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Verfahren zum Betrieb von Kathodenstrahlröhren.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung der Anodenspannung für Elektronenstrahlröhren und bezieht sich insbesondere auf Fernsehsysteme, die mit Kathodenstrahlsendern oder - empfängern arbeiten.
Die Empfangsröhren oder Bildzerlegerröhren benötigen zur Erzeugung des Elektronenstrahls eine Gleichspannung. Es muss ferner ein Gerät vorgesehen sein, das periodisch sich ändernde Ströme oder Spannungen liefert, um den Kathodenstrahl abzulenken. Es ist vorgeschlagen worden, die Erzeugung des Strahls, d. h. die Emission von Elektronen von dem Betrieb des Kippgerätes abhängig zu machen, um die Röhre nur dann in Betrieb zu setzen, wenn auch eine Ablenkung des Strahls erfolgt. Dies ist von Vorteil, wenn der ruhende, scharf gebündelte Strahl den Schirm beschädigen würde, was bei den heute üblichen Strahlstromstärken fast stets der Fall ist.
Dabei ist man bisher so vorgegangen, dass man mit dem Gleichstrom des Ablenkgerätes ein Relais steuert, das die zur Strahlerzeugung benutzte Spannung erst einschaltet, wenn das Ablenkgerät eine genügende Ablenkung hervorruft.
Gemäss der Erfindung wird nun die Energie zur Erzeugung und zur Ablenkung des Strahls einem gemeinsamen Schwingungserzeuger entnommen, u. zw. so, dass am Kippgerät, u. zw. zweckmässig am Zeilenkippgerät, eine Spannung, vorzugsweise die Rüeklaufspannungsspitze, abgegriffen, gleichgerichtet und gegebenenfalls nach einer Glättung als Anodenspannung für die Kathodenstrahlröhre benutzt wird. Das Kippgerät enthält z. B. eine Wicklung, die mit einem Gleiehrichterstromkreis verbunden ist, der einen Kondensator auflädt. Der Kondensator ist mit der Anode der Kathodenstrahlröhre so verbunden, dass die Entladung den Anodenstrom für die Röhre liefert.
Ein derartiges Verfahren hat ausser dem oben angegebenen Vorteil noch den weiteren allgemeinen Vorzug, dass der auf diese Weise erzeugte Gleichstrom mit viel einfacheren Mitteln geglättet werden kann, als der einem üblichen Netzanschlussgerät entnommene Gleichstrom. Das Kippgerät wird zweckmässig aus dem Netz gespeist. Die dem Gleichrichter zugeführte Spannung hat jedoch eine Frequenz, die der Zeilenfrequenz der Fernsehübertragung entspricht und diese liegt wesentlich höher als die normale Netzfrequenz von 50 oder 60 Perioden pro Sekunde. Das Bild ist daher frei von Verzerrungen, die sonst durch die Netzfrequenz bedingt sind.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein Kippgerät mit der angeschlossenen Gleichrichterröhre und Kathodenstrahlröhre, Fig. 2 den Verlauf der von dem Kippgerät gelieferten Ströme und Spannungen und Fig. 3 ein Kippgerät anderer Ausführung, dem ebenfalls eine Hochspannung entnommen wird.
In Fig. 1 sind die Ausgangsklemmen 1 und 2 eines Fernsehverstärkers dargestellt. Die Signale bestehen aus starken negativen Impulsen von Synchronisierfrequenz, die zusammen mit den Bildimpulsen den Klemmen zugeführt werden. Die Klemme 1 ist Über einen Kondensator 3 mit der Steuerelektrode 5 einer Kathodenstrahlröhre 6 verbunden. Die Klemme 2 liegt an dem Glühfaden der Braunsehen Röhre. Die Anode 8, durch die der Elektronenstrahl hindurchgeht, führt ein hohes, positives Potential und beschleunigt die Elektronen, die von der Kathode herkommen. Ein Teil der Elektronen durchsetzt die Öffnung in der Anode und wird durch in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel gebündelt, so dass auf dem Schirm 10 der Röhre ein Leuchtfleck entsteht.
Die Helligkeit dieses Fleckes wird durch die Steuerelektrode 5 gesteuert. die, wie in der normalen Röhrenpraxis, mit einer Vorspannung versehen ist, z. B. mittels einer Batterie 11 über einen hohen Widerstand 12.
Um den Leuchtfleck auf dem Schirm 10 zur Bilderzeugung zu benutzen, wird der Kathoden-
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in der Nähe des Strahls fliesst. Zwei Spulensätze werden benutzt, um den Strahl in zwei Richtungen mit verschiedener Frequenz abzulenken. Um die Zeichnung zu vereinfachen, ist nur eine Spule an- gedeutet, während die Spule mit niedriger oder Bildfrequenz fortgelassen ist. Die Spule 13 steht mit der sekundären Wicklung 15 eines Transformators 16 in Verbindung. Der Transformator hat zwei
Wicklungen 22 und 17, die die Wicklungen des Schwinggerätes bilden.
Das Kippgerät wird vom Netz 41 über einen Transformator 28 gespeist. Dieser Transformator enthält eine Primärspule 39 und zwei Sekundärwicklungen 27 und 42. An der Wicklung 27 wird der
Heizstrom für die Röhre 20 des Kippgerätes entnommen, während die zweckmässig hochisolierte Spule 42 den Heizstrom für die Gleichrichterröhre 38 liefert. Für die Kathode der Röhre 38 kann natürlich auch eine besondere Spannungsquelle vorgesehen sein.
Der Transformator 16 enthält eine weitere Wicklung 36, die an die Mitte der Wicklung 42 angeschlossen ist. Sie liegt in einem Stromkreis, der einen Kondensator 37 in Reihe mit der Gleich- richterröhre 38 enthält.
Der Kondensator 37 ist über einen Leiter 40 an die Anode 8 der Kathodenstrahlröhre 6 angeschlossen. Auf der andern Seite ist der Kondensator 37 geerdet, so dass er mit der ebenfalls geerdeten
Kathode 7 der Kathodenstrahlröhre in Verbindung steht.
Das Kippgerät liefert einen sägezahnförmig verlaufenden Strom29 (Fig. 2). Dem steilen Abschnitt dieser Stromkurve entspricht ein Impuls ausserordentlich hoher Spannung, der bei 43 dargestellt ist. Der Kondensator 37, der eine verhältnismässig grosse Kapazität besitzt, wird auf diese hohe Spannung aufgeladen.
Eine Entladung findet über den Leiter 40, die Anode der Kathodenstrahlröhre, die Kathode 7 dieser Röhre und Erde und zur geerdeten Seite des Kondensators 37 statt. Da der Anodenstrom der Braunschen Röhre klein ist, beeinflusst er nicht merklich die Ladung des Kondensators zwischen den Ladeimpulsen, und das Schwinggerät liefert infolgedessen einen im wesentlichen stetigen Gleichstrom hohen Potentials für die Braunsche Röhre. Die Spannungsimpulse in der entgegengesetzten Richtung sind niedrig und der Gleichrichter 38 erhält nur eine verhältnismässig geringe Spannung entgegengesetzter Richtung, so dass die Frage der Isolation der Gleichrichterröhre einfach zu lösen ist und eine lange Lebensdauer der Gleichrichterröhre gewährleistet ist.
Leichte Schwankungen, die in der Ausgangsspannung des Kondensators 37 auftreten, sind genau in Gegenphase mit der Einwirkung des Schwinggerätes auf das Gitter der Braunschen Röhre durch den Widerstand 33 und den Kondensator 32.
Es wird hiedurch eine kompensierende Wirkung zwischen der Anoden-und Steuerspannung der Braunsehen Röhre erzielt. Irgendwelche Störungen, die gegebenenfalls infolge unvollständiger Glättung des Anodenstromes auftreten, weisen Zeilenfrequenz auf und erzeugen daher keine Wellen in dem Bildfeld, wie sie durch unsauberes Aussieben eines Wechselstromes von 50 Perioden auftreten. Diese Art der Störung gibt dem Bildfeld das Aussehen einer sich bewegenden Fahne und ist sonst bei der Bild- übertragung ausserordentlich schwer zu beseitigen. Die dargestellten Stromkreise zeigen das Ablenk- system für die Zeilenfrequenz.
Für die Bildfrequenz kann ein gleicher Schwingungserzeuger verwendet werden, dessen Gitterkondensator und-widerstand eine grössere Zeitkonstante haben und der in ähnlicher Weise mit der Braunschen Röhre verbunden ist. Ähnliche Geräte können benutzt werden, um die Ablenk-und Anodenströme für eine Senderöhre zu liefern.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ein Kallirotron-Reflexkippgerät verwendet ist. Das Kippgerät enthält zwei Röhren 44 und 45, die sich wechselweise verriegeln und wieder freigeben. Den Klemmen 51 und 52 werden die Synchronisierimpulse zugeführt. Das Gitter der Röhre 44 wird durch einen solchen Synehronisierimpuls z. B. zunächst etwa negativer. Das bewirkt, dass der Anodenstrom dieser Röhre kleiner, die Anode selbst also positiver und damit auch das Gitter der Röhre 45 positiver wird. Es steigt also der Anodenstrom der Röhre 45, so dass deren Anode negativer und damit rückwirkend das Gitter der Röhre 44 noch negativer wird. Der Vorgang dauert so lange an, bis die Röhre 44 vollständig verriegelt ist.
Tritt nun an den Klemmen 51 und 52 ein Synchronisierimpuls entgegengesetzter Polarität auf, so kippt das Gerät in ähnlicher Weise, wie eben ausführlich beschrieben, in die entgegengesetzte Lage, in der die Röhre 45 verriegelt ist. Das gesamte Gerät hat also zwei stabile Lagen, in die es durch die zugeführten Synchronisierimpulse wechselseitig gebracht wird.
Solange das Kippgerät in Betrieb ist, bewegt sich der Leuehtfleck ständig über den Schirm ; es kann daher ein ausserordentlich starker Strahlstrom benutzt werden, der bei Stillstand das Schirmmaterial verbrennen oder zerstören würde. Da der Anodenstrom für die Braunsche Röhre dem Kippgerät entnommen wird, bleibt die Anodenspannung aus, wenn die Kippung aussetzt. Es kann daher niemals das Schirmmaterial beschädigt werden. Die Ablenkströme und die Anodenspannung bleiben auch dann aufrecht erhalten, wenn die Empfangssignale ausbleiben. Das Kippgerät fällt in Schritt, sobald die Synchronisierimpulse eintreffen.
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