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Verfahren zur Helligkeitssteuerung von Braun'sehen Röhren, insbesondere für Fernsehzwecke.
Bei Braunschen Röhren für Fernsehzwecke wird die Modulation der Flecklelligkeit durch Anlegen der Modulationsspannung an einen Wehneltzylinder oder an ein Plattenpaar erreicht. Die Wehneltsteuerung hat nun den Nachteil, dass relativ grosse Spannungsschwankungen zur vollen Aussteuerung notwendig sind. Ferner wird die Schaltung des Empfängers dadurch ungünstig beeinflusst, dass die Steuerpotentiale in der Nähe des Kathodenpotentials liegen. Schliesslich ist es bei der Wehneltsteuerung unmöglich, mit dem Sättigungsstrom der Kathode zu arbeiten.
Alle diese Nachteile werden durch die an sich bekannte Quersteuerung des Strahles vermieden, die durch Ablenkplatten in Verbindung mit festen Blenden, die einen variablen Stromanteil zum Bildschirm gelangen lassen, bewirkt wird. Es genügen hier kleinere Spannungsschwankungen zur vollen Aussteuerung als bei der Wehneltsteuerung, wobei diese Schwankungen um das Anodenpotential, also meist Erdpotential, erfolgen. Während nun die Durchführung der Quersteuerung bei gasgefüllten Röhren wegen des dort praktisch parallel begrenzten Strahlenbündels keine besonderen Massnahmen erfordert, muss jedoch bei Hochvakuumröhren die Strahloptik besonders für die Quersteuerung durefgebildet werden.
Man erhält eine durch Querablenkung des Strahles bewirkte Helligkeitssteuerung, die von völliger Dunkelheit bis zur maximalen Fleckhelligkeit eine lineare Charakteristik aufweist, dadurch, dass ein sauber rechteckig begrenztes Strahlenbündel konstanter Intensität über eine Blende von genau gleicher Form parallel zu einer Rechteckseite abgelenkt wird. Hiebei kann die Ausbildung der Elektronenquelle so beschaffen sein, dass der Sättigungsstrom der Kathode ausgenutzt wird.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 den besonders durchgebildeten Strahlengang bei einer Hochvakuumröhre, während die Fig. 2 eine Ausführungsform der Braunschen Röhre bei Anwendung des Verfahrens veranschaulicht.
Um einen exakt rechteckigen Bündelquerschnitt vorgegebener Grösse über der Steuerblende zu erreichen, wird gemäss Fig. 1 eine aus einer rechteckigen Fläche gleichmässig emittierende Kathode 1 oder ein durch eine rechteckige Blende 2 begrenzter homogener Strahlquerschnitt durch eine erste Elektronenlinse 3 auf einer Blende 4 von der genauen Form des Elektronenbildes abgebildet. Diese Blende 4 ist erfindungsgemäss gleichzeitig Aperturblende dieser zweiten Elektronenlinse 5, die den Strahlquerschnitt der ersten Linse 3 als Bildpunkt 6 auf dem Schirm 7 abbildet. Um einen scharf begrenzten Bildpunkt zu erzielen, erhält die erste Linse eine Bildpunktblende 8 von runder, rechteckiger oder sechseckiger Form.
Die Quersteuerung des Strahles kann durch Ablenkplatten 9, 10 unmittelbar vor oder hinter der ersten Elektronenlinse 3 erfolgen. Diese Platten werden zur Steigerung ihrer Wirkung zweckmässig so ausgebildet, dass nur jene von den beiden Platten, nach welcher hin die Strahlauslenkung erfolgt, etwas schief gestellt wird. In der unausgelenkten (Hell-) Lage streift der Strahl an der zu ihm parallelen andern Platte entlang. Sollen die Steuerplatten vor der ersten Linse zur Anwendung kommen, so müssen sie relativ kurz bemessen sein, damit nur eine Richtungsänderung des die Bildpunktblende durchsetzenden Strahls erzeugt wird, ohne dass der Strahlquerschnitt schon merklich seine Lage in bezug auf die Blende geändert hat.
Man kann aber, ausser die Ausblendung an der zweiten Linse 5 zur Steuerung zu verwerten, auch eine weitere Ausblendung an der ersten Linse 3 vornehmen, indem man die Steuerplatten so weit vor diese Linse legt, dass die Verschiebung des Strahls bei dauernd vollbeaufschlagter Bildpunktblende eine Änderung der Intensität des die Blende durchsetzenden Strahlteiles bewirkt. In diesem Falle wird ein Strahl benutzt, dessen Intensität über den Querschnitt nicht gleichmässig verteilt ist, sondern in
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der Mitte am grössten ist und nach den Rändern zu abnimmt. Die Ausblendung kann auch so erfolgen, dass bei einem Strahlquerschnitt gleichmässiger Dichte von der Grösse der Bildpunktblende ein mehr oder weniger grosser Teil der Blende vom Strahl durchsetzt wird.
Durch Superposition der Ausblendung an der ersten und der zweiten Linsenblende kann entweder eine grössere Steilheit oder eine bessere Linearität der Steuerung erreicht werden. Es ist in allen Fällen zweckmässig, die Strahlstromdichte in der Ebene der Bildpunktblende durch eine Elektronenlinse 11 in Kathodennähe zu steigern.
Bei Verwendung magnetischer Spulen als Elektronenlinsen können die aus unmagnetischem Material bestehenden Blenden, ohne zu stören, in das Linsenfeld gebracht werden.
Elektrische Linsen können entweder wie in Fig. 2 als Dreielektrodenlinse 12, 13 mit symmetrischer Spannung bei zweckmässig negativen : Mittelelektroden 212, 213 ausgeführt werden oder als Beschleunigungsbzw. Verzögerungslinsen mit jeweils zwei Loehelektroden. Bildet man beispielsweise die erste Linse als Verzögerungslinse, die zweite als Beschleunigungslinse aus, so erhält man im Steuerraum eine kleinere Elektronengeschwindigkeit, so dass die Steuerung entsprechend empfindlicher wird. Bei der Anwendung elektrischer Linsen kann jeweils eine Aussenelektrode (in Fig. 2, 112 oder 312 bzw. 113 oder 313) gleich- zeitig als Aperturblende dienen.
Das Linsenfeld der symmetrischen Linse wird auch bei unrunder Aperturblendenöffnung praktisch nicht gestört, da der durch diese Blende geformte Feldbereich der zerstreuende Teil des im ganzen sammelnden Linsenfeldes ist und daher seine Wirkung gegenüber der Gesamtwirkung vernachlässigt werden kann.
In der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die die Helligkeitssteuerung hervorrufenden Ablenkplatten 14, 15 die, wie bereits erwähnt, entweder vor oder hinter der ersten Elektronenlinse liegen können, unmittelbar vor der ersten Elektronenlinse 12 angeordnet. Ausserdem sind noch hinter der zweiten EIektronenlinse. M die beiden normalerweise der Bild-und Zeilensteuerung dienenden Plattenpaare 16 und 17 angeordnet.
Die schon geschilderte zweckmässige Steigerung der Stromintensität wird beispielsweise gemäss Fig. 2 von der den Strahl formenden durch die erste Linse abgebildeten Blende 18 in Kombination mit einer zweiten Lochelektrode 19 übernommen.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Anordnung zur Helligkeitssteuerung von Braunschen Röhren für Fernseh-und Tonfilmzwecke mittels Querablenkung des Strahles über eine Blende durch elektrostatische oder magnetische Felder, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsquerschnitt einer Elektronenlinse (5 bzw. 13), die die Öffnung einer mehr nach der Kathode zu liegenden Ele1.'ironenlinse (3 bzw. 12) als Bildpunkt auf den Schirm abbildet, als Steuerblende ausgebildet ist.