DE1097045B

DE1097045B - Beam generation system for cathode ray tubes

Info

Publication number: DE1097045B
Application number: DEW24727A
Authority: DE
Inventors: Eros Atti
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1957-12-27
Filing date: 1958-12-23
Publication date: 1961-01-12
Also published as: GB857277A; US3065368A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein Strahlerzeugungssystem für Kathodenstrahlröhren, bestehend aus einer Kathode sowie einer Modulationselektrode und einer Beschleunigungsanöde, die als koaxial fluchtende Lochblenden ausgebildet sind und zur Erzeugung eines intensitätsmodulierten, auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre gerichteten Elektronenstrahles dienen.The invention relates to a beam generating system for cathode ray tubes, consisting of a cathode as well as a modulation electrode and an acceleration anöde, which act as coaxially aligned pinhole diaphragms are designed and for generating an intensity-modulated, on the screen of the cathode ray tube serve directed electron beam.

Es sind bereits verschiedene Strahlerzeugungssysteme für Fernsehbildröhren entwickelt worden. Eine besondere Ausführung ist in der USA.-Patentschrift 2 773 212 bebandelt. Das normale Elektronenstrahlerzeugungssystem besteht grundsätzlich aus zwei axial angeordneten Systemen, nämlich dem Strahlerzeugungs- und Modulationssystem und dem Hauptlinsensystem. Das Strahlerzeugungs- und Modulationssystem hat die Aufgabe, einen genau begrenzten Elektronenstrahl von gesteuerter Intensität an die Hauptlinse zu liefern, die zur Abbildung des Strahls auf einen möglichst kleinen Leuchtfleck auf dem Bildschirm dient. Die Hauptlinse kann, elektrostatisch, magnetisch oder elektromagnetisch sein. Die meisten Elektronenstrahlerzeugungssysteme einschließlich der zur Zeit in den Bildröhren verwendeten besitzen ein Strahlerzeugungssystem, das mit einer sogenannten Immersionslinse verbunden ist.Various beam generation systems for television picture tubes have been developed. A special version is covered in US Pat. No. 2,773,212. The normal electron gun basically consists of two axially arranged systems, namely the beam generation and modulation system and the main lens system. The beam generation and modulation system has the task of delivering a precisely limited electron beam of controlled intensity to the main lens to deliver that for imaging the beam on the smallest possible light spot on the screen serves. The main lens can be electrostatic, magnetic or electromagnetic. Most Electron guns, including those currently used in picture tubes, have a Beam generation system that is connected to a so-called immersion lens.

Bei den üblichen Fernsehempfängern muß der Elektronenstrahl in recht weiten Grenzen amplitudenmoduliert werden, um die hellsten Stellen, die Schatten des Bildes und alle Zwischenwerte der Helligkeit wiederzugeben, die für eine richtige Bildwiedergabe erforderlich sind. Zum Beispiel kann bei einer Bildröhre für unmittelbare Betrachtung der Strahlstrom Spitzenwerte bis zu 1500 μΑ in den hellsten Stellen erreichen, muß aber andererseits in den dunklen Schatten bis zu 0 μΑ herabgehen, also den Strahl vollständig abschalten. Um den Elektronenstrahl in diesem Strombereich zu modulieren, müssen der Modulationselektrode der Elektronenstrahlerzeugungssysteme verhältnismäßig kräftige Bildsignale zugeführt werden. Bei den heutigen Bildröhren ist gewöhnlich ein Spannungsbereich von etwa 50 bis 70 V erforderlich, um die Strahlstromstärke zwischen 0 und 1500 μΑ zu ändern. Diese hohe Steuerspannung wird benötigt wegen der geringen Modulationssteilheit Gm des Elektronenstrahlerzeugungssystems, die als Strahlstromänderung je Volt Spannungsänderung der an die Modulationselektrode angelegten Spannung definiert ist. Die Modulationssteilheit beträgt gewöhnlich nur einige Mikroampere je Volt, liegt also weit unterhalb der Steilheit der gewöhnlichen Rundfunkempfängerröhren.In the case of conventional television receivers, the electron beam must be amplitude-modulated within quite wide limits in order to reproduce the brightest points, the shadows of the image and all intermediate values of brightness which are necessary for correct image reproduction. For example, in the case of a picture tube for direct viewing, the beam current can reach peak values of up to 1500 μΑ in the brightest areas, but on the other hand must go down to 0 μΑ in the dark shadows, i.e. switch off the beam completely. In order to modulate the electron beam in this current range, relatively powerful image signals must be fed to the modulation electrode of the electron gun. With today's picture tubes, a voltage range of around 50 to 70 V is usually required in order to change the beam current strength between 0 and 1500 μΑ. This high control voltage is required because of the low modulation slope Gm of the electron gun, which is defined as the change in beam current per volt change in voltage of the voltage applied to the modulation electrode. The modulation steepness is usually only a few microamps per volt, which is far below the steepness of normal radio receiver tubes.

Das vom Demodulator des üblichen Empfängers abgegebene Bildsignal geringer Amplitude, das gewöhnlich weniger als 5 V von Scheitel zu Scheitel mißt, kann der Bildröhre nicht unmittelbar zugeführt wer-Strahlerzeugungssystem
für KathodenstrahlröhrenThe low amplitude image signal emitted by the demodulator of the conventional receiver, which usually measures less than 5 volts from vertex to vertex, cannot be fed directly to the kinescope
for cathode ray tubes

Anmelder:Applicant:

Westinghou.se Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)Westinghou.se Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 46Representative: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, patent attorney,
Munich 22, Widenmayerstr. 46

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Dezember 1957Claimed priority:
V. St. v. America December 27, 1957

Eros Atti, Bresseport, Horseheads, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt wordenEros Atti, Bresseport, Horseheads, NY (V. St. A.),
has been named as the inventor

den, sondern muß etwa 25fach verstärkt werden. Dies erfordert einen Bildverstärker, der eine verhältnismäßig hohe Verstärkung im ganzen Frequenzbereich von z. B. 3,5 MHz besitzt. Das Produkt von Verstärkung und Bandbreite beträgt also etwa 25-3,5 = 87,5 MHz. Der Bildverstärker in den gewöhnlichen Fernsehempfängern ist verhältnismäßig kräftig und benötigt einen ziemlichen Aufwand wegen der hohen Ausgangsspannung und der großen Parallelkapazität Q=C₀-I-Q-T-C₅, die insgesamt im Bildröhrensteuerkreis liegt. Sie setzt sich aus der Ausgangskapazität C₀ der Endröhre des Bildverstärkers, der Eingangskapazität C_t- der Kathodenstrahlröhre und der zusätzlichen Schaltkapazität C_s der Verdrahtung, der Fassungen u. dgl. zusammen. Aus diesem Grunde ist ein zuverlässiges Elektronenstrahlerzeugungssystem mit hoher Modulationssteilheit und guter Leistung für Bildröhren mit geringer Strahlsteuerspannung erforderlich.den, but must be reinforced about 25 times. This requires an image intensifier which has a relatively high gain in the entire frequency range of e.g. B. has 3.5 MHz. The product of gain and bandwidth is therefore around 25-3.5 = 87.5 MHz. The image intensifier in conventional television receivers is relatively powerful and requires a considerable amount of effort because of the high output voltage and the large parallel _{capacitance Q = C 0} _{-IQTC 5} , which is all in the kinescope control circuit. It is composed of the output _{capacitance C 0 of} the end tube of the image intensifier, the input capacitance C _t - of the cathode ray tube and the additional switching capacitance C _{s of} the wiring, the sockets and the like. For this reason, a reliable electron gun with high modulation steepness and good performance for picture tubes with low beam control voltage is required.

Der durchschnittliche Wert Gm der Modulationssteilheit bei einem Elektronenstrahlerzeugungssystem für Fernsehbildröhren im Gesamtbereich von 0 bis 1500 μΑ Strahlstrom beträgt nur 20 bis 30 μΑ je Volt und ist damit etwa zwei Größenordnungen geringer als die durchschnittliche Steilheit einer Rundfunkempfängerröhre. Der geringe Wert von Gm, der für alle Elektronenstrahlerzeugungssysteme charakteristisch ist, rührt von den außerordentlich strengen elektronenoptischen Erfordernissen her, die in Strahlerzeugungssystemen erfüllt sein müssen, um scharfe und helle Bilder wiedergeben zu können. Eine hohe BildschärfeThe average value Gm of the modulation steepness in an electron gun for television picture tubes in the total range of 0 to 1500 μΑ beam current is only 20 to 30 μΑ per volt and is thus about two orders of magnitude lower than the average steepness of a radio receiver tube. The low value of Gm, which is characteristic of all electron guns, is due to the extremely strict electron-optical requirements that must be met in gunsets in order to be able to reproduce sharp and bright images. A high image sharpness

009 69S/4.4009 69S / 4.4

kann nur dann erzielt werden, wenn die das Strahlerzeugungssystem verlassenden Elektronen gezwungen werden, auf dem Bildschirm auf einen möglichst kleinen Fleck zu landen. Die Bildhelligkeit kann dagegen nur gesteigert werden, wenn das Strahlerzeugungssystem eine ausreichende Strahlstromstärke in diesen Leuchtfleck leiten kann. Leider widerstreiten sich eine hohe Auflösung und eine hohe Bildhelligkeit, weil der Durchmesser des Leuchtflecks mit der Strahlstromstärke zunimmt.can only be achieved if the electrons leaving the beam generating system are forced land on the screen as small as possible. The image brightness can, however can only be increased if the beam generation system has a sufficient beam current in this Can guide light spot. Unfortunately, high resolution and high image brightness are in conflict because of the The diameter of the light spot increases with the beam current strength.

Die Bemühungen, große Helligkeit und Auflösung zu erzielen, haben zur Entwicklung 'der gegenwärtigen Elektronenstrahlerzeugungssysteme für Fernsehbildröhren geführt, die Strahlerzeugungssysteme mit einer äußerst kleinen emittierenden Fläche der Kathode besitzen. Diese Fläche liegt in der Größenordnung von etwa 0,5 mm², d. h. weniger als 1 bis 5 ^fl/o der gesamten nutzbaren Kathodenfläche in 'dem Elektronenstrahlerzeugungssystem. Dieser Faktor ist in hohem Ausmaß für die geringe Modulationssteilheit der Röhre verantwortlich. Ein weiterer zur Erniedrigung der Modulationssteilheit beitragender Faktor liegt darin, daß das Strahlerzeugungssystem Regelröhrencharakter aufweist,- hauptsächlich deshalb, weil die elektrischen Felder des Systems achsensymmetrisch verlaufen müssen.Efforts to achieve high brightness and resolution have resulted in the development of current electron guns for television picture tubes which have guns with an extremely small emitting area of the cathode. This area is on the order of about 0.5 mm ² , ie less than 1 to 5 ^fl / o of the total usable cathode area in the electron gun. This factor is largely responsible for the tube's low modulation slope. Another factor that contributes to lowering the modulation steepness is that the beam generating system has the character of a control tube - mainly because the electrical fields of the system must be axially symmetrical.

Wenn die Modulationssteilheit auf den Quadratzentimeter der ausgenutzten, Kathodenfläche bezogen wird, so steigt der Zahlenwert von Gm um etwa das 200fache, d. h., der obenerwähnte Wert ergibt ein durchschnittliches Gm von 4000 bis 6000 μΑ je Volt je Ouadratzentimeter und kommt damit in die Größenordnung einer guten Empfängerröhre, welche die gleiche Kathodenfläche aufweist. Daraus ergibt sich, daß die Modulationssteilheit der Elektronenröhren nicht allzu weit von dem Höchstwert entfernt liegen dürfte, der mit den jetzt angewandten Mitteln überhaupt erreichbar ist. Jeder Versuch, die Steilheit um einen Faktor 25 zu verbessern, ohne eine erhebliche Änderung der ausgenutzten Kathodenfläche vorzusehen, dürfte sich als fast unlösbare Aufgäbe herausstellen, wie die vielen bisherigen Versuche deutlich zeigen.If the modulation slope is related to the square centimeter of the used cathode area, the numerical value of Gm increases by about 200 times, i.e. the above-mentioned value results in an average Gm of 4000 to 6000 μΑ per volt per square centimeter and is thus in the order of magnitude of a good one Receiver tube that has the same cathode area. It follows from this that the modulation steepness of the electron tubes should not be too far removed from the maximum value that can at all be achieved with the means now used. Any attempt to improve the slope by a factor of 25 without providing a significant change in the utilized cathode area should turn out to be an almost unsolvable task, as the many previous attempts clearly show.

Es ist bekannt, eine höhere Steilheit dadurch zu erreichen, daß feine Drähte oder ein Netz über die öffnung des Strahlmodulationsgitters gespannt werden. Der Grundgedanke liegt darin, den Strahl in einzelne schwächere Strahlen von wesentlich geringerer Sperrspannung aufzuteilen. Dieses Verfahren der Parallelschaltung vieler Strahlen mit geringer Sperrspannung ist sehr erfolgreich hinsichtlich der Erhöhung der Steilheit. Leider werden hierdurch jedoch die Auflösungseigenschaften des Elektronenstrahlerzeugungssystems sehr stark beeinträchtigt, weil die axialsymmetrischen Felder, die mit der Modulationsgitteröffnung zusammenwirken, stark verzerrt werden. Die Mittel zur Erhöhung der Modulationssteilheit stören also die Immersionslinse des Strahlerzeugungssystems und verschlechtern die optischen Eigenschaften des Systems. Eine weitere Schwierigkeit liegt in dem sehr geringen erforderlichen Abstand zwischen der Kathode und den Drähten, wenn, wie allgemein üblich, negativ vorgespannte Strahlmodulationselektröden verwendet werden.It is known that a higher steepness can be achieved by placing fine wires or a mesh over the opening of the beam modulation grating are stretched. The main idea is to divide the beam into individual to split up weaker beams of much lower reverse voltage. This method of parallel connection many beams with low reverse voltage is very successful in increasing the Steepness. Unfortunately, this reduces the resolution properties of the electron gun very badly affected because of the axially symmetrical fields created with the modulation grating opening work together, become severely distorted. The means for increasing the modulation slope interfere So the immersion lens of the beam generation system and worsen the optical properties of the Systems. Another difficulty lies in the very small spacing required between the cathode and the wires if, as is common practice, negatively biased beam modulating electrodes are used will.

Ein vollständig anderer Weg zur Lösung des Pro- 6g blems liegt in der Verwendung einer größeren Kathodenfläche. Der von. einer großen Kathode ausgehende Elektronenstrom wird durch ein enges Netz dünner Drähte gesteuert, die geringen Abstand von der Kathode haben. Der in viele Elektronenstrahlen aufgeteilte Elektronenstrom wird dann auf eine sehr kleine Blende abgebildet, die als punktförmige Elektronenquelle wirkt und die Hauptlinse des Strahlerzeugungssystems mit einem divergenten Elektronenstrahl gesteuerter Intensität versorgt. Die Blende muß so klein sein, daß ihr vergrößertes Bild auf dem Bildschirm mittels Abbildung durch die Hauptlinse noch klein genug ist, um die Anforderungen an das Auflösungsvermögen des Strahlerzeugungssystems zu erfüllen. Das Hauptproblem Hegt hier in der Konzentration des größten Teils des Elektronenstroms auf die winzige Blendenöffnung derart, daß ein übermäßiger Elektronenaufprall auf die diese öffnung enthaltende Elektrode vermieden wird. Dieses Problem zusammen mit der größeren Länge des Elektronenstrahlsystems sind nur zwei der schwachen Punkte dieses Lösungsversuches. Man hat auch versucht, die Steilheit durch Verwendung von Einzellinsen im Strahlerzeugungsund Modulationssystem zu erhöhen, ist aber auch hier nur zu Teilerfolgen gelangt.A completely different way of solving the problem is to use a larger cathode area. The from. A stream of electrons emanating from a large cathode becomes thinner due to a tight network Controlled wires that are close to the cathode. The one divided into many electron beams Electron stream is then mapped onto a very small aperture, which acts as a point-like electron source acts and the main lens of the beam generation system is controlled with a divergent electron beam Intensity supplied. The aperture must be so small that your image is enlarged on the screen by means of imaging through the main lens is still small enough to meet the requirements for the resolving power of the beam generating system. The main problem here lies in the concentration of most of the electron flow on the tiny ones Diaphragm opening in such a way that an excessive electron impact on the electrode containing this opening is avoided. This problem along with the greater length of the electron beam system are only two of the weak points of this attempted solution. They also tried to get through the steepness Increasing the use of individual lenses in the beam generation and modulation system is, however, also possible here only achieved partial success.

Diese Nachteile werden bei einem Strahlerzeugungssystem für Kathodenstrahlröhren, bestehend aus einer Kathode sowie einer Modulationselektrode und einer Beschleunigungsanode, die als koaxial fluchtende Lochblenden ausgebildet sind und zur Erzeugung eines intensitätsmödulierten, >auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre gerichteten Elektronenstrahles dienen, dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß die Kathode in an sich bekannter Weise nach zwei Seiten emittiert, wobei der eine Teil der Emissionsfläche zur Erzeugung des Elektronenstrahls dient und daß der andere Teil mit einem Steuergitter und einer Anode einen Verstärkerteil bildet, dessen Anode mit der Beschleunigungsanode des Strahlerzeugungssystems elektrisch verbunden ist.These disadvantages are in a beam generating system for cathode ray tubes, consisting of a Cathode as well as a modulation electrode and an acceleration anode, which act as coaxially aligned apertured diaphragms are designed and for generating an intensity modulated,> on the screen of the cathode ray tube serve directed electron beam, avoided that according to the invention the cathode in in a manner known per se, emitted on two sides, one of which is part of the emission surface for generation of the electron beam is used and that the other part with a control grid and an anode is an amplifier part forms, the anode of which is electrically connected to the acceleration anode of the beam generation system connected is.

Zwar ist bei einer Kathodenstrahlröhre, die zur Gegentaktverstärkung durch Strahlablenkung dient, eine nach zwei Seiten emittierende Kathode bekannt, aber diese wirkt mit zwei spiegelbildlich gleichen Verstärkungssystemen zusammen, während 'das Wesen der Erfindung gerade darin besteht, daß eine Vorverstärkerröhre und die eigentliche Kathodenstrahlröhre körperlich vereinigt sind.It is true that a cathode ray tube, which is used for push-pull amplification through beam deflection, a cathode that emits in two directions is known, but this works with two mirror-inverted amplification systems together, while 'the essence of the invention is precisely that a preamplifier tube and the cathode ray tube proper are physically united.

Durch die beschriebene Einrichtung läßt sich die Modulationssteilheit der Elektronenstrahlröhren ohne Beeinträchtigung ihrer Auflösung oder Helligkeit beträchtlich steigern. Die beiden verschiedenen Aufgaben der Strahlerzeugung und Strahlmodulation sind voneinander getrennt. Die Steuerkennlinie des Strahlerzeugungssystems kann nun ohne Beeinträchtigung der Auflösungs- und Helligkeitskennlinien gewählt werden, wodurch eines der Haupthindernisse der bisherigen Elektronenstrahlerzeugungssysteme mit hoher Modülationsschnellheit überwunden wird.The device described allows the modulation steepness of the cathode ray tubes without Significantly increase the deterioration in their resolution or brightness. The two different tasks the beam generation and beam modulation are separated from each other. The control characteristic of the beam generation system can now be selected without affecting the resolution and brightness characteristics thereby becoming one of the major obstacles to previous electron guns with high Modulation speed is overcome.

Das beschriebene Strahlerzeugungssystem hat auch eine sehr geringe Kapazität der Modulationseinrichtung. Hierdurch läßt sich eine große Bandbreite mit geringer Steuerleistung erzielen. Ferner hat das Strahlerzeugungssystem eine geringe Länge, die wesentlich kleiner als diejenige bekannter Strahlerzeugungssysteme mit gleicher elektronenoptischer Leistung ist. Die Anordnung ist leicht herzustellen, zuverlässig und zeigt keine kritischen Betriebsbedingungen. The beam generating system described also has a very low capacity of the modulation device. This enables a large bandwidth to be achieved with little control power. Furthermore, the Beam generating system has a short length, which is significantly smaller than that of known beam generating systems with the same electron-optical performance. The arrangement is easy to make, reliable and does not show any critical operating conditions.

Weitere Einzelheiten der beschriebenen Einrichtung ergeben sich aus der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung. Hierin istFurther details of the described device emerge from the description of some exemplary embodiments on the basis of the drawing. In here is

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Kathodenstrahlröhre mit dem beschriebenen Strahlerzeugungssystem, Fig. 1 is a schematic view of a cathode ray tube with the beam generating system described,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Teils des Elektronen-Strahlerzeugungssystems nach Fig. 1 im Schnitt,Figure 2 is a side view of a portion of the electron gun according to Fig. 1 in section,

Fig. 3 eine Draufsicht der Anordnung nach Fig. 2 im Schnitt,3 shows a plan view of the arrangement according to FIG. 2 in section,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Anordnungen nach Fig. 2 und 3 zur Erläuterung der Einrichtung, 4 shows a schematic representation of the arrangements according to FIGS. 2 and 3 to explain the device,

Fig. 5 eine geschnittene Seitenansicht einer Abänderung der Anordnung nach Fig. 2,FIG. 5 is a sectional side view of a modification of the arrangement according to FIG. 2,

Fig. 6 eine Draufsicht der Anordnung nach Fig. 5 im Schnitt,6 shows a plan view of the arrangement according to FIG. 5 in section,

Fig. 7 eine weitere Abänderung der Anordnung nach Fig. 2 von der Seite gesehen im Schnitt und7 shows a further modification of the arrangement according to FIG. 2 seen from the side in section and

Fig. 8 eine Draufsicht der Anordnung nach Fig. 7 im Schnitt.8 shows a plan view of the arrangement according to FIG. 7 in section.

In Fig. 1 ist eine Kathodenstrahlröhre dargestellt, bei welcher die beschriebene Einrichtung angewandt ist. Die Röhre besteht in bekannter Weise aus einem Kolben 12 mit einem rohrförmigen Hals 14, einem trichterförmigen Teil 16 und einem Schirmteil 18. Der Schirmteil trägt auf seiner Innenseite eine Leuchtschicht 20 und gegebenenfalls einen für Elektronen durchlässigen elektrisch leitenden Überzug 22, der auf auf der dem Schirmteil abgekehrten Seite der Leuchtschicht niedergeschlagen ist. Der trichterförmige Teil 16 trägt ebenfalls einen elektrisch leitenden Überzug 24 aus Graphit oder Aluminium, der sich bis in den Halsteil 14 erstreckt.In Fig. 1, a cathode ray tube is shown in which the device described is applied is. The tube consists in a known manner from a piston 12 with a tubular neck 14, a funnel-shaped part 16 and a screen part 18. The screen part has a luminous layer on its inside 20 and optionally an electrically conductive coating 22 which is permeable to electrons and which is applied to is deposited on the side of the luminous layer facing away from the screen part. The funnel-shaped part 16 also has an electrically conductive coating 24 made of graphite or aluminum, which extends into the Neck part 14 extends.

Innerhalb des Halsteils befindet sich ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 30. Dieses besteht grundsätzlieh aus einem Strahlerzeugungs- und Modulationssystem und einer Elektronenoptik mit einer Hauptlinse. Der leitende Überzug 24 auf der Innenseite des trichterförmigen Teils 16 dient als Anode der Kathodenstrahlröhre, die mittels einer Klemme 26 an eine äußere Spannung angeschlossen werden kann.An electron gun is located within the neck portion 30. This basically consists of a beam generation and modulation system and electron optics with a main lens. The conductive coating 24 on the inside of the funnel-shaped part 16 serves as the anode of the cathode ray tube, which by means of a clamp 26 to a external voltage can be connected.

Das dargestellte Strahlerzeugungssystem arbeitet mit elektrostatischer Fokussierung. Zur Ablenkung dient z. B. ein elektromagnetisches System auf der Außenseite des Halsteils, das durch das Ablenkjoch 28 angedeutet ist. Die Ablenkspule 28 bewirkt die Ablenkung des von dem System 30 erzeugten Strahls, so daß er einen Raster auf dem Schirm 20 abtastet.The beam generation system shown works with electrostatic focusing. For distraction serves z. B. an electromagnetic system on the outside of the neck portion through the deflection yoke 28 is indicated. The deflection coil 28 causes the beam generated by the system 30 to be deflected so that it scans a grid on the screen 20.

Das Strahlerzeugungs- und Modülationssystem des Systems 30 ist in größerem Maßstab in Fig. 2 und 3 dargestellt. Es besteht aus einer indirekt geheizten Kathode 36, einem Modulationsgitter 40 und einer ersten Beschleunigungsanode 46 (Lochblende). Ferner enthält das Strahlerzeugungs- und Modulationssystem eine Verstärkertriode, die aus der indirekt geheizten Kathode 36, einem Steuergitter 50 und einer Anode 56 besteht. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 besteht die Lochblende 46 aus einem topfförmigen Metallteil 49, dessen offenes Ende dem Leuchtschirm 20 zugekehrt ist. Das offene Ende kann auch teilweise geschlossen sein. Die geschlossene Seite 45 ist durch eine rechteckige ebene Platte 47 abgeschlossen, in deren Mitte sich ein Loch 48 befindet. Die Blende 47 ist elektrisch leitend und steht senkrecht zur Achse des Strahlerzeugungssystems. Die Lochblende kann natürlich auch nur aus der Platte 47 bestehen, wie es in Fig. 5, 6, 7 und 8 gezeigt ist. Der rohrförmige Teil 49 ist nicht immer erforderlich. Die Elektrode 56 kann U-förmig ausgebildet und an der der Blende 47 bezüglich des rohrförmigen Teils 49 gegenüberliegenden Seite angebracht sein. Die Schenkel der Anode 56 sind mit ihren Enden an der Blende 47 befestigt, so daß sich ein rohrförmiges Gehäuse senkrecht zur Achse des Strahlerzeugungssystems ergibt. Der mittlere Teil des U-förmigen Teils 56 besitzt in der Mitte einen nach innen einspringenden Abschnitt, welcher die eigentliche Anode 57 der Verstärkertriode bildet.The beam generation and modulation system of the System 30 is shown on a larger scale in FIGS. It consists of an indirectly heated Cathode 36, a modulation grid 40 and a first acceleration anode 46 (pinhole). Further the radiation generation and modulation system contains an amplifier triode which is derived from the indirectly heated Cathode 36, a control grid 50 and an anode 56 consists. In the embodiment according to FIGS. 2 and 3 the perforated diaphragm 46 consists of a pot-shaped metal part 49, the open end of which the luminescent screen 20 is facing. The open end can also be partially closed. The closed side 45 is through a rectangular flat plate 47 completed, in the center of which there is a hole 48. The aperture 47 is electrical conductive and is perpendicular to the axis of the beam generation system. The pinhole can of course also consist only of the plate 47, as shown in FIGS. 5, 6, 7 and 8. The tubular part 49 is not always required. The electrode 56 can be U-shaped and attached to the aperture 47 with respect to the tubular part 49 be attached opposite side. The legs of the anode 56 are with their Ends attached to the aperture 47 so that a tubular housing is perpendicular to the axis of the beam generation system results. The middle part of the U-shaped part 56 has an inward one in the middle re-entrant section, which forms the actual anode 57 of the amplifier triode.

Innerhalb des rohrförmigen Gehäuses, das von der Blende 47 und dem U-förmigen Teil 56 umschlossen wird, ist die Kathode 36 angeordnet. Sie besteht aus einer rohrförmigen Hülse 35 mit rechteckigem Querschnitt, in der sich ein Heizfaden 34 befindet. Die größeren Seitenflächen der Hülse 35 verlaufen parallel zu der Blende 47 und dem aktiven Teil 57 der Anode 56, dessen Fläche etwa derjenigen der gegenüberliegenden Fläche der Hülse 35 entspricht. Diese Hülsenfläche ist mit einem Überzug 39 aus elektronenemittierendem Material überzogen. Ein weiterer Überzug 37 aus elektronenemittierendem Material ist auf der der Lochblende 47 zugekehrten Seite der Hülse 35 angeordnet. Der Überzug 37 fluchtet mit der öffnung 48 der Blende 47 und hat eine größere Fläche als diejenige der benachbarten öffnung 41 des Modulationsgitters 40. Dieses Gitter 40 ist zwischen der Kathode 36 und der Blende 47 angeordnet. Es besteht aus elektrisch leitendem Material. Seine Mittelöffnung 41 fluchtet mit der Achse des Elektronenstrahlerzeugers und dem Loch 48 in der Blende. Auf der dem Modulationsgitter 40 abgewandten Seite der Kathode 36 ist ein in bekannter Weise ausgebildetes ebenes Steuergitter 50 angeordnet, wie es z. B. bei Empfängerröhren verwendet wird. Es kann in Form eines Netzes oder von einem Rahmen getragener paralleler Drähte gestaltet sein. Die verschiedenen Elektroden des Strahlerzeugers werden von Isolierbrücken 68 in bekannter Weise gehalten.Inside the tubular housing, which is enclosed by the diaphragm 47 and the U-shaped part 56 is, the cathode 36 is arranged. It consists of a tubular sleeve 35 with a rectangular cross-section, in which a filament 34 is located. The larger side surfaces of the sleeve 35 run parallel to the diaphragm 47 and the active part 57 of the anode 56, the surface of which is approximately that of the opposite Area of the sleeve 35 corresponds. This sleeve surface is covered with a coating 39 made of electron-emitting Material coated. Another coating 37 made of electron-emitting material is on that of the pinhole 47 facing side of the sleeve 35 is arranged. The cover 37 is aligned with the opening 48 of the diaphragm 47 and has a larger area than that of the adjacent opening 41 of the modulation grating 40. This grid 40 is arranged between the cathode 36 and the diaphragm 47. It consists of electrically conductive Material. Its central opening 41 is aligned with the axis of the electron gun and the hole 48 in the aperture. On the side of the cathode 36 facing away from the modulation grid 40 there is a known one Way designed planar control grid 50 arranged as it is, for. B. is used in receiver tubes. It can be designed in the form of a mesh or parallel wires carried by a frame. The different Electrodes of the beam generator are held by insulating bridges 68 in a known manner.

Die Hauptabbildungslinse besteht aus einer ersten Anode 60, die rohrförmig ausgebildet ist, und einer ebenfalls rohrförmigen zweiten Anode 70, die in Achsenrichtung aufeinanderfolgen. Das dem Leuchtschirm zugekehrte Ende des rohrförmigen Teils der ersten Anode ist durch eine Lochblende verschlossen. Das der ersten Anode zugekehrte Ende der zweiten Anode ist ebenfalls mit einer Lochblende versehen. Das dem Leuchtschirm zugekehrte Ende der zweiten Anode ist mit einer Kontaktanordnung zur Verbindung mit dem Überzug 24 und zur Zentrierung des Strahlerzeugungssystems im Röhrenhals versehen. Die beiden Elektroden 60 und 70 sind elektrisch miteinander verbunden.The main imaging lens consists of a first anode 60, which is formed in a tubular shape, and one also tubular second anode 70, which follow one another in the axial direction. The one on the screen the end of the tubular part facing the first anode is closed by a perforated diaphragm. The end of the second anode facing the first anode is also provided with a perforated diaphragm. The end of the second anode facing the luminescent screen is connected to a contact arrangement provided with the coating 24 and for centering the beam generating system in the tube neck. the both electrodes 60 and 70 are electrically connected to one another.

Eine Fokussierungselektrode 64 von größerem Durchmesser als die rohrförmigen Teile der beiden Anoden 60 und 70 umgibt den Raum zwischen den beiden Anoden und ist koaxial mit denselben. Diese Fokussierungselektrode ist in bekannter Weise aufgebaut. Die Halterung der Elektroden der Elektronenoptik geschieht durch von den Elektroden radial abstehende Verankerungsstifte, die in längs verlaufenden Glasstäben eingebettet sind.A focusing electrode 64 of larger diameter than the tubular parts of the two anodes 60 and 70 surrounds and is coaxial with the space between the two anodes. This focusing electrode is constructed in a known manner. The electrodes of the electron optics are held in place by means of anchoring pins protruding radially from the electrodes in longitudinal glass rods are embedded.

In Fig. 4 ist die Anordnung nach Fig. 2 und 3 zur Erläuterung nochmals schematisch dargestellt. Die Kathode 36 ist mit der Anzapfung 101 einer Spannungsquelle, z. B. einer Batterie 72, verbunden. Die Lochblende 46 und die mechanisch und elektrisch mit ihr verbundene Anode 56 sind gegen die Kathode 36 positiv vorgespannt, indem sie mit einem entsprechenden Punkt 100 der Batterie 72 über einen Lastwiderstand 76 verbunden sind. Das Steuergitter 50 der Triode befindet sich auf einem negativen Potential E_{c t} gegenüber der Kathode 36, indem es an einem Punkt 102 der Batterie 72 angeschlossen ist. Das Modulationsgitter 40 ist über einen Widerstand 82 an einen verschiebbaren Abgriff zwischen 101 und 103· der Batterie 72 angeschlossen und besitzt damit ein veränderliches negatives Potential E_gr Das Gebilde, das die erste Beschleunigungsanode oder Lochblende 46 desIn FIG. 4, the arrangement according to FIGS. 2 and 3 is shown again schematically for explanation. The cathode 36 is connected to the tap 101 of a voltage source, e.g. B. a battery 72 connected. The perforated diaphragm 46 and the anode 56 mechanically and electrically connected to it are positively biased against the cathode 36 in that they are connected to a corresponding point 100 of the battery 72 via a load resistor 76. The control grid 50 of the triode is at a negative potential E _ct with respect to the cathode 36 in that it is connected to a point 102 of the battery 72. The modulation grid 40 is connected via a resistor 82 to a displaceable tap between 101 and 103 · the battery 72 and thus has a variable negative potential E _gr

Strahlerzeugungssystems und die Anode 56 der Verstärkerröhre bildet, i'st mit dem Modulationsgitter 40 mittels eines Kopplungskondensators 84 verbunden. Die Kapazität -des Kondensators 84 ist so gewählt, daß im ganzen Frequenzbereich des von einem Fernsehempfänger abgegebenen Bildsignals das Modulationsgitter 40 praktisch bei der gleichen Wechselspannung wie die Lochblende 46 und die Anode 56 arbeitet.Beam generating system and the anode 56 of the amplifier tube forms, i'st with the modulation grating 40 connected by means of a coupling capacitor 84. The capacitance of the capacitor 84 is chosen so that the modulation grating 40 practically at the same alternating voltage over the entire frequency range of the image signal emitted by a television receiver how the pinhole 46 and anode 56 work.

Die Arbeitsweise des Strahlerzeugungs- und Modulationssystems kann wie folgt beschrieben werden: In richtig gebauten Strahlerzeugungssystemen ist der durch das Loch 41 des negativ vorgespannten Modulationsgitters 40 fließende Strahlstrom i im wesentlichen eine Funktion der an das Modulationsgitter 40 und die Lochblende 46 angelegten Spannungen. Die Strahlstromstärke i steigt oder fällt, wenn die an ein oder beide Gitter angelegte Spannung mehr ader weniger positiv wird. Für das beschriebene Elektronenstrahlerzeugungssystem mit hoher Steilheit ist die Spannung V_v der Lochblende 46 identisch mit der Spannung V_p der Anode 46 des Verstärkerteils. Andererseits gilt:The operation of the beam generation and modulation system can be described as follows: In properly constructed beam generation systems, the beam current i flowing through the hole 41 of the negatively biased modulation grid 40 is essentially a function of the voltages applied to the modulation grid 40 and the pinhole 46. The beam current i increases or decreases as the voltage applied to one or both grids becomes more or less positive. For the described electron gun with high slope, the voltage V _{v of} the pinhole 46 is identical to the voltage V _{p of} the anode 46 of the amplifier part. On the other hand, the following applies:

lichen 50 V Spannung zu verwenden. Eine Bildsteuerspannung von der Größenordnung von nur 1 bis 2 V erfordert, daß das Verstärkungssystem des Systems ein Produkt von Verstärkung G mal Bandbreite B von etwa folgendem Wert liefern kann:50 V voltage must be used. An image control voltage on the order of only 1 to 2 volts requires that the system's gain system can provide a product of gain G times bandwidth B approximately equal to:

G-5=25-3,5 ΜΗζ-50·3,5ΜΗζ=87,5-175 MHz.G-5 = 25-3.5 ΜΗζ-50 * 3.5ΜΗζ = 87.5-175 MHz.

Andererseits ist dieses Produkt gegeben durch die ίο BeziehungOn the other hand, this product is given by the ίο relationship

_ „ Gm _ " Gm

Hierin ist B_p das zwischen der Kathode 36 und dem Lastwiderstand 76 angelegte Potential; I der Anodenstrom der Triode; i_Q der von der Lochblende 46 aufgefangene Kathodenstrahlstrom.Herein, B _{p is} the potential applied between cathode 36 and load resistor 76; I is the anode current of the triode; i _{Q is} the cathode ray current captured by the aperture 46.

Die angegebene Beziehung gilt bei allen Frequenzen, bei welchen der Nebenschlußkapazitätseffekt vernachlässigt werden kann. Da der von der Lochblende aufgenommene Strahlstrom i₀ bei den gegenwärtigen Systemen gewöhnlich sehr gering ist, wird zwangläufig die Spannung V_v der Lochblende 46 wesentlich durch den Elektronenstrom I bestimmt, der von der Kathode 36 zur Anode 56 der Triode fließt. V_v sinkt mit zunehmendem Anodenstrom / und umgekehrt. Da / zu- oder abnimmt, je nachdem ob das an das Steuergitter 50 angelegte Signal E₀ mehr oder weniger positiv wird, läßt sich der Strahlstrom i durch die vom Bildsignal E₀ verursachten Anodenspannungsänderungen modulieren, wobei positive Änderungen E_c negative Änderungen des Strahlstroms i bewirken. Um das Hochfrequenzverhalten des Verstärkers zu verbessern, kann eine Induktivität von geeignetem Wert in Reihe mit dem Lastwiderstand 76 verwendet werden.The relationship given applies to all frequencies at which the shunt capacitance effect can be neglected. Since the beam current i ₀ absorbed by the pinhole is usually very low in current systems, the voltage V _{v of} the pinhole 46 is inevitably determined essentially by the electron current I flowing from the cathode 36 to the anode 56 of the triode. V _v decreases with increasing anode current / and vice versa. Since / increases or decreases, depending on whether the signal E ₀ applied to the control grid 50 becomes more or less positive, the beam current i can be modulated by the changes in the anode voltage caused by the image signal E ₀ , positive changes E _c negative changes in the beam current i cause. In order to improve the high frequency performance of the amplifier, an inductance of a suitable value can be used in series with the load resistor 76.

Die soeben beschriebene Strahlmodulation wird von einer zweiten begleitet, die vom Einfluß der gleichen Anodenspannungsänderungen auf den Strahlstrom i herrühren, welche gleichzeitig dem Modulationsgitter 40 über den Kopplungskondensator 84 zugeführt werden. Wegen des geringeren Abstands dieses Gitters 40 von der Kathode 36 ist die hierdurch hervorgerufene Strahlstrommodulation im allgemeinen wesentlich stärker als diejenige durch die Lochblende 46. Infolge dieser doppelten Modulation wird die Strahlstromänderung i für eine gegebene Spannungsänderung des Steuersignals E_c stark erhöht. Wenn also E_d die Steuerspannungsänderung ist, die bei einem bekannten Strahlerzeugungssystem erforderlich ist, um z. B. eine Änderung des Strahlstroms i von 0 auf 1500 μΑ zu erzeugen, so benötigt das erfindungsgemäße System mit seiner hohen Steilheit eine G-mal geringere Steuerspannungsänderung. G ist der Spannungsgewinn, der von der in das Elektrodensystem eingebauten Verstärkerröhre herrührt. Es kann gezeigt werden, daß der Spannungsgewinn G ungewöhnlich hohe Werte erreichen kann, wodurch es möglich ist, eine Steuerwechselspannung von nur 1 bis 2 V an Stelle der bei bekannten Systemen mit gleicher Leistung erforder-Hierin ist G_m die Steilheit der Verstärkertriode und Cf=C₀H-C₁-I-Cs die obenerwähnte gesamte Parallelkapazität. Die Erreichung der hohen G-5-Werte, die oben angegeben sind, wird nun ganz einfach mit dem beschriebenen System, weil es eine sehr geringe Parallelkapazität C₁ im Vergleich mit der Kapazität C_t der bekannten Strahlerzeugungssysteme aufweist. Bei diesen haben C_t und G_m etwa Werte von 15 pF und 7000 μΑ/V. Hieraus ergibt sich ein Produkt von Verstärkung mal Bandbreite G · B von nur:The beam modulation just described is accompanied by a second one, which results from the influence of the same anode voltage changes on the beam current i which are simultaneously fed to the modulation grid 40 via the coupling capacitor 84. Because of the smaller distance between this grid 40 and the cathode 36, the beam current modulation caused by this is generally much stronger than that through the aperture 46. As a result of this double modulation, the beam current change i is greatly increased for a given voltage change in the control signal E _c. So if E _{d is} the control voltage change that is required in a known beam generating system to e.g. B. to generate a change in the beam current i from 0 to 1500 μΑ, the system according to the invention with its steepness requires a control voltage change that is G times lower. G is the voltage gain that results from the amplifier tube built into the electrode system. It can be shown that the voltage gain G can achieve unusually high values, which makes it possible to control the AC voltage of only 1 to 2 V in place of the known systems with the same power erforder-Herein, G _{m is} the transconductance of the Verstärkertriode and Cf = C ₀ HC ₁ -I-Cs the total parallel capacitance mentioned above. Achieving the high G-5 values indicated above is now very easy with the system described, because it has a very low parallel capacitance C ₁ in comparison with the capacitance _{C t of} the known beam generating systems. In these, C _t and G _{m have} values of around 15 pF and 7000 μΑ / V. This results in a product of gain times bandwidth G B of only:

G-B = GB =

7000-10-β Α
2-3,14-15-10-¹²F7000-10-β Α
2-3,14-15-10- ¹² F

= 75MHz.= 75MHz.

Deshalb sind bei den bekannten Systemen Bildsteuersignale von mehr als 2 V erforderlich. Das beschriebene Elektronenstrahlerzeugungssystem mit hohem G_m hat dagegen eine wesentlich kleinere Parallelkapazität C_t als 15 pF wegen verschiedener Umstände, durch welche diese Kapazität kräftig herabgesetzt wird. Zum Beispiel sind wegen der konstruktiven Vereinigung des Verstärkerteils und des Strahlerzeugerteils die meisten Elektroden dieser beiden Teile gemeinsam oder dienen einem doppelten Zweck. Demzufolge wird eine Verdoppelung der Kapazitäten, die mit diesen Elektroden und ihren Zuleitungen verknüpft sind, weitgehend vermieden. Die Gesamtkapazität C_t infolge der Ausgangskapazität C₀ des Verstärkers und der Eingangskapazität C₁ des Modulationsgitters wird dadurch stark herabgesetzt. Ferner ist es aus dem gleichen Grunde nicht erforderlich, eine lange Verbindungsleitung von der Endstufe des normalerweise erforderlichen Bildverstärkers zum Eingang der Bildröhre zu führen. Überdies benötigt das System nur eine Fassung und eine Sockelverdrahtung anstatt deren zwei wie bei den bebannten Systemen.Therefore, image control signals of more than 2 V are required in the known systems. In contrast, the described electron gun with a high G _m has a substantially smaller parallel capacitance C _t than 15 pF because of various circumstances by which this capacitance is greatly reduced. For example, because of the structural unification of the amplifier part and the beam generator part, most of the electrodes of these two parts are common or serve a dual purpose. As a result, a doubling of the capacitances associated with these electrodes and their leads is largely avoided. The total capacitance C _t as a result of the output _{capacitance C 0 of} the amplifier and the input capacitance C _{1 of} the modulation grating is thereby greatly reduced. Furthermore, for the same reason, it is not necessary to run a long connecting line from the output stage of the normally required image intensifier to the input of the picture tube. Moreover, the system only requires one socket and one socket wiring instead of two as in the known systems.

Die beiden letzteren Merkmale bewirken eine kräftige Herabsetzung der Schaltkapazität C_s. Es sind Systeme hergestellt worden, bei denen die Steilheit G_m des Verstärkerteils 6000 μΑ/V und die Kapazität C₀-I-C; nur 3 pF betrug. Nimmt man C_s zu 2 pF an, so findet man Ci=C₀H-Q-I-Cs=SpF, und das Produkt von Verstärkung und Bandbreite dieser Systeme bekommt den Wert:The latter two features cause a strong reduction in the switching capacitance C _s . Systems have been produced in which the slope G _{m of} the amplifier part 6000 μΑ / V and the capacitance C ₀ -IC; was only 3 pF. Assuming C _s to be 2 pF, one finds Ci = C ₀ HQI-Cs = SpF, and the product of the gain and bandwidth of these systems gets the value:

Dieser Wert ist fast dreimal so hoch als der für die bekannten Systeme typische Wert von 75 MHz.This value is almost three times as high as the typical value of 75 MHz for the known systems.

Die geringe Parallelkapazität C_t hat neben der starken Erhöhung des Verstärkungsgewinns weitere günstige Wirkungen. Sie ergibt auch eine starke Herabsetzung in der aufzubringenden Anodenleistung des Verstärkers, die nur einen Bruchteil der bisher erforderlichen Leistung beträgt. In baulicher Hinsicht hat das System der beschriebenen Bauart mit hoher Steilheit und breitem Frequenzband eine erheblichThe low parallel capacitance C _t has, in addition to the strong increase in the gain in gain, other beneficial effects. It also results in a great reduction in the anode power to be applied by the amplifier, which is only a fraction of the power previously required. From a structural point of view, the system of the type described has a considerable steepness and a wide frequency band

i 097i 097

ίοίο

kürzere Länge als die bekannten Systeme mit geringer Steilheit.shorter length than the known systems with less steepness.

Diese Verbesserung wird durch folgende Faktoren erreicht:This improvement is achieved by the following factors:

1. Der Wehneltzylinder, der etwa 10 bis 13 mm lang ist, wird durch ein ebenes erstes Gitter ersetzt, das nur 0,25 bis 0',50 mm dick ist.1. The Wehnelt cylinder, which is about 10 to 13 mm long, is replaced by a flat first grid, which is only 0.25 to 0.50 mm thick.

2. Die Kathode ist horizontal und nicht vertikal wie in den bekannten Elektronenstrahlerzeugungssystemen. 2. The cathode is horizontal and not vertical as in known electron gun systems.

3. Der Heizfaden wird von der Seite statt von unten in die Kathode eingeführt. Hierdurch kann der verhältnismäßig große Abstand zwischen dem Strahlerzeugungssystem und dem Glaskolben verringert werden, der bisher erforderlich war, um den Heizfaden in die Kathode einzuführen, nachdem das Strahlerzeugungssystem im Röhrenhals zusammengesetzt worden war.3. The filament is inserted into the cathode from the side instead of from below. This allows the reduced relatively large distance between the beam generation system and the glass bulb that was previously required to insert the filament into the cathode after the beam generating system had been assembled in the tube neck.

Beispielsweise ist ein ausgeführtes Strahlerzeugungssystem der beschriebenen Art nur etwa 6,3 mm lang, während das entsprechende System eines bekannten Systems etwa doppelt so lang ist. Hierdurch lassen sich Bildröhren bauen, die etwa 13 mm kürzer sind als die bekannten Bildröhren.For example, an implemented beam generating system of the type described is only about 6.3 mm long, while the corresponding system of a known system is about twice as long. Through this picture tubes can be built that are about 13 mm shorter than the known picture tubes.

Die Verwendung von Glimmerbrücken 68 zur Halterung und Einhaltung des richtigen Abstands gestattet eine genauere Einhaltung der Abstände der einzelnen Elektroden des Strahlerzeugungssystems als bei den bekannten Systemen, bei denen wegen der veränderlichen Höhe der zylindrischen Kathode einzeln ausgewählte Brücken zwischen Kathode und Modulationsgitter erforderlich sind. Dieser Vorteil rührt davon her, daß die Glimmerbrücken, die zur Befestigung der Kathode, des Modulationsgitters und des Steuergitters an der ersten Beschleunigungsanode des Strahlerzeugungssystems dienen, mit sehr engen Toleranzen gelocht werden können. Demzufolge können Strahlerzeugungssysteme mit verbesserten Leistungen hergestellt werden.The use of mica bridges 68 for holding and maintaining the correct spacing is permitted a more precise compliance with the distances between the individual electrodes of the beam generation system than with the known systems in which individually selected because of the variable height of the cylindrical cathode Bridges between cathode and modulation grid are required. This advantage stems from it here that the mica bridges that are used to attach the cathode, the modulation grid and the control grid serve on the first acceleration anode of the beam generation system, perforated with very tight tolerances can be. As a result, beam generating systems can be manufactured with improved performances will.

Es ist bisher ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Andere Ausführungsbeispiele können leicht entworfen werden. Zum Beispiel können mehrere Seiten der Kathode zur Anodenstromerzeugung für den Verstärker herangezogen werden. Hierdurch ergibt sich eine erhöhte Steilheit des Ver-Stärkerteils und auch eine bessere Ausnutzung der vorhandenen Elektroden, Elektrodenkapazitäten und Heizleistungen für die Kathode, wodurch sich die verbesserte Gesamtleistung des Systems ergibt. Ein derartiges hochwirksames Strahlerzeugungssystem ist in Fig. 5 und 6 dargestellt. Der größte Teil der Kathodenfläche 36 an beiden Langseiten und teilweise auch an den Schmalseiten wird für die Verstärkerröhre ausgenutzt, während nur ein kleiner Teil derjenigen Kathodenseite, die dem Loch im Modulationsgitter 40 gegenüberliegt, zur Bildung des Elektronenstrahls i herangezogen wird. Das Modulationsgitter 40 kann mittels einer Isolationsbrücke 90 an der Lochblende 46 befestigt sein. Die Brücke kann z. B. an die Teile 46 und 40 angeklebt sein.A specific embodiment has been described so far. Other embodiments can easily be designed. For example, multiple sides of the cathode can be used to generate anode power for the amplifier. This results in an increased steepness of the amplifier part and also a better utilization of the existing electrodes, electrode capacities and heating capacities for the cathode, which results in the improved overall performance of the system. Such a highly efficient beam generating system is shown in FIGS. Most of the cathode surface 36 on both long sides and partly also on the narrow sides is used for the amplifier tube, while only a small part of the cathode side opposite the hole in the modulation grid 40 is used to form the electron beam i . The modulation grating 40 can be attached to the perforated diaphragm 46 by means of an insulation bridge 90. The bridge can e.g. B. be glued to the parts 46 and 40.

Die Verstärkerröhre in dem Strahlerzeugungssystem kann auch als Tetrode, bei der sich in dem Raum zwischen Anode und Schirmgitter eine Raumladung ausbildet, oder als Pentode in bekannter Weise ausgebildet sein. In Fig. 7 ist z. B. eine Pentode dargestellt, die von der bisher beschriebenen Triode durch Hinzufügung zweier weiterer Gitter 92 und 94 zwischen dem Steuergitter 50 und der Anode 56 abweichen. Die in Fig. 7 und 8 dargestellten Gitter sind sogenannte Rahmengitter, während dasjenige nach Fig. 5 und 6 in bekannter Weise als Wendel aufgebaut ist. Eine Ausbildung der Verstärkerröhre als Tetrode oder Pentode gestattet eine starke Verringerung der Rückkopplung zwischen Ausgang und Eingang eines Verstärkers. Zu den hierdurch erzielten Vorteilen gehört eine höhere Eingangsimpedanz des Strahlerzeugungssystems, die eine starke Verringerung der erforderlichen Eingangsleistung bewirkt.The amplifier tube in the beam generation system can also be used as a tetrode, which is located in the Space between anode and screen grid forms a space charge, or as a pentode in a known manner be trained. In Fig. 7, for. B. shown a pentode by the triode described so far Adding two more grids 92 and 94 between the control grid 50 and the anode 56 differ. The grids shown in Figs. 7 and 8 are so-called frame grids, while the one after Fig. 5 and 6 is constructed in a known manner as a helix. A design of the amplifier tube as a tetrode or pentode allows a great reduction in the feedback between the output and input of a Amplifier. The advantages achieved in this way include a higher input impedance of the beam generation system, which causes a great reduction in the required input power.

Das Fanggitter 94 kann unmittelbar mit der Kathode 36 der Verstärkerröhre verbunden sein, während das Schirmgitter 92 über eine getrennte Zuführung herausgeführt sein kann, um es an ein festes Potential anzuschließen. Es könnte z. B. mit dem Punkt 100 der Batterie 72 oder mit einer Zwischenanzapfung zwischen den Stellen 100 und 101 gemäß Fig. 4 verbunden sein.The capture grid 94 can be directly connected to the cathode 36 of the amplifier tube, while the screen grid 92 can be led out via a separate supply line in order to connect it to a fixed potential to connect. It could e.g. B. with the point 100 of the battery 72 or with an intermediate tap between be connected to points 100 and 101 according to FIG.

Wenn der Lastwiderstand 76 sich innerhalb der Bildröhre befindet, so· kann eine gesonderte Zuführung für das Schirmgitter 92 eingespart werden, weil es dann an das äußere Ende des Lastwiderstandes 76 angeschlossen werden kann. Hierdurch wird gleichzeitig die Schaltkapazität verringert. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Lochblende der ersten Beschleunigungsanode 46 unmittelbar in der Verstärkerröhrenanode ausgebildet sein, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Ferner kann das Gitter 40 nicht mittels des Kopplungskondensators 84 mit der Anode 56 des Strahlerzeugungssystems wechselstrommäßig gekoppelt sein, sondern es kann galvanisch mit der Anode 56 verbunden sein, um die Gleichstromkomponente des modulierenden Eingangssignals in der Strahlmodulation beizubehalten.If the load resistor 76 is located inside the picture tube, a separate feed can be used for the screen grid 92 can be saved because it is then connected to the outer end of the load resistor 76 can be. This reduces the switching capacity at the same time. In another embodiment can the pinhole of the first acceleration anode 46 directly in the amplifier tube anode be designed as shown in FIG. Furthermore, the grid 40 can not by means of of the coupling capacitor 84 is alternately coupled to the anode 56 of the beam generating system but it can be galvanically connected to the anode 56 to the direct current component of the modulating input signal in the beam modulation.

Claims

PATENT CLAIMS;

1. Beam generation system for cathode ray tubes, consisting of a cathode and a Modulation electrode and an acceleration anade, which are designed as coaxially aligned apertured diaphragms are and for generating an intensity-modulated, on the screen of the cathode ray tube directed electron beam, characterized in that the cathode (36) in on is known to be emitted on two sides, one of which is part of the emission surface for generation of the electron beam is used and the other part with a control grid (50) and a Anode (56) forms an amplifier part, the anode (56) of which with the acceleration anode (46) of the Beam generating system is electrically connected.

2. Beam generating system according to claim 1, characterized in that a coupling member, z. B. a coupling capacitor (84), between the modulation electrode (40) and the anodes (46, 56) is provided so that the modulation electrode (40) between the anodes (46, 56) and the cathode (36) can follow voltage fluctuations occurring.

3. Beam generating system according to claim 1 or 2, characterized in that the two Anodes (46, 56) are mechanically combined with one another.

4. A beam generating system according to claim 1 or 2, characterized in that the cathode (36) consists of a tubular part (35) which extends substantially perpendicular to the axis of the two apertured diaphragms and with its two opposite, electron-emitting coatings (37, 39) covered sides of the

009 698 * 14

Modulation electrode (40) or the control grid (50) of the "amplifier part is facing.

5. Beam generating system according to claim 4, characterized in that the tubular part (35) the cathode has a flat, rectangular cross-section having, the two longer sides of the cross section of the modulation electrode (40) or facing the control grid (50).

6. beam generating system according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the two

Mechanically combined anodes are designed as a tubular part that is located in the extends substantially perpendicular to the axis of the pinhole and in which the cathode (36) is housed is.

Documents considered: German Patent No. 561 336; British Patent No. 461,751; U.S. Patent No. 2,773,212.

1 sheet of drawings