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Ablenkspulensystem fir I iathodenstrahlröhren u. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf Ablenkmittel für Kathodenstrahlröhren, insbesondere auf ein Ablenkspulensystem.
Die Entwicklung des Fernsehens stellt immer höhere Anforderungen an die in einem Fernsehsender und-empfänger für die Ablenkung eines Kathodenstrahlbündels verwendeten Ablenkmittel und Schaltungen, was die Linearität der Ablenkung, die Wirksamkeit und die Fokussierung des Kathodenstrahlbündels betrifft.
Die Verwendung von Ablenkspulen bringt mehrere Vorteile mit sich, unter andern den, dass bei Verwendung von Spulen die Röhrenkonstruktion billiger ist, da die durch die Anordnung von Ablenkplatten innerhalb der Röhre verursachten Kosten vermieden werden. Es ergaben sich aber beim Entwurf elektromagnetischer Ablenkmittel dadurch Schwierigkeiten, dass die Bündelung der Elektronen beträchtlich gestört wird. Schliesslich hat es sich gezeigt, dass die Störung der Elektronenbundelung in der Hauptsache durch die ungleichmässige Verteilung des magnetisehen Flusses in einer Ebene senkrecht zum Kathodenstrahlbündel herbeigeführt wird.
Gegenstand der Erfindung ist es nun, ein Ablenkspulensystem zu schaffen, bei dem die Verteilung des magnetischen Flusses in einer Ebene senkrecht zum Kathodenstrahlbündel gleichmässig ist.
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die'strichpunktierte Linie 64 dargestellte Kathodenstrahlbindel wird mittels des elektrostatischen Feldes zwischen der ersten und der zweiten Anode zu einem Bündel mit ganz kleinem Durchmesser beim fluoreszierenden Schirm 65 am Ende der Kathodenstrahlröhre zusammengedrängt. Wie bereits erwähnt, bezweckt die Erfindung ein Ablenkspulensystem zu schaffen, das die Fokussierung des Elektronenbündels nicht stört. Es ist klar, dass die elektrostatischen Mittel zur Zusammendrängung in einem scharfen Punkte des Bündels durch magnetische Mittel ersetzt werden können.
In den Fig. 1 und 2 ist ein lamellierter Eisenkern 66 dargestellt, der aus dünnen, mit radial ein- wärts verlaufenden Schlitzen versehenen Weicheisenblättern zusammengesetzt ist, derart, dass der Kern eine Anzahl von parallel zur Längsachse der Kathodenstrahlröhre sich erstreckenden Rillen auf-
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weist. Es ist klar, dass ein um so gleichmässigeres Magnetfeld erzielt werden kann, eine je grössere Anzahl von Rillen mit einer entsprechenden Zunahme der Windungszahl oder Windungsgruppen je Spule zur Anwendung kommt.
In Fig. 2 ist sowohl eine waagrechte als auch eine senkrechte Ablenkwicklung dargestellt. Die waagrechte Ablenkwicklung enthält die Windungen oder Windungsgruppen 20a, 21a und 22a auf der
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Seite des Kernes. In Fig. 1 sind nur die Enden der Windung oder Windungsgruppe 32a sichtbar.
Die in Fig. 2 dargestellte Wicklung ist deutlicher in Fig. 3 dargestellt. In bezug auf die waag- rechte Ablenkwicklung sei bemerkt, dass sich keine Windungen derselben in den Rillen 4 und 10 befinden.
Die Windungen 20a sind in den Rillen 3 und 5 angeordnet, wobei die Rille 4 überschlagen wird ; die
Windungen 21 a liegen in den Rillen 2 und 6 und die Windungen 22a in den Rillen 1 und 7. Die An- ordnung der Windungen oder Windungsgruppen 20a, 21a und 22a ist also symmetrisch in bezug auf die Rille 4. Jede Windungsgruppe enthält vorzugsweise eine Anzahl von Windungen, die von der
Art der den Ablenkstrom liefernden Schaltung und von der Frequenz des den Ablenkspulen zuzuführenden Stromes abhängig ist.
Bei der unteren Spule der waagrechten Ablenkwicklung liegen dia Windungen 20b in den Rillen 9 und 11, und es wird die Rille 10 überschlagen. Die Windungen 21b befinden sieh in den Rillen 8 und 12, während die Windungen 22b in den Rillen 7 und 1 liegen. Es ist klar, dass die untere Spule der waagrechten Ablenkwicklung ein Duplikat der oberen Spule ist und dass deshalb entsprechende Windungen oder Windungsgruppen 20a und 20b die gleiche Anzahl von Windungen haben, ebenso wie die Anzahl Windungen der Windungsgruppen 21 a und 21b bzw. 22a und 22b gleich ist. In der dargestellten Ausfülirungsform enthalten sämtliche Windungsgruppen die gleiche Anzahl von Windungen, wobei die Anzahl, entsprechend den Betriebsbedingungen, zwischen 10 und einigen
Hunderten liegt.
Es versteht sich aber, dass in manchen Fällen eine gleichmässigere Verteilung des magnetischen Flusses erzielt werden kann, wenn in einer Windungsgruppe eine andere Anzahl von
Windungen als in einer andern Windungsgruppe verwendet wird. Es könnte z. B. die Windung- gruppe 20a 50 Windungen und die Windungsgruppe 22 a 55 Windungen enthalten.
Die Wieklungsart der Spulen ist in Fig. 3 veranschaulicht. Das Wickelbild nach Fig. 3 entspricht dem Wickelbild eines Motors, wobei angenommen ist, dass der Kern und die Wicklung längs der Rille 72 durchgeschnitten und dann abgewickelt sind. Zur Vereinfachung des Diagramms enthält jede Win- dungsgruppe nur eine Windung. In den Fig. 2 und 3 sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugs- zeichen versehen.
Die senkrechte Ablenkwieklung entspricht, allenfalls mit Ausnahme der Anzahl von Windungen je Windungsgruppe, der waagrechten Ablenkwicklung und ist senkrecht dazu angeordnet. Auf der rechten Seite des Kernes sind die Windungen 30a in den Rillen 6 und 8 angeordnet, und es wird die
Rille 7 überschlagen. Die Windungen 31 a befinden sich in den Rillen 5 und 9, während die Windungen 32a in den Rillen 4 und 10 liegen. Auf der linken Seite liegen die Windungen 30b in den Rillen 2 und 1. 2, wobei die Rille 1 überschlagen wird. Die Windungen 31b befinden sich in den Rillen 3 und 11, und die Windungen 32b liegen in den Rillen 4 und 10.
Die Art, in der die Windungsgruppen der senkrechten Ablenkwicklung verbunden sind, ist auch aus Fig. 3 ersichtlich, in der die miteinander verbundenen Windungsenden durch entsprechende Bezugszeichen angedeutet sind.
Die Ablenkspulen können auch entsprechend Fig. 4 und 5 gewunden werden. Bei der in diesen Figuren dargestellten Bauart sind die waagreehte Ablenkwicklung und die senkrechte Ablenkwicklung auf einen Kern gewunden, der dem bereits oben beschriebenen Kern entspricht. Die waagrechte Ab- lenkwicklung enthält die Windungen oder Windungsgruppen 40a, 41a und 42a auf der oberen Seite und die Windungen oder Windungsgruppen 40b, 41b und 42b auf der unteren Seite des Kernes 66. Die Windungen 40a befinden sich in den Rillen 1 und 5, während die Windungen 41 a in den Rillen 2 und 6 und die Windungen 42a in den Rillen 3 und 7 liegen.
Aus der Zeichnung geht hervor, dass sieh in der Rille 4 keine Windungen der waagrechten Ablenkspulen befinden und dass die Windungsgruppen symmetrisch in bezug auf die Rille 4 angeordnet sind. In entsprechender Weise sind die Windungsgruppen 40b, 41 bund 42 b symmetrisch in bezug auf die Rille 10 angeordnet, in der sich keine Windungen der senkrechten Ablenkwicklung befinden.
Das in Fig. 5 dargestellte Wicklungsdiagramm zeigt, wie die Windungsgruppen gegenseitig verbunden sind, wobei entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die miteinander verbundenen Windungsenden sind durch gleiche Bezugszeichen angedeutet.
Die senkrechte Ablenkwicklung enthält die Windungen oder Windungsgruppen 50a, 5ta und 52a auf der rechten Seite des Kernes und die Windungen oder Windungsgruppen 50b, 51b und 52b auf der linken Kernseite, wobei die Windungen auf der rechten Seite des Kernes die Rille 7 überschlagen, während die Windungen auf der linken Seite des Kernes die Rille 1 überschlagen.
Anstatt eines lamellierten Kernes mit offenen Rillen, wie in Fig. 2 und 4 dargestellt, ist können die Lamellen des Kernes Ausschnitte haben, welche entsprechend Fig. 6 teilweise geschlossen sind. In manchen Fällen wird hiedurch eine gleichmässigere Verteilung des magnetischen Flusses erzielt.
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Jede der vorbeschriebenen Wicklungen wird ein Magnetfeld erzeugen, das gleichmässig ist in einer Ebene senkrecht zur Achse der Kathodenstrahlröhre, mit andern Worten in der Zeichnungebene der Fig. 2 und 4. Infolgedessen wird bei Verwendung eines solchen Ablenkspulensystems die Fokussierung des Elektronenbündels nicht gestört, und es wird durch das Kathodenstrahlenbündel bei Ablenkung desselben eine dünne, scharf gezeichnete Lichtlinie auf dem fluoreszierenden Schirm gezogen.
In Fig. 6 deuten die Zahlen in einer geeignet gewählten Einheit die Stärke des magnetischen
Flusses in einer durch den Mittelpunkt des Kernes senkrecht zur Achse der Kathodenstrahlröhre gelegten
Ebene an den verschiedenen Stellen derselben an, an denen Messungen durchgeführt wurden und die mit einem x bezeichnet sind. Das strichliert umrissene Rechteck 70 deutet den Bereich an, innerhalb dessen die Ablenkung des Kathodenstrahlbündels erfolgt. Innerhalb dieses Bereiches beträgt die Ab- weichung der Stärke des magnetischen Flusses, in den verschiedenen Punkten gemessen, nicht mehr als 5% des Minimalwertes.
Es hat sich gezeigt, dass, wenn die Flussänderung in einer senkrecht zum
Kathodenstrahlbündel stehenden Ebene weniger als 5% des Minimalwertes beträgt, wie in Fig. 6 dar- gestellt ist, die Fokussierung des Bündels nur so wenig gestört wird, dass die Qualität des wieder- gegebenen Bildes vorzüglich ist.
Sogar wenn die Abweichung des magnetischen Flusses etwa 10% des Minimalwertes beträgt, wird das Mass, in dem die Fokussierung des Bündels gestört wird, noch immer klein sein im Verhältnis zu der Störung, die bei Verwendung der bisher bekannten Ablenkspulen auftritt.
In Fig. 7 deutet der strichliert gezeichnete Kreis 71 den Innenumfang des Kernes 66 an, und das strichliert umrissene Rechteck 72 den Bereich, innerhalb dessen die Kathodenstrahlablenkung erfolgt. Die Zahlen deuten die Verteilung des magnetischen Flusses bei Verwendung von Spulen mit gleichmässig verteilten Wicklungen an, mit anderen Worten : dieses Diagramm zeigt die Verteilung des magnetischen Flusses, welche bei Verwendung von Ablenkspulen erhalten wird, die entsprechend den Fig. 2 und 4 gewickelt sind, aber ohne dass hiebei eine Rille überschlagen wird. Es ergibt sich, dass der Fluss von dem Wert 44 in der Mitte bis zum Wert. 30 in der Nähe des Innenumfanges des Kernes variiert. Eine Änderung von solcher Grösse wird die Fokussierung schon ernstlich stören.
Die in Fig. 6 und 7 dargestellten Diagramme veranschaulichen nur die Verteilung des magnetischen Flusses für die waagrechte Ablenkwicklung, welche einen magnetischen Kraftfluss in der Richtung von oben nach unten in der Zeichnung herbeiführt, welche Richtung mit den Buchstaben N und S angedeutet ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ablenkspulensystem für Kathodenstrahlröhren u. dgl., wobei das Ablenksystem wenigstens eine aus zwei diametral einander gegenüberliegenden Spulen bestehende Wicklung besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Windungen oder Windungsgruppen jeder Spule verteilt auf dem Innenumfang eines um die Röhre herum angeordneten, zweckmässig aus magnetischem Material bestehenden Teiles (ringförmigen Kernes od. dgl.) angebracht sind.