Ablenkvorrichtung für gathodenstrahlröhren. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ab- lenkvorrichtüng für Kathodenstrahlröhren, die mindestens eine Wicklung enthält, die aus zwei einander diametral gegenüberlie genden Spulen besteht.
Die Entwicklung des Fernsehens stellt immer höhere Anforderungen an die in einem Fernsehsender- und empfänger für die Ab lenkung eines Kathodenstrahlbündels ver wendeten Ablenkmittel und Schaltungen in bezug auf die Linearität der Ablenkung, die Zweckmässigkeit und die Fokussierung des gathodenstrahlbündels.
Die Verwendung von Ablenkspulen be sitzt mehrere Vorteile, unter anderem diejeni gen, dass bei Verwendung von Spulen die Röhrenkonstruktion billiger ist, da die der Anordnung von Ablenkplatten innerhalb der Röhre anhaftenden Kosten vermieden wer den. Es traten aber beim Entwurf elektro magnetischer Ablenkmittel Schwierigkeiten auf, welche darin bestanden, dass die Bün delung der Elektronen beträchtlich gestört wurde.
Schliesslich hat es sich gezeigt, dass die Störung der Elektronenbündelung in. der Hauptsache durch die ungleichmässige Ver teilung des magnetischen Flusses in einer Ebene senkrecht zu dem Kathodenstrahlbün- del herbeigeführt wurde.
Die Erfindung bezweckt, eine Ablenkvor- richtuug zu schaffen, bei der die Verteilung des magnetischen Flusses in einer Ebene senkrecht zu dem gathodenstrahlbündel nahezu gleichmässig ist.
Nach der Erfindung wird dieser Zweck dadurch erreicht, dass Teile der Windungs- gruppen der Spulen in Achsenrichtung einer zur Aufnahme der Röhre bestimmten zylin drischen Öffnung der Ablenkvorrichtung lie gen, und dass die in Achsenrichtung der ge nannten Öffnung liegenden Teile der ver schiedenen Windungsgruppen gleichmässig über den Umfang der genannten Öffnung verteilt sind.
Die Zeichnung veranschaulicht Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Katho denstrahlröhre, auf der ein Satz Ablenkspu- len angeordnet ist; Fig. 2 ist eine vergrösserte Stirnansicht der Ablenkvorrichtung nach Fig. 1; Fig. 3 ist ein Wicklungsbild der in Fig. 2 dargestellten Ablenkvorrichtung; Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer andern Ablenkvorrichtung ;
Fig. 5 ist ein Wicklungsbild der in Fig. 4 dargestellten Ablenkvorrichtung; Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Vertei lung des magnetischen Flusses bei Verwen dung der in den Fig. 2 und 4 dargestellten Ablenkvorrichtung zeigt. Ferner ist in die ser Figur eine Ausführungsform der Lamel len dargestellt, welche in einer der gezeigten Ablenkvorrichtungen zur Verwendung kom men können.
Beim Beispiel nach Fig. 1 ist die Ab lenkvorrichtung auf einer Kathodenstrahl röhre bekannter Art angeordnet. Die hoch evakuierte Kathodenstrahlröhre enthält eine Hülle 60, in welcher eine Elektronenkanone 61, welche eine erste Anode 62 umfasst, an geordnet ist. Ferner ist eine zweite Anode 63 vorhanden, welche aus einer Metallbeklei dung auf der Innenoberfläche der Hülle 60 besteht. Das durch die strichpunktierte Linie 64 dargestellte Kathodenstrahlbündel wird mittels des elektrostatischen Feldes zwischen der ersten und der zweiten Anode zu einem Bündel mit ganz kleinem Durchmesser beim fluoreszierendem Schirm 65 am Ende der Kathodenstrahlröhre zusammengedrängt.
Der lamellierte Eisenkern 66 besteht aus Lamellen aus dünnem Weicheisenblech. Diese Lamellen sind zu einem Kern zusammen gesetzt, der eine Anzahl von sich parallel zu der Längsachse der Kathodenstrahlröhre er streckenden Rillen aufweist. Es ist klar, dass ein um so gleichmässigeres Magnetfeld erzielt wird, je grösser die Anzahl Rillen bei ent sprechender Vergrösserung der Zahl der Win- dungsgruppen jeder Spule ist. In folgendem soll im allgemeinen unter dem Begriff "Win- dungsgruppe" eine Gruppe von mehreren Windungen verstanden werden; der Fall nur einer Windung je Windungsgruppe soll aber nicht ausgeschlossen sein.
In Fig. 2 ist sowohl eine waagrechte Ab- lenkwicklung, als auch eine senkrechte Ab lenkwicklung dargestellt. Die waagrechte Ablenkwicklung enthält die Windungsgrup- pen 20a, 21a und 22a auf der obern Seite des Kernes 66 und die Windungsgruppen 20b, 21b und 22b auf der Unterseite des Kernes.
Die senkrechte Ablenkwicklung ent hält Windungsgruppen 30a, 31a und 32a auf der rechten Seite des Kernes und die Win- dungsgruppen 30b, 31b und 32b auf der lin ken Seite des Kernes. In Fig. 1 sind nur die Enden der Windungsgruppe 32a sichtbar.
Die in Fig. 2 dargestellte Wicklung ist deutlicher in Fig. 3 dargestellt. In bezug auf die waagrechte Wicklung sei bemerkt. dass sich keine Windungen mit waagrechter Wicklung in den Rillen 4 und 10 befinden. Die Windungsgruppen 20a sind in den Ril len 3 und 5 angeordnet, wobei die Rille 4 überschlagen wird. Die Windungsgruppen 21a liegen in den Rillen ?und 6 und die Windungsgruppen 22a in den Rillen 1 und 7. Es sei bemerkt, dass die Anordnung der Windungsgruppen 20a, 21a und 22a sym metrisch in bezug auf die Rille 4 ist.
Die Anzahl von Windungen je Windungsgruppe hängt von der Beschaffenheit der den Ab lenkstrom liefernden Schaltung und von der Frequenz des den Ablenkspulen zuzuführen den Stromes ab.
Bei der untern Spule der waagrechten Wicklung liegen die Windungsgruppen 20b in den Rillen 9 und 11, und es wird die Rille 10 überschlagen. Die Windungsgruppen 21b befinden sich in den Rillen 8 und 12, wäh rend die Windungsgruppen 22b in den Ril len 7 und 1. liegen.
Die untere Spule der waagrechten Ablenkwicklung ist ein Dupli kat der obern Spule; entsprechende Win- dungsgTuppen 20a und 20b haben deshalb die gleiche Anzahl Windungen; das gleiche gilt für die Windungen der Windungsgrup- pen 21a und 21b bezw. <I>22a</I> und 22b. In der dargestellten Ausführungsform enthalten sämtliche Windungsgruppen die gleiche An zahl von Windungen, wobei diese Anzahl entsprechend der Betriebsbedingungen zwi schen 10 und einigen Hunderten liegt.
Durch eine solche Ausbildung des Spulensystems wird eine gute Gleichmässigkeit in der Feld verteilung erreicht. Zum Zwecke einer noch gleichmässigeren Verteilung des magnetischen Feldes werden aber zweckmässigerweise in den verschiedenen Windungsgruppen ver schiedene Windungszahlen verwendet. Es könnte zum Beispiel die Windungsgruppe 20a 50 Windungen und die Windungsgruppen 22a 55 Windungen enthalten.
Die Wicklungsart der Spulen ist in Fig. 3 veranschaulicht, in der die waagrechte Ablenkwicklung durch dünne Linien und die senkrechte Ablenkwicklung durch dicke Li nien dargestellt wird. Im Wickelbild nach Fig. 3 sind der gern und die Wicklung bei der Rille 12 durchschnitten und dann abge wickelt. Zur Vereinfachung des Diagrammes enthält jede Windungsgruppe nur eine Win dung. In den Fig. 2 und 3 sind entspre chende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die senkrechte Ablenkwicklung entspricht, vielleicht mit Ausnahme der Anzahl von Windungen jeder Windungsgruppe, der waagrechten Ablenkwicklung und ist senk recht dazu angeordnet. Auf der rechten Seite des Kernes sind die Windangsgruppen 30a in den Rillen 6 und 8 angeordnet und wird die Rille 7 überschlagen.
Die Windungs- gruppen 31a befinden sich in den Rillen 5 und 9, während die Windungsgruppen 32a in den Rillen 4 und 10 liegen. Auf der lin- ken Seite liegen die Windungsgruppen 30b in den Rillen 2 und 12, und es wird die Rille 1 überschlagen.
Die Windungsgruppen 31b befinden sich in en Rillen 3 und 11 und die Windungsgruppen 32b liegen in den Rillen 4 und 10.
Die Art und Weise, in der die Win- dungsgruppen der senkrechten Ablenkwick- lung verbunden sind, ist in Fig. 3 darge stellt, in der die miteinander verbundenen Windungsenden mit entsprechenden Bezugs zeichen angedeutet sind.
Statt wie bei der vorerwähnten Ablenk- vorrichtung können die Ablenkspulen ent sprechend Fig. 4 und 5 gewunden werden. Bei der in diesen Figuren dargestellten Bau art sind die waagrechte Ablenkwicklung und die senkrechte Ablenkwicklung auf einen Kern gewunden, der dem bereits beschrie benen gern entspricht.
Die waagrechte Ab lenkwicklung enthält die Windungsgruppen <I>40a, 41a</I> und 42a auf der obern Seite des Kernes, und die Windungsgruppen 40b, 41b und 42b auf der untern Kernseite. Die Win- dungsgruppen 40a befinden sich in den Ril len 1 und 5, während die Windungsgruppen 41a in den Rillen 2 und 6 und die Windungs- gruppen 42a in den Rillen 3 und 7 liegen. Aus der Zeichnung geht hervor, dass sich in der Rille 4 keine Windungen der waagrech ten Ablerik.spulen befinden.
In entsprechen der Weise befinden sich in der Rille 10 keine Windungen der senkrechten Ablenkwioklung.
Das in Fig. 5 dargestellte Wicklungs diagramm zeigt, wie die Windungsgruppen gegenseitig verbunden sind, wobei entspre chende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die miteinander verbundenen Windungsenden sind mit den gleichen Be zugszeichen versehen.
Die senkrechte Ablenkwicklung enthält die Windungsgruppen 50a, 51a und 52a auf der rechten Seite des Kernes, und die Win- dungsgruppen 50b, 51b und 52b auf der lin ken Kernseite. Bei Betrachtung der Fig. 4 zeigt es sich, dass die Windungen auf der rechten Seite des Kernes die Rille 7 über schlagen, während die Windungen auf der linken Seite des Kernes die Rille 1 über schlagen.
In Fig. 4 sind die Windungen des senkrechten Spulensystems dick gezeichnet, und es sind die Enden der Windungen, die miteinander verbunden werden müssen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Anstatt eines lamellierten Kernes mit offenen Rillen, wie in Fig. 2 und 3 darge stellt ist, können die Lamellen des Kernes Rillen haben, welche, entsprechend Fig. teilweise geschlossen sind. In manchen Fäl len wird hierdurch eine gleichmässigere Ver teilung des magnetischen Flusses erzielt.
Jede der vorbeschriebenen Wicklungen führt ein Magnetfeld herbei, das in einer Ebene senkrecht zur Axe der Kathoden strahlröhre, das heisst in der Zeichnungsebene der Fig. 22 und 3 nahezu gleichmässig ist. In folgedessen wird bei Verwendung einer sol chen Ablenkvorrichtung die Fokussierung des Elektronenbündels nicht gestört, und es wird durch das Kathodenstrahlbündel bei Ablenkung eine schmale, scharfe Lichtlinie auf dem fluoreszierenden Schirm gezeichnet.
In Fig. 6 deuten die Zahlen die Vertei lung des magnetischen Flusses in einer sieh durch den Mittelpunkt des Kernes 66 er streckenden Ebene an, welche senkrecht zu der Axe der Kathodenstrahlröhre steht. Die Grösse des Flusses ist in irgend einer be stimmten Einheit angedeutet, wobei jeder Punkt, in dem eine Messung erfolgte, mit X bezeichnet ist. Das gestrichelte Rechteck 70 deutet den Bereich an, innerhalb dessen die Ablenkung des Kathodenstrahlbündels er folgt. Innerhalb dieses Bereiches beträgt die Abweichung der Grösse des magnetischen Flusses, in verschiedenen Punkten gemessen, nicht mehr als 5 % des Minimalwertes.
Es hat sich gezeigt, dass wenn die Flussänderung in einer senkrecht zu dem Kathodenstrahl- bündel stehenden Ebene weniger als 5 % des Minimalwertes beträgt, wie in Fig. 6 darge stellt ist, die Fokussierung des Bündels nur so wenig gestört wird, dass die Qualität des wiedergegebenen Bildes keine sichtbare Ein busse erleidet.
Sogar wenn die Abweichung des magne tischen Flusses etwa 10 % des Minimalwertes beträgt, wird das Mass, in dem die Fokussie rung des Bündels gestört wird, klein in bezug auf die bei Verwendung der bisher bekann ten Ablenkspulen sein.
Das in Fig. 6 dargestellte Diagramm ver anschaulicht nur die Verteilung des magne tischen Flusses für die waagrechte Ablenk- wicklung, welche einen magnetischen Kraft fluss von der obern Seite N zu der untern Seite 8 herbeiführt.
Deflection device for cathode ray tubes. The invention relates to a deflection device for cathode ray tubes, which contains at least one winding which consists of two diametrically opposed coils.
The development of television places ever increasing demands on the deflection means and circuits used in a television transmitter and receiver for the deflection of a cathode ray beam with respect to the linearity of the deflection, the expediency and the focusing of the cathode ray beam.
The use of deflection coils has several advantages, including the fact that the use of coils makes the tube construction cheaper because it avoids the cost of placing deflection plates within the tube. However, difficulties arose in the design of electromagnetic deflection means, which consisted in the fact that the bundling of the electrons was considerably disturbed.
Finally, it has been shown that the disturbance in the concentration of electrons was mainly caused by the uneven distribution of the magnetic flux in a plane perpendicular to the cathode ray beam.
The aim of the invention is to create a deflection device in which the distribution of the magnetic flux in a plane perpendicular to the cathode beam is almost uniform.
According to the invention, this purpose is achieved in that parts of the winding groups of the coils lie in the axial direction of a cylindrical opening of the deflection device intended to receive the tube, and that the parts of the various winding groups lying in the axial direction of the opening mentioned are evenly above are distributed over the circumference of said opening.
The drawing illustrates Ausfüh approximately examples of the subject matter of the invention. 1 is a side view of a cathode ray tube on which a set of deflection coils are disposed; Figure 2 is an enlarged end view of the deflector of Figure 1; Figure 3 is a winding diagram of the deflector shown in Figure 2; Fig. 4 is a side view of another deflector;
Figure 5 is a winding diagram of the deflector shown in Figure 4; Fig. 6 is a diagram showing the distribution of magnetic flux when using the deflection device shown in Figs. Furthermore, this figure shows an embodiment of the lamellae which can be used in one of the deflection devices shown.
In the example of FIG. 1, the steering device is arranged on a cathode ray tube of a known type. The highly evacuated cathode ray tube contains a shell 60 in which an electron gun 61, which comprises a first anode 62, is arranged. Furthermore, a second anode 63 is present, which consists of a Metallbeklei training on the inner surface of the shell 60. The cathode ray bundle represented by the dash-dotted line 64 is compressed by means of the electrostatic field between the first and the second anode into a bundle with a very small diameter at the fluorescent screen 65 at the end of the cathode ray tube.
The lamellar iron core 66 consists of lamellas made of thin soft iron sheet. These lamellas are put together to form a core which has a number of grooves extending parallel to the longitudinal axis of the cathode ray tube. It is clear that the more uniform the magnetic field is achieved, the greater the number of grooves with a corresponding increase in the number of turn groups of each coil. In the following, the term “turn group” is to be understood in general to mean a group of several turns; the case of only one turn per group of turns should not be excluded.
In FIG. 2, both a horizontal deflection winding and a vertical deflection winding are shown. The horizontal deflection winding contains the winding groups 20a, 21a and 22a on the upper side of the core 66 and the winding groups 20b, 21b and 22b on the lower side of the core.
The vertical deflection winding contains turn groups 30a, 31a and 32a on the right side of the core and the turn groups 30b, 31b and 32b on the left side of the core. In Fig. 1 only the ends of the winding group 32a are visible.
The winding shown in FIG. 2 is shown more clearly in FIG. It should be noted with regard to the horizontal winding. that there are no turns with a horizontal winding in the grooves 4 and 10. The winding groups 20a are arranged in the grooves 3 and 5, the groove 4 being overturned. The winding groups 21a lie in the grooves 1 and 6 and the winding groups 22a in the grooves 1 and 7. It should be noted that the arrangement of the winding groups 20a, 21a and 22a is symmetrical with respect to the groove 4.
The number of turns per winding group depends on the nature of the circuit delivering the deflection current and on the frequency of the current to be supplied to the deflection coils.
In the lower coil of the horizontal winding, the winding groups 20b lie in the grooves 9 and 11, and the groove 10 is overturned. The winding groups 21b are located in the grooves 8 and 12, while the winding groups 22b are in the grooves 7 and 1.
The lower coil of the horizontal deflection winding is a duplicate of the upper coil; corresponding turn groups 20a and 20b therefore have the same number of turns; the same applies to the turns of the winding groups 21a and 21b respectively. <I> 22a </I> and 22b. In the embodiment shown, all groups of windings contain the same number of windings, this number being between 10 and a few hundreds, depending on the operating conditions.
Such a design of the coil system achieves good uniformity in the field distribution. For the purpose of an even more uniform distribution of the magnetic field, however, different numbers of turns are expediently used in the various groups of turns. For example, the turn group 20a could contain 50 turns and the turn groups 22a could contain 55 turns.
The type of winding of the coils is illustrated in Fig. 3, in which the horizontal deflection winding is represented by thin lines and the vertical deflection winding by thick lines. In the winding pattern according to FIG. 3, the like and the winding cut through at the groove 12 and then wound abge. To simplify the diagram, each winding group contains only one winding. In Figs. 2 and 3 corre sponding parts are provided with the same reference numerals.
The vertical deflection winding corresponds, perhaps with the exception of the number of turns in each winding group, to the horizontal deflection winding and is arranged perpendicular to it. On the right-hand side of the core, the winding groups 30a are arranged in the grooves 6 and 8 and the groove 7 is overturned.
The winding groups 31a are located in the grooves 5 and 9, while the winding groups 32a are located in the grooves 4 and 10. On the left-hand side, the winding groups 30b lie in the grooves 2 and 12, and the groove 1 is overturned.
The coil groups 31b are located in grooves 3 and 11 and the coil groups 32b are located in the grooves 4 and 10.
The manner in which the winding groups of the vertical deflection winding are connected is shown in FIG. 3, in which the winding ends connected to one another are indicated with corresponding reference symbols.
Instead of the deflection device mentioned above, the deflection coils can be wound as shown in FIGS. 4 and 5. In the type of construction shown in these figures, the horizontal deflection winding and the vertical deflection winding are wound on a core that corresponds to the already described enclosed like.
The horizontal deflection winding contains the winding groups <I> 40a, 41a </I> and 42a on the upper side of the core, and the winding groups 40b, 41b and 42b on the lower side of the core. The coil groups 40a are located in the grooves 1 and 5, while the coil groups 41a are located in the grooves 2 and 6 and the coil groups 42a in the grooves 3 and 7. The drawing shows that there are no turns of the horizontal Ablerik.spulen in the groove 4.
In a corresponding manner there are no turns of the vertical deflection winding in the groove 10.
The winding diagram shown in Fig. 5 shows how the winding groups are mutually connected, corresponding parts being given the same reference numerals. The winding ends connected to one another are provided with the same reference numerals.
The vertical deflection winding contains the winding groups 50a, 51a and 52a on the right side of the core, and the winding groups 50b, 51b and 52b on the left side of the core. 4, it can be seen that the turns on the right-hand side of the core overlap the groove 7, while the turns on the left-hand side of the core overlap the groove 1.
In FIG. 4, the turns of the vertical coil system are drawn thick, and the ends of the turns which have to be connected to one another are given the same reference numerals.
Instead of a lamellar core with open grooves, as shown in Fig. 2 and 3 is Darge, the lamellas of the core can have grooves which, according to Fig. Are partially closed. In some cases this results in a more even distribution of the magnetic flux.
Each of the windings described above produces a magnetic field which is almost uniform in a plane perpendicular to the axis of the cathode ray tube, that is to say in the plane of the drawing in FIGS. 22 and 3. As a result, when using such a deflection device, the focusing of the electron beam is not disturbed, and a narrow, sharp line of light is drawn on the fluorescent screen by the cathode ray beam when deflected.
In Fig. 6, the numbers indicate the distribution of the magnetic flux in a see through the center of the core 66 he stretching plane which is perpendicular to the axis of the cathode ray tube. The size of the flow is indicated in any particular unit, with each point at which a measurement was made is marked with an X. The dashed rectangle 70 indicates the area within which the deflection of the cathode ray beam he follows. Within this range, the deviation of the magnitude of the magnetic flux, measured at different points, is no more than 5% of the minimum value.
It has been shown that if the change in flux in a plane perpendicular to the cathode ray bundle is less than 5% of the minimum value, as shown in FIG. 6, the focusing of the bundle is only disturbed so little that the quality of the displayed image does not suffer any visible loss.
Even if the deviation of the magnetic flux is about 10% of the minimum value, the extent to which the focusing of the bundle is disturbed will be small with respect to that of the deflection coils known so far.
The diagram shown in FIG. 6 only illustrates the distribution of the magnetic flux for the horizontal deflection winding, which brings about a magnetic force flux from the upper side N to the lower side 8.