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Strahlsteuersystem für die rasche Korrektur von Strahlablenkfehlem
Die Erfindung betrifft Strahlsteuersysteme, die insbesondere für Kathodenstrahlröhren mit einer Vielzahl von Auffangelektroden be- stimmt sind.
In zahlreichen Anwendungsfällen von
Strahlsteuersystemen, besonders in Speicher- systemen für Informationen, ist eine genaue und rasche Ausrichtung des Kathodenstrahles auf ein vorgeschriebenes Flächenelement der Speicherfläche, von dem etwa eine Information abgelesen oder an dem eine Information ge- speichert werden soll, für den einwandfreien
Betrieb von ausschlaggebender Bedeutung.
Strahlsteuersysteme, welche diese hohen An- forderungen erfüllen und innerhalb langer
Zeiträume eine zuverlässige Strahlsteuerung gewährleisten sollen, dürfen nur möglichst wenige aktive Bestandteile enthalten, die ei- ner Abnützung und damit einer zeitlichen Änderung unterliegen. Ein solches System be- steht aus einer Kodeplatte und einer Kathodenstrahlröhre, deren Strahl durch eine
Servo-Schaltung in Abhängigkeit von Aus- gangssignalen beeinflusst wird, welche von
Teilen des die Kodeplatte durchsetzenden
Elektronenstrahles abgeleitet werden.
Die Kodeplatte eines solchen Systems hat einen mittleren Informationsträgerteil, der in Zeilen und Spalten von Öffnungen unterteilt ist, wobei durch die Anzahl und Lage der öffnungen in jeder Zeile binäre Kodesignale dargestellt werden, die in binär kodierter Form den Adressort angeben. Die Grösse dieses Mittelteiles der Kodeplatte hängt von der Anzahl der binären Digits der Adresse ab, die erforderlich ist, um den Strahl wahlweise auf eine vorgegebene Anzahl von Lagen an der Oberfläche der Kodeplatte ablenken zu können.
Die extremen Strahlablenkungen werden wegen des geringeren Strahlauflösungsvermögens in den Extremlagen des Strahls und wegen der damit zusammenhängenden Schwierigkeiten für die Ablesung von Informationen nicht verwendet. Der Informationsgehalt wird also auf den mittleren Teil der Kodeplatte beschränkt, so dass der Strahl diesen Teil im üblichen Ablenkbereich bestreichen kann und auf diese Weise das Erfordernis extremer
Strahlablenkungen bei der Ausrichtung auf eine der äusseren Zeilen mit Adressinformati- onen vermieden wird. Der nutzbare Strahl- ablenkbereich kann somit als jener Bereich der Strahlablenkungen definiert werden, der ein Auftreffen des Strahls auf eine beliebige ausgewählte Zeile in dem mittleren, d. h. In- formationen tragenden Teil der Kodeplatte gewährleistet.
Ältere Systeme dieser Art ermöglichen eine rasche und genaue Korrektur von Strahlab- lenkfehlern, die allenfalls innerhalb des mittleren Teiles der Kodeplatte auftreten, weil die Ausgangsinformation von jeder Zeile innerhalb dieses Mittelteiles eine eindeutige
Lagenanzeige für den Strahl liefert. Die Aus- gangssignale, die bei einer fehlerhaften
Strahlenablenkung in eine beliebige Lage ausserhalb der Ränder dieses Mittelteiles der
Kodeplatte erhalten werden, können hingegen die Lage des Strahles nicht anzeigen und er- geben daher keine auswertbare Information zum Vergleich mit der binär kodierten Adressinformation zwecks Nachführung des Strahles.
Diese Erscheinung ist mit Randeffekt"be- zeichnet worden.
Zur überwindung des Randeffektes ist es bekannt, die äussersten kodierten Zeilen des Informationsträgerteiles der Kodeplatte bis zu den Extremwerten der Strahlablenkung auszudehnen. Auf diese Weise tritt bei einer die normale Strahlablenkung übersteigenden fehlerhaften Ablenkung ein Ausgangssignal auf, das gleich dem Signal ist, das beim Auftreffen des Strahles auf eine der äussersten Zeilen des mittleren Informationsträgerteiles ! erhalten wird. Für ein Servo-System, das eine rasche und genaue Nachführung des Strahles herbeiführen soll, hat diese Massnahme aber nur geringen Wert.
Die Erfindung zielt da, rauf ab, ein ver- 9 bessertes System zur Strahlsteuerung zu schaffen und dieses insbesondere so auszubilden,
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dass es jede fehlerhafte Strahlablenkung korri- giert.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt da- rin, den Randeffekt bei Strahlsteuersystemen dieser Art zu überwinden, d. h. die Korrektur einer fehlerhaften Strahleinstellung auf eine
Lage ausserhalb der Ränder des mittleren In- formationsträgerteiles der Kodeplatte ebenso rasch wie die Fehlerkorrektur innerhalb des nutzbaren Ablenkbereiches zu bewerk- stelligen.
Ferner bezweckt die Erfindung generell, die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Kor- rektur fehlerhafter Strahlablenkungen zu er- höhen.
Um diese Ziele zu erreichen, wird nach der Erfindung ein neues Strahlsteuersystem für die rasche Korrektur einer fehlerhaften
Strahlablenkung bis ausserhalb des nutzbaren
Strahlablenkbereiches vorgeschlagen. Dieses
System weist, wie üblich, eine Kodeplatte mit mehreren Zeilen von Kodeelementen auf, die so angeordnet sind, dass sie den Strahl auf- nehmen können ; ferner ist eine die Kode- platte umfassende Einrichtung zur Nach- stellung des Strahls auf Grund eines Ver- gleiches der Ausgangssignale der Kodeplatte mit der kodierten Adressinformation für den
Strahl vorgesehen.
Erfindungsgemäss sind ober- halb und unterhalb der Ränder des im nutz- baren Strahlenablenkbereich liegenden mittleren Informationsträgerteiles der Kodeplatte, der durch Zeilen von Kodeelementen gebil- det wird, weitere Zeilen von solchen Elementen vorgesehen, und das System ist ferner mit einer Einrichtung zur Umwandlung der Adressinformation in einen Kode ausgestattet, der zumindest um ein Digit gegenüber dem ursprünglichen Kode erweitert ist, wobei die Kodeplatte entsprechend diesem umgewandelten Kode kodiert ist und die Strahladressinformation in dem mittleren Teil der Kodeplatte enthalten ist.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass bereits eine elektronische Schalt- bzw. Zählröhre bekannt ist (vgl. USA - Patentschrift Nr. 2, 568. 449), bei welcher ein Elektronenstrahl durch Eingangsimpulse in seitlicher Richtung über eine Vielzahl von Zählanoden geführt wird. Dabei ist die- Anzahl der er- forderlichen Zählanoden durch Vorsehung von Umkehranoden an den Endpunkten jeder Anodenreihe, a, lso ausserhalb des nutzbaren Bereiches, herabgessetzt. Die Umkehranoden sind mit einem Kippkreis verbunden, der die Richtung der Strahlbewegung jeweils umkehrt, sobald der Strahl ein Ende einer Anodenreihe erreicht hat, so dass der Strahl seinen Weg in Gegenrichtung wieder durchläuft, bis er gegebenenfalls auf die andere Umkehranode auftrifft.
Es handelt sich hiebei aber nicht um die Beseitigung des bereits er-
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Nach einem typischen Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das Strahlsteuersystem eine Kathodenstrahlröhre mit Einrichtungen zur Bündelung des Kathodenstrahles auf ei- ne dünne Linie an der Kodeplatte, einer Viel- zahl von Auffangschirmelektroden, die so an- geordnet sind, dass sie Teile des die Kode- platte durchsetzenden Strahls aufnehmen können, und einem Ablenksystem, das den
Strahl längs der Kodeplatte ablenken kann ;
ferner sind Einrichtungen zur Zuführung von
Analogwerten der binär kodierten Adress- signa, le zum Ablenksystem sowie Einrich- tungen zum Vergleich der umgewandelten binär kodierten Adresssignale mit den in gleicher binärer Kodeform vorliegenden Aus- gangssignalen der Auffangelektroden und zur
Zuführung des Vergleichsergebnisses zum Ab- lenksystem vorgesehen.
Die Zuführung eines jeden binär kodierten
Adresssignals zur Kathodenstrahlröhre soll eine Strahlablenkung innerhalb des nutzbaren Ablenkbereiches auf eine bestimmte, der Ad- resse entsprechende Zeile von Öffnungen im mittleren Informationsträgerteil der Kode-' platte veranlassen, um auf diese Weise ein binär kodiertes Ausgangssignal zu erhalten, das äquivalent dem binär kodierten Adresssignal ist. Die Genauigkeit der Strahlausrichtung wird sodann durch Vergleich der Ad- dress-fund Ausgangssignale gesichert. Die Vergleichseinrichtung stellt den Betrag und die Richtung des Ablenkfehlers fest, indem sie Betrag und Vorzeichen der. Differenz zwischen den binär kodierten Adress- und Aus- 1 gangssignalen ermittelt.
Sodann wird ein Korrektursignal entsprechenden Betrages und Vorzeichens an das Ablenksystem abgegeben, um den Strahl nachzustellen.
In bekannten Systemen bewirkt eine fehler- 1 hafte Strahlablenkung auf eine Koordinate, die ausserhalb des nutzbaren Ablenkbereiches liegt, dass der Strahl die mittlere Informationsträgerfläche der Kodeplatte verlässt und sodann in allen Strahllagen ausserhalb des 1 nutzbaren Bereiches das gleiche Ausgangssignal hervorruft. Für die optimale Arbeitsweise des Servo-Systems soll aber eine übersteuerung über den nutzbaren Ablenkbereich hinaus ein gleich grosses Korrektursginal er- 1 geben wie eine betragsgleiche Fehlablenkung innerhalb des nutzbaren Bereiches.
Bei identischen Ausgangssignalen für beliebige Strahlablenkungen ausserhalb der Ränder des nutzbaren Bereiches, wie sie bei den bekannten 1 ; Systemen erhalten werden, kann diese Forderung natürlich nicht erfüllt werden.
Gemäss der Erfindung werden nun Zeilen von Öffnungen, die bestimmte binär kodierte
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Zahlen bilden, ausserhalb der normalen Gren- zen der Strahlablenkung an die Kodeplatte angefügt. Dies wird ermöglicht, indem an der Kodeplatte auch eine zusätzliche Spalte von öffnungen vorgesehen wird. Auch die
Anzahl der Digits im binär kodierten Adress- signal wird so modifiziert, dass sie der modi- fizierten Anzahl von Spalten an der Kode- platte entspricht ; zu diesem Zweck wird die
Stelle höchster Ordnung der binär kodierten
Adresszahl zur nächst höheren Stelle ver- schoben und an dem frei gewordenen Platz wird das Komplement der Stelle höchster Ord- nung eingefügt.
Die binär kodierte Adressinformation lenkt den Strahl innerhalb des nutzbaren Ablenk- bereiches so ab, dass dieser auf den Mit- telabschnitt der Kodeplatte auftrifft. Fehler- hafte Ablenkungen verschiedenen Grades ausserhalb des nutzbaren Bereiches bis zu den Extremwerten der möglichen Strahlab- lenkung bewirken aber mittels der hinzuge- fügten Kodezeilen in der Kodeplatte eben- falls entsprechend unterscheidbare binär ko- dierte Ausgangssignale. Die resultierenden Aus- gangssignale der Auffangelektroden bilden ei- ne binäre Zahl, die in einem Vergleichskreis für binäre Zahlen mit den umgewandelten binär kodierten Adresssignalen verglichen wird.
Die Ausgangsspannung dieses Vergleichs- kreises wird dem Strahlablenksystem zuge- führt, um die Ablenkspannung so lange einzuregeln, bis die umgewandelten Adresszahlen und Ausgangszahlen von den Auffangelektroden übereinstimmen, worauf sich der Strahl in der der Adresszahl entsprechenden Lage befindet und in dieser verriegelt wird.
Jede Strahleinstellung entspricht somit einer genau nachgeregelten Ablenkspannung und es kann eine beliebige Anzahl von vorgegebenen Spannungsstufen genau und rasch am Ablenksystem erzeugt werden, wobei die Einstellgenauigkeit nur von der Genauigkeit eines passiven Elementes, nämlich der Kodeplatte, abhängt. Das erfindungsgemässe System sichert somit eine hohe Geschwindigkeit der Servo-Strahlnachstellung aus jeder möglichen ursprünglichen Strahlablenklage.
Nach einem Merkmal der Erfindung wird also das Ablenksystem selektiv durch Analogwerte von Gruppen binär kodierter Eingangssignale gesteuert und eine umgewandelte Form dieser Eingangssignale wird parallel einem logischen Vergleichskreis zugeführt.
Insbesondere enthalten gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung die Kreise, die zur Zuführung der Eingangssignale zum Vergleichskreis dienen, Einrichtungen zur Einfügung des Komplementes der Stelle höchster Ordnung der Eingangsadresszahl als Stelle nächsthöherer Ordnung in einer umgewandel- ten Zahl, die um eine Stelle mehr als die
Eirgangszahl aufweist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfin- dung hat die Kodeplatte eine zusätzliche
Spalte binär kodierter öffnungen, damit sie eine Ausgangszahl liefern kann, die um eine
Stelle mehr als die Eingangszahl hat.
Ferner ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Kodeplatte mit zusätz- lichen Zeilen von Öffnungen versehen, die ausserhalb der koordinatenmässigen, durch die Eingangsadressza'hlen definierten Strahllagen angeordnet sind, wobei jede dieser zusätz- lichen Zeilen eine bestimmte Anordnung von Öffnungen aufweist.
Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an einem Ausführungs- beispiel genauer erläutert werden. Fig. 1 zeigt im Blockschema die einzelnen Bestandteile eines erfindungsgemässen Systems mit einer
Kathodenstrahlröhre sowie deren gegenseitige
Beziehungen. Fig. 2 ist ein schematisch ge- haltens Schaltbild eines speziellen Aus- führungsbeispiels des Systems nach Fig. 1.
Fig. 3A stellt eine dem Stand der Technik entsprechende Kodeplatte und Fig. 3B eine Kodeplatte für das erfindungsgemässe System nach Fig. 1 dar, die durch zusätzliche Zeilen von Öffnungen besondere Fehlersignale liefert.
In Fig. 1 ist eine Kathodenstrahlröhre mit einem evakuierten Hüllgefäss 10 dargestellt, die als Elektronenquelle an einem Ende eine Elektronenschleuder 11 aufweist. Die im Wege des Elektronenstrahls angeordneten strahlbildenden Elemente 12 können beliebigen Aufbau haben und wirken ähnlich wie Zylinderlinsen, so dass sie einen abgeflachten, dünnen Elektronenstrahl gegen die Kodeplatte 13 werfen. Die strahlbildenden Elemente 12 sind mit geeigneten Bschleunigungsund Fokusierungspotentialquellen verbunden, um die geschilderte Strahlverformung zu bewirken, und können elektrostatisch, elektromagnetisch oder kombiniert elektrostatisch und elektromagnetisch arbeiten.
Dit Kodeplatte 13 ist mit einer Vielzahl von öffnungen versehen, die, wie dargestellt, in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die 1 zeilenweise angeordneten Öffnungen ermöglichen es, dass Teile des auf die Kodeplatte auftreffenden Elektronenstrahls von Auffangelektroden 25-28 aufgenommen werden können und sodann an diesen Elektroden elek- 1 trische Signale erzeugen, die an den Ausgangsleitungen der Auffangelektroden erscheinen und eine binär kodierte Zahl angeben.
Dit Öffnungen in der Kodeplatte sind nach einem bestimmten binären Zahlensystem, t ; beim dargestellten Beispiel speziell nach dem gewöhnlichen Binärkode, gruppiert.
Die Kodeplatte 13 und die zugeordneten
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Auffangelektroden 25-28 können, wie dargestellt, in der Kathodenstrahlröhre angeordnet sein ; die Röhre kann aber auch mit einem Leuchtschirm versehen werden, der bei Auftreffen des Strahls ein Lichtbündel auslöst, das auf eine ausserhalb der Röhre angeordnete Kodeplatte geworfen wird. Bei einer solchen Anordnung werden die Auffangelektroden durch lichtempfindliche Einrichtungen ersetzt, welche die durch die öffnungen der Kodeplatte 13 hindurchgehenden Lichtstrahlen aufnehmen. Es ist zu beachten, dass sich die
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möglichen Ablenklagen des Strahls erstreckt und dass die Platte auch in diesem Teil Zeilen mit Öffnungen in bestimmter Anordnung aufweist.
In Fig. 1 sind Ablenkplatten 15 vorgesehen, um den Elektronenstrahl in Abhängigkeit von der an diesen Platten wirksamen Spannung auf eine beliebige Zeile von öffnungen im mittleren Informationsträgerteil der Kodeplatte 13 abzulenken. Die Ablenkspannung wird durch ein binär kodiertes Adresssignal bestimmt, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Gruppe von Digits besteht, die dem gewöhnlichen binären Zahlenkode angehört. Diese Adresszahl wird in paralleler Form einem Eingangsregister 17 zugeführt.
Jedes Signal einer Gruppe von binär ko. dierten Adresssignalen wird in einem Analogwandler 18 in einen Analogwert umgewandelt und die Summe dieser Analogwerte wird von einem Summenverstärker 19 verstärkt ; die verstärkte Spannung wirkt auf die Ablenkplatten 15. Jede der vorbestimmten Spannungen, welche zwischen den Ablenkplatten 15 wirksam werden, soll den Elektronenstrahl so ablenken, dass er auf eine zugeordnete Zeile von Öffnungen im mittleren Informationsträgerteil der Kodeplatte ; !. ? trifft. Die binär kodierte Adresszahl wird vom Eingangsregister 17 in paralleler Form auch einem Vergleichskreis 21 zugeführt.
Zugleich wirken auf diesen Vergleichskreis in paralleler Form die Ausgangssignale von den Auffangelektroden ; diese Signale geben durch eine binäre Zahl jene Zeile von Öffnungen an, auf die der Elektronenstrahl jeweils aus. gerichtet ist.
Es ist jedoch zu beachten, dass nach einem Merkmal der Erfindung die binäre Eingangsadresse zwar über das Eingangsregister 17 direkt dem Analogwandler 18 zugeführt wird, vor der Zuführung zum Vergleichskreis 21 aber in einen ändern Binärkode umgewandelt wird, der um eine Stelle mehr als die Eingangsadresse aufweist. Diese Kodeumwandlung kann, wie später noch beschrieben wird, im Eingangsregister erfolgen, u. zw. insbesondere durch Einfügung des Komplementes der Stelle höchster Ordnung vor der Stelle nächsthöherer Ordnung. Die erwähnte Kodeumwandlung ist in Fig. 1 schematisch dadurch angedeutet worden, dass vom Eingangsregister 17 zum Vergleichskreis 21 um eine Leitung mehr als vom Eingangsregister 17 zum AnaLogwandler 18 gezeichnet worden ist.
Die Auffangelektroden können je nachdem, ob an diesen Elektroden von die Kodeplatte durchsetzenden Strahlteilen Elektronen aufgenommen werden oder ob der zugeordnete Strahlteil durch die Kodeplatte gesperrt wird, zwei Signalzustände, nämlich Strom bzw.
Stromlosigkeit, vermitteln. Es liefert demnach ein eine Öffnung der Kodeplatte in einer bestimmten Spalte durchsetzender Strahlteil einen Strom oder ds Signal,, 1" an der zugeordneten Auffangelektrode. Wenn anderseits der Strahl in einer bestimmten Ablenk- la. ge in einer der Spalten auf die Kodeplatte 13 trifft, so nimmt die zugeordnete Auffang-
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ner binären Zahl bilden, die angibt, auf welche Zeile der Kodepla ; tte der Strahl jeweils ausgerichtet ist.
Der Vergleichskreis 21 kann so aufgebaut sein, dass'die beiden gleichzeitig an zugeordneten parallelen Eingängen aufgenommenen binären Zahlen ein einziges Ausgangssignal ergeben, welches den Betrag und das Vorzeichen der Differenz der Eingangszahlen anzeigt. Das Ausgangssignal des Vergleichskreises, das somit von den umgewandelten binären Zahlen des Ausgangsregisters 17 einerseits und der Auffangelektroden 25-28 anderseits abgeleitet worden ist, wird durch den Verstärker 22 für die Ablenkspannung verstärkt und hernach dem Summenverstärker 19 zugeführt.
Falls der Elektronenstrahl nicht richtig ausgerichtet worden ist, dann stellen die binären Signale, die von den Auffangelektroden 25-28 geliefert werden, eine binäre Zahl dar, die grösser oder kleiner als die von der Gruppe der binären Eingangssignale dargestellte Zahl ist.
In diesem Falle wird vom Vergleichskreis 21 den Ablenkplatten 15 ein Korrektursignal zugeführt, das zur Nachsteuerung des Elektronenstrahles in jener Richtung dient, die zu einer übereinstimmung zwischen der aufgenommenen binären Adresszahl und der Ausgangszahl an den Auffangelektroden führt.
Die Öffnungen in den aufeinanderfolgenden Zeilen der Kodeplatte 13 sind so angeordnet, dass sie eine geordnete Reihenfolge von binären Zahlen darstellen, so dass der Vergleichskreis den Fehlerbetrag der jeweils vorhandenen Strahlablenikung ermitteln kann, sobald er vom Eingangsregister die binäre Zahl
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aufgenommen hat, welche die Zeile von öffnungen an der Kodeplatte 13 angibt, auf die der Strahl abgelenkt werden sollte.
Fig. 3A stellt eine bekannte Ausführung i einer Kodeplatte dar, bei welcher jeder der durch einen dreistelligen binären Adresskode vorschreibbaren Ablenklagen des Elektronen- strahles eine Zeile von öffnungen zugeordnet ist. Bei einem solchen dreistelligen AdressD kode sind acht verschiedene Kodekombi- nationen möglich und demnach können durch
Anlegen der Analogwerte dieser acht Kode- kombinationen an das Strahlablenksystem acht
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der öffnungen in den diesen a. cht Strahllagen an der Kodeplatte entsprechenden Zeilen ist so getroffen, dass jede Gruppe von Öffnungen die der betreffenden Zeile zugeordnete binäre 'Adresszahl darstellt;
diese Zeilen bilden den
Informationsträgerteil der Kodeplatte und lie- gen innerhalb des nutzbaren Ablenkbereiches.
Im vorliegenden Beispiel stellt eine öffnung der Kodeplatte das binäre Digit "1" und das 'Fehlen einer öffnung das binäre Digit,, 0" dar, so dass das Auftreten eines Stromes in einer
Auffangelektrode das binäre Signal "1" und die Stromlosigkeit das binäre Signal,, 0" zeigt.
So trifft der Strahl bei Empfang der dezi- malen Adresszahl. ?, die im gewöhnlichen Bi- närkode die Form 011 hat, wenn er richtig ausgerichtet worden ist, auf die Zeile 3 der
Kodeplatte auf, deren öffnungen so ange- ordnet sind, dass an den Auffangelektroden der Reihe nach die binären Signale"0","1" und "1" erscheinen.
Bei einer falschen Ausrichtung des Strahls in eine Lage oberhalb oder unterhalb der
Ränder der Kodeplatte in Fig. 3 ergeben sich bei dieser Ausführung aber die gleichen Sig- nale (durchwegs"0") wie bei Ausrichtung des Strahls auf die Zeile 0 der Informations- trägerfläche. Das Auftreten identischer Aus- gangssignale bei einer Strahlablenkung ober- halb und unterhalb der Informationsträger- fläche ermöglicht natürlich nicht ein richtiges Arbeiten des Nachstellkreises für den Strahl.
Falls der Elektronenstrahl innerhalb der Informationsträgerfläche falsch ausgerichtet ist, liefert der Vergleich der Ausgangszahl mit der Adresszahl ein Korrektursignal mit einem solchen Betrag und einem solchen Vorzeichen, dass der Strahl zur richtigen Adresslage nachgesteuert werden kann. Wenn beispielsweise die dezimale Adresszahl 3 (im Binärkode 011) vorliegt, der Strahl aber nicht auf die entsprechende Zeile der Kodeplatte ausgerichtet ist, sondern etwa fehlerhafterweise auf die der dezimalen Adresszahl 0 (im Binärkode 000) entsprechende Zeile trifft, so ergibt der Vergleich der Adresszahl mit der Ausgangszahl ein Korrektursignal mit richtigem Vorzeichen und Betrag, um den
Strahl um drei Zeilen nach oben bis zu der der dezimalen Adresszahl 3 zugeordneten Zeile zu verschieben.
Es sei nun angenommen, dass die gleiche
Adresszahl 3 (bzw. 011) vorliegt, dass aber der Strahl aus irgendwelchen Gründen fälsch- lich in die Lage X ausserhalb der acht Zeilen im mittleren Informationsträgerteil, nämlich bis unter die Unterkante der Kodeplatte und der Auffangelektroden abgelenkt worden ist.
Der Vergleichskreis nimmt dann Signale auf, die anzeigen würden, dass sich der Strahl in der Zeile 0 befände (kein Signal an den Auf- fangelektroden), und er liefert daher ein
Signal, das bestimmt ist, den Strahl von der
Zeile 0 in die Zeile 3 zu verschieben. Im vorliegenden Falle würde jedoch diese Än- derung der Strahlablenkung nur ausreichen, um den Strahl bis zur Lage Y zu verschie- ben, und es wäre eine weitere Korrektur er- forderlich, um die gewünschte Adresse tat- sächlich zu erreichen.
Noch ungünstiger liegen die Verhältnisse, wenn der Strahl aus irgendwelchen Gründen, etwa infolge von Einschwingvorgängen, ver- anlasst worden ist, die Oberkante der Infor- mationsträgerfläche zu überschreiten, d. h.' etwa die Lage Z einzunehmen, bei der eben- falls die Ausgangszahl 0 (bzw. 000) auftritt.
Der Vergleichskreis, der die Eingangszahl 3 (bzw. 011) und die Ausgangszahl 0 (bzw. 000) aufnimmt, liefert dann ein Signal, das dazu' bestimmt wäre, den Strahl um drei Zeilen' nach oben zu verschieben, wodurch im vor- liegenden Falle der Ablenkfehler noch ver- grössert werden würde.
Gemäss der vorliegenden Erfindung sind 1 aus diesem Grunde an der Kodeplatte ausser- halb der Ränder des mittleren Informations- trägerteiles weitere kodierte Zeilen von öffnungen vorgesehen, so dass sich die Kode- platte bis zu den Grenzen der maximal mög-*' lichen Strahlablenkung erstreckt, wie dies in Fig. 3B dargestellt ist. Jede zusätzliche Zeile enthält öffnungen, dass eine fehlerhafte Strahl- ablenkung auf eine dieser äussersten Zeilen eindeutig identifiziert wird.
Der mittlere Informationsträgerteil der Kodeplatte nach Fig. 3, der im nutzbaren Ablenkbereich liegt, enthält nun bereits alle den möglichen Kombinationen der dreistelligen Eingangssignale entsprechenden Gruppierun- 11 gen von Öffnungen, so dass zur Ermöglichung einer unterscheidbaren Bezeichnung der Extremlagen des Strahles ein Kode höherer Ordnung erforderlich ist. Die Anwendung von zwei verschiedenen Zahlenkodes oder von 12 verschiedenen Ordnungen des gleichen Zahlenkodes wäre nun aber offensichtlich nicht ohne weiteres mit dem Erfordernis eines Zahlen-
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vergleiches zwecks Einleitung einer Strahl- nachstellung vereinbar.
Erfindungsgemäss wird dieses Problem da- durch gelöst, dass die Eingangszahl in einen.
Kode höherer Ordnung umgewandelt wird und dass erst diese umgewandelte Eingangs- zahl dem Vergleichskreis zugeführt wird. Die
Kodeplatte wird in ähnlicher Weise so modi- fiziert, dass sie Kodezahlen höherer Ordnung liefert, wobei der mittlere Teil der Kodeplatte die binären Adresszahlen in der umgewandel- ten Form enthält. Insbesondere wird gemäss der Erfindung die Adresszahl, die dem Ver- gleichskreis 21 in Fig. 1 zugeführt wird, um eine Stelle erweitert, indem das Komplement der Stelle höchster Ordnung als nächsthöhere
Stelle in die erweiterte Adresszahl eingefügt wird. Die Anzahl der Auffangelektroden und der entsprechenden Spalten in der Kodeplatte
13 wird ebenfalls um 1 vermehrt, damit sie mit der Anzahl der Stellen der umgewandelten binär kodierten Adresszahl übereinstimmen.
Eine Möglichkeit zur erfindungsgemässen
Umwandlung der binären Adresszahlen ist in
Fig. 2 dargestellt. Das Eingangsregister 17 und der ihm zugeordnete Analogwandler 18 können eine beliebige Anzahl von Kreisen für die Erzeugung von Analogwerten bei gleichzeitigem Eintreffen von eine bestimmte binäre Adresszahl darstellenden Eingangsim- pulsen enthalten. Beispielsweise kann das Eingangsregister eine Reihe von bistabilen Kippkreisen 40 aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie gleichzeitig auf Dioden 41 des Analogwandlers 18 wirken, der dann seinerseits abgestufte Strombeträge an den Summenverstärker ? 9 liefert. Die Kippkreise speisen ferner gleichzeitig den Vergleichskreis 21.
Die Ausgangsspannung des Kippkreises 40, der die Stelle höchster Ordnung des Adresssignals verarbeitet, ist mit dem der Stelle höchster Ordnung zugeordneten Eingang des Vergleichskreises 21 über eine Leitung 45 verbunden, so dass z. B. das Eingangsdigit "1" als Digit ),1" in der Position höchster Ordnung im Vergleichskreis 21 erscheint. Ferner wird das Komplement der Stelle höchster Ordnung in der Adresszahl an die Leitung 46 angelegt, so dass das Eingangs- digit "als Digit O"in der Position zweithöchster Ordnung im Vergleichskreis 21 erscheint. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Leitung 46 mit dem Aus- 'gang 0 des Kippkreises 40 in Fig. 2 verbunden wird. Anderseits kann aber die Leitung 46 auch über eine Umkehrstufe mit der Leitung 45 verbunden werden.
Auf diese Weise wird die binär kodierte Adresszahl die auf den Vergleichskreis 21 wirkt, so umgewandelt, dass zwischen der Stelle höchster Ordnung und der ursprünglich nächsthöheren Stelle eine zusätzliche Stelle eingefügt wird. Die Signale, die von dieser zusätzlichen Stelle abgeleitet werden, stellen das Komplement der Stelle höchster Ordnung in der Adresszahl dar.
Der beim Beispiel nach Fig. 3A verwendete dreistellige binäre Zahlenkode ist auch der Fig. 3B zugrunde gelegt worden, wo überdies das Äquivalent in vierstelliger Form, das dem Vergleichskreis nach der vorstehend beschriebenen Umwandlung der dreistelligen Zahl zugeführt wird, angegeben ist. Die Kodeplatte 13 in Fig. 3B ist diesem vierstelligen Kode angepasst, so dass die Ausgangssignale an den Auffangelektroden 25-28, die auf den Vergleichskreis wirken, den umgewandelten Adresszahlen des Eingangsregisters entsprechen.
Der vierstellige Kode enthält, wie Fig. 3B erkennen lässt, bestimmte Kodekombinationen zusätzlich zu jenen, welche die dreistelligen Adressinformationen darstellen, und diese zusätzlichen Kodekombinationen werden in den extremen Ablenkbereichen ausschliesslich für die Rückführung des Strahls verwendet, falls dieser fälschlich über die nutzbare Adressfläche hinaus ausgelenkt worden ist.
Es ist zu beachten, dass die dreistelligen Adresszahlen vorteilhafterweise in den mittle-
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ses mittleren Zahlenbereiches eine angemessene Anzahl von Kodekombinationen verfügbar, um den Bedarf nach unterscheidbaren Kodekombinationen in den beiden extremen Ablenkbereichen der Kodeplatte 13 zu dekken. Ferner ist erkennbar, dass die Zeilen der Kodeplatte einen richtigen Binärkode darstellen, wobei jene Zeilen, die dem umgewandelten niedrigeren Binärkode zugeordnet 11 sind, im mittleren Teil der Kodeplatte liegen.
Allgemein ausgedrückt, muss also bei einer n-stelligen binären Adressinformation, die eine Strahleneinstellung auf 211 verschiedene, 11 im Nutzbereich liegende Zeilen ermöglicht, jede Zeile der Kodeplatte eine (n+1) -stellige binäre Zahl darstellen und die Eingangsadresse (Solladresse) muss für den Vergleich mit der Istadresse in eine (n+t-j)-stellige Zahl um ge- 1 wandelt werden. Die Gesamtzahl der Zeilen ist grösser als 2a, wobei die die Anzahl 2 n überschreitenden Zeilen der betrags- und vorzeichenrichtigen Korrektur der Strahleinstellung dienen. li
Die Anwendbarkeit der Erfindung ist natürlich nicht auf Zahlenkodes mit einer bestimmten Stellenanzahl beschränkt.
Es ist nur erforderlich, die Anzahl der Spalten von Öffnungen in der Kodeplatte 13 und die ent- sprechende Anzahl von Auffangelektroden um 1 höher zu wählen als die Anzahl der Stellen in der binären Eingangsadresse. Gegebenenfalls kann eine zusätzliche, quantenbildende
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Spalte von Öffnungen verwendet werden, um den Strahl in einer bestimmten Zeile von öffnungen verriegeln zu können und die Strahlausrichtung auf einen zwischen den Zei- len liegenden Ort zu verhindern.
Das beschriebene Beispiel soll im übrigen nur den Grundgedanken der Erfindung erläutern und lässt im Rahmen der Erfindung noch verschiedene Abwandlungen zu.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Strahlsteuersystem für die rasche Korrektur von Strahlablenkfehlern ausserhalb des nutzbaren Strahlablenkbereiches, bei dem der Strahl auf eine Kodeplatte mit in unterscheidbarer Weise angeordneten Elementen trifft und eine diese Kodeplatte umfassende Einrichtung zur Nachführung des Strahls auf Grund eines Vergleichs der von der Kodeplatte abgeleiteten Ausgangssignale mit kodierten Adresssignalen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der nutzbare Strahlablenkbereich Zeilen von Elementen im mittleren Teil der Kodeplatte umfasst, dass ferner oberhalb und unterhalb dieses mittleren Teiles der Kodeplatte Zeilen von Elementen liegen und dass eine Einrichtung zur Umwandlung der Adresssignale in einen Kode mit einer zumindest um 1 vermehrten Stellenanzahl vorgesehen ist,
wobei die Kodeplatte entsprechend dem umgewandelten Kode kodiert ist und die Adressinformation im mittleren Teil der Kodeplatte enthalten ist.