DE2243217C3 - Ablenk- und Fokussieranordnung für einen Elektronenstrahl in einer Elektronenstrahlröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ablenk- und Fokussieranordnung für einen Elektronenstrahl in einer Elektronenstrahlröhre, welche Anordnung mit einem Elektrodensystem versehen ist, das sich zum Fokussieren sowie Ablenken des Elektronenstrahlers eignet, wozu das eine eine in Segmente aufgeteilte Elektrode enthaltende System mit einer Fokussierspannungsquelle und zum Ablenken in zwei Richtungen quer zur Röhrenachse mit zwei Ablenksignalgeneratoren verbunden ist

In der US-PS 29 11 563 ist eine Elektronenstrahlröhre beschrieben, die ein Elektrodensystem zum Fokussieren sowie Ablenken des Elektronenstrahles zeigt. Dadurch, daß eine der Elektroden des Systems in Segmente aufgeteilt ist, können den Elektrodensegmenten unterschiedliche Spannungen zugeführt werden. Der Mittelwert dieser Spannungen an den Elektrodensegmenten gegenüber der Spannung an einer anderen Elektrode im

so System bestimmt die Fokussierung. Der Unterschied zwischen den Spannungen an den Segmenten ergibt eine Feldstärke quer zur Röhrenachse, wodurch der Elektronenstrahl abgelenkt wird.

Abgesehen vom Ausmaß, in dem die Fokussierung sowie die Ablenkung auf befriedigende Art und Weise entsprechend der genannten Patentschrift stattfinden können, was nicht groß ist, da beschrieben ist, daß die Ablenkung nur gering ist und für Nachsteuerungszwekke benutzt werden kann, ist nicht angegeben, wie das Elektrodensystem an die Fokussierungsquelle und die Ablenksignalgeneratoren angeschlossen werden muß, um dieses System die doppelte Aufgabe durchführen lassen zu können.

Die Aufgabe nach der Erfindung bestand daher darin, eine Ablenkanordnung zu schaffen, mit der eine gute Fokussierung und eine gute Ablenkung erzielbar ist, während die Steuerung des Elektrodensystems möglichst einfach ohne gegenseitige unerwünschte Beein-

flussung der unterschiedlichen Spannungsquellen und Signalgeneratoren ist

Zur Lösung dieser Aufgabe weist daher eine Ablenkanordnung der eingangs genannten Art nach der Erfindung das Kennzeichen auf, daß die Verwendung einer Brückenschaltung mit Brückenzweigen zwischen vier Brückenanschlußpunkten, von denen jeweils zwei einander gegenüberliegende Punkte an zwei Anschlußklemmen jeweils eines anderen Ablenksignalgenerators angeschlossen und wobei die Zweige mit Widerstunden und weiteren Anschlußpunkten versehen sind, die Fokussierung dadurch erfolgt, daß in der Brücke mindestens ein mit Widerständen und Anschlußpunkten versehener Querzweig angeordnet ist, der mit einem Mittenanzapfpunkt zum Anschluß an die Fokussierspannungsquelle versehen ist

Aus der FR-PS 13 68 473 ist es an sich bekannt, ein aus stabförmigen Segmenten zusammengestelltes Elektrodensystem, das nur zum Ablenken dient, aus einer Brückenschaltung mit Widerständen und Anschlußpunkten versehenen Brückenzweigen zwischen den vier Anschlußpunkten zu speisen. Dabei tritt das Problem der kombiniert durchzuführenden Fokussierung überhaupt nicht auf.

Das erfindungsgemäße Zuführen der Fokussierspannung zu einem über den (die) Querzweig(e) vorgesehenen Symmetriepunkt ergibt, daß immer vorhandene Segmentleckströme keine Asymmetriefehler verursachen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden ;.'äher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Elektronenstrahlröhre, die mit einem Elektrodensystem zum Fokussieren sowie zum Ablenken und mit Steuermitteln dazu versehen ist,

F i g. 2 die nach der Erfindung mit einer Brückenschaltung ausgebildeten Steuermittel, die zum Gebrauch bei einer in acht Segmente aufgeteilten Elektrode geeignet sind,

Fig.3 wie Fig.2 eine Darstellung einer Brückenschaltung, mit der Ablenkfehlerkorrekturen durchgeführt werden können,

Fig.4 wie Fig.2 eine Darstellung einer Brückenschaltung, die sich zum Gebrauch bei einer in sechs Segmente aufgeteilten Elektrode eignet.

Entsprechende Teile in den unterschiedlichen Figuren sind meistens mit denselben Bezugszeichen angedeutet.

In F i g. 1 ist ein teilweiser, schematischer Schnitt durch eine Elektronenstrahlröhre Ki dargestellt. In der Röhre Ki ist durch K₂ eine sogenannte Auftreffplatte bezeichnet. Die Auftreffplatte Ki wird durch einen nicht dargestellten Elektronenstrahl abgetastet, der von einem Elektroner.strahlerzeugungssystem Ki erzeugt wird. Von der Röhre K\ ist Ka die Röhrenachse. Um den Elektronenstrahl die Treffplatte K₂ abtasten zu lassen, während dieser dabei gut fokussiert ist, ist ein aus drei Elektroden £Ί, E₂ und £3 aufgebautes Elektrodensystem E vorgesehen. Die Elektrode E\ ist in acht Segmente S\... Sa aufgeteilt, von denen einige in F i g. 1 dargestellt sind. In F i g. 2 sind alle Segmente Si... S₃ der Elektrode E\ im Schnitt dargestellt, der quer auf dem aus F i g. 1 steht. Die Elektrodensegmente S\... Ss liegen auf einem Kreisumfang, der sich an der Wand der Röhre K\ erstreckt.

In F i g. 1 ist angegeben, daß den Elektroden E₂ und £3 eine Spannung Ua zugeführt wird, die von einer durch Da angedeuteten Gleichspannungsquelle (u) geliefert wird. Den Elektroden Ei und E₃ könnten auch unterschiedliche Spannungen zugeführt werden. Bei einer positiveren Spannung an der Elektrode £3 werden zwischen den Elektroden E₂ und E₃ die Elektronen beschleunigt

Die acht Segmente Si...Sa der Elektrode £Ί sind in F i g. 1 an ein mit acht Leitungen Li... La versehenes Kabel L angeschlossen. Alle acht Leitungen Li... L% sind mit einem Widerstandsnetzwerk Nhv verbunden.

An das Netzwerk Nhv sind zwei duich Gh und Gv angedeutete Ablenksignalgeneratoren angeschlossen, die eine gemäß einer Sägezahnfunktion sich ändernde Spannung t/'wbzw. Z7V abgeben. Einige Leitungen, und zwar Li, L₃, Ls und Lr sind dabei an ein Widerstandsnetzwerk Nf angeschlossen, dem eine Gleichspannungsquelle D/reine Fokussierspannung Lfcabgibt

Der Unterschied zwischen den Spannungen Ua und Uf bestimmt die Fokussierung, die der Elektronenstrahl erfährt Sollten die Spannungen Ua und Uf einander entsprechen, so findet keine Fokussierung statt und die Elektroden E₂ und £3 sind nur als Anode wirksam. Eine gute Fokussierung kann beispielsweise mit Ua=+ 500 V und Uf= +100 V erhalten werden.

Zum Erhalten der Ablenkung des Elektronenstrahles wird beispielsweise zwei gegenüber der Röhrenachse Ka einander gegenüberliegenden Segmenten wie Si und Ss eine Spannung + Uv und — Uv aufgeprägt, welche Spannung Uv sägezahnförmig mit einer Amplitude von 50 V Spitze-zu-Spitze sich ändert Die Kombination der Fokussierung und Ablenkung hat dann zur Folge, daß beispielsweise das Segment S_t eine Spannung von 100+ 25 V und das Segment 5s eine Spannung von 100-25 V führt

Die Elektronenstrahlröhre K, nach F i g. 1 ist mit der Auftreffplatte K₂, die beispielsweise mit photoempfindlichem Material ausgebildet ist, als Fernsehaufnahmeröhre wirksam, wobei eine aufzunehmende Szene über ein nicht dargestelltes Objektiv auf der Auftreffplatte K₂ abgebildet wird. Jede andere Ausbildung der Röhre Ki ist möglich. Zugleich können die dargestellten Elektroden Ei, E₂ und £3 im Elektrodensystem £ ihren Platz wechseln.

Bei der Beschreibung der F i g. 1 ist nicht in Einzelheiten angegeben, wie die außerhalb der Röhre Ki angegebenen Steuermittel wirksam sind und insbesondere nicht, wie die Steuerung der Elektrode £| stattfindet; dazu dient Fig.2. Aus Fig.2 geht hervor, daß die Widerstandsnetzwerke Nhv und Nf nach Fig. 1 als kombinierte Brückenschaltung Nausgebildet sind. In der Brückenschaltung N sind mit R Widerstände, mit B Zweige und mit P Anschlußpunkte angegeben. Mit P\, P₂, P3 und Pa sind vier Brückenanschlußpunkte angegeben, von denen die Punkte Pi und P₃ bzw. P₂ und Pa, die einander gegegenüberliegen, mit zwei Anschlußklcinmen (+ und —) des Ablenksignalgenerators Gv bzw. Gh verbunden sind. Zwischen den Punkten P\ und P₂, P₂ und P₃, P₃ und P4, Pa und Pi sind Brückenzweige Bi, B₂, B₃ bzw. Ba vorgesehen, die mit je zwei Widerständen R in Reihe versehen sind, die hintereinander durch Ri, Rr,-. Ri, Ri angedeutet sind. Die Brückenschaltung N nach F i g. 2 ist mit zwei Querzweigen versehen, die zwischen den Punkten P\ und P₃ bzw. P₂ und Pa liegend, durch B5 und B₆ angedeutet sind. Die Zwecke S₅ und B₆ sind mit je vier Widerständen in Reihe Rg... Ru bzw. Ri₃■ ■ ■ Rn versehen. Die Zweige Bi ...Bs sind mit Anschlußpunkten P versehen, und zwar dort, wo zwei Widerstände R aneinandergelegt sind. Von den Zweigen B\, B₂, B₃ und Ba sind auf diese Weise die

Anschlußpunkte Pi₂, Pi₄, Pie und Pie an die Segmente S₂, •Si, Se bzw. Se gelegt Der Zweig Ss liegt mit zwei Anschlußpunkten Pn und P15 an den Segmenten Si bzw. Ss, während vom Zweig Ss zwei Anschlußpunkte P13 und Pi7 an den Segmenten S3 und S7 liegen. Mittenanschlußpunkte Ps und Pe der Zweige Bs und Be sind miteinander verbunden und liegen an der Anschlußklemme der Fokussierspannungsquelle Df, weiche die Fokussierspannung + Uf abgibt

Es stellt sich heraus, daß das Netzwerk /v>nach F i g. 1 den Widerständen R\o, Ru, Ru und R\s der Brückenschaltung N entspricht. Die übrigen Widerstände R der Brückenschaltung N sind in das Netzwerk Nhv aufgenommen.

Die Bmckenschaltung N gewährleistet, daß jedem der Eiektrodensegmente Si... Sg eine erforderliche Kombination der durch die Spannungsquelle Df und durch einen oder beide Signalgeneratoren Gh und G_v abgegebenen Spannungen aufgeprägt wird, während die Quelle Dfund die Generatoren Gh und Gv einander durchaus nicht beeinflussen, ohne daß dazu zusätzliche Maßnahmen notwendig sind. Dadurch, daß die Quelle Df an den Punkt Ps = Pe angeschlossen wird, kommt die Brückenschaltung N die Fokussierspannung + Uf als Vorspannung aufgeprägt, die auf diese Weise über die Widerstände R\... R\e alle Segmente Si... Ss erreicht. Gegenüber der Fokussier(vor)spannung + Ufliefern die über die Brückenschaltung N entkoppelten Generatoren Gh und Gvsich sägezahnförmig ändernde Spannungen U'h und U'v, deren Mittelwert der Spannung Uf entspricht

Für die Größe der Spannungen, die den am Kreisumfang liegenden Elektrodensegmenten Si... Sg aus F i g. 1 und 2 aufgeprägt werden müssen, um eine möglichst lineare Ablenkung des Elektronenstrahles in der Röhre K\ nach F i g. 1 zu erhalten, gilt folgendes. Es wird -'on einer Ablenkung des Elektronenstrahles ausgegangen, wobei der Auftreffpunkt auf der Auftreffplatte K₂ aus der Achse Ka in der Röhre K\ gesehen von rechts nach links eine Linie schreibt und einem Fernsehraster mit einer Ablenkung von oben nach unten entspricht Außerhalb der Röhre K\ betrachtet fängt also die Ablenkung eines Rasters in der linken oberen Ecke der Auftreffplatte K₂ an. Es läßt sich sagen, daß zum Ablenken des Elektronenstrahlauftreffpunktes nach oben eine Spannung + Uv am Segment Si und — Uv am Segment S5 notwendig ist Für eine Ablenkung nach rechts folgt daß eine Spannung + Uh am Segment S3 und - Uh am Segment Sj notwendig ist

Zur Erhaltung einer recht linearen Zeilenablenkung, wobei von Verzeichnung abgesehen wird, sind die am Kreisumfang liegenden Segmente Sz, S₄, Sb und S₈ vorgesehen und diesen Segmenten muß eine Kombination der Spannungen Uv und Uh aufgeprägt werden. Aus der Kreismitte gerechnet (an der Stelle Ps=Pe, der Brückenschaltung N) z. B. nach der Mitte des Segmentes S₂ gehört zum Segment S₂ ein Winkel von 45° gegenüber den Zweigen Bs und Be und damit stimmt eine Ablenkung von

und

überein.

Für die Kombination folgt:

Im allgemeinen gilt, daß für einen Winkel φ zwischen dem Zweig Bs und einer Richtung, die mit den Zeigern der Uhr verläuft, die Ablenkspannung an der Stelle die Funktion:

cos 7 + U_n sin 7

(D

hat. Unter Berücksichtigung der gegebenen Polaritäten der Spannungen Uv und Uh folgen für die Segmente S₄, Se und Ss die in F i g. 2 angegebenen Ablenkspannungen. Um zu verwirklichen, daß der mit dem Segment Si verbundene Punkt Pi₂ des Zweiges B₁ der Brückenschaltung Ndie Spannung

Wv + Un)

führt, müssen den Brückenanschlußpunkten P] und P₂ die Spannung Uv ■ j/2~ und Uh · i/2 aufgeprägt werden. Denn, wenn vorausgesetzt wird, daß dem Punkt P₂ keine Spannung des Generators Gh aufgeprägt wird und die Widerstände i?i und R₂ gleiche Werte aufweisen, arbeiten die Widerstände R] und R₂ als Halbierer, so daß die Spannung am Punkt Pi die doppelte Spannung

—y sein muß. Auf diese Weise folgt:

U'v= Uv]/2.

Ähnliches ergibt sich für den Generator Gh- U'h= Uh ■ i/27

Aus dem Obenstehenden geht hervor, daß die Widerstände R\ und A₂ gleich sind und diese können beispielsweise einen Wert von 70 kß aufweisen. Dasselbe gilt für die Widerstände R₃...Rs- Die Widerstände R9 und i?io müssen einen derartigen Wert haben, daß eine Spannungsteilung von Uv ■ i/2~nach Uv erfolgt also

Wird für den Widerstand Λ10 ein Wert von 65ki2 gewählt so folgt für den Widerstand R₉ etwa 27 kß. Aus Symmetrie-Erwägungen folgt für den Querzweig Bs, daß R\o=R\\ und Rg = R\₂. Ähnliches gilt für die Widerstände Ru... R^_b im Qüerzweig Be, mit Λ,₃ = Α,₆=27 kßund At₄= Äis=65 kß.

Mit Hilfe der Brückenschaltung N bekommen die Elektrodensegmente Si... S₈ alle die Fokussierspannung + Up aufgeprägt und jedes Segment bekommt eine andere Ablenkspannung, ohne daß irgendeine Beeinflussung stattfindet. Dabei kann ohne weitere Maßnahmen der Generator Gv mit Gy, die Lage wechseln. Die Brückenschaltung ^gewährleistet bei der Einfachheit eine große Fokussierung und Ablenkung wenn das Elektrodensystem E und das Elektronenstrahlerzeugungssystem K3 an sich keine Ablenkfehler verursachen. Beispielsweise durch Symmetriefehler in der Konfiguration des Systems E und des Systems Kz gegenüber einander und gegenüber der Röhrenachse Ka, können in der Praxis spürbare Ablenkfehler auftreten. In Fig.3 ist eine Brückenschaltung N dargestellt wobei einige Ablenkfehlerkorrekturen durchgeführt werden können, während es gegenüber der Brückenschaltung iVnach Fi g. 2 keine grundsätzlichen Abweichungen gibt

In F i g. 3 sind außer den Brückenzweigen Si... S₄ und den zwei Querzweigen Bs und Ss zwei weitere Querzweige Bi und Bs vorgesehen. Der zwischen den

Anschlußpunkten P_!2 und Pi₆ der Brückenzweige B\ und B₃ bzw. /Ή und P_]8 der Brückenzweige B₂ und Bi₁ vorgesehene Querzweig Bj bzw. Ba enthält zwei Widerstände R[7 und /?i₈ bzw. Rw und R_2n. Die Segmente 52, 54, Se und Se liegen auf diese Weise an einem Brückenzweig B\, B₂, Bz oder fit sowie an einem Querzweig Bj oder Bg. Im Gegensatz zur Brückenschaltung N nach F i g. 2 sind bei F i g. 3 die Punkte P₅ und P₆ nicht unmittelbar miteinander verbunden, sondern sie liegen über ein Potentiometer R₂\ aneinander. Weiter sind die Punkte P4 und Ps über zwei in Reihe angeordnete Widerstände Λ22 und R₂₃ aneinandergelegt, während der Verbindungspunkt der Widerstände R₂₂ und R23 über einen Widerstand R₂* an Masse liegt.

Der Zweig Bj bzw. /J₃ hat zwischen den Widerständen Ru, R\s und Rw, R20 einen Anschlußpunkt Pj bzw. Ps. Wie bei den Punkten P5 und Pb beschrieben wurde, sind bei den Punkten P₇ und Ps ein Potentiometer R₂S, zwei Widerstände R₂^, und R27 in Reihe und ein Widerstand R₂S nach Masse angebracht. Die Anzapfungen der Potentiometer /?2i und R25 sind beide an die Ausgangsklemme der Fokussierspannungsquelle Df gelegt. Das Potentiome er R₂\ bzw. R₂S bildet einen Teil einer Brückenschaltung R₂\, R₂₂, R₂₃ bzw. R25, R₂6, Rn-

Da die Potentiometer R₂\ und R& einen gleichartigen Effekt ergeben, wird dieser Effekt an Hand des Potentiometers R₂\ erläutert. Befindet vom Potentiometer R₂\ die Anzapfung sich in der Mittelstellung, so führen die Punkte P₅ und P₆ die gleiche positive Spannung, die als Fokussierspannung wirksam ist. Gegenüber dieser Fokussierspannung von beispielsweise 100 V führen die Punkte Pn und Pi 5 beispielsweise eine mehr bzw. weniger positive Spannung von 25 V, die durch die Spannungen + Uv' und — W verursacht werden. Dasselbe gilt beispielsweise für die Punkte P_]3 und Pi 7 die unter dem Einfluß der Spannungen -1- U'h und - t/'z/die Spannung +125 V bzw. +175 V führen.

Wird nun die Anzapfung des Potentiometers R₂\ in Richtung des Punktes P5 verschoben, so ist die Folge, daß die Spannung am Punkt P₅ zunimmt und die am Punkt Pb mit demselben Wert abnimmt. Es wird nun eine Änderung von 2,6 V vorausgesetzt, also am Punkt Ps eine Spannung von 102,6 V und am Punkt P₆ 97,4 V. Wenn vorausgesetzt wird, daß in F i g. 3 gilt:

R₉ = R^ = R₁₃ = /?₁₆) = 68 kß

und

so folgt, daß die Spannungszunahme um 2,6 V am Punkt P5 durch die Spannungsteilung an den Widerständen Rg und Ρίο bzw. Ru und Rt₂ die beiden Punkte Pn und P_]5 eine Spannungserhöhung um

50

50 + 68

χ 2,6 = 1,1 V

ergibt Für die Punkte P_]3 und P17 folgt eine Spannungserniedrigung um 1,1 V. Die Folge ist, daß die Segmente 5i und 5s bzw. S₃ und 57, die vor der Verstellung des Potentiometers R₂\ zwei gleichen elektrischen Polen entgegengesetzter Polarität entsprachen, nun beide einen zusätzlichen positiven bzw. negativen Pol erhalten haben. Dies entspricht einem konstanten elektrischen Vierpolfeld, das den beiden nach der Sägezahnfunktion sich ändernden Ablenkfeldern überlagert ist Ein derartiges elektrisches Vierpolfeld gibt je nach der Stärke und der Polarität, also je nach dem Ausmaß und der Richtung der Verstellung der Anzapfung des Potentiometers P₂i eine bestimmte Verformung des Elektronenstrahlauftreffpunktes auf der Auftreffplatte K₂ in der Röhre K\ nach Fig. 1. Diese durch das Vierpolfeld verursachte Verformung entspricht dem durch Toleranzen in der Röhre K\ verursachten statischen Astigmatismus, so daß die Korrektur desselben dadurch möglich ist, daß das Vierpolfeld eine gleich große entgegengesetzt gerichtete Verformung ergibt.

Es stellt sich heraus, daß das Potentiometer P₂i nach Fig.3 je nach der Verstellung aus der Mitte ein Vierpolfeld erzeugt, dessen Polachsen in der Richtung der Segmente Si. S₅ und der Segmente S₃, S₇, (Fig.2) liegt. Die Stärke des Vierpolfeldes und die Polarität ist

Η dabei von der Größe und der Richtung der Verstellung der Anzapfung des Potentiometers R;\ abhängig. Zur Verwirklichung einer völlig richtig durchgeführten Fehlerkorrektur kann es erwünscht sein, auch die Richtung der Polachse des Vierpolfeldes /u andern. So sind in F i g. 3 die Zweige ß: und ßs und die Brückenschaltung P₂₅, P₂&, Rn vorgesehen. Damit kann auf dieselbe Art und Weise wie beim Potentiometer R; beschrieben wurde, mit Hilfe des Potentiometers P;s ein zweites Vierpolfeld mit den Polachsen in der Richtung der Segmente S₂, S₆ und Si, Ss erzeugt werden (F i g. 2). Durch Überlagerung der beiden Vierpolfelder mit um 45° verschobenen Polachsen kann je nach der Richtung und dem Ausmaß der Verstellung der Potentiometer P₂i und P₂₅ jedes mit bestimmten Polachsrichtungen gewünschtes Vierpolfeld verwirklicht werden.

Es stellt sich heraus, daß das Potentiometer P₂I und die Widerstände P₂₂, R₂₃ und P24 eine Verteilschaltung P₂I... P24 bilden, mit der die Fokussierspannung an den Punkten P₅ und P₆ verschieden gemacht werden kann, während es sich herausstellt, daß der Mittelwert derselbe ist. So gibt es auch eine Schaltung P₂₅... P₂₈. Wenn nun für die Widerstände P₂4 und P₂₈ ungleiche Werte gewählt werden, während die anderen gleiche Werte haben, kann bei einer gleich großen Verstellung der Anzapfungen der Potentiometer P21 und P₂₅ eine andere Spannung zwischen den Punkten P₅ und Pt als zwischen den Punkten P₇ und Pg auftreten. Die Verteilschaltungen P₂i... P₂4 und P₂₅ ...R₂S haben dann eine unterschiedliche Empfindlichkeit

Das Anordnen der Querzweige B₇ und A₃ nach F i g. 3 bietet noch einen zweiten Vorteil, wenn eine Korrektur einer Tonnen- oder Kissenverzeichnung notwendig ist die in einem aufgezeichneten Raster auf der Auftreffplatte K₂ nach F i g. 1 auftritt. Aus Symmetrieerwägungen ist ein und derselbe Wert von beispielsweise 68 kß für die Widerstände Pi... P₉, Pi₂, Pn und Pi₆ gewählt worden. Wie bereits angegeben, ist dabei für die Widerstände P10, Pn, Pm und Pi₅ ein Wert von 50 kß gewählt worden. Aus Berechnungen folgt dann, daß die bei F i g. 2 gegebenen Spannungen an den Segmenten S auftreten, wenn die Widerstände Pu---P20 ebenfalls einen Wert von 50 kß haben. Wenn nun für die Widerstände Pi₇... P20 statt 50 kß ein davon abweichender Wert gewählt wird, dann die Spannung an den Segmenten S₂, Se und S4, S₈ derart geändert werden, daß die an den Ecken in der Nähe der Segmente £2, S4, Se und 5s ausgeprägte Verzeichnung beeinflußt wird. Bei einer Kissenverzeichnung muß gegenüber der linearen Ablenkung die Ablenkung an den Ecken abgeschwächt werden, d. h, daß die Segmente S₂, S4, S₆ und S₈ weniger Spannung erhalten müssen, welche Anforderung dadurch erfüllt werden kann, daß für die Widerstände Pi7 -. - P20 ein geringerer Wert gewählt wird als für die

Widerstände R\o, Ru, R\4 und R\s. Bei einer Tonnenverzeichnung gilt das umgekehrte.

Es dürfte einleuchten, daß außer den beschriebenen statischen Korrekturen auch dynamische Ablenkfehlerkorrekturen möglich sind. Diese Korrekturen können für Bildfeldkrümmung und anisotropen Astigmatismus von den Ablenkspannungen Uv und Uh quadratisch abhängen und Summen- und Differenzglieder oder Produktglieder Ablenkspannungen enthalten. Derartige Korrekturen können als Spannungen, der Fokussierspannung überlagert, zwischen den Punkten Ps und Pt bzw. Pi und Ps zugeführt werden.

In F i g. 3 ist abgegeben, daß abhängig von einer bestimmten Ausbildung von beispielsweise dem Ablenksignalgenerator Gv, eine Vorkehrung vorgesehen werden kann, um durch die Zweige Bs, B; und B% der Brückenschaltung Λ/einen Gleichstrom fließen zu lassen für Verschiebungszwecke in vertikaler Richtung. Der Generator G_v ist in Fig.3 mit zwei Generatoren Gv\ und Gv2 ausgebildet, die mit Klemmen entgegengesetzter Polarität an Masse gelegt sind, während restliche Klemmen über Kondensatoren Q und Cz wechselstrommäßig mit den Brückenar.schlußpunkten P\ und Pz verbunden sind. Parallel zum Generator Gv liegt eine Reihenschaltung aus zwei Widerständen R& und Rzo, deren Verbindungspunkt die Spannung Up zugeführt wird. Parallel zu den Widerständen R29 und R30 ist eine Gleichspannungsquelle vorgesehen, die eine Gleichspannungsquelle Ds und ein Potentiometer R₃\ enthält. Eine Verstellung der Anzapfung des Potentiometers Rzu die mit dem Widerstand R30 verbunden ist, ergibt den Verschiebungsgleichstrom durch die Zweige Bs, Br und Bs. Durch die Brückenschaltungskonfiguration wird kein Gleichstrom im Zweig Bt verursacht, wie dies auf einfache Weise aus Fig.2 hervorgeht. Wenn auf ähnliche Weise eine einstellbare Gleichspannungsquelle (Ds, /?29 · · ■ #31) parallel an die Brückenanschlußpunkte P2 und Pi, angeschlossen wird, kann ein horizontaler Verschiebungsgleichstrom durch die Zweige Bt, Bj und Bg erhalten werden, während dann kein Gleichstrom durch den Zweig Bs verursacht wird.

Anstelle der gegebenen Ausbildung der einstellbaren Gleichspannungsquelle (Ds, R29 ■ ■ ■ R30) würde die erforderliche Gleichspannung auch unmittelbar der Fokussierspannung [/^entnommen werden können.

In Fig.3 ist angegegen, daß parallel zu den Widerständen R2, R3. Rf_n /?₇, Rn und R^ Kondensatoren C₃... Cs vorgesehen sind. Diese Kondensatoren Cz... Ci sind im Grunde für die Erfindung nicht notwendig, aber sie müssen angeordnet werden, wenn, wie bei F i g. 1 angegeben, das Kabel L verwendet wird. Die Leitungen Li... Ls des Kabels L haben nämlich eine Eigenkapazität, d^;e zusammen mit der Kapazität des damit verbundenen Segmentes 5 in der Röhre K\ eine zusammengestellte Kapazität von etwa 40 pF ergeben können. Da, wie bei F i g. 2 angegeben, der Generator Gv für die Ablenkung in vertikaler Richtung eine niederfrequente sägezahnförmige Spannung von beispielsweise 50 oder 60 Hz abgibt, ist der Einfluß der zusammengestellten Kapazität bei dieser niedrigen Frequenz vernachlässigbar. Dies gilt jedoch nicht für die Zeilenablenkung in der horizontalen Richtung, wozu der Generator Gh eine hochfrequente sägezahnförmige Spannung von 15 625 oder 15 750 Hz abgibt Da beispielsweise aus dem Punkt Pn gerechnet die zusammengestellte Kapazität der Leitung L₃ und des Segmentes S3 am Brückenwiderstand Ru parallel vorhanden ist, muß für ein gutes Brückengleichgewicht der Kondensator Cj parallel zum Widerstand R\z angeordnet werden. Dasselbe gilt für alle Kondensatoren Cz... Q.
Dabei gilt, daß die genannten zusammengestellten Kapazitäten pro Segment 5 und zugehörende Leitung des Kabels L nicht alle denselben Wert zu haben brauchen, so daß die Kondensatoren Cs... Ca angepaßt werden müssen und dazu einstellbar ausgebildet werden können.

Zur Erhaltung einer niedrigen Verlustleistung in der Brückenschaltung N ist es günstig, für die Widerstände R\... R20 einen großen Wert zu wählen. Die Folge ist, daß das Laden und Entladen der genannten zusammengestellten Kapazitäten über eine große ÄC-Zeitkonstante erfolgt. Für den Hinlauf in der hochfrequenten sägezahnförmigen Spannung U'h gibt die Zeitkonstante keine Schwierigkeiten, aber beim kurzen Rücklauf kann das Entladen der genannten Kapazitäten nicht schnell genug erfolgen. Zum Verwirklichen einer ausreichend schnellen Entladung der Kapazitäten ist der Gebrauch der Kondensatoren-C3... G am meisten gewünscht.

Sollte das Kabel L in F i g. 1 eine vernachlässigbar kleine Kapazität aufweisen oder sollte dieses nicht vorhanden sein, und zwar dadurch, daß beispielsweise die in Fig.2 gegebene Brückenschaltung N in integrierter Form auf oder in der Nähe der Röhre K\ angeordnet ist, so brauchen die Kondensatoren Cz... Cg nach F i g. 3 nicht angeordnet zu werden.

Bei Integration der Widerstände R der Brückenschaltung N kann gedacht werden, daß dieses innerhalb oder außerhalb der Röhre K\ auf der Wand derselben in der Nähe der Elektrode Et angeordnet werden.

In F i g. 4 ist wie bei F i g. 2 eine Brückenschaltung N dargestellt, die jedoch zum Gebrauch bei einer Elektrode £1 geeignet ist, die aus sechs Segmenten 5 aufgebaut ist. Gegenüber F i g. 2 stellt es sich heraus, daß die Segmente Sz und S₇ fortgelassen sind und daß die übrigen sechs Segmente Si, 52, S₄, S5, St und Ss am Kreisumfang gesehen, länger ausgebildet sind. Da die Segmente S3 und S₇ aus F i g. 2 nicht vorhanden sind, gibt es ebenfalls keinen Querzweig B₆.

Von der Kreismitte gerechnet, die dem Anschlußpunkt Ps des Querzweiges Bs entspricht, dem die Fokussierspannung Up zugeführt wird, gehört zum Segment S₂ in F i g. 4 ein Winkel φ = 60° (Punkt Pi₂).

Dabei bezieht sich der Winkel φ auf die bei der Beschreibung nach F i g. 2 gegebene Formel (1). Zu den folgenden Segmenten S₄, S₅, S₆ und S₈ gehören Winkel, die ein ganzes Vielfaches von 60° sind. Unter Verwendung der bei F i g. 2 gegebenen Art und Weise für die Berechnung der erforderlichen und unterschiedlichen Spannungen in der Brückenschaltung N, wobei die Spannung Uh fiktiv vorhanden ist, und zwar dadurch, daß die Segmente S₃ und S₇ in F i g. 4 nicht vorhanden sind, folgt für das Segment

S₂: Uv cos 60° + i/Hsin60° = 1/2 Uv + V2 U_H

Wenn im Punkt P_i2 eine Tangente am Kreisumfang, auf dem das Segment S2 liegt, gezogen wird, können die Spannungen, die den Punkten P\ und P₂ aufgeprägt werden müssen, um die gewünschten Spannungen an den Segmenten S zu erhalten, berechnet werden. Ausgehend von + Uv am Segment Si folgt für Punkt P\ eine Spannung +UW =2 U_v. Für den Punkt F₂ folgt, bei der Annahme der fiktiven Spannung + Uh an der

Stelle zwischen den Segmenten Sz und Sa,

1Ί

+ U₁, = Z

Wie bei Fig.2 angegeben, folgen in Fig.4 die Spannungen an den anderen Punkten .Pdadurch, daß die + - und — -Polaritäten in Rechnung gebracht werden.

Da die Brückenzweige B\, Bi, By, und Ba identisch ausgebildet sind, sind nur vom Brückenzweig B\ mit Rn und R₃₃ zwei Widerstände abgegeben. Da der Querzweig Bs auf beiden Seiten des Punktes Ps identisch ist, sind durch R₃^ und R₃S zwei Widerstände angedeutet, die zwischen den Punkten Pi und Pn und Ps liegen. Da die Widerstände R sich wie die Längen der Linienabschnitte der Brückenschaltung N, in denen sie gezeichnet sind, verhaken müssen, foigt, daß Ru=R₃S und aus

Rv : R33 = |/3~: 7= folgt R₃₂ = 3 R₃₃.

Auf die bei F i g. 2 und 4 beschriebene Art und Weise können je nach der Anzahl Segmente S der Elektrode E\ einfach die erforderlichen Verhältnisse der Widerstände R in der Brückenschaltung Λ/berechnet werden.

Wie bei F i g. 4 die Segmente S₃ und S₇ nach F i g. 2 nicht vorhanden sind, könnten bei F i g. 2 auch noch die Segmente S\ und S₅ fortgelassen werden, obschon dabei, sogar bei Vergrößerung der restlichen Segmente 52, 54, Se und Ss, die Ablenkung weniger linear erfolgen wird. Je nach den gestellten Anforderungen kann dies jedoch erlaubt sein. Wenn nur die Segmente Sz, SU, Se und Sa vorhanden sind, fallen die Querzweige Bs und Bg fort und müssen an deren Stelle die bei Fig.3 gegebenen Querzweige Bi und B% zwischen den Punkten Pn, Pk und Pu, P\s angeordnet werden. Dabei wird die Fokussierspannung £/f wieder den Mittenanschlußpunkten Pj und Pa zugeführt.

Gegenüber einer konventionellen Anordnung mit vier in den zwei Querablenkrichtungen liegenden Ablenkelektroden, die der Verwendung von nur den Segmenten Si, S3, Ss und 5η nach F i g. 2 entsprechen, ergibt der Gebrauch von nur den Segmenten S₂, S₄, S₆ und Se, die zwischen den genannten Ablenkrichtungen liegen, den Vorteil, daß dort, wo die größten Probleme für ein linear verlaufendes Ablenkfeld auftreten, und zwar in den Ecken, das Vorhandensein von Segmenten an dieser Stelle die Probleme verringert

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Ablenkanordnung für einen Elektronenstrahl in einer Elektronenstrahlröhre, weiche Anordnung mit einem Elektrodensystem versehen ist, das sich zum Fokussieren sowie Ablenken des Elektronenstrahlers eignet, wozu das eine eine in Se:gmente aufgeteilte Elektrode enthaltende System mit einer Fokussierspannungsquelle und zum Ablenken in zwei Richtungen quer zur Röhrenachse mit zwei Ablenksignalgeneratoren verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwendung einer Brückenschaltung (N) mit Brückenzweigen (B\, B₂, B₃, Β*) zwischen vier Brückenanschlußpunkten (P\, P2, P₃, Pa), von denen jeweils zwei gegenüber einander liegende Punkte (Pi, P3 bzw. P₂, Pa) an zwei Anschlußklemmen jeweils eines anderen Ablenksignalgenerators (Gv bzw. Gn) angeschlossen und wobei die Zweige (B) mit Widerständen (R) und weiteren Anschlußpunkten (P) versehen sind, die Fokussierung dadurch erfolgt, daß in der Brücke (N) mindestens ein mit Widerständen (R) und Anschlußpunkten (P) versehener Querzweig (Bs, B₆, B₇, Bs) angeordnet wird, der mit einem Mittenanzapfpunkt (Ps, Pb, Pi, Ps) zum Anschluß an die Fokussierspannungsquelle (X>/rJversehen ist.

2. Ablenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Querzweig (B₁ bzw. Bg) zwischen zwei einander gegenüberliegenden genannten Anschlußpunkten (P₁₁, Pie bzw. Pi₄, Pis), die Verbindungspunkte zwischen den Widerständen (Ty eines Brückenzweiges (Bufybzw. Bi, fit) sind, vorhanden ist (F i g. 3).

3. Ablenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente der Elektrode (Ei), die in einer der genannten Querablenkrichtungen (Su Ss bzw. 53, 57) liegen mit Anschlußpunkten (Pu, P\s bzw. Pb, Pn) auf dem genannten Querzweig (Bs bzw. Bi) verbunden sind, der zwischen zwei einander gegenüberliegenden Brückenanschlußpunkten (Pu P₃ bzw. P₂, Pa) vorhanden ist (F i g. 2).

4. Ablenkanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der genannten Querzweige (Bs, B₆, B₇, A₃) vorhanden sind (F ig. 2,3).

5. Ablenkanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Mittenanschlußpunkten (Ps, Pf, bzw. P₇, Pe) der zwei genannten Querzweige (Bs, Bt bzw. B₇, Bs) eine Verteilschaltung (R21, R22, R23, R2A bzw. R2S, R26, /?27, R₂a) angeordnet ist, an die die Fokussierspannungsquelle (Df) angeschlossen ist, welche Verteilschaltung (R₁U Rn, Ru, Rn bzw. R₂* R₁*, R₂₁, Rx) eine Ungleichheit in den den Mittenanschlußpunkten (Ps, Pt bzw P₇, Pe) zugeführten Spannungen herbeiführt (F i g. 3).

6. Ablenkanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilschaltung (R₁U R22, R23, R2A bzw. Ä25, R26, R₂₇, R₂s) mit einer Brückenschaltung (R₂₁, R22, R₂₃ bzw. R-χ, M₂₆, Λ27) ausgebildet ist, in die ein Potentiometer (R_n bzw. A₂₅) aufgenommen ist, das zwischen den genannten Anschlußpunkten (Ps, Pe, bzw. P₇, Pg) angeordnet ist, während eine Anzapfung des Potentiometers (R₂] bzw. R₂S) an die Fokussierspannungsquelle (Df) angeschlossen ist (F i g. 3).

7. Ablenkanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ver-

wendung eines Ablenksignalgenerators (Gy) mit Ausgangsklemmen, die wechselstrommäßig (Cu C₂) mit den Brückenanschlußpunktsn (Pu P3) gekoppelt sind, denen parallel eine einstellbare Gleichspannungsquelle (Ds, R-29, R30, Ä31) zum Liefern eines Verschiebungsgleichstromes angeordnet ist, die Fokussierspannungsquelle (Df) der genannten Gleichspannungsquelle (Ds, R2a, R₃]) die Fokussierspannung (Uf) abgibt (Fig. 3).

8. Ablenkanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Widerständen (R) Kondensatoren (C₃, Ca, Q, Cs, C₇, Cs) angeschlossen sind, die mit denjenigen Brückenanschlußpunkten (P₂, Pi) verbunden sind, die an diejenigen (Gh) der Ablenksignalgeneratoren (Gv, Gh) gelegt worden sind, die eine höher frequente Spannung abgeben (F i g. 3).

9. Ablenkanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brükkenschaltung (N) mit Widerständen (R) in integrierter Form in der Nähe bzw. auf der Elektronenstrahlröhre (Ki) angeordnet ist

10. Elektronenstrahlröhre mit einer Ablenkanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (R) in integrierter Form an der Wand der Elektronenstrahlröhre (K\) angeordnet sind.