DE839678C

DE839678C - Cathode ray tubes with a practically axially directed magnetic field

Info

Publication number: DE839678C
Application number: DET2468D
Authority: DE
Inventors: Georg Dr-Ing Wendt
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1941-07-16
Filing date: 1941-07-17
Publication date: 1952-05-23

Description

Kathodenstrahlröhre mit einem praktisch axial gerichteten Magnetfeld Dic I:r(indttng lietrilit eine liatho<letistr:thlröhre, deren Kathodenstrahl in dem weitaus gröl.iten Teil seiner Läligc in einem praktisch axial gerichteten lhtgtietfeld verläuft.Cathode ray tube with a practically axially directed magnetic field Dic I: r (indttng lietrilit a liatho <letistr: thlröhre whose cathode ray in by far the largest part of its area in a practically axially directed one lhtgtietfeld runs.

In K-,ttliodetistrahlsclialterti, rrequenzvervielfachcrn, Kathodenstrahlvcrstärkerröhren usw. niiichte nutn vielfach gut gebündelte Kathodenstrahlen voll hoher Strahlstromstärke mit verhält,-»istnäl.4ig niedriger Beschleunigungsspannung herstellen. Dies st<ißt jedoch auf beträchtliche Schwierigkeiten, da durch die gegenseitigen Abstoßungskr;ift<# der Strahlelektronen eine starke Strahlverbreiterung eintritt.In K, ttliodetiststrahlsclialterti, frequency multipliers, cathode ray amplifier tubes etc. never use well-bundled cathode rays full of high beam current strength with behave, - »isnäl.4ig lower acceleration voltage. This hurts however, to considerable difficulties, since the mutual repulsive forces <# a strong beam broadening of the beam electrons occurs.

Es ist bereits bekannt, bei Kathodenstralilröhrqn, die mit einem Stntlil eins langsamen Elektronen. arbeiten, ein starkes, in Richtung der Röhrenachse verlaufendes Magnetfeld vorzusehen und durch dieses Magnetfeld die Elektronenstrahlen korkenzieherartig zu wendeln. Hierdurch läßt sich zwar die Strahlverbreiterung klein halten, aber auch nur eitle verhältnismäßig kleine Strahlstromdichte erzielen, weil die Kathode innerhalb dieses Magnetfeldes liegt, so daß der den Strahlstrom liefernde Kathodenbereich etwa gleich dem Strahlquerschnitt ist.It is already known with Kathodenstralilröhrqn that with a Stntlil one slow electron. work, a strong one running in the direction of the tube axis Provide a magnetic field and through this magnetic field the electron beams like a corkscrew to spiral. This allows the beam broadening to be kept small, but can only achieve a relatively small beam current density because the cathode lies within this magnetic field, so that the cathode area supplying the beam current is approximately equal to the beam cross-section.

Um nun Kathodenstrahlen hoher Stromdichte zu erzielen, wird in einer Kathodenstrahlröhre, deren Kathodenstrahl in dem weitaus größten Teil seiner Länge in einem praktisch axial gerichteten Magnetfeld verläuft, gemäß der Erfindung die Kathode in einem Bereich des Magnetfeldes angeordnet, in welchem die in Richtung von der Kathode nach der Auffangelektrode (Anode) verlaufenden Feldlinien nach der Röhrenachse konvergieren, während die Anode innerhalb des praktisch parallelen Feldteiles liegt. Auf diese Weise gelingt es, den Gesamtstrom einer verhältnismäßig großflächigen Kathode nahezu verlustlos in einem kleinen Fleck zu vereinigen.In order to achieve high current density cathode rays, in a Cathode ray tube, the cathode ray of which in the vast majority of its length runs in a practically axially directed magnetic field, according to the invention cathode arranged in a region of the magnetic field in which the field lines running in the direction from the cathode to the collecting electrode (anode) converge after the tube axis, while the anode within the practically parallel Field part lies. In this way it is possible to manage the total current in a proportionate manner large-area cathode to unite in a small spot with almost no loss.

Es ist bereits eine Kathodenstrahlröhre bekannt, deren Hals von einer Magnetspule umschlossen wird, in die ein Eisenzylinder zur Abschirmung teilweise hineinragt. Über die Lage der Kathode und der Anode bezüglich des Magnetfeldes ist dort jedoch nichts gesagt. Außerdem verläuft der Kathodenstrahl nur zum kleinen Teil innerhalb der Spule, da diese nur den Hals der Röhre umschließt.It is already a cathode ray tube known, the neck of a Magnetic coil is enclosed, in which an iron cylinder for shielding partially protrudes. About the position of the cathode and the anode with respect to the magnetic field but said nothing there. In addition, the cathode ray only runs to the small one Part inside the coil as it only encloses the neck of the tube.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher beschrieben.On the basis of the exemplary embodiments shown in the drawing the invention is described in more detail below.

Abb. i zeigt einen Teil einer Kathodenstrahlröhre im I_äiigsschnitt. Die ebene Kathode i liegt innerhalf> des konvergierenden Teiles des durch die Spule 3 erzeugten Magnetfeldes H, während die Anode 2, die als Blende ausgebildet ist, sich am Anfang des homogenen Feldgebietes befindet. Vakuumgefäß, Auffangelektrode, Ablenkeinrichtung usw. sind der C, bersichtlichkeit halber weggelassen. Es können beliebige Arten von Auffangelektroden und Ablenkeinrichtungen verwendet werden, wie sie in Verbindung mit Kathodenstrahlschaltern, Frequenzvervielfachern, Kathodenstrahlverstärkerröhren u. dgl. bekannt sind.Fig. I shows part of a cathode ray tube in cross-section. The flat cathode i lies within the converging part of the through the coil 3 generated magnetic field H, while the anode 2, which is designed as a diaphragm, is at the beginning of the homogeneous field area. Vacuum vessel, collecting electrode, Deflectors etc. are omitted for the sake of clarity. It can any types of collecting electrodes and deflection devices can be used, as used in connection with cathode ray switches, frequency multipliers, cathode ray amplifier tubes and the like are known.

Um eilte starke Konvergenz des irrhomogenen Feldteiles zu erzwingen, kann gemäß Abb.2 in umrlittelbarer Nähe der Kathode i eine kurze Spule 4, die in entgegengesetzter Richtung Wie die Spule 3 vom Strom durchflossen ist, angeordnet werden. Der durch die Spttle 4 erzielte Feldverlauf ist schematisch in Abb. 2 angedeutet. Die Spule 4 kann außerdem noch mit einem ferromagnetischen Körper von solcher Form versehen werden, daß eine noch stärkere Konvergenz der Feldlinien erreicht wird und eine Kathode mit verhältnismäßig großer 0herfläche in geringem Abstand von der Anode 2 verwendet werden kann, ohne daß Gefahr besteht, daß die Anode 2 einen großen Teil der von der Kathode ausgehenden Elektronen abfängt.In order to force a strong convergence of the irrhomogeneous field part, 2, a short coil 4 can be found in the immediate vicinity of the cathode i, which in opposite direction How the coil 3 is traversed by the current, arranged will. The course of the field achieved by Spttle 4 is indicated schematically in Fig. 2. The coil 4 can also have a ferromagnetic body of such a shape be provided that an even stronger convergence of the field lines is achieved and a cathode with a relatively large surface area at a short distance from the Anode 2 can be used without the risk of the anode 2 having a large Intercepts part of the electrons emanating from the cathode.

Eine starke Abnahme der Feldstärke bzw. Konvergenz der Feldlinien läßt sich auch durch Anbringen eines Feldführungskörpers aus Weicheisen an der Spule 3 erzielen; gegebenenfalls können auch beide Spulen 3 und 4 mit solchen Feldführungskörpern ausgerüstet werden. Eine Kathodenstrahlröhre, bei welcher die Spule 3 mit einem Feldführungskörper 5 versehen ist, zeigt Abb. 3. Der Feldführungskörper 5 hat die Gestalt eines an beiden Enden offenen Rohres, das die Spule 3 auf ihrer ganzen Länge umschließt und an dem der Kathode zugewandten Ende der Spule 3 über diese hinausragt und sich etwa bis .auf den inneren Durchmesser der Spule 3 verjüngt. Zur Unterstützung der Sammelwirkung bzw. zur Erzielung einer weitergehenden Fehlerfreiheit kann es zweckmäßig sein, der Kathode eine entsprechende Krümmung zu geben, die in Abb. 3 gestrichelt angedeutet ist. Hierbei ist es vorteilhaft, die Krümmung der Kathode so zu wählen, daß die magnetischen Feldlinien die Kathodenoberfläche senkrecht durchsetzen.A strong decrease in the field strength or convergence of the field lines can also be achieved by attaching a field guide body made of soft iron to the coil Achieve 3; if necessary, both coils 3 and 4 can also have such field guide bodies be equipped. A cathode ray tube, in which the coil 3 with a Field guide body 5 is provided, Fig. 3. The field guide body 5 has the Shape of a tube open at both ends, which the coil 3 over its entire length and at the end of the coil 3 facing the cathode protrudes beyond the latter and tapers approximately to .auf the inner diameter of the coil 3. For support the collective effect or to achieve further freedom from errors, it can It may be useful to give the cathode a corresponding curvature, as shown in Fig. 3 is indicated by dashed lines. Here it is advantageous to adjust the curvature of the cathode to be chosen so that the magnetic field lines penetrate the cathode surface perpendicularly.

Bei, sämtlichen Ausführungsbeispielen gelangen die die Kathode verlassenden Elektronen sofort in den Wirkungsbereich des Magnetfeldes, Wendeln sich um die Kraftlinien und durchfliegen nahezu vollzählig die Anode 2. Hinter der Anode 2 können beliebige Ablenkmittel und Auffangelektroden vorgesehen werden.In all of the exemplary embodiments, those leaving the cathode arrive Electrons immediately into the effective area of the magnetic field, coiling around the lines of force and almost all of them fly through the anode 2. Behind the anode 2, any Deflection means and collecting electrodes are provided.

Claims

PATENT CLAIMS:. i. Cathode ray tube, the cathode ray of which runs for the greater part of its length in a practically axially directed magnetic field, characterized in that the cathode is arranged in a region of the magnetic field in which the field lines running in the direction from the cathode to the collecting electrode (anode) to converge along the tube axis, while the anode lies within the practically parallel field part (Fig. i).

2. Cathode ray tube according to claim i, characterized in that the practically axially directed magnetic field an additional short magnetic field in the opposite direction near the cathode is upstream (Fig. 2).

3. Cathode ray tube according to claim i, characterized in that that an elongated coil (3) is provided to generate the magnetic field, around which a jacket (5) made of ferromagnetic material is arranged, whose the end facing the cathode is designed as a pole piece such that the convergence the field lines running from the cathode to the anode against the tube axis becomes (Fig. 3).

4. Cathode ray tube according to claim 2, characterized in that a short magnetic coil is provided for generating the short magnetic field, which possibly with a; ferromagnetic guide body to reinforce the convergence the field lines is equipped.

5. Cathode ray tube according to claim i or the following, characterized by the use of a large-area hollow cathode. Cited publications: German patent specification No. 704 396, 707 331 Austrian patent specification No. 159931; French Patent No. 818,346; U.S. Patent No. 215153o.