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Kathodenstrahlröhre.
Bei der bisher bekannten Kathodenstrahlröhre mit magnetischer Strahlablenkung arbeitete man gewöhnlich mit relativ niedrigen Ablenkfrequenzen, da deren Höhe durch die Selbstinduktion der Ablenkspulen begrenzt war. Durch verschiedene neuerdings angewendete Mittel ist es möglich geworden, eine magnetische Ablenkung für Kathodenstrahlröhren auch bei sehr hohen Frequenzen durchzuführen.
Dabei hat sich gezeigt, dass namentlich bei Hochvakuumröhren die zur Vermeidung von Wandladungen nötigen, innerhalb oder ausserhalb der Wandung der Braunschen Röhre angebrachten Metallschichten in der Weise wirken, dass nur die niedrigen Frequenzen in einer vollen, der Stärke des magnetischen Feldes entsprechenden Amplitude den Kathodenstrahl beeinflussen, während die höheren Frequenzen in mit der Frequenz zunehmendem Masse geschwächt werden. Die Ursache hiefür sind Wirbelströme, welche in den den Kathodenstrahl umgebenden leitenden Schichten entstehen.
Besonders stark macht sich diese Erscheinung bemerkbar bei Fernsehröhren, bei denen zur zeitproportionalen Ablenkung des Kathodenstrahl eine sägezahnartige Kurve benutzt werden muss. Diese sägezahnartige Kurve ist aus einer grossen Zahl übereinandergelagerter Sinussehwingungen aufgebaut, deren niedrigste Frequenz (Grundschwingung) z. B. beim 180-Zeilenbild etwa 5000 Hertz und deren höchste für die Gestalt der Sägezahnkurve wesentliche Frequenz (Harmonische) etwa 100 000 Hertz beträgt.
Befinden sich nun leitende Metallschichten von erheblicher Dicke zwischen dem Kathodenstrahl und den Ablenkspulen, so nähert sich die Sägezahnkurve für den Kathodenstrahl mehr oder weniger der Sinusform der Grundwelle an, wodurch das Bild in der betreffenden Richtung nicht mehr linear, sondern je nach der Form der Kurve mehr oder weniger gestaucht erscheint. Ähnliche Effekte treten auf bei der Aufnahme von Oszillogrammen durch eine Kathodenstrahlröhre mit magnetischer Ablenkung, wenn die Zeitachse durch eine Sägezahnkurve geschrieben wird.
Zur Abhilfe schlägt die Erfindung vor, leitenden Schichten, die-zwischen den Ablenkspulen und dem Kathodenstrahl innerhalb des Feldbereiches der Ablenkspulen Verwendung finden, einen mec elektrischen Widerstand für die in ihnen induzierten Wirbelströme zu geben. Zu diesem Zwecke können entweder leitende Schichten von sehr geringer Dicke und entsprechend hohem elektrischem Widerstand oder Schichten aus schlechten Leitern bzw. Halbleitern benutzt werden. Einen hohen Widerstand für die induzierten Wirbelströme erzielt man ferner durch Gitter oder netzartige Leiter. Es können z. B.
Leiter, die aus einem System von zur Röhrenachse parallel laufenden Drähten bestehen, Verwendung finden. Als sehr wirkungsvoll haben sich spinnwebartige Netze erwiesen, deren Mittelpunkte auf der Spulenachse der Ablenkspulen liegen.
Besonders wichtig ist die Anwendung des Erfindungsgedankens, wenn die magnetische Ablenkung innerhalb des Feldes einer elektrischen Konzentrationslinse erfolgt. In diesem Falle ist es notwendig, die Linsenelektroden nicht etwa wie bisher aus gut leitendem Material von relativ grosser Wandstärke, sondern z. B. aus sehr dünnen Rohren aus Material von sehr geringer Leitfähigkeit (z. B. Graphit) oder aus Isoliermaterial mit einem sehr dünnen leitenden Überzug herzustellen.
Ein Anwendungsbeispiel für den erwähnten Fall der magnetischen Ablenkung innerhalb des Feldes einer elektrostatischen Konzentrationslinse, z. B. bei Fernsehröhren, ist in Fig. 1 dargestellt.
81 und 82 bedeuten die Ablenkspulen, die innerhalb des Feldes einer elektrischen Konzentrationslinse
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zur Wirkung kommen sollen. Die Konzentrationslinse wird gebildet durch das elektrische Feld, das zwischen den Elektroden EI und Ei, liegt, die sich auf verschiedenem Potential befinden. Die Linsenelektroden Ei und E2 sollen, soweit sie der Wirkung des magnetischen Feldes der Ablenkspulen unterliegen, gemäss der Erfindung aus einem Material geringer Leitfähigkeit hergestellt werden. Als besonders zweckmässig hat sich hiefür eine Schicht von Graphit erwiesen. Die Elektrode Ei kann z. B. ein dünner Graphitniederschlag im Innern eines Glaszylinders, die Elektrode E2 ein ebensolcher Niederschlag auf der Innenwandung der Braunschen Röhre sein.
Bei einer Hochvakuumröhre wird man zweckmässig, wie in der Fig. 1 dargestellt, dafür sorgen, dass die Elektrode E2 sich über den grössten Teil des Glaskolbens erstreckt, damit während des Betriebes störende Aufladungen der Innenwandung vermieden werden.
Als ein weiteres Beispiel wird im folgenden die Anwendung des Erfindungsgedankens auf Kathodenstrahlröhren zur Frequenzvervielfachung dargestellt.
Es ist bekannt, Kathodenstrahlröhren zur Frequenzvervielfachung in der Weise zu verwenden, dass der Kathodenstrahl einem magnetischen Steuerfeld (z. B. einem Drehfeld), welches den Kathodenstrahl (z. B. auf einer Kreisbahn) bewegt, ausgesetzt wird, wobei er während eines Umlaufs auf der Kreisbahn eine grössere Anzahl von Elektroden überstreicht, deren Zahl der Höhe der gewünschten Frequenz entspricht.
Es hat sich einerseits gezeigt, dass Elektronenlinsen und Metallisierungen der Glaswand für derartige Röhren zur Erreichung stabiler Betriebsbedingungen einer genügend hohen Frequenz und einer genügend grossen Lebensdauer unbedingt erforderlich sind. Anderseits hat sich aber auch ergeben, dass die zur Herstellung der Elektronenlinsen gewöhnlich verwendeten gut leitenden Metalle infolge der in ihnen induzierten Wirbelströme den grössten Teil des Steuerfeldes vom Kathodenstrahl abschirmen, so dass bei hohen Steuerfrequenzen die erforderliche Ablenkamplitude nicht mehr erreicht werden kann.
Gemäss der Erfindung wird vorgeschlagen, zur Abhilfe entweder die Elektronenlinse oder die auf der Innenwand der Röhre aufgebrachte Metallschicht, soweit die betreffenden Metallschichten der Wirkung des Steuerfeldes unterliegen, so auszubilden, dass die leitende Schicht einen hohen elektrischen Widerstand für die in ihr induzierten Wirbelströme bildet.
In Fig. 2 ist eine derartige Röhre zur Frequenzvervielfachung dargestellt. Der Kathodenstrahl wird durch das vermittels geeigneter Spulen 81 und 82 erzeugte Drehfeld über eine Mehrzahl von Elektroden a hinweggeführt. Entsprechend der Fig. 1 bedeuten Ei und E2 Linsenelektroden geringer Leitfähigkeit, z. B. aus einer dünnen Graphitschicht. Derartige Elektroden besitzen selbst bei hohen Steuerfrequenzen keine störende Abschirmwirkung für das von den Spulen erzeugte Steuerfeld.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kathodenstrahlröhre, z. B. für die Zwecke der Fernbildübertragung, der Oszillographenaufnahme oder der Schwingungserzeugung mit magnetischer Ablenkung des Kathodenstrahles, bei der das magnetische Feld der Ablenkspule zwischen dieser und dem Kathodenstrahl eine oder mehrere Schichten durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schichten aus schlecht leitendem oder halb leitendem Material (z. B. Graphit) oder aus Leitern von netzartiger Form bestehen.