-R4 eine Brückenschaltung darstellen und jeweils als lineare Spannungsteiler wirken. Wenn die zwischen 0x1 und Cx2 angelegte Ablenkspannung um eine mittlere Spannung p, die positiv in Bezug auf die Kathode ist, symmetrisch ist und dies auch für eine etwa zwischen CyI und Cy2 angelegte Spannung gilt, so ist die Spannung im Mittelpunkt Z immer gleich ρ und das Äblenkfeld immer linear. Infolge der Spannungsteilerwirkung von R1-R4 gilt dies sogar, wenn die Widerstände der Elektroden R1-R4 untereinander nicht gleich sind. Wenn an 0x1-0x2 die Spannung ρ aufrechterhalten wird und eine Ablenkspannung von 80 V in der X-Ebene als (p+40) und (p-40) angelegt wird (Mg.2), werden gleich weit entfernte parallele •äquipotentialebenen erzeugt (diese sind für Intervalle von 10 Y dargestellt). Ähnlich werden, wenn an Cy1-Cy2 eine Spannung ρ aufrechterhalten und ein Spannungsunter— schied von 80 Y in der X-Ebene als (p+4G) und(p-40) angelegt wird (Pig. 3)> parallel verlaufende Iquipotentialebenen senkrecht zu denen der Pig. 2 erzeugt. Sie liegen näher als die der Figur 2 aneinander, was bedeutet, daß die Ablenkempfindlichkeit der X-Richtung größer ist| dies erfüllt die Bedingungen bei einigen Anwendungen, bei denen ein rechteckiges Zeilenraster parallel zur X-Ebene erzeugt wird. Wenn gleichzeitig in den beiden X- und Y-Ebenen Ablenkspannungen angelegt werden, nehmen die parallelen

Äquipotentialebenen eine entsprechende Orientierung zwischen den X- und Y-Ebenen an.

Wenn die Elemente R1-R4 der Figuren 2 und 3 gemäß der vorerwähnten Variante der Neuerung innerhalb der Röhre angeordnete Widerstandselektroden sind, können diese Elektroden Platten aus G-Ias oder dergl. sein, deren Innenflächen mit gleichmäßigen Widerstandsschichten überzogen sind. Die Hauptelektroden brauchen keine Stäbe oder Drähte zu sein; sie können z.B. die Innenkanten radialer Metallrippen sein, die an der Wand des Röhrenhalses anliegen, so daß sie die Ablenkanordnung örtlich festlegen. Jedenfalls müssen die Hauptelektroden linienförmig sein, in dem Sinne, wie dieser Ausdruck in Bezug auf Figur 1 definiert ist.

Schutzansprüche:

Claims (1)

1. P.A.73i₍983*20.iaSit

   Schutzansprüehe:

   1. Kathodenstrahlröhre mit einem Elektronenbündelerzeuger zum Eichten eines fokussierten Bündels auf eine Auftreffelektrode und Mitteln zur elektrostatischen Ablenkung dieses Bündels in zwei zueinander senkrechten Axialebenen, in der diese Ablenkmittel aus einem ersten Paar langgestreckter stabförmiger leitender Hauptelektroden, deren Achsen in der ersten der erwähnten Axialebenen symmetrisch "beiderseits der optischen Achse liegen, aus einem zweiten Paar langgestreckter sta"bförmiger leitender Hauptelektroden, deren Achsen in der zweiten der erwähnten Axialebenen symmetrisch beiderseits der erwähnten optischen Achse liegen, und aus einer oder mehreren langgestreckten stabförmigen leitenden Hilfselektroden bestehen, die zwischen jedem Umfangspaar der HaupteIektroden liegen, wobei alle erwähnten Elektroden gegeneinander isoliert und mit getrennten Anschlußklemmen außerhalb der Röhre verbunden sind und die Achsen der Hilfselektroden in dazwischenliegenden Axialebenen liegen und in jedem Querschnitt G-erade schneiden, die die Achsen der Umfangspaare der Hauptelektroden miteinander verbinden·

   2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, bei der auf jeder der vier Seiten der Ablenkmittel die gleiche Zahl von Hilfselektroden vorgesehen und diese Elektroden so angeordnet sind, daß in jedem Querschnitt jede Hauptoder Hilfselektrode von den beiden benachbarten Elektroden gleich entfernt ist, wobei jedes Widerstandselement durch

   oder Anzapfungen _

   eine AnzapfungJnx Teile mit gleichen Widerständen unterteilt ist.

   J. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Querschnitt der ganzen Stabanordnung rautenförmig ist.

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   4. Kathodenstrahlröhre nach den Insprächen 1 "bis 3 in Verbindung mit einem Widerstandselement, das zwischen jedem Umfangspaar der Hauptklemmen geschaltet ist, wobei die oder jede entsprechende Hilfselektrode mit je einer Anzapfung dieses Elementes verbunden ist, die (in der vorstehend beschriebenen Weise) der Elektrodenlage entspricht .

   5. Kathodenstrahlröhre nach den Ansprüchen 3 und 4> bei der die vier Hauptelektroden in dem definierten Sinne linienförmig sind und bei der auf jeder der vier Seiten der Ablenkmittel die oder jede Hilfsstabelektrode und das mit einer oder mehreren Anzapfungen versehene Widerstandselement durch einen der Köhrenachse zugekehrten flächenförmigen Widerstand ersetzt sind, der sich zwischen den Innenkanten der zwei betreffenden Hauptelektroden erstreckt, wobei die Anordnung derartig ist, daß die vier flächenförmigen Widerstände ein Ablenksystem mit rautenförmigem Querschnitt bilden.