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Einrichtung zur koordinatenmässigen Ablenkung von Kathodenstrahlen.
Die Erfindung bezieht sich auf die magnetische Ablenkung von Kathodenstrahlen in Oszillo- graphen-und ähnlichen Röhren, insbesondere in Braunschen Röhren für Fernsehzwecke, z. B. unter Verwendung magnetischer Strahlablenkung in der Richtung der Bildzeile. Als optischer Sender sei eine Einrichtung vorausgesetzt, die längs der Bildzeile konstante Abtastgesehwindigkeit besitzt, z. B. eine Lochscheibe oder ein Spiegelradzerleger bekannter Art.
Die im Falle einer solchen Anordnung anzustrebende synchrone Zeilenbewegung des empfängerseitigen Lichtflecks würde erhalten werden, wenn man eine streng sägezahnförmige Stromkurve in der Ablenkspule herstellen könnte. Fig. 1 zeigt die Idealform des Stromes, bei welcher das Rückkehrintervall t so kurz wie möglich sein soll gegenüber der Zeilendauer T. Während der Zeit T soll der Stromanstieg linear erfolgen, damit die Bewegung des empfängerseitigen Lichtflecks zeitlich und räumlich kongruent bleibt mit der des senderseitigen.
Diese Idealbedingung lässt sich jedoch bei magnetischer Ablenkung des Kathodenstrahles praktisch nicht ohne weiteres erfüllen. Vielmehr entsteht durch die Induktivität der Ablenkspule eine Verzerrung des Stromverlaufs, wie sie beispielsweise durch Fig. 2 veranschaulicht wird. Im Fernsehbild wirkt sich diese Verzerrung in einer entsprechenden Deformation des Rasters aus, weil der Stromanstieg in dem Teil a langsamer erfolgt als in dem Teil b und daher von einer zeitproportionalen Zunahme des Stromes keine Rede mehr ist. Es ergibt sich ein störendes Zusammenrücken der Bildpunkte an dem in in a gelegenen Zeilenanfang, d. h. gegen den einen Rand des Bildfeldes hin. Ferner stört die relativ lange Rücklaufdauer des Lichtflecks (e in Fig. 2).
Die beschriebene Rasterverzerrung lässt sich durch Herabsetzung der Spuleninduktivität, z. B. durch Herabsetzung der Windungszahl, verringern. Will man dabei die Empfindlichkeit des Ablenkorgans nicht herabsetzen, so ist man gezwungen, die Spule näher an den Kathodenstrahl heranzuführen.
Der Annäherung der Spule an den Kathodenstrahl ist jedoch eine obere Grenze gesetzt durch den Halsdurchmesser der Röhre, wenn man nicht, wie bereits vorgeschlagen, die Spule innerhalb der Röhre anbringen will. Eine solche Anordnung bedeutet jedoch die Preisgabe der Hauptvorteile, die sich aus der Verwendung magnetischer Ablenkspulen ergeben. Diese bestehen in dem wesentlich einfacheren Herstellungsverfahren der Röhre, dem Fehlen jeglicher Einschmelzungen für die Koordinatenablenkorgane sowie in einer jederzeit nach Fertigstellung der Röhre bequem vorzunehmenden Einstellbarkeit einzelner Spulen bzw. des Spulensystems.
Bei der vorliegenden Erfindung soll die Anordnung der Spulen ausserhalb der Röhre beibehalten werden. Es soll jedoch durch eine neuartige Form und Anordnung der Ablenkspulen gegenüber den bekannten Anordnungen, wie sie beispielsweise durch Fig. 3 veranschaulicht werden, bei gleicher Empfindlichkeit eine bedeutende Herabsetzung der Induktivität erzielt werden. Der leitende Gedanke war dabei, die Ablenkspulen so zu bauen, dass eine grösstmögliche Ausnutzung des Magnetfeldes der Spule für die Koordinatenablenkung erzielt wird.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei ist 8 eine zusammenhängend gewickelte, bzw. aus entsprechend verbundenen Teilen zusammengesetzte, den Röhrenhals in der dargestellten Weise eng umschliessende Spule für die Ablenkung in einer Koordinatenrichtung. Es ist ersichtlich, dass eine senkrecht zur Feldrichtung gelegte Ebene sowohl die Wicklung
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als auch den Röhrenhals schneidet, dass sich die Wicklung, zum mindesten mit ihren untersten Lagen der Form des Röhrenhalses anschmiegt und dass übereinanderliegende Windungsflächen fächerförmig divergieren derart, dass die grössten auftretenden Abstände der Windungsflächen untereinander mindestens ungefähr gleich sind.
Man wird den Windungen der Spule zweckmässig, wie dargestellt, eine in Richtung der Röhrenachse längliche, z. B. rechteckige Form geben, um so die Elektronen des Kathodenstrahls während des Durchlaufes einer längeren Wegstrecke beeinflussen zu können. Die Ablenkung in der andern Koordinatenrichtung kann durch ein senkrecht zur Feldrichtung der ersten Spule ausserhalb dieser angeordnetes, gewöhnliches Spulenpaar erfolgen. Dabei ist es angebracht, die Koordinatenablenkung mit der grösseren Periodendauer mit den äusseren Spulen vorzunehmen, da diese im allgemeinen grössere Induktivität haben werden.
In Fig. 5 stellen 82 und 8a das Spulenpaar dar, R den Röhrenhals, der unmittelbar von der Spule 81 umschlossen wird. Die ganze Anordnung ist ferner, um den magnetischen Kraftfluss nach aussen so gering wie möglich und um die Empfindlichkeit bei gleichem Stromaufwand so gross wie möglich zu machen, durch ein eisenhaltiges Joch J magnetisch kurzgeschlossen.
Bei der Ausführung gemäss Fig. 5 hat sich herausgestellt, dass eine unerwünschte Feldverzerrung dadurch eintreten kann, dass die Kraftlinien nicht nur parallel zu den Spulen 82 und 83 verlaufen, sondern auch nach den benachbartei breiten Polschuhen der Spule 81 übergreifen. Diesem Übelstand kann durch Vervollkommnung der in Fig. 4 dargestellten Anordnung entgegengetreten werden, indem über die Spule 81 eine weitere gleichartige Spule gewickelt wird, deren Kraftlinien die der Spule 81 senkrecht schneiden.
Das Prinzip der Wicklung in diesem Falle ist in Fig. 6 schematisch dargestellt. Es bedeutet hierin W1 die innere Wicklung, z. B. für die Erzeugung der schnelleren Zeilenablenkung, W2 die senkrecht dazu und ausserhalb derselben angeordnete Wicklung für die langsamere Bildablenkung. Auch in diesem Falle schneidet eine senkrecht zur Feldrichtung gelegte Ebene sowohl die Wicklung als auch den Röhrenhals.
Wegen der geringen Bildfrequenz kann hier die äussere Spule eine grössere Windungszahl erhalten. Die Wirksamkeit eines derartigen Spulensystems kann gleichfalls mit Hilfe eines eisenhaltigen Joches bedeutend erhöht werden. Eine solche Anordnung ermöglicht gegenüber dem in Fig. 3 dargestellten Ablenksystem eine Herabsetzung der Induktivität auf etwa l, bei gleicher Empfindlichkeit und weitgehender Verzerrungsfreiheit.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur koordinatenmässigen Ablenkung von Kathodenstrahlen durch aussenseitig angebrachte Magnetspulen, insbesondere für Braunsche Röhren für Fernsehzwecke, wobei zur Ablenkung des Kathodenstrahles in mindestens einer Koordinatenrichtung eine Magnetspule dient, deren Wicklungachse senkrecht zur Röhrenachse steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungsflächen zumindest der dem Röhrenkolben zunächst liegenden Lage sich der Form der Röhre anschmiegen, so dass eine senkrecht zur Feldrichtung gelegte Ebene gleichzeitig die Wicklung und den Röhrenha1s schneidet.