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Die Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren und eine Einrichtung, um die Intensität von Elektronenstrahlen zu modulieren. Sie kann hauptsächlich angewendet werden für Braunsche Röhren, besonders bei deren Verwendung für Fernsehzwecke. Die Modulierung durch die den wiederzugebenden Helligkeitswerten entsprechenden Impulse kann auf magnetischem oder elektrischem Wege geschehen. Bei derartigen Modulierungen zeigt sich, dass die durch verschiedene Mittel herbeigeführte punktförmige Konzentrierung des Elektronenstrahles von der Modulation abhängig ist, insbesondere dann, wenn die Modulierung durch Beeinflussung der der Anodenspannung zugänglichen Elektronenmenge stattfindet.
Derartige Modulierungen werden häufig durch Wechselpotential an einer besonderen Steuerelektrode vorgenommen, wobei als Steuerelektrode eine zur Konzentrierung der Elektronen dienende, mit konstanter negativer Vorspannung versehener Elektrode (Wehneltzylinder oder in der Nähe der Kathode angeordnete Flächenelektrode) mit benutzt werden kann. Unter der Wirkung der Modulationsspannung am Steuerorgan verändert sich aber der Durchmesser des Elektronenstrahlbündels und damit auch die Grösse des Leuchtpunktes auf dem Fluoreszenzschirm.
Es ist vorgeschlagen worden, dieser störenden Wirkung der Modulation auf den Kathodenstrahl durch zusätzliche Anwendung eines Magnetfeldes, z. B. in Form einer Ringspule, zu begegnen.
Es hat sich nun weiter gezeigt, dass es bei solchen Modulationen, insbesondere in Röhren, bei welchen von der Mitwirkung der stringierenden Kräfte einer Gasfüllung bei der Konzentration Gebrauch gemacht wird, vorkommen kann, dass trotz der Zusatzkonzentration durch ein Magnetfeld der gebündelte Kathodenstrahl seinen kleinen verlangten Durchmesser nicht beibehält, sondern verwaschen wird und insgesamt einen grösseren, nicht scharf begrenzten Durchmesser annimmt. Die Untersuchungen legen die Annahme nahe, dass diese Erscheinung darauf zurückzuführen ist, dass bei der Modulation Wechselpotentiale am Steuerorgan tätig sind.
Während unter der Mitwirkung von positiven Halbwellen der Modulationsimpulse mehr Elektronen freigegeben werden, als das konstante negative Steuerpotential zulässt, können die negativen Halbwellen zur Folge haben, dass die der kleinsten Strahlstromstärke entsprechende Vorspannung unterschritten wird. In solchen Augenblicken ist dann der Elektronenfluss zur Anode vollkommen unterbunden, so dass strahlkonzentrierende Ionen nicht gebildet werden, während die vorhandenen Ionen von der hohen negativen Spannung zur Steuerelektrode befördert werden. Es ist dann die Strahlraumladung zerstört worden und muss von dem beim nächsten positiven Halbwechsel wieder einsetzenden Elektronenfluss neu gebildet werden. So kommt es, dass der gesamte Eindruck eines durch weehselstrommodulierte Strahlen aufgebauten Bildes verwaschen erscheint.
Um diesen Übelstand zu beseitigen, werden gemäss der vorliegenden Erfindung über ein Steuerorgan nur gleichgeriehtete Modulationsimpulse auf den Strahl zur Wirkung gebracht, so dass die durch hohe negative Potentiale hervorgerufenen Unterbrechungen des Elektronenflusses nicht mehr stattfinden können. Bei Ausführung der Erfindung kann nicht ein Gleichrichtereffekt, der an den Steuerelektroden in der Entladungsröhre selbst stattfindet, ausgenutzt werden, sondern es müssen die zur Steuerung benutzten Modulationsimpulse durch ein getrenntes Gleichrichterorgan geliefert werden.
Dieses kann innerhalb oder ausserhalb der Röhre vorgesehen werden.
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Die Erfindung ist in verschiedenen Schaltungen ausführbar.
Fig. 1 zeigt die allgemeine Schaltung, in welcher K die Kathode, A die Anode und Z ein Wehneltbzw. Steuerzylinder ist. P sind die Ablenkplattenpaare und S ist die Hilfsspule zur Aufrechterhaltung der Konzentration. Der Wehneltzylinder Z erhält seine Vorspannung durch die Batterie B, während am Widerstand IF aus der Quelle 111 die Modulationsimpulse zugeführt werden. Vorteilhaft sind die Modulationsimpulse einer Trägerfrequenz überlagert, so dass nach der Gleichrichtung die einseitig gerichteten Trägerimpulse, deren Amplitude entsprechend der Bildmodulationsspannung schwankt, auf die Steuerelektrode der Braunschen Röhre wirken. Diese Anordnung liefert die grösste Bildschärfe und beseitigt störende Verlagerungen in der Zeilenspur des bildschreibenden Lichtpunktes.
Erfindungsgemäss werden nun die von 111 kommenden Modulationsimpulse gleichgerichtet, ehe sie am Widerstand IV in die Schaltung eingeführt werden. Zu diesem Zweck kann, wie Fig. 2 zeigt, zwischen M und 17 ein Richtverstärker-R zwisehengeschaltet sein.
Fig. 3 zeigt eine andere Möglichkeit. Hier werden die Modulationsimpulse über ein Ventilrohr V
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werden kann.
In Fig. 4 ist schliesslich eine Schaltung gezeichnet, in welcher der eine Halbweehsel der Modulationsspannung durch Kurzschlusswirkung einer Röhre Vi unterdrückt wird.
Falls die Modulationsimpulse mittels Trägerfrequenz zugeführt werden, kann diese bei der Gleichrichtung oder durch besondere Mittel, wie Siebketten u. dgl., ausgeschieden werden. Eine Gleichrichterentladestrecke kann auch in die Braunsche Röhre selbst eingebaut werden, wobei diese Strecke bei der Strahlbildung nicht mitwirkt, sondern nur gleiehgeriehtete Steuerimpulse dem Steuerorgan zuführt.
Um die Störung der Bildsteuerung durch kapazitive Ströme zu verhüten, hat es sich als zweckmässig erwiesen, dass der Kopplungstransformator, der den modulierten Träger von der Quelle M auf die Wehneltelektrode überträgt, kapazitätsarm ausgeführt wird.
Die Untersuchungen haben nun gezeigt, dass bei der Übertragung gleichgerichteter Impulse über ein elektrisches oder magnetisches Steuerorgan auf den Elektronenstrahl Störerschinungen auftreten können, die darin bestehen, dass die einzelnen Linien des Bildes den geradlinigen Verlauf einbüssen. Die Erscheinung ist typisch für die Modulation mit gleichgeriehteten Impulsen und tritt bei Wechselimpulsmodulation nicht auf. Besonders an den Stellen, wo ein Übergang von einer Helligkeitsstufe zur andern, insbesondere von dunkel zu hell eintritt, werden z. B. scharfbegrenzte Bildlinien ausgebeult und krumm.
Durch geeigneten Aufbau der Röhre kann diese Störerscheinung gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vermieden werden, indem z. B. die innerhalb der Entladungsröhre befindlichen
Teile von der ersten Ablenkplatte an kathodenwärts mit ganz oder teilweise geschlossenen Leiterteilen umgeben werden. Es verschwindet dann die Verbiegung der Bildzeilen. Die Anwesenheit derartiger Leiterteile, welche den Strahl gleichmässig oder nahezu gleichmässig umgeben, bewirkt, dass die Felder von unsymmetrisch, z. B. an der Glaswand auftretenden, Ladungen abgeschirmt werden oder in ihrer Wirkung gleichmässig um den Strahl verteilt werden und daher eine einseitige Ablenkung nicht bewirken können.
Noch zweckmässiger ist es erfindungsgemäss, diese leitenden, die Wirkung der Ladungen auf den gleichstrommodulierten Strahl aufhebenden Teile auch elektrisch in ein bestimmtes Potentialverhältnis zu den Elektroden der Röhre zu bringen, damit sie nicht dem Strahldurchgang durch ihre Potentiale bzw. durch die von ihrer Aufladung bewirkten Potentialflächen hinderlich werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Intensitätssteuerung eines scharf gebündelten Elektronenstrahls, insbesondere bei Braunsehen Röhren für Fernsehzwecke mit Gasfüllung, dadurch gekennzeichnet, dass über ein die Konzentration der Elektronen änderndes Steuerorgan nur gleichgerichtete Modulationsimpulse auf den Strahl zur Wirkung kommen.