DE674090C - Anordnung zur elektrischen Strahlsperrung bei Kathodenstrahloszillographenroehren mit kalter Kathode - Google Patents

Anordnung zur elektrischen Strahlsperrung bei Kathodenstrahloszillographenroehren mit kalter Kathode

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DE674090C
DE674090C DEK117422D DEK0117422D DE674090C DE 674090 C DE674090 C DE 674090C DE K117422 D DEK117422 D DE K117422D DE K0117422 D DEK0117422 D DE K0117422D DE 674090 C DE674090 C DE 674090C
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/462Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement arrangements for interrupting the beam during inoperative periods

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Description

  • Anordnung zur elektrischen Strahlsperrung bei Kathodenstrahloszillographenröhren mit kalter Kathode Die Elektronen, die in einer evakuierten Röhre von der Kathode ausgehen, können durch verschiedene bekannte Maßnahmen, z. B. Krümmung der Kathodenfläche, magnetische Felder, Raumladungseffektey ,in, einem Brennpunkt zusammengeschnürt werden. Sie können ferner durch Einwirkung elektrostatischer oder magnetischer Felder senkrecht zu ihrer Fortpflanzungsrichtung abgelenkt werden, so daß der Brennpunkt in einer zum Strahl senkrechten Fläche eine entsprechende Bahn beschreibt. Derartige Vakuumröhren können zu verschiedenartigen Zwecken benutzt werden, z. B_ . zum Sichtbarmachen und Aufzeichnen von Oszillogrammen sehr rasch verlaufender Vorgänge, zum Erzeugen einer großen Zahl von Bildpunkten auf einer lumineszierenden oder - photographischen Schicht innerhalb sehr kurzer Zeit, für die Zwecke der Bildtelegraphie oder des Fernsehens, zur Erzeugung einer großen Zahl von kurz aufeinanderfolgenden Stromstößen, indem man auf der Bahn des Brennpunktes eine Anzahl von Elektroden anordnet; solche Röhren werden dann als Kathodenstrahloszillographen bezeichnet.
  • Bei solchen Kathodenstrahloszillographen ist es im allgemeinen notwendig, den Brennpunkt der Elektronenstrahlen im Ruhestand, d. h. in derjenigen Zeit, in welcher er nicht die gewünschten Bewegungen zur Erzeugung eines Oszillogrammes, Bildes o. dgl. ausführt, von. der Arbeitsfläche fernzuhalten. Um diesen Zweck zu erreichen, ist es bereits bekannt, zwischen die Anode der den Kathodenstrahl erzeugenden Entladungsröhre und die eigentlichen Steuerorgane, Ablenkplatten, Magnetspulen usw., mechanisch oder elektrisch betätigte Strahlsperrvorrichtungen einzubauen, die während der für den eigentlichen Arbeitsvorgang nicht benötigten Zeit das Entstehen des Elektronenbrennpunktes auf der Arbeitsfläche verhindern.
  • Von diesen Vorrichtungen sind die mechanisch wirkenden zu träge, sobald eine Freigabe des Elektronenstrahles innerhalb sehr kurzer Zeit, wie z. B. bei der Aufnahme unwillkürlicher Vorgänge, verlangt wird; aus demselben Grunde sind auch rein magnetisch wirkende Sperrvorrichtungen in diesem Fall nicht verwendbar. Die bisher bekanntgewordenen elektrischen Sperrvorrichtungen beruhen meist auf elektrischer Ouerablenkung des Elektronenbrennpunktes senkrecht zur Strahlrichtung über die Arbeitsfläche hinaus bzw. in eine eigene Sperrkammer. Die hierzu nötigen Ablenkelektroden müssen sich, da meist nur geringe Spannungen zu ihrer Betätigung zur Verfügung stehen, sehr nahe gegenüberstehen und eine große Länge parallel zum Strahl besitzen, woraus sich eine relativ große Eigenkapazität ergibt. Diese Kapazität muß durch den die Strahlsperrung aufhebenden Stromstoß erst aufgeladen werden, ehe die Freigabe eintritt, und verlangsamt daher die Zeit bis zur Freigabe des Strahles erheblich. Da man zur sicheren Wirkung, z. B. um eine Schwärzung photographischer Schichten auch während längerer Sperrzeiten zu vermeiden, bis zu vier Einzelstufen solcher Ablenkvörrichtungen hintereinanderschalten muß; ergibt sich neben der Erhöhung der Kapazität auch eine gewisse Kompliziertheit und Vergrößerung des Aufbaues der Katllodenoszillogräphenröhren. Dies bringt besonders bei von der Pumpe abgeschmolzenen Kathodenstrahloszillographen wegen der vielen schwer zu entgasenden Metalloberflächen Unannehmlichkeiten mit sich.
  • Andere bekanntgewordene Strahlsperrvorrichtungen beruhen darauf, daß die Anode der zur Erzeugung der Kathodenstrahlen dienenden Vakuumröhre fest mit dem einen Pol der Erregerspannungsquelle verbunden bleibt, während die Kathode durch einen Schnellschalter, eine durch den aufzunehmenden Vorgang gesteuerte Elektronenröhrenschaltung o. dgl. nur für sehr kurze Zeit an den entsprechenden Erregerspannüngspol gelegt wird. Strahlsperrvorrichtungen dieser Art besitzen infolge der relativ langen Zünd-Periode bei Entladungsröhren mit kalter Kathode oder wegen der -nicht klein genug zu haltenden Kathodenkapazität meist beträchtliche Verzögerungszeiten.
  • Es sind weiterhin Strahlsperranordnungen für Kathodensträhloszillographen mit Glühkathode bekanntgeworden, bei denen die Sperrung durch eine auf ein negatives Potential gebrachte, unmittelbar die Glühkathode umgebende Sperrelektrode erfolgt, die auf den Elektronenstrahl parallel; aber entgegengesetzt zu seiner Fortpflanzungsrichtung eine hrernsende Kraft ausübt. Der Nachteil dieser bekannten Anordnungen besteht jedoch darin, daß infolge der Ausbildung des elektrischen Feldes zwischen der Steuerelektrode und der Glühkathode verhältnismäßig hohe Sperrspannungen benötigt werden (etwa io °% der Anodenspannung). Bei kalter Kathode ist das bekannte Prinzip überhaupt nicht anwendbar.
  • Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahloszillographenröhre, die mit einer kalten Kathode ausgerüstet ist und bei der eine etwa zehnmal kleinere Sperrspannung als bei den bisher bekannten Anordnungen dieser Art benötigt wird (etwa, i % der Anodenspannung). Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der mittels einer dauernd unterhaltenen Entladung erzeugte Elektronenstrahl durch eine hinter der Anode angeordaete Sperrelektrode, Lochplatte oder Gitter; abgebremst wird, deren Spannung gegenüber der Anodenspannung negativ und von solcher Größe ist, daß die Elektronen beim Erreichen der Sperrung praktisch, d. h. ganz oder nahezu die Geschwindigkeit Null haben, und daß hinter der erwähnten Sperrelektrode bzw. bei Verwendung mehrerer Sperrelektroden hinter jeder Sperrelektrode eine Beschleunigungselektrode angeordnet ist, die je nach der an sie gelegten, gegenüber der Kathode positiven Spannung die Elektronen auf den gewünschten Wert beschleunigt: Die Sperrelektroden, die mit einem Durchtrittsloch für den Elektronenstrahl versehen sein müssen, können sowohl zwischen der den Elektronenstrahl erzeugenden Entladungsröhre und dem Ablenkraum oder im Ablenkraüm selbst angebracht sein. Durch geeignete Schaltung ist dafür zu sorgen, daß während der Sperrperiode die Absperrelektroden auf einem zur Absperrung des Elektronenstrahles genügenden negativen Potential, Absperrspannung, gegenüber der Anode bzw. Kathode gehalten werden. Die zum Schreiben eines Oszillogrammes, zum einmaligen überfahren der Arbeitsfläche bei Fernseh- und Bildtelegraphieröhren usw. erforderliche vorübergehende Freigabe des Elektronenstrahles erfolgt dadurch, daß mittels einer einfachen oder kippfähigen Schaltvorrichtung; die von dem aufzuzeichnenden Vorgang selbst ausgelöst sein kann, der betreffenden i#£bsperrelektrode auf eine kurze Zeit eine zur Freigabe des Strahles genügende, zweckmäßig gegenüber der Kathode positive Spannung, Freigabespannung, erteilt wird. Durch Veränderung der Schaltelemente dieser Schaltvorrichtung kann ferner die Zeitdauer der Freigabe des Elektronenstrahles in weiten Grenzen variiert werden. Da sich bei Kathodenstrahloszillographen häufig die Kathode der Entladungsröhre und mit ihr ein Teil der die Sperrvorrichtung auslösenden Schaltorgane auf hohem Potential gegen Erde be- i finden, müssen diese besonders gegen elektrostatische, aber auch gegen magnetische Fremdfelder gut abgeschirmt sein; sie können zweckmäßigerweise außerdem konstruktiv mit dem Kathodenstrahloszillographen v er- j bunden werden.
  • Als kippfähige Schaltungen können an sich bekannte Elektronenröhrenschaltungen mit zwei stabilen Gleichgewichtslagen oder Kippschwingungsschaltungen Verwendung finden, i ferner Schaltungen, welche die Verschiedenheit der Zünd- und Brennspannung von Glimmlichtröhren, Blinkschaltungen, oder Funkenstrecken benutzen. Um die Auslösezeit dieser Schaltungen möglichst herabzu- i setzen, kann bei Funkenstrecken in an sich bekannter Weise eine Vorionisierung, z. B. durch kurzwellige Strahlung, stattfinden; bei Glimmlichtröhren kann zu demselben Zweck statt der kalten. Kathode eine Glühkathode bzw. eine ständig brennende Hilfsentladung vorgesehen werden.
  • In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
  • In der Abb. i ist eine Kathodenstrahlröhre mit kalter Kathode dargestellt. Die Anodenspannung für 'die Kathodenstrahlröhre, deren Kathode mit 4.o und deren erste Anode mit 6 bezeichnet ist, wird von einem Gleichrichterkreis 3 geliefert, dessen positive Ausgangsklemme sich auf Erdpbtential befindet. Die negative Ausgangsklemme ist mit der kalten Kathode 40 verbunden. Die erste Anode 6 und ebenso die zweite Anode 6' sind außer all den positiven Pol der Gleichspannungsquelle noch über einen Widerstand 41 an den Verbindungspunkt zweier Sekundärwicklungen 15 und 16 eines Transformators angeschlossen, dessen Primärwicklung mit 2o bezeichnet ist. An den Endpunkten der beiden Transformatorsekundärwicklungen liegen zwei Glimmröhren 2 i und 22, von denen die Röhre -2 1 sowohl wie die Röhre z2 die Verbindung zur Sperrelektrode 2 herstellt. Außerdem sind die beiden der Sekundärwicklung abgewendeten Röhrenelektroden noch über die Widerstände 7 und 8 mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden. Zwischen den oberen Enden des Widerstandes 8 und Erde liegt ferner ein Kondensator io und an der nichtgeerdeten Klemme der Pr imärwicklung 2o die Fernleitung ig, auf welcher die zur Auslösung des Kippgerätes dienende Spannung ankommt.
  • Die Anordnung nach Abb. i arbeitet in folgender Weise. Solange die Leitung i9 stromlos ist, liegen die beiden Anoden 6 und 6' auf positivem Potential gegenüber der Kathode 40, während die Sper relektröde 2 sich auf Kathodenpotential befindet, da die beiden Glimmröhren 2i und 22 unter dieser Bedingung stromlos sind und die Sperrelektrode 2 daher nur über die Widerstände 7 und 8 an den negativen Pol der Gleichspannungsquelle angeschlossen ist. Wenn auf der Leitung ig eine auslösende Spannung ankommt, zündet je nach der Polarität dieser Spannung die Röhre 21 oder 22; und es wird daher ein Stromweg geschlossen, der von Erde über den Widerstand 4, die Sekundärwicklungen 15 oder 16, die Röhren 21 oder 22, den Widerstand 8 und den Widerstand 7 zum negativen Pol der Gleichspannungsquelle verläuft. Das Potential der Sperrelektrode 2 verlagert sich also in positiver Richtung, d. h. der mittels der ersten Anode 6 dauernd unterhaltene Elektronenstrahl wird freigegeben und durchfliegt daher auch die zweite Anode 6'. Der einstellbare Kondensator io dient zur Einstellung der Zeitkonstante des Kippgerätes.
  • Abb.2 zeigt, wie durch eine Anordnung von mehreren Sperrelektroden 2 und Hilfsanoden 43 und 43' in mehreren Stufen eine erhöhte Sperrwirkung erhalten werden kann. Bei dieser Anordnung werden die in die erste Anode 43, Hauptanode, einfallenden Elektronen durch die oberste Sperrelektrode z abgebremst und gelangen bei Öffnung der Sperrelektrode durch diese hindurch in das beschleunigende Feld zwischen der Sperrelektrode und der nächstliegenden Hilfsanode 43', die mit der Hilfsanode 43 der nächsten Stufe zu einem zusammenhängenden Körper verbunden ist. In dieser Stufe sowie in der nächsten wiederholt sich der gleiche Vorgang nochmals.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Anordnung zur elektrischen Strahlsperrung bei Kathodenstrahloszillographenröhren mit kalter Kathode, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Sperrung des dauernd aufrechterhaltenen Elektronenstrahles dienende Elektrode, Lochblende oder Gitter, hinter einer ersten Anode angeordnet ist und eine Spannung erhält, die gegenüber der Anodenspannung negativ und von solcher Größe ist, daß die Elektronen beim Erreichen der Sperrung praktisch die Geschwindigkeit Null haben, und daß hinter der Sperrelektrode eine zweite Anode, Beschleunigungselektrode, angeordnet ist, die je nach der an sie ge: legten, gegenüber der Kathode positiven Spannung die Elektronen auf den gewünschten Wert beschleunigt.
DEK117422D 1929-11-10 1929-11-10 Anordnung zur elektrischen Strahlsperrung bei Kathodenstrahloszillographenroehren mit kalter Kathode Expired DE674090C (de)

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