DE1157714B

DE1157714B - Electron beam tubes with an electron gun which is assembled with an amplifier system

Info

Publication number: DE1157714B
Application number: DEN16974A
Authority: DE
Inventors: Jan Carel Francken
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1958-07-17
Filing date: 1959-07-14
Publication date: 1963-11-21
Also published as: US3015749A; CH375083A; FR1230238A; GB922112A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenstrahlröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem, das wenigstens eine Sauganode und eine Steuerelektrode aufweist und das mit einem Verstärkersystem zusammengebaut ist, dessen Anode mit der Sauganode des Elektronenstrahlerzeugungssystems galvanisch verbunden ist.The invention relates to a cathode ray tube with an electron gun, which has at least one suction anode and a control electrode and that with an amplifier system is assembled, its anode with the suction anode of the electron gun is galvanically connected.

Bekanntlich kann man die Modulationssteilheit des Elektronenstrahlerzeugungssystems einer Elektronenstrahlröhre dadurch erhöhen, daß die Steuerspannungen nicht nur der Steuerelektrode, sondern auch zusätzlich der Sauganode zugeführt werden.As is known, the modulation slope of the electron gun of a cathode ray tube can be determined thereby increase that the control voltages not only the control electrode, but also can also be fed to the suction anode.

Dies kann auf einfache Weise erfolgen, indem man der Kathode die Steuerspannungen zuführt, weil das Kathodenpotential dann sowohl in bezug auf die Steuerelektrode als auch in bezug auf die Sauganode wechselt. Diese Wirkung wird verstärkt, wenn die Sauganode eine starke Rückwirkung (Durchgriff) auf den Kathodenstrom hat, weil eine erhöhte Spannung an der Sauganode dann eine merkliche Zunahme des Elektronenstroms bewirkt und deshalb die von der Steuerelektrode herbeigeführte Stromzunahme vergrößert. This can be done in a simple way by applying the control voltages to the cathode, because that Cathode potential then both in relation to the control electrode and in relation to the suction anode changes. This effect is intensified when the suction anode has a strong reaction (penetration) the cathode current has, because an increased voltage at the suction anode then a noticeable increase in the Causes electron current and therefore increases the current increase brought about by the control electrode.

In der Praxis zeigt es sich aber, daß der Vergrößerung des Durchgriffs der Sauganode Grenzen gesetzt sind. Der Durchgriff kann nämlich dadurch vergrößert werden, daß die Steuerelektrode dünner gemacht und der Abstand der Steuerelektrode von der Sauganode und der Kathode in bezug auf die Öffnung der Steuerelektrode verkleinert wird. Bei der Verkleinerung der Elektrodenabstände stößt man aber auf Schwierigkeiten mechanischer Art; die Vergrößerung der Gitteröffnung ergibt einen größeren Leuchtpunkt auf dem Schirm, also eine geringere Bildschärfe.In practice, however, it has been shown that there are limits to the enlargement of the penetration of the suction anode are. The penetration can be increased by making the control electrode thinner and the distance between the control electrode and the suction anode and the cathode in relation to the opening of the control electrode is reduced. However, difficulties are encountered in reducing the electrode spacing mechanical type; the enlargement of the grid opening results in a larger luminous point on the Screen, so a lower image sharpness.

Es ist bekannt, diese Schwierigkeiten dadurch zu überwinden, daß der Sauganode ein verstärktes Signal zugeführt wird. Das Steuersignal wird dabei außerhalb der Röhre mittels einer Verstärkerröhre verstärkt. Dem haftet der Nachteil an, daß die größere Kapazität der Durchführungs- und Verbindungsleitungen der Anode und des Gitters der Verstärkerröhre die Bandbreite des Signals durch Vergrößerung der Zeitkonstante aus der Kapazität dieser Elektroden und dem Anodenarbeitswiderstand beeinträchtigen. Daher müssen der Anodenstrom der Verstärkerröhre groß und der Anodenarbeitswiderstand verhältnismäßig niedrig, z. B. 2000 Ohm, gewählt werden, damit bei der größeren Kapazität die Zeitkonstante hinreichend klein wird.It is known to overcome these difficulties by providing the suction anode with an amplified signal is fed. The control signal is amplified outside the tube by means of an amplifier tube. This has the disadvantage that the greater capacity of the lead-through and connecting lines of the The anode and the grid of the amplifier tube increase the bandwidth of the signal by increasing the time constant from the capacitance of these electrodes and the anode work resistance. Therefore the anode current of the amplifier tube must be high and the anode work resistance must be high low, e.g. B. 2000 ohms, so that the time constant is sufficient for the larger capacity becomes small.

Diese Nachteile machen sich noch stärker bemerkbar, wenn die Elektroden des Elektronenstrahlerzeugungssystems sehr dicht beieinander angeordnet sind,These disadvantages are even more noticeable when the electrodes of the electron gun are very close together,

mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem, das mit einem Verstärkersystem zusammengebaut istwith an electron gun assembled with an amplifier system is

Anmelder:Applicant:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)NV Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Netherlands)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Representative: Dr. rer. nat. P. Roßbach, patent attorney, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 17. Juli 1958 (Nr. 229 697)Claimed priority:
Netherlands of July 17, 1958 (No. 229 697)

Jan Carel Francken, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt wordenJan Carel Francken, Eindhoven (Netherlands),
has been named as the inventor

um den Durchgriff der Sauganode zu vergrößern, weil hierdurch die Kapazität auch zunimmt. Die Verstärkerröhre muß dann auch einen verhältnismäßig großen Strom führen (etwa 20 bis 30 niA Anodenstrom). to increase the penetration of the suction anode, because this also increases the capacity. The amplifier tube must then also carry a relatively large current (about 20 to 30 niA anode current).

Es ist an sich bekannt, ein Triodensystem im Elektronenstrahlerzeugungssystem einer Elektronenstrahlröhre unterzubringen; dies ist aber bei einem System, das einen solchen großen Strom zu führen hat, nicht vorteilhaft. Außerdem sind die Schaltungswiderstände und -kondensatoren ebenfalls in der Elektronenstrahlröhre unterzubringen, wenn eine wesentliche Vergrößerung der Raumkapazität der Verstärkeranordnung vermieden werden soll. Dabei ergeben sich jedoch im Zusammenhang mit der Gasabgabe dieser Teile wieder Schwierigkeiten, es sei denn, daß kostspielige Sonderteile verwendet werden. Schließlich beanspruchen solche Teile auch noch sehr viel Platz, was zu Schwierigkeiten bei der Unterbringung führt, da die üblichen Abmessungen des Halses der Elektronenstrahlröhre kaum zur Unterbringung des Elektronenstrahlerzeugungssystems ausreichend sind.It is known per se, a triode system in the electron gun to accommodate a cathode ray tube; but this is not the case with a system that has to carry such a large current advantageous. In addition, the circuit resistors and capacitors are also in the cathode ray tube accommodate if a substantial increase in the space capacity of the amplifier arrangement should be avoided. However, this results in connection with the gas release Parts trouble again unless expensive special parts are used. In the end Such parts also take up a lot of space, which leads to difficulties in housing, since the usual dimensions of the neck of the cathode ray tube are hardly suitable for accommodating the electron gun are sufficient.

Die genannten Nachteile lassen sich größtenteils vermeiden in einer solchen Elektronenstrahlröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem, das wenigstens eine Sauganode und eine Steuerelektrode auf-The disadvantages mentioned can be largely avoided in such a cathode ray tube an electron gun that has at least one suction anode and one control electrode

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weist und das mit einem Verstärkersystem zusammengebaut ist, dessen Anode mit der Sauganode des Elektronenstrahlerzeugungssystems galvanisch verbunden ist, wenn gemäß der Erfindung die beiden Systeme elektrisch voneinander getrennte Kathoden besitzen, von denen die eine den Elektronenstrahl erzeugt und mit der Steuerelektrode des Verstärkersystems galvanisch verbunden ist und die Steuerspannungen zugeführt erhält, und wenn der Gitterspannungsbereich des Verstärkersystems bei maximaler Anodenspannung größer ist als ein Drittel des Gitterspannungsbereiches des Elektronenstrahlerzeugungssystems bei minimaler Sauganodenspannung. Unter Gitterspannungsbereich ist hierbei der Spannungsbereich zu verstehen, der zwischen dem Sperrpunkt und dem Punkt liegt, an dem Gitterstrom auftritt. Die beschriebene Einrichtung hat den Vorteil, daß gegebenenfalls nur der Anodenarbeitswiderstand des Verstärkersystems im Hals der Elektronenstrahlröhre eingebaut werden muß. Dieser Widerstand kann einen verhältnismäßig hohen Wert haben, weil die Raumkapazität gering gehalten werden kann. Das Verstärkersystem braucht infolgedessen nur einen geringen Anodenstrom (etwa 4 mA oder weniger) zu führen. Da es jetzt nicht mehr nötig ist, den Durchgriff der Sauganode künstlich stark zu vergrößern, können die Steuerelektrode und die Sauganode in einem größeren Abstand voneinander angeordnet werden, wodurch die Kapazität zwischen diesen Elektroden herabgesetzt wird. Durch eine geeignete Formgebung der Steuerelektrode des Elektronenstrahlerzeugungssystems und der Sauganode kann diese Kapazität einen sehr niedrigen Wert haben. Das Elektronenstrahlerzeugungssy stern kann somit im Hinblick auf die gewünschte Bemessung des Bildflecks so günstig wie möglich gebaut werden.and which is assembled with an amplifier system, the anode of which is connected to the suction anode of the Electron gun is galvanically connected when, according to the invention, the two systems have electrically separate cathodes, one of which generates the electron beam and is galvanically connected to the control electrode of the amplifier system and the control voltages are supplied and when the grid voltage range of the amplifier system is at maximum anode voltage is greater than a third of the grid voltage range of the electron gun minimum suction anode voltage. The voltage range is closed under grid voltage range understand which is between the cut-off point and the point at which grid current occurs. The described Device has the advantage that, if necessary, only the anode load resistance of the Amplifier system must be installed in the neck of the cathode ray tube. This resistance can make you have relatively high value because the space capacity can be kept low. The amplifier system consequently only needs a small anode current (about 4 mA or less) to lead. Since it is no longer necessary to artificially increase the penetration of the suction anode, the control electrode and the suction anode can be arranged at a greater distance from each other, thereby reducing the capacitance between these electrodes. With a suitable shape the control electrode of the electron gun and the suction anode can this Capacity have a very low value. The electron beam generation system can thus star in terms of be built as inexpensively as possible on the desired dimensioning of the image spot.

Ein Vorteil ist auch, daß ein sehr einfaches Triodensystem verwendet werden kann, weil es zur Anpassung an das Elektronenstrahlerzeugungssystem eine niedrige Steilheit aufweisen muß. Daher können die Elektrodenabstände groß und das Gitter aus dickem Draht gewickelt sein. Darüber hinaus wird ohne weitere Maßnahmen die Gleichspannungskomponente des Gittersignals mit übertragen. Die beiden Systeme sind bei der vorliegenden Anordnung koaxial aneinandergebaut, so daß sich eine sehr gedrängte Anordnung ergibt. Die Lebensdauer des Triodensystems, ist sehr groß, so daß die Lebensdauer der Elektronenstrahlröhre nicht herabgesetzt wird.Another advantage is that a very simple triode system can be used because it is used for adaptation to the electron gun must have a low slope. Therefore, the The electrode spacing must be large and the grid must be wound from thick wire. In addition, without any further Measures to transmit the DC voltage component of the grid signal. The two systems are built together coaxially in the present arrangement, so that a very compact arrangement results. The life of the triode system is very long, so that the life of the cathode ray tube is not degraded.

Die Anordnung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.The arrangement is explained in more detail with reference to the drawing.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Elektronenstrahlröhre, die mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem mit eingebautem Verstärkersystem versehen ist, undFig. 1 is a cross-sectional view of a cathode ray tube fitted with an electron gun is provided with a built-in amplifier system, and

Fig. 2 zeigt schematisch die Schaltungsanordnung des Elektronenstrahlerzeugungssystems mit dem Verstärker. Fig. 2 shows schematically the circuit arrangement of the electron gun with the amplifier.

In der Zeichnung ist die Kathode zur Erzeugung des Elektronenstrahls mit 1 bezeichnet. Die Kathode 1 ist an einem keramischen Rohr 2 befestigt. Dieses Rohr 2 enthält einen Heizkörper 3. Am unteren Teil des keramischen Rohres 2 ist eine Kathode 4 mit einer emittierenden Schicht S angeordnet, welche von einem Gitter 6 und einer Anode 7 umschlossen wird. Das Gitter 6 hat eine so große Steigung und ist derart in bezug auf die Kathode 4 und die Anode 7 angeordnet, daß der Gitterspannungsbereich der Triode, wenn kein Strahlstrom fließt, größer als ein Drittel desjenigen der Sauganode ist. Vor der Kathode 1 befindet sich eine Steuerelektrode 8 zur Steuerung der Intensität des Elektronenstrahls, eine Sauganode 9 und eine Endanode 10. Das Ganze ist in einer Glashülle 12 untergebracht.In the drawing, the cathode for generating the electron beam is denoted by 1. The cathode 1 is attached to a ceramic tube 2. This tube 2 contains a radiator 3. On the lower part of the ceramic tube 2, a cathode 4 is arranged with an emitting layer S, which is of a grid 6 and an anode 7 is enclosed. The grid 6 has such a steep slope and is such with respect to the cathode 4 and the anode 7 arranged that the grid voltage range of the triode, when no jet current is flowing, it is greater than a third of that of the suction anode. Located in front of the cathode 1 a control electrode 8 for controlling the intensity of the electron beam, a suction anode 9 and an end anode 10. The whole is housed in a glass envelope 12.

Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, ist die Kathode 1 des Elektronenstrahlerzeugungssystems mit dem Gitter 6 des Triodensystems verbunden; die Sauganode 9 ist mit der Anode 7 der Triode und über einen Widerstand 11 mit einer Gleichspannungsquelle von +220 Volt verbunden. Das Gitter 6 und die Kathode 1 sind mit der Anode der Videoendröhre 13 verbunden und liegen über einen Widerstand 14 an einer positiven Spannung von z. B. 90 Volt. Die Kathode 4 des Triodensystems liegt an einer Spannung von z. B. 75 Volt. Bei dieser Anordnung braucht im Gegensatz zu den vorgenannten bekannten Anordnungen von den Schaltelementen ausschließlich der Widerstand 11 im Vakuumraum untergebracht zu werden. Dieser Widerstand kann einen verhältnismäßig hohen Wert (z. B. 30000 Ohm) haben.As shown schematically in Fig. 2, the cathode 1 of the electron gun is with connected to the grid 6 of the triode system; the suction anode 9 is connected to the anode 7 of the triode and over a resistor 11 is connected to a DC voltage source of +220 volts. The grid 6 and the cathode 1 are connected to the anode of the video output tube 13 and are applied via a resistor 14 a positive voltage of e.g. B. 90 volts. The cathode 4 of the triode system is connected to a voltage from Z. B. 75 volts. In this arrangement, in contrast to the aforementioned known arrangements of the switching elements only the resistor 11 is housed in the vacuum space will. This resistance can have a relatively high value (e.g. 30,000 ohms).

Es braucht deshalb kein ungünstiger Kompromiß zur zusätzlichen Vergrößerung des Durchgriffs der Sauganode zur Kathode geschlossen zu werden. Ein geeigneter Wert des Durchgriffs ist z. B. 40 bis 5O°/o.There is therefore no need for an unfavorable compromise to additionally increase the penetration of the Suction anode to be closed to the cathode. A suitable value of the penetration is e.g. B. 40 to 50%.

Infolge der Form der Steuerelektrode 8 und der Sauganode 9 ist die gegenseitige Kapazität sehr gering, zumal der Abstand der beiden Elektroden voneinander nicht sehr klein zu sein braucht. Im vorliegenden Fall kann er 250 μπα betragen. Die Zeitkonstante aus der Kapazität der Anoden 7, 10 und dem Widerstand 11 kann infolgedessen, obwohl ein verhältnismäßig großer Widerstand 11 verwendet wird, hinreichend niedrig gehalten werden, um eine ausreichende Bandbreite beizubehalten. Die Kapazität ist bei dieser Ausbildung kleiner als die zulässige Kapazität von etwa 2 pF.Due to the shape of the control electrode 8 and the suction anode 9, the mutual capacitance is very low, especially since the distance between the two electrodes need not be very small. In the present Case it can be 250 μπα. The time constant from the capacitance of the anodes 7, 10 and the resistor 11 can consequently, although a relatively large resistor 11 is used will be kept low enough to maintain sufficient bandwidth. The capacity is smaller than the permissible capacitance of about 2 pF in this training.

Weil die Bauart der Triode im wesentlichen unabhängig von der des Elektronenstrahlerzeugungssystems selbst ist, können die Steigung des Gitters und die Abmessungen des Gitters und der Anode derart gewählt werden, daß — wenn die Anodenspannung am größten (z. B. 150 Volt) ist — also beim größten Strahlstrom, ein großer Gitterspannungsbereich (etwa 20 bis 30VoIt) erhalten wird. Dieser Gitterspannungsbereich soll größer sein als ein Drittel desjenigen der Steuerelektrode des Elektronenstrahlerzeugungssystems und kann gegebenenfalls sogar diesem letztgenannten Bereich entsprechen; letzterer beträgt bei der minimalen Sauganordnung (der, wenn kein Strahlstrom fließt, etwa 60 Volt ist) etwa 25 Volt.Because the design of the triode is essentially independent of that of the electron gun itself can be the pitch of the grid and the dimensions of the grid and the anode be chosen such that - when the anode voltage is greatest (z. B. 150 volts) - that is at the largest beam current, a large grid voltage range (about 20 to 30 Volts) is obtained. This The grid voltage range should be greater than a third of that of the control electrode of the electron gun and can possibly even correspond to this last-mentioned range; the latter amounts to with the minimum suction arrangement (which when no beam current is flowing is about 60 volts) about 25 volts.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Cathode ray tube with an electron gun which has at least one suction anode and a control electrode and which is assembled with an amplifier system, the anode of which is galvanically connected to the suction anode of the electron gun, characterized in that the two systems are electrically separated cathodes (1, 4) have, of which one (1) generates the electron beam and with the control electrode (6) of the

Amplifier system is galvanically connected and receives the control voltages supplied, and that the grid voltage range of the amplifier system at maximum anode voltage is greater than one Third of the grid voltage range of the electron gun at minimum suction anode voltage.

2. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that in the vacuum space the Tube a resistor (11) is arranged, the one hand directly to a terminal contact of the Tube and on the other hand with the suction anode (9) of the electron gun and the Anode (7) of the amplifier system is connected.

1 sheet of drawings