AT160907B

AT160907B - Sekundärelektronenröhre mit Ablenksteuerung

Info

Publication number: AT160907B
Authority: AT
Original assignee: Fernseh Ges Mit Beschraenkter
Priority date: 1937-03-19
Filing date: 1938-03-19
Publication date: 1943-08-24
Also published as: FR835462A; GB493751A; US2183309A

Description

Sekundärelektronenröhre mit Ablenksteuerung
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gebnissenführenmussen.

Gemäss der Erfindung wird in der Röhre ein Strahl mit einem in einer Ebene, insbesondere durch eine Kante oder Blende, scharf begrenzten Querschnitt erzeugt. und die so erzeugte.
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kannten elektrostatischer, vorzugsweise rohrförmiger Einsen derart auf die in der Bildebene bye'endliche Blende oder Kante scharf abgebildet, dass eine Kante der Abbildung und eine Blendenkante parallel verlaufen und dass die Ablenkung senkrecht zu dieser Kante erfolgt.

Es genügt an sich, wenn der abgebildete Querschnitt nur auf der einen Seite eine scharfe Begrenzung auf weist.
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vielfachung wird durch die Erfindung der entscheidende Vorteil gewonnen, dass das Strahlen- bünde ! in der Steuerebene einen scharf begrenzten Querschnitt aufweist, während es bei der
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scharfbegrenztenStrahlquerschnittsunddieelektronnenoptischeAbbildungdesselbenwirdes möglich, einen genan definierten Stromeinsatzpunkt und eine sehr steile lineare Steuerkennlinie zu erhalten.
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rn m.

Die Verwendung einer elektrischen Linse ist günstig, da man wegen des fehlenden Stromverbrauchs mit wesentlich einfacheren Glättungsmitteln auskommt als bei Magnetspulenlinsl'l1.

Zur Erzieiung einer hohen Empfindlichkeit ist ferner eine magnetische Abschirmung erforderlich. Zweckmässig wird hierfür in an sich bekannter Weise ein mehrfacher, teilweise gewickelter Eisenpanzer benutzt, der vorher ausgeglüht wird. Auch wegen der Notwendigkeit dieser Abschirmung ist die Verwendung einer elektrischen Linse vorteilhaft, da es sehr
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indirekt geheizt und auf eintr nur geringen Betriebstemperatur gehalten wird. Sie ist im vorliegenden Fall als langgestreckt-, quer zur Röhrenachse liegende Oxydkathode ausgebildet. Beiderseits der Kathode befinden sich zwer abgeknickte Platten 3 und 4, die in ihrer Funktion dem sonst gebräuchlichen Konzcntrationszylmder entsprechen.

Zum Unterschied von der üblichen Anordnung sind jedoch diese Platten getrennt ausgeführt, so dass sie an verschiedene konstante Spannungen gelegt werden können. Es wird auf diese Weise eine Konzentnerung des Strahlstroms auf die abzubildende Biende 5 ermöglicht. Die Anordnung entspricht im Prinzip einer Zylinrleroptik. Die mende 5 hesitzt die Form eines länglichen Rechtecks, dessen Langseiten zur Längsachse der Kathode 2 parallel verlaufen, und ist so klein, dass sie praktisch gleichmässig von Elektronen durchsetzt wird. Zwischen ihr und den Elektroden 3 und 4 befindet sich eine Abschirmelektrode 6 mit grösserer Öffnung, die mit der Blender sowie der nachfolgenden Elektrode 7 auf gleichem Potential liegt.

Es wird dadurch verhindert, dass das zwischen der Kathode und der Blende bestehende elektrische Feld in die Blendenöffnung eingreift und Verzerrungen hervorruft, die die Abbildung stören könnten.

Die Elektronenoptik besteht aus drei Zylindern 7. S und 9. die an den Enden mit Ringscheiben abgeschlossen sind. Sie werden so bemessen, dass das in der Bildebene 10 entstehende Abbild der Blendenöffnung etwa gleich gross oder verkleinert ist.

Der Raum zwischen den Elektroden q und 10 ist von den mittels der Platten i i und 12 erzeugten Ablenkfeldern erfüllt. Die Elektronen durchlaufen diesen Raum mit konstanter
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geren Abstand als am kathodenseitigen Ende. Es wird auf diese Weise eine grössere Empfindlichkeit erzielt, da sich die Form der Ablenkplatten genau an die Begrenzungsflächen des Elektronenbündels anlehnt. Die Spannung an den Elektroden 9 und 10 beträgt z. B. 1000 V
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Elektrodeic wird der Grösse des in die-er Ebene erzeugten Bildes der Blende 5 angepasst.

Es ist jedoch zweckmässig, die Öffnung so schmai wie irgend angängig zu machen, da a-t diese Weise möglichst wenig störende Elektronen in die anschliessende Verstärkungskammer gelangen. Sie kann auch in der Längsrichtung etwas kürzer bemessen werden, um Verzerrungen des Bildes abzuschneiden. die bei grossen Primilrstro, ndichten an den Ecken des rechteckigen Bildes auftreten.

Es kann zweckmässig ein. hinter der Scheibe to eine oder mehrere Elektroden ähnlicher
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und die andere (14) an einem solchen von nur 50 V liegen möge. Erstere verhindert dann den Durchtritt von Sekundäretektronen. die durch den nicht ausgenutzten Teil des Elektronenbündels auf der Scheibe 10 ausgelöst werden. Diese können wegen ihrer geringen Geschwin-
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den Durchgriff des von der Blende 14 erzeugten Feldes nach der Steuerb ! ende 10 hin. der zu Bildverzerrungen führen könnte. Die zweite Blende 14 verhindert den Durchtritt von
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und durch die Steuerblende 10 tretenden Elcktronen beträgt 50 V und reicht durchaus zur Erzeugung von mehreien Sekundärelektronen je Primärelektron hin.

Hinter dieser Elektrode

kann sich dann irgendeine der bekarntcn Sckundärverstärkeranordnungen befinden. Im vorliegenden Fall sind eine Anzahl von Netzen gezeichnet, hinter denen eine Anodenplatte liegt.

Die Scheibe ! 0 wird zweckmässig beweglich. insbesondere drehbar ausgebildet, damit sie auf die genaue Lage des Blendenbildes ausgerichtet werden kann. Sie kana z. B. am Rand durch einen in einem kleinen Napf 15 befindlichen Tropfen von leichtschmelzendem Metall (z. B. Pb, Sn) umklammert werden, der im Bedarfsfall durch Hochfrequenzerhitzung zum Schmelzen gebracht wird. Die Scheibe erhält dann ein einseitig wirkendes Gewicht, so dass sie durch Schwerkraft verstellt werden kann. In der neuen Lage wird sie dann durch das wieder erstarrte Metall festgehalten. Die übrigen Elektroden können auf durchlaufende Glasstützen 16. 17 aufgereiht werden.

Es ist erforderlich, dass sämtliche Teile des Rohres aus völlig unmagnetischem Material bestehen.
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erhalten werden konnte und dass die erzielbare Steilheit grösser ist als bei irgendeiner bekannten Anordnung.

Es ist ferner möglich, zur Steuerung der Stromstärke zwei in zueinander senkrechten Richtungen wirkende Ablenksysteme vorzusehen. Die so erhaltene Röhre zeichnet sich durch vielseitige Verwendbarkeit aus. Dieser Fall wird an Hand der weiteren Figuren näher erläutert, von denen Fig. 2 einen Schnitt durch eine Röhre darstellt, während Fig. 3 beispielsweise einen Schnitt durch die Ebene der Steuerblende zeigt.
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umgeben ist. Durch den Wehnelt-Zylinder wird die Entladung auf eine rechteckige Blenden- öffnung in der Scheibe 24 konzentriert, so dass diese Öffnung gleichmässig mit Elektronen ausgefüllt ist. Durch eine Elektronenoptik 25. 26, 27 wird die Blende in die Ebene der Elektrode 28 abgebildet.

Diese Elektrode weise wiederum eine Öffnung auf, die als Steuerblende bezeichnet werden soll. Mittels zweier Ablenkplattenpaare 29, 30 kann das Bild der Blende in zwei zueinander senkrechten Richtungen über der Steuerblende hin und her gelenkt werden. Die durch die Steuerblende tretenden Elektronen gelangen dann in einen Sekundär- eiektronenverstärker. der aus einer Anzahl von Netzen und einer Anode besteht.

Die Anordnung wird so justiert, dass die Kanten des Blendenbildes und der Steuerblcnde aufeinander ausgerichtet sind. Es ist grundsätzlich nicht nötig, dass die Steuerbiende recht-
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sein. Entsprechendes gilt auch fur den Querschnitt des Elektronenbündels in der Ebene der Elektrode 24-
111 Fig. 3 ist angenommen, dass die Stenerblende 31 die Form eines Viertelkreises besitzt, während das Elektronenbild 32 der Blende 2 rechteckig ist. Xiru. nt das Elektronenbild bei
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dem auf die Blendenöffnung fallenden Flächenanteil des Elektronenbildes entspricht.

Durch die an dem einen Abienkplattenpaar liegende Steuerspannung wird dieses Bild nun von oben nach unten, durch die am anderen Ahlenkplattenpaar liegende Spannung von links nach rechts bzw. entgegengesetzt verschoben. Die resultierende Stromänderung ist also stets gleich dem Produkt aus den durch die einzelnen Steuerspannungen erzeugten Änderungen. Gegebenenfalls kann die elektrische Ablenkung ganz oder teilweise durch eine magnetische ersetzt werden.

Die Anordnung kann z. B. benutzt werden. um einen hochfrequenten Träger mit einer Modulation zu versehen. In diesem Fall wird die Trägerfrequenzspannung von einem Steuersender her an das eine Ablenkpiattenpaar und die Modulationsspannung an das andere
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Ablenkplatte. paar zugeführt.

Statt zwischen den beiden Ablenksvstemen verschiedene Felder zu erzeugen, kann auch
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wertes einer z. B. hochfrequenten Wechselspannung möglich.

Auch zur Gleichrichtung oder zur Amplitudenbegrenzung ist die Röhre ohne weiteres

brauchbai. Gegenüber einer normalen Verstärkerröhre besitzt sie den Vorteil, dass bei ihr ein sehr scharfer unterer und im Bedarfsfall auch oberer Knick erhalten werden kann.

Es kann zweckmässig sein, mehrere der in der Betriebsanordnung vorhandenen Regelvorrichtungen miteinander zu koppeln, um gewisse Grössen konstant zu halten oder eine bestimmte Abhängigkeit zwischen ihnen einzuhalten. In vielen Fällen wird man die Steuerspannung an die eine Ablenkplatte jedes Ablenksystems legen und mit dem Potential der Gegenplatte. welches zeitlich konstant bleibt, die Ruhelage des E1ektronenbldes regeln. Bei Verwen-
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da eine Änderung dieser Spannung bei gleichbleibendem Hochfrequenzeingang eine Änderung der Amplitude des reinen Trägers bedeutet. Soll nun z. B. bei solchen Änderungen die mittlere HochfrequenzamplitudeineinerbestimmtenAbhängigkeitvomModulationsgradgehalten werden, so ist es erforderlich, jedesmal die hochfrequente Eingangsspannung entsprechend nachzuregeln.

Dies kann durch eine solche zwangsläufige Kopplung geschehen.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Sekundärelektronenvervielfacher zur Erzielung einer geraden Steuerkennlinie grosser
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eines Kathodenstrahls und zur Ablenkung desselben durch eine Steuerspannung über einer am Eingang des Vervielfachers angeordneten Blende oder Kante (10), dadurch gekennzeichnet, dass vor der Kathode eine gleichmässig von Elektronen durchsetzte Blende (5) angeordnet ist. die mittels an sich bekannter elektrostatischer, vorzugsweise rohrförmiger Linsen (7,8, 9) derart in die Ebene der am Vervielfachereingang befindlichen Blende oder Kante (10) schart abgebildet wird, dass eine Kante des Abbildes und eine Blendenktante parallel verlaufen und dass die Ablenkung senkrecht zu dieser Kante erfolgt.

Claims

2. Sekundärelektronenvervielfacher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung der Blende (5) bzw. der kleinste Strahlquerschnitt ein längliches Rechteck gleichmässiger Intensität darstellt und dass ihr elektrisches Abbild parallel zur Schmalseite des Rechtecks verschoben wird.

3. Sekundärelektronenverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Elek tronenquelle eine längliche, schwach geheilte Oxydkathode verwendet wird, deren Achse parallel mit der Längsachse der Blendenöffnung verläuft. EMI4.3 den Sckundärelektronenverstärker darstellt, nicht wesentlich breiter als die erforderliche seitliche Ablenkung und gegebenenfalls kürzer als das elektronenoptische Bild ist.

8. Sckundärelektronenverstärker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gegebenenfalls mehrfache mab'1letische Abschirmhülse. g. Sekundärelektronenverstärker nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenseitige Abstand der Ablenkplatten in der Flugrichtung der Elektronen abnimmt.

10. Sekundärclektronenverstärker nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch vorzugsweise rotationssymmetrische Abschirmvorrichtungen auf beiden Seiten der abzubildenden Blende (5), die im wesentlichen das gleiche Potential wie diese Blende besitzen, so dass ils EMI4.4 Blende durch eine geringe Menge eines leicht schmelzenden und schwer verdampfenden, von aussen erhitzbaren Metalls in ihrer Lage festgehalten wird.

13. Sekundärelektronenverstärker nach Anspruch 1 oder 3, gekennzeichnet durch eine aus mehreeren, vorzugsweise zwei getrennte Zuleitungen besitzenden Teilen (3,4) bestehende Konzentrationsvorrichtung. durch die der Elektronenstrom auf die Blende (5) verdichtet wird. <Desc/Clms Page number 5>

14. Sekund re1ektronenverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der in der Bildebene liegenden Blende eine oder mehrere gegen diese Blende negative Elektroden vorgesehen sind, die den Durchtritt von störenden Sekundärelektronen verhindern.

15. Sekund re1ektronenverst rker nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine innerhalb der Röhre vorgesehene elektrostatische Abschirmung zur Vermeidung von Wandladungen.

16. Sekundärelektronenverstärker nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zur Steuerung der Stromstärke dienende, in zueinander senkrechten Richtungen'wirkende Ablenksysteme vorgesehen sind.

17. Sekund relektronenverst rkcr nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein zumindest teilweise rechteckig begrenzter Strahlquerschnitt durch eine zumindest teilweise rechteckig begrenzte Blende fällt und parallel zu beiden Rechteckkanten verschoben wird. EMI5.1 einem Ablenksystem eine Steuerspannung, am anderen eine Trägerfrequenz liegt, die mit der Steuerspannung moduliert werden soll.

19. Anordnung mit Entladungsröhre nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Ablenksystemen die gleiche Steuerspannung liegt, so dass eine quadratische Kennlinie erhalten werden kann.

20. Anordnung mit Sekundärelektronenverstärker nach Anspruch i, dadurch gekenn- EMI5.2 wird, während die andere an einer regelbaren Gleichspannung liegt.

21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass durch Regelung der Spannung der einen Ablenkplatte eine Änderung des Ruhestrom bzw. Modulationsgrades vorgenommen wird.

22. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Regelvorrichtungen versehen ist, die zum Teil miteinander gekoppelt sind.

23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regler für die Trägereingangsspannung mit der Vorrichtung zur Regelung des Modulationsgrades verkoppelt ist. so dass bei Änderungen des Modulationsgrades die mittlere Amplitude der modulierten Hochfrequenz in einer bestimmten Abhängigkeit vom Modulationsgrad bleibt. EMI5.3