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Einrichtung zur Beseitigung der Verzerrung der bei einer Kathodenstrahlröhre
vom Kathodenstrahl beschriebenen Figur Bei Kathodenstrahlenröhren können durch mehrere
Ursachen Verzerrungen der vom Kathodenstrahlenbündel an der Prallstelle beschriebenen
Figur entstehen. Eine dieser Ursachen ist bei elektrostatischer Ablenkung des Bündels
die Einwirkung des elektrischen Feldes zwischen dem einen Plattenpaar auf das Feld
zwischen dem zweiten Plattenpaar, wenn z. B. die eine Platte von einem Plattenpaar
ein festes Potential mit Bezug auf die Kathode der Kathodenstrahlenröhre und die
andere Platte ein schwankendes Potential hat.
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Soll z. B. durch das Bündel ein Rechteck ausgefüllt werden, so wird
durch die genannte bildverzerrende Ursache das Bildfeld statt einer rechteckigen
eine trae-zförmige Gestalt zeigen. Auch durch geneigte Aufstellung des Prallschirmes
zur Achse des Elektrodensystems, wie dies bei Röhren zur Bildzerlegung auf der Senderseite
vorkommt, wird das Bild trapezförmig verzerrt.
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Es ist für den letztgenannten Fall bereits bekannt, in der Nähe der
Ablenkstelle einen permanenten Magneten anzuordnen, der unmittelbar hinter dem Biegepunkt
des Strahlenbündels ein korrigierendes Magnetfeld erzeugt. Das feste magnetische
Feld ergibt zusammen mit dem Felde der Ablenkspulen ein resultierendes magnetisches
Feld, dessen Kraftlinien so gerichtet und verteilt sind, daB der Strahl in einer
senkrecht zur Röhrenachse verlaufenden Ebene eine umgekehrt trapezförmige Fläche
abtastet, die auf dem Bildschirm
dann zufolge der geneigten Aufstellung
desselben als Rechteck erscheint.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es nicht günstig ist,
solche korrigierenden Magnetfelder in der Nähe der Ablenkmittel auf das Strahlenbündel
einwirken zu lassen. Diese Felder bedingen nicht nur die gewünschte Korrektion.
sondern verursachen auch eine zusätzliche Abbiegung des ganzen Bündels, die sich
auf dem Bildschirm in einer Verschiebung des ganzen Bildes auswirkt, die um so größer
ist, je stärker das Korrektionsfeld ist.
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Erfindungsgemäß sind für die Korrektion der Verzerrung der bei einer
Kathodenstrahlröhre vom Kathodenstralilbündel beschriebenen Figur mit Hilfe von
Magnetpolen diese Magnetpole voll der Ablenkstelle entfernt in der Nähe der Prallstelle
angeordnet. Für die Korrektion kommt es nicht auf die mittlere Intensität des 'Magnetfeldes
über das Bildfeld genommen, sondern auf die Intensitätsunterschiede an. Genügend
große Intensitätsunterschiede lassen sich in der Nähe der Ablenkstelle nur durch
starke magnetische Felder erzeugen, so daß hierbei eine bedeutende Bildverschiebung
mit in Kauf genommen werden muß, wenn es überhaupt gelingt, eine hinreichende Inhornogenität
des :Magnetfeldes zu erreichen. Gemäß der Erfindung wirken die korrigierenden Felder
an einer Stelle, «-o der Bündelkanal einen verhältnismäßig großen Ouerschnitt hat,
so daß es möglich ist, starke Intensitätsunterschiede bei geringer mittlerer Intensität
zu schaffen.
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Eine nähere Erklärung der Erfindung und Angabe von zweckdienlichen
Weiterbildungen erfolgt mit Bezugnahme auf die ein Ausführungsbeispiel darstellende
Zeichnung. In derselben zeigt: Fig. i schematisch eine Kathodenstrahlenröhre mit
einer magnetischen Anordnung gemäß der Erfindung: Fig.2 ist eine Draufsicht auf
den Bildschirm einer Kathodenstrahlenröhre nach der Kathode hin.
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Die Kathodenstrahlenröhre hat eine evakuierte Glashülle mit einem
zylindrischen Teil i und einem trichterförmig sich erweiternden Teil z. Für die
Erzeugung des Kathodenstralilbündels dient die indirekt geheizte Kathode 3 mit der
sie umgebenden Steuerelektrode .I, die Sauganode 5 und die Beschleunigungselektrode
6. Die Röhre enthält ferner zwei Paare Ablenkplatten 7, 8 und 9 und einen Leuchtschirm
io.
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Ein der Form der Hülle angepaßter Metallmantel i i aus Eisen umgibt
die Röhre mit einem kleinen Zwischenraum und schützt sie gegen die Einwirkung von
äußeren elektrischen oder magnetischen Feldern. Beim Betriebe wird von beiden Ablenkplattenpaaren
je eine Platte mit der Beschleunigungselektrode 6 verbunden, und an die anderen
Platten werden jeweils verschiedene. mit Bezug auf die Spannung der Elektrode 6
schwankende Potentiale angelegt. Wenn keine weiteren Mittel vorgesehen sind, wird
zufolge der unsymmetrischen Potentialverteilung die Ablenkung, welche das Kathodenstrahlenbündel
erhält, gestört, so daß sie nicht genau den zwischen den Platten herrschenden Spannungen
entspricht. Wenn z. B. die Ablenkspannungen so gewählt werden, daß eine rechteckige
Figur auf dein- Leuchtschirm io der Röhre erscheinen sollte, so ergibt sich, daß
anstatt eines Rechteckes eine trapezförmige Figur aufgezeichnet wird. In Fig. 2
ist diese Figur mit ABCD angegeben.
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Erfindungsgemäß werden in der Nähe der Prallstelle, also in der Nähe
des Leuchtschirmes io, Magnetpole 12, 13, 14, 15, 16 und 17 angeordnet, die stark
inhomogene 'Magnetfelder erzeugen. Diese Magnetfelder sind sog gerichtet und über
die Bildfläche verteilt, daß sie auf die Kathodenstrahlen Kräfte ausüben, die eine
Korrektion der verzerrten Teile herbeiführen. Diese Kräfte müssen z. B. an den Ecken
.-i und B entgegensetzt gerichtet und das magnetische Feld muß, über die ganze Bildfläche
genommen, stark inhomogen sein. Das kann man mit einem Korrektionsfeld nahe an der
Ablenkstelle, an der der Querschnitt des Bündelkanals noch sehr klein ist. nicht
erreichen. Um dort die nötige inhornogenität zu erhalten, würde man ein so starkes
Feld brauchen, daß eine starke Verschiebung des Bündelkanals mit in Kauf genommen
werden müßte. Die dadurch verursachte Störung würde größer sein als die durch das
Magnetfeld zu beseitigende Verzerrung.
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Die im Ausführungsbeispiel vorgesehenen 'Magnetpole sind an dem Schutzmantel
i i befestigt, der als Magnetjoch dient. '-Man kann zu beiden Seiten der Grundlinie
AB des Trapezes symmetrisch zur Mittellinie vi, je zwei Magnetpole verschiedener
Polarität anordnen. Auf der einen Seite der Grundlinie liegen die Magnetpole 12
und 13 und auf der anderen Seite die Magnetpole 14 und 17. In vielen Fällen werden
diese vier Pole genügen, und es wird hiermit eine befriedigende Korrektion der Bildverzerrung
erhalten. In der Hauptsache ist der erzielte Effekt von der Aufstellung der beiden
Pole 14. und 17 abhängig. Sind sie den Polen 12 und 13 zu nahe angeordnet, so ist
das Streufeld dieser beiden Pole zu gering, und dieses kann die Verzerrung außerhalb
des Bereiches des magnetischen Kraftstromes zwischen den Polen 12-17 und 13-4 nicht
vollständig aufheben. Bei etwas größerer Entfernung findet eine :@bschwächung
des
direkten magnetischen Kraftstromes statt, und der Einfluß des Streufeldes -wird
gesteigert. Wird nach diesen Hinweisen die Anordnung der Pole vorgenommen, so wird
also das Feld zwischen den Polen 12 und 17 und das Feld zwischen den Polen 13 und
14 bedeutend stärker sein als das Feld zwischen 12 und 13 und zwischen 14 und 17,
das möglichst wenig Einfluß haben soll.
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Die Korrektion kann noch dadurch verbessert werden, daß auch die kurze
Parallelseite des Trapezes CD zwischen vier Magnetpolen eingeschlossen wird.
In Fig. 2 sind dies also die Pole 1q., 15, 16 und 17. Die eingezeichneten
Kurven geben den Verlauf jeweils einer Kraftlinie an, die durch die Magnetfelder
auf die Elektronen ausgeübten Kräfte sind dabei in der Figur durch Pfeile angedeutet.
Es ergibt sich, daß durch diese Kräfte die stehenden Seiten des Trapezes etwas um
ihre Mitte gedreht werden, so daß aus dem unerwünschten Trapez ein Rechteck entsteht.
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In der Mitte der Seiten AD und BC dürfen keine Magnetkräfte
wirken. Um die an dieser Stelle etwa noch vorhandenen Kräfte unschädlich zu machen,
kann man die Magnetpole 1q. und 17, wie aus der Zeichnung ersichtlich, etwas gegen
die anderen Pole in der Richtung der Röhrenachse über den Bildschirm hinaus verschieben,
so daß das zwischen den genannten Polen bestehende magnetische Feld eine Komponente
in der Strahlenrichtung bekommt, die keine Strahlablenkung verursacht, während die
quer zur Strahlenrichtung gerichtete Komponente in der Mitte zwischen A und
D bzw. B und C geringer wird oder sogar gleich Null werden kann.
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Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man für asymmetrisch
zur Anodenspannung sich ändernde Ablenkspannungen dieselben Röhren verwenden kann
wie für symmetrisch schwankende Ablenkspannungen. Man braucht nur die Röhrenhülle
mit einem geeigneten Satz Magnetpolen zu versehen. Bei vielen Röhren, die nur mit
asymmetrischen Ablenkspannungen betrieben werden, ist eine Platte der beiden Ablenkplattenpaare
innerhalb der Röhre mit einer ein festes Potential aufweisenden Elektrode verbunden.
Dadurch werden zwei Wanddurchführungen erspart. Auch sind die Korrektionsmittel
zur Kompensierung der Verzerrung, wie z. B. Hilfselektroden, innerhalb der Röhre
angeordnet. Wollte man eine für symmetrische Ablenkspannungen gebaute Röhre mit
unsymmetrischer Spannung betreiben, so wären die Nachteile dieser Betriebsweise
mit in Kauf zu nehmen, und diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt.