DE2449936C3

DE2449936C3 - Elektronenstrahlröhre mit veränderlicher Strahlgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE2449936C3
Application number: DE19742449936
Authority: DE
Inventors: Genrich Dmitrievitsch Fryasino Moskovskoi Oblasti Balandin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-10-21
Filing date: 1974-10-21
Publication date: 1980-01-24
Also published as: DE2449936A1; DE2449936B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenstrahlröhre nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie kann insbesondere in Informationsanzeigesystemen angewendet werden.

Seit relativ kurzer Zeit gibt es eine neuartige Klasse von Elektronenstrahlröhren mit veränderlicher Strahlgeschwindigkeit, die die Leuchtfarbe oder die Nachleuchtdauer oder andere Eigenschaften des Bildschirmes der Röhre beeinflußt Die Arbeit dieser Röhren beruht auf dem Prinzip verschiedener Eindringtiefe des Elektronenstrahls in einen Festkörper (in diesem Fall einen Bildschirm) in Abhängigkeit von der Strahlenergie. Normalerweise werden derartige Röhren Penetra-

H) tions-Röhren genannt

Der Bildschirm derartiger Elektronenstrahlröhren kann aus mehreren einander überlagerten, durch eine Sperrschicht getrennten, verschiedenes Verhalten (Eigenschaften) bei Erregung durch einen Elektronenstrahl aufweisenden Stoffschichten bestehen, die z. B. verschiedene Leuchtfarben, Nachleuchtdauern und Verfärbungen (Verdunklungen) zeigen. Der Elektronenstrahl dringt beim Auftreffen auf einen derartigen Bildschirm in Abhängigkeit von seiner Strahlenergie,

d. h. von der Beschleunigungsspannung, in diese oder jene Schicht ein, um diese zu erregen. Bei einer anderen Bauart der Röhren dieses Typs kann der Bildschirm in Form einer Schicht aus einem Stoff mit Teilchen ausgeführt sein, die Beschichtungen aus mehreren Schichten mit verschiedenen Eigenschaften aufweisen.

Bei der Arbeit derartiger Elektronenstrahlröhren ist es notwendig, die Strahlenergie, d.h. die Beschleunigungsspannung, von einer niedrigen Spannung (normalerweise 4 bis 8 kV) auf eine höhere Spannung

ίο (normalerweise 8 bis 15 kV) oder umgekehrt schnell,

d. h. mit der Frequenz eines Videosignals, zu ändern.

Hierbei erfolgt auf dem Bildschirm eine Defokussierung des Elektronenstrahls, die aber beseitigt werden muß.

In den meisten bekannten Elektronenstrahlröhren mit

i¹· variabler Strahlenergie (vgl. z. B. FR OS 21 05 070) wird zur Fokussierung dieses Elektronenstrahls als Hauptsammellinse eine elektrostatische Linse eingesetzt. Hierbei wird eine dynamische Nachfokussierung des Elektronenstrahls bei Änderung von dessen Elektronen-

•to energie durch Beaufschlagen einer ucr Elektroden der elektrostatischen Linse mit einem Nachfokussiersignal von einem speziellen Generator eingeführt, wobei dieses Signal synchron /ur Änderung der Strahlenergte geliefert wird.

Bekanntlich schränkt der Einsatz der elektrostatischen Linse als Hauptsammellinse die Auflösung der sie verwendenden Elektronenstrahlröhre beträchtlich ein, insbesondere bei Strahlströmcn von ca. 100 μΑ und darüber.

m Trotz eines denkbaren hohen Auflösungsvermögens der Elektronenstrahlröhre bei Verwendung einer durch eine elektromagnetische Spule mit einer Induktivität von ca. 200 μΗ gebildeten magnetischen Linse als Hauptsammcllinsc wurde diese bis vor kurzem aulgrund einer prinzipiellen Unmöglichkeit einer schnellen Änderung des Magnetflusses in dieser elektromagnetischen Spule gleichzeitig mit der Änderung der Strahlenergie nicht angewendet.

Ks ist auch eine Elektronenstrahlröhre mit veränderli eher Strahlgeschwindigkeit bekannt, die eine Quelle von zu einem Elektronenstrahl durch eine Elektronenbeschleunigungseinrichtung und eine eine Magnetlinse aufweisende Strahlfoküsiiiereinrichtung gebündelten Elektronen sowie eine in Strahlrichtüng hinter der magnetischen Linse angeordnete Strahiablenkeinrichtung enthält (vgl, z. B, US-PS 37 11 803).

Bei der genannten EloktfOrtenslrahlröhfe ist die Magnetlinse durch eine elektromagnetische Spule

spezieller Bauart gebildet. Hierbei wird ebenso wie im Fall der Anwendung von elektrostatischen Sammellinsen zur Verwirklichung der Nachfokussierung des Elektronenstrahls bei Änderung von dessen Elektronenenergie in die elektromagnetische Spule ein Nachfokussiersignal von einem getrennten Generator eingespeist, was die Steuerschaltung de. Elektronenstrahlröhre kompliziert.

Die durch diese elektromagnetische Spule gebildete Magnetlinse ist keine kurze, die beste Fokussieretiiwirkung auf den Elektronenstrahl aufweisende Linse, weil der Luftspalt in deren Magnetkern zwecks Verringerung ihrer Induktivität gegenüber den anderen bekannten elektromagnetischen Fokussierspulen erheblich vergrößert ist. Jedoch wird ungeachtet der Verringe- ιί rung der Spuleninduktivität die Einschränkung der Änderungsgeschwindigkeit des Magnetflusses in der Spule und folglich des Ansprechens der Elektronenstrahlröhre keineswegs vollständig aufgehoben.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Elektronenstrahlröhre der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei hohen Strahlströmen eine gute Fokussierung und eine automatische Strahlfokussierung aJ ihrem Bildschirm bei Änderung der Geschwindigkeir ermöglicht. «

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Lehre nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I.

Demgegenüber ist es lediglich noch bekannt (vgl. GB-PS 11 62 149), in eine Elektronenstrahlröhre eine Jo Einrichtung zur Änderung der Wirkung der elektrostatischen Linse gleichzeitig mit einer Änderung in der Elektronengeschwindigkeit, hervorgerufen durch eine

Elektronenstrahlgeschwindigkeits-Steuereinrichtung, so vorzusehen, daß die Gesamtablenkung des Elektro- js nenstrahls am Bildschirm für ein von der Strahlablenkeinrichtung erzeugtes gegebenes Ablenkfeld für jede Auftreffgeschwindigkeit der Elekroncn auf den Bildschirm gleich ist. Diese Einrichtung zur Änderung der Wirkung der elektrostatischen Linse hat im einzelnen eine Schalteinrichtung, die zyklisch hohe positive Potentiale an einem ersten bzw. an einem zweiten leitenden Glied der elektrostatischen Linse /wischen unterschiedlichen Poteniialpegeln schaltet, wobei die Potentialänderungen am /weiten leitenden Glied synchron, jedoch entgegengesetzt gerichtet zu den Potentialänu'erungen am ersten leitenden Glied erfolgen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im Minblick auf den Patentanspruch 4 ist noch zu erwähnen, daß bereits für ein elektronenoptisches System eine gewendelte Elektrode aus Widerstandsmaterial bekannt ist (vgl. US-PS 33 75 390).

Die erfindungsgemäße Elektronenstrahlröhre mit r> veränderlicher Strahlgeschwindigkeil ermöglicht eine hohe Auflösung von ca. 2500 Zeilen/Bildschirm, vereinfacht die Steuerschaltung und erhöht die An Sprechgeschwindigkeit.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von m> Ausführungsbeispielen mittels der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fi g, 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungs· gemäßen Elektronenstrahlröhre mit veränderlicher Strahlgeschwindigkeit (im Längsschnitt) Und ein Block-Schaltbild von deren Steuerung,

Fig.2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Elektronenstrahlröhre (im Längs-

4>

^r)(i schnitt), und

F i g. 3 ein drittes Ausführungsbejspie! der erfindungsgemäöen Elektronenstrahlröhre (im Längsschnitt).

Die Elektronenstrahlröhre mit veränderlicher Strahlgeschwindigkeit hat einen axialsymmetrischen Elektronenstrahlerzeuger für einen Elektronenstrahl 1 (Fig. I), der eine innerhalb eines Glaskolbens 2 untergebrachte, aus einem Kathodenheizer 4 und einem Modulator 5 bestehende Elektronenquelle 3 enthält. Der Elektronenstrahlerzeuger enthält auch eine Elektronenbeschleunigungseinrichtung, die hinter dem Modulator 5 in Strahlrichtung angeordnet und als eine Beschleunigungselektrode 6 in Gestalt eines Zylinders ausgeführt ist, in dessen abgeschlossenen Stirnseiten öffnungen zum Durchgang der Elektronen ausgeführt sind, und eine Elektronenfokussiereinrichtung. Die Elektronenfokussiereinrichtung enthält eine elektrostatische Bipotential-Linse, die durch eine erste and eine zweite Elektrode 7 bzw. 8 gebildet ist, die hinter der Beschleunigungselekirode 6 in Strahlrichtung mit einem Zwischen-Spalt liegen und eine Zy line¹-rform aufweisen. Die Elektronenfokussiereinrichtung eruhilt auch, eine Magnetlinse, die durch eine außerhalb des Glaskolbens 2 liegende elektromagnetische Spule 9 für sich bekannten Aufbaus gebildet ist, bei der innerhalb tines Magnetkernes 10 mit einem Luftspalt 11 eine Wicklung 12 untergebracht ist.

Die elektrostatische Linse ist gegenüber der Magnetlinse derart angeordnet und ausgebildet, daß eine Änderung der Strahlfokussierung durch die Magnetlinse bei Änderung der Strahlgeschwindigkeit kompensiert wird. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Elektronenstrahlröhre liegt die duri h die Mitte des Spaltes zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der ersten und /weiten Elektrode 7 bzw. 8 gehende Mittelebene 13 der elektrostatischen Linse zwischen der durch die Mitte des Luftspaltes 11 gehenden Mittelebene 14 der Magnetlinse und der Beschleunigungselektrode 6.

Die Beschleunigungselektrode 6 ist elektrisch mit der ersten Elektrode 7 der elektrostatischen Linse mit Hilfe eine leitenden Brücke 15 verbunden. Die zweite Elektrode 8 der elektrostatischen Linse ist mittels Metallfedern 16 mit einer für sich gut bekannten leitenden Beschichtung 17 verbunden, die auf der Innenfläche des Glaskolbens 2 aufgetragen ist und in eine auf einem von der Innenseite des aufgeweiteten Teiles des Glaskolbens 2 befindlichen Bildschirm 18 aufgetragene Aluminiumbeschichtung übergeht. Der Bildschirm 18 stellt eine durch den auf den Bildschirm 18 auffallenden Elektronenstrahl 1 bei einer Spannung am Bildschirm 18 von 6 kV rot leuchtende Leuchtstoff-Teilchen enthaltende Einschicht-Beschichtung dar. Die Beschichtung enthält auch bei einer Spannung von 12 kV am Bildschirm 18 grün leuchtende Teilchen des Leuchtstoffs (ZnCd): Cu, deren jedes mit e'ner Sperrschicht bedeckt ist.

Außerhalb des Glaskolbens 2 liegt hinter der elektromagnetischen Spule 9 in Richtung des Elektronenstrahls 1 eine a!i eine elektromagnetische Ablenkspule 19 ausgeführte und zur Abtastung des Bildschirmes 18 durch den Elektronenstrahl 1 dienende Ablenkeinrichtung des Elektronenstrahls i.

Im Glaskolben 2 ist zwischen der Beschleünigungselektrode 6 und der ersten Elektrode 7 der elektrostatischen Linse eine Zusatzablertkeinrichtung des Elektronenstrahls 1 in Form zweier Paare elektrostatischer Ablenkplatten, d, h. voll Vertikalablenkplatten 20 und

Horizonlalablcnkplatlen 21, Vorhanden.

Die Steuerung der Elektronenstrahlröhre erfolgt durch eine Steuersignalquellc 22, die über eine Steuereinheit 23 des Elektronenstrahls 1 an den Modulator 5 und über einen Symbolgeneraior 24 an die elektrostatischen Ablenkplatten 20 und 21 angeschlossen ist. Die Steuersignalquelle 22 ist auch über eine Koordinatcnablcnkschallung 25 an die Ablenkspule 19 und über einen Hochspannungsschalter 26 .in den Bildschirm 18 angeschlossen. An den Hochspannungsschalter 26 ist ihrerseits eine Hochspanniingsspciseqiicl· Ie 27 gekoppeil.

An die Beschleunigiingscleklrode 6 und an die die Magnetlinse bildende elektromagnetische Spule 9 sind Speisequellen 28 und 29 angeschlossen. Der Kathodenheizer 4 der Eleklronenstranlröhre ist geerdet.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Elektronenstrahlröhre mit veränderlicher Strahlgeschwindigkeit wird an F i g. 2 eriautert. Der Unterschied besteht darin, daß die Elektroden 30 und 31 der elektrostatischen Bipotential-Linsc als leitende Beschichtungen auf der Innenfläche des Glaskolbens 2 ausgeführt sind und bei dem beschriebenen Beispiel um einen Abstand auseinanderliegen, der größer als der Innendurchmesser des Glaskolbens 2 in dem Teil ist, auf den die Beschichtung aufgebracht ist. Darüber hinaus sind die einander zugewandten Stirnseiten der Elektroden 30 und 31 beiderseits der Mittelebene 14 der Magnetlinse angeordnet und elektrisch miteinander mit Hilfe eines zwischen diesen Elektroden befindlichen Systems zur Erzeugung eines verteilten elektrischen Feldes gekoppelt. Das System stellt eine auf die Innenfläche des Glaskolbens 2 gewendelte Beschichtung 32 aus einem Widerstandsmaterial dar.

Bei dem beschriebenen Beispiel der Elektronenstrahlröhre ist die Elektrode 30 elektrisch mit der Beschleunigungselektrode 6 mittels Federn 33 gekoppelt, die Elektrode 31 stellt eine Fortsetzung der leitenden Beschichtung 17 dar. und die Zusatzablenkeinrichtung ist als eine auf den Glaskolben 2 aufgesetzte elektromagnetische Spule 34 ausgeführt.

F«n rlrillpc ÄiicrühriinfrcK^icnipl At>r Plol^liV^niinclraKI-

röhre mit veränderlicher Strahlgeschwindigkeit ist in F i g. 3 gezeigt. Der Unterschied zur Röhre nach F i g. 2 besteht darin, daß als System zur Erzeugung eines verteilten elektrischen Feldes eine Reihe von elektrisch miteinander durch Elemente aus einem Widerslandsmaterial (hier Scheiben 36) gekoppelten Lochblenden 35 verwendet wird. Darüber hinaus ist die erste Elektrode der elektrostatischen Linse einstückig mit der Beschleunigungseleklrode "3 ausgebildet und die zweite Elektrode 37 in Form eines Zylinders hergestellt, in dessen abgeschlossenen Stirnseiten Öffnungen zum Durchgang des Elektronenstrahls 1 vorgesehen sind und die elektrisch mit der leitenden Beschichtung 17 auf der Innenfläche des Glaskolbens 2 mittels Federn 16 gekoppelt ist.

Die Röhre entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt:

Bei Eintreffen eines Signals von der Steuereinheit 23 (Fig. 1) des Elektronenstrahls 1 am Modulator 5 der Elektronenquelle 3 und bei Anlegen der Beschleunigungsspannung von der Speisequelle 23 der Beschleunigungselektrode 6 bildet sich im Raum zwischen der Elektronenquelle 3 und der Beschleunigungselektrode 6 ein divergierender, stromstärkenmodulierter Elektronenstrahl 1 aus. Der Elektronenstrahl 1 geht zwischen den zwei Paaren der Ablenkplatten 20 und 21 der Zusatzablenkcinrichtung durch und gelangt als divergierender abgelenkter, aber noch nicht fokussicrter Elektronenstrahl 1 in die durch die Elektroden 7 und 8 gebildete elektrostatische Linse.

Es sei angenommen, daß am Bildschirm 18 und folglich an der Elektrode 8 die kleinere von z.wci vorgegebenen Betriebsspannungen, nämlich 6 kV, angelegt wird, wobei das Spannungsverhältnis an den die elektrostatische Linse bildenden Elektroden 7 und 8 und

ίο die magnetische Feldstärke innerhalb der die Magnetlinse bildenden clckromagnetischcn Spule 9 derartig sind, daß jede der beiden Linsen allein zu schwach ist, um auf dem Bildschirm 18 ein reelles Bild des Brcnnflecks zu erzeugen. Eine gute Bildschärfe des

H Brennflccks. d. h. mit minimaler Γ leckgrößc. ergibt sich auf dem Bildschirm 18 nur bei einer gemeinsamen Fokussierung des Elektronenstrahls 1 durch die elektrostatische und die Magnetlinse.

Bekanntlich isi der Vergrößerungsiakior einer Kombination zweier Linsen gleich dem Produkt der Vergrößerungsfaktoren jeder Linse.

Läßt man die Spannung am Bildschirm 18 und folglich an der Elektrode 8 der elektrostatischen Linse ansteigen, so wird der Brennfleck bei einer mit Hilfe der Speiscquelle 29 vorgegebenen konstanten Verteilung der magnetischen Feldstärke lä.igs der Achse der Elektronenstrahlröhre dcfokussiert, wobei die optische Stärke cuv elektrostatischen Bipotential-Linsc aufgrund einer Vergrößerung des Spannungsverhältnisses an den Elektroden 7 und 8 ansteigt und die optische Stärke der Magnetlinse aufgrund einer Gcscnwindigkeilszunahmc des Elektronenstrahls 1 innerhalb dieser Linse abnimmt. Bei einer bestimmten Spannung an der Elektrode 8 entsteht am Bildschirm 18 erneut ein Bild des Brcnnflecks (Lcuchtfleck). Am Bildschirm 18 kann man also eine minimale Brennfleckgrößc bei zwei vorgegebenen Spannungen erzielen.

Da die Werte der erforderlichen Spannungen am Bildschirm 18 und folglich an der Elektrode 8 meist durch die verwendeten Leuchtstoffe bestimmt sind, wird die optische Stärke der Linsenkombination gewählt, inrfpm rir-r AhUnnd 7wUrhen Aon Millelchcnen 11 und 14 der elektrostatischen bzw. Magnetlinse, die Spannung an der Elektrode 7 sowie die magnetische Feldstärke innerhalb der die Magnetlinse bildenden elektromagnetischen Spule 9 geändert wird.

Indern man die genannten Parameter in geringen Grenzen variiert, kann man die Größen der beiden stabilen Spannungen an der zweiten Elektrode 8 und folglich am Bildschirm 18 einstellen, bei denen eine automatische Strahlfokussierung auf dem Bildschii ni 18 in einem weiten Bereich in Abhängigkeit von den verwendeten Leuchtstoffen dieses Bildschirmes erreicht wird.

Da der Faktor der linearen Vergrößerung der Kombination der elektrostatischen und der Magnetlinse beim Übergang von einer festen Spannung an der zweiten Elektrode 8 zur anderen unverändert bleibt, verschiebt diese Linsenkombination den Elektronenstrahl 1 auch gleichermaßen zur Achse der Röhre bei verschiedenen Spannungen an der zweiten Elektrode 8, d. h. in den Fällen, wo eine wiederholte Strahlfokussierung auf dem Bildschirm 18 beobachtet wird.

Dank der Kombination der elektrostatischen Bipotential-Linse mit der zu dieser in bestimmter Weise angeordneten Magnetlinse wird eine unveränderliche Fokussierung des Elektronenstrahls 1 auf dem Bildschirm 18 bei Änderung von dessen Elektronenenergie

zwischen zwei stabilen Werten (d. h. bei Änderung der Beschleunigungsspannung) ermöglicht.

Die Wirkungsweise der Röhre nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist analog der oben beschriebenen.

Der Unterschied ist auf den Ersatz der »geometrisch starken« elektrostatischen Bipötential-Linsc durch eine »geometrisch schwache« verteilte oder ausgedehnte b/fötentiale elektrostatische Linse und die gegenseitige Anordnung der elektrostatischen und der Magnetlinse zurückzuführen. In dem ersten Beispiel der Elektronen-Strahlrohre ist die Wirkung der elektrostatischen und Magnetlinse räumlich getrennt und in dem zweiten Beispiel räumlich vereinigt.

Bei Beaufschlagen des Bildschirms 18 und folglich der Elektrode 31 mit einer der Betriebsspannungen U\ größer als die Spannung an der Beschleunigungselektrode 6 und an der mit dieser cleklrich gekoppelten Elektrode 30 wirkt die elektrostatische Linse als

Rpcrh Ipiinioiinacjincp

Zur Erleichterung der weiteren Beschreibung der Arbeit des zweiten Beispiels der Elektronenstrahlröhre werden der bezüglich des Elektronenstrahls linke, mittlere und rechte Teil der elektrostatischen Linse mit 1,11 bzw. Ill bezeichnet.

Da das dem Teil I der elektrostatischen Beschleunigungslinse entsprechende Gebiet als Sammellinse auftritt, wirkt auf die Elektronen des divergierenden Elektronenstrahls 1 eine Radialkraft in Richtung zur Röhrenachse ein. Aus dem dem Teil I entsprechenden Gebiet gelangt der Strahl in das dem Teil Il ι !!sprechende Gebiet mil einem praktisch homogenen elektrischen Feld. Hier wirkt auf die Elektronen seitens der elektrostatischen Linse nur eine Axialkraft ein. Auf demselben Abschnitt Il wirkt auf den Elektronenstiahl 1 auch eine durch die Wirkung des Magnetfeldes der die Magnetlinse bildenden elektromagnetischen Spule 9 bedingte Radialkraft in Richtung zur Röhrenachse ein. Das dem Teil III entsprechende Gebiet wirkt als Zerstreuungslinse.

Bei Beaufschlagen der Elektroden 6 und 30 mit einer Gleichspannung Ui betragsmäßig kleiner als die am Bildschirm 18 und folglich an der Elektrode 31 anliegende Spannung wird die optische Stärke der Magnetlinse derart gewählt, daß der Elektronenstrahl 1 auf dem Bildschirm 18 unter gemeinsamer Wirkung der elektrostatischen und der Magnetlinse fokussiert ist.

Bei Erhöhung der Spannung U\ wird die gesamte Fokussierwirkung des Sammel- und des Zerstreuungsteils I bzw. Ill der Bipotential-Linse verstärkt. Bei konstanter optischer Stärke der Magnetlinse würde der Elektronenstrahl 1 vor dem Bildschirm 18 fokussiert. Jedoch nimmt die optische Stärke dieser Linse bei der Erhöhung von U\ ab, weil proportional zu U\ die Geschwindigkeit der dl·.». Linse durchfliegenden Elektronen zunimmt.

Die Vergrößerung der optischen Stärke der magnetischen Linse ist nicht proportional zur Vergrößerung von k/U\ (k = konstanter Koeffizient, der von der Geometrie der Elektroden dieser Linse abhängt), Sondern stellt eine¹ kompliziertere Abhängigkeit dar, weil die Elektronengeschwindigkeil des Elektronenstrahls 1 ununterbrochen in dem Maße, wie der Strahl 1 durch diese elektrostatische Linse tritt, zunimmt.

Die gemeinsame Wirkung der sich mit dem Anstieg von Ü\ verstärkenden elektrostatischen Linse und der sich abschwächenden Magnetlinse gestattet es. eine praktisch konstante Fokussierung des Brennflecks auf dem Bildschirm 18 der Röhre bei beliebigen in vorgegebenen, durch die verwendeten Leuchtstoffe des Bildschirmes 18 bestimmten Grenzen gewählten Werten ih zu erhalten. Dadurch entfallen für die Steuerschaltung der Elektronenstrahlröhre komplizierte Zusatzteile zur dynamischen Strahlnachfokussierung bei Änderung der S'.rühlgcschwindigke!·.

Die Wirkungsweise der Röhre nach dem dritten Ausführungsbeispiel ist völlig analog der oben beschriebenen.

Die erfindungsgemäße Elektronenstrahlröhre mit veränderlicher Strahlgeschwindigkeit gibt die Möglichkeit, eine automatische Strahlfokussierung auf dem Bildschirm bei zwei festen Energiewerten des Elektronenstrahls oder in einem kontinuierlichen weiten Änderungsbereich (6 bis 20 kV und darüber) der Elektronenenergie zu erhalten.

Bei allen beschriebenen Beispielen der Elektronenstrahlröhre kann die Änderung der Strahlgeschwindigkeit auch bei Konstanthaltung der Spannung am Bildschirm und Änderung der Spannung am Kathodenheizer und der Beschleunigungselektrode erfolgen.

Die Verwendung der Kombination der Magnet- mit der elektrostatischen Linse in der erfindungsgemäßen Röhre gewährleistet eine hohe Auflösung bei Strahlströmen von ca. 100 μΑ. Bei Versuchsmustern der Röhre wurde ein Auflösungsvermögen von 2500 Zeilen pro Bildschirm bei Strahlströmen von 100 μΑ erzielt.

Da bei der erfindungsgemäßen Elektronenstrahlrohre die magnetische Feldstärke der Magnetlinse zeitlich konstant ist, kann die Magnetlinse durch eine beliebige elektromagnetische Spule oder einen beliebigen Dauermagnet gebildet werden. Im zweiten Fall entfällt eine Speisequelle. Der andere Vorteil der Magnetlinse mit konstanter magnetischer Feldstärke ist, daß sie keine zusätzlichen Beschränkungen dem Ansprechen der Elektronenstrahlröhre auferlegt.

Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Elektronenstrahlröhre in Einrichtungen zur Darstellung einer Zeicheninformalion wird automatisch die Konstanthaltung der Zeichengröße auf dem Bildschirm bei Änderung der Strahlgeschwindigkeit ermöglicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1
Patentansprüche:

J. Elektronenstrahlröhre, die für eine Änderung der Geschwindigkeit der Strahlelektronen im Betrieb ausgebildet ist,

mit einer Elektronenbeschleunigungseinrichtung, einer Elektronenfokussiereinriehtung und einer Strahlablenkeinrichtung, die in dieser Reihenfolge hintereinander in Richtung des zum Bildschirm der Elektronenstrahlröhre bewegten Elektronenstrahls angeordnet sind, wobei die Elektronenfokussiereinrichtung eine von mehreren Elektroden gebildete elektrostatische Linse aufweist, mit der bei Änderung der Geschwindigkeit der Strahlelektronen deren Fokussierung korrigierbar ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Elektronenfokussiereinriehtung auch eine magnetische Linse mit zeitlich konstanter magnetischer Feldstärke aufweist,

daß die magnetische Linse und die elektrostatische Linse relativ zueinander derart ausgebildet und angeordnet sind, daß eine Änderung der Fokussierung des Elektronenstrahls (1) durch die Magnetlinse bei Änderung der Geschwindigkeit der Strahlelektronen durch die elektrostatische Linse kompensierbar ist, und

daß die elektrostatische Lhse aus zwei zum Elektronenstrahl symmetrischen Elektroden besteht, deren in Strahlrichtung erste elektrisch mil der Elektronenbeschleunigungseinrichtung und deren zweite mit dem Bildschirm (18) gekoppelt ist.

2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß dir· einander zugewandten Stirnseiten der Elektroden (7,8) der elektrostatischen Linse in Richtung Ses F'-eklronenslrahls (1) vor der Mittelebene (14) der Magnetlinse angeordnet sind (F ig. 1).

3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch L dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (30, 31) rohrförmig mit oder ohne Verengung der Öffnungen ausgebildet sind, und daß die einander zugewandten Stirnseiten der Elektroden (30, 31) der elektrostatischen Linse beidseitig der Mittelebene (14) der Magnetlinse in einem Abstand voneinander größer als der Innendurchmesser der kleineren Öffnung der genannten Stirnseite der Elektroden (30, 31) angeordnet und miteinander elektrisch mittels eines zwischen den Elektroden (30, 31) untergebrachten Elektrodensystems /ur Erzeugung eines verteilten elektrischen Feldes verbunden sind (F i g. 2).

4. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodensystem zur Erzeugung eines verteilten elektrischen Feldes ein gewendeltes Band (32) aus einem Widerstands material ist (F ig. 2).

5. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß das System zur Erzeugung eines verteilten elektrischen Feldes eine Reihe von elektrisch mittels Widerstandsmaterial-Elementen gekoppelten Lochblenden(35)darstellt(Fig. 3).