DE1202402B - Schaltungsanordnung fuer eine Direktsichtspeicherroehre - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. σ.:

HOIj

Deutsche Kl.: 21g-13/40

Nummer: 1202 402

Aktenzeichen: J 21748 VIII c/21 g

Anmeldetag: 10. Mai 1962

Auslegetag: 7. Oktober 1965

Beim Aussenden einer Videoinformation über Tonfrequenz-Telefoniekreise ist die Videobandbreite verhältnismäßig eng, und zwar in der Größenordnung von 2 kHz oder darunter. Wegen der engen Bandbreite muß das Übertragungsmaß verringert werden, so daß, wenn das Videobild in 300 bis 400 Zeilen aufgelöst werden soll, die Bildwechselzeit oder die Zeit für ein vollständiges Bild in der Größenordnung von ein bis zwei Minuten liegen wird, was allgemein ein langsames Abtastverfahren ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für eine Direktsicht-Speicherröhre mit einem auf Videosignale ansprechenden Schreibstrahl und einem Flutstrahl zum Verlängern der Sichtzeit der Röhre, so daß sie für Langsamabtastfernsehbetrieb verwendet werden kann, und besteht darin, daß Schreibstrahl und Flutstrahl mit einer gemeinsamen Frequenz, aber mit entgegengesetzter Phase, moduliert werden. ao

Die Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnungen erläutert. In denen ist

F i g. 1 ein Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Direktsicht-Speicherröhrenschaltung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.

Bevor die Zeichnungen erörtert werden, wird bemerkt, daß zum Verlängern der Sichtzeit einer Direktsicht-Speicherröhre, die verwendete Grundtechnik das synchrone Pulsieren des Flutstrahles mit dem Schreibstrahl ist. Das Niederfrequenz-Videosignal wird auf einen Rechteckwellenträger moduliert, bevor es an die Schreibstrahlquelle gelegt wird. Der Rechteckwellen-Videoträger besitzt einen veränderbaren Zyklus, um eine konstante Intensität und eine Kontraststeuerung zu ergeben, wenn verschiedene Bildwechselzeiten und ein veränderbarer Flutstrahlzyklus für Helligkeit und Sichtzeitsteuerung verwendet werden.

Die Technik des Pulsierens des Flutstrahles einer Direktsicht-Speicherröhre zum Verlängern der Sichtzeit ist bekannt. Die Sichtzeit ist durch die Ausbildung positiver Ionen am Isolator in der Speicherröhre begrenzt. Diese Ionen werden durch Elektronen des Flutstrahles erzeugt, der auf die streuenden Gasmoleküle in der Röhre auftrifft. Das Auf- und Abpulsieren des Flutstrahles verringert die Anzahl von Ionen, die durch einen zur Verringerung des Flutstrahlzyklus proportionalen Faktor erzeugt wird, wodurch die Sichtzeit verlängert wird.

Das Pulsieren des Flutstrahles reicht wegen der Schaltungsanordnung für eine
Direktsichtspeicherröhre

Anmelder:

International Standard Electric Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,

Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:

Jerry L. Holsinger, Lafayette, Ind.;

Nelson E. Hoag, Fort Wayne, Ind. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 10. Mai 1961 (109 082)

gegenseitigen Störung von Schreibstrahl und Flutstrahl allein nicht aus, um eine größtmögliche Sichtzeit zu erhalten. Wenn der Schreibstrahl beim Schreiben eines neuen Signals auf dem Isolator durch den Flutstrahl hindurchtritt, wird er wegen der großen Menge von Flutelektronen abgelenkt, die die Elektronen des Schreibstrahles zurückstoßen. Wenn also der Schreibstrahl für die Abtastung einer Zeile abgelenkt wird und der Flutstrahl auf und ab pulsiert, wird eine unerwünschte und störende Ablenkung des Schreibstrahles auftreten. Diese Schwierigkeit wird nach der Erfindung durch Synchronisierung des Rechteckwellen-Videoträgersignals und der Flutpulsierungssignale überwunden. Wenn der Schreibstrahl ansteigend pulsiert, wird gemäß der Erfindung der Flutstrahl abgeschaltet, was bedeutet, daß der Flutstrahl den Schreibstrahl nicht stören wird.

F i g. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung und enthält die Quelle eines Eingangssignals 1, einen Isolationskreis 2, einen Verstärker und Modulator 3, einen Rechteckwellengenerator 4, einen Sperrkreis 5, einen Oszillator 6, einen Impulsgenerator 7 und eine Direktsicht-Speicherröhre 8. Die Direktsicht-Speicherröhre 8 kann eine solche Röhre sein, die eine Schreib- und

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Flutstrahlquelle mit einem Ladespeicher an einen Isolator verwendet, z. B. ein Iatron. Die Speicherröhre 8 ist schematisch nur mit solchen Teilen dargestellt, welche zum Beschreiben der Erfindung notwendig sind.

Die Eingangsquelle 1 liefert ein Videosignal von

0 bis — 3 Volt mit einem Frequenzbereich von

1 Hertz bis 2 kHz. Das Videosignal der Quelle 1 wird über den Isolationskreis 2, z. B. einen Emitterfolgerkreis, an einen Verstärker-Modulator 3 gelegt. Ein Rechteckwellenträgersignal des Generators 4 wird ebenfalls an den Verstärker-Modulator 3 gelegt, und das Videosignal wird auf das Rechteckwellenträgersignal moduliert. Das modulierte Ausgangssignal des Verstärker-Modulators 3 wird auf den Sperrkreis 5 gekoppelt, der die Rechteckwelle bei einem Gleichpotential von — 1 kV sperrt. Das modulierte, gesperrte Signal wird dann unmittelbar auf das Steuergitter 8a gegeben, das zur Schreibstrahlkathode der Röhre 8 gehört. Dadurch wird der Schreibstrahl mit der Videoinformation versehen, um geschrieben und gesehen werden zu können.

Der Impulsgenerator 7 ist mit der Flutkathode Sb der Röhre 8 gekoppelt und liefert das Pulsieren des Flutstrahles. Sowohl der Rechteckwellenträgergenerator 4 als auch der Generator 5 sind mit dem Hauptoszillator 6 gekoppelt. Der Hauptoszillator 6 liefert Synchronisiersignale für die Generatoren 4 und Ί, und somit arbeiten der Röhrenschreibstrahl und der Flutstrahl synchron.

Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise der Erfindung dient die F i g. 2. Der Isolationskreis 2 enthält einen Transistor-Emitterfolger 11. Das Videosignal aus der Eingangssignalquelle ist an die Basis des Transistor-Emitterfolgers 11 gelegt. Das Ausgangssignal des Emitterfolgers 11 liegt über einen Widerstand 12 am Modulatorverstärker 3.

Der Modulator-Verstärker 3 enthält einen Transistor 13, der als allgemeiner Emitter-Verstärker mit einem Verstärkungsgrad von ungefähr 7 betrieben wird. Der Rechteckwellenträgergenerator 4, der einen PNP-Transistor 14 und einen Satz Widerstände 15 bis 19 enthält, wird ebenfalls an die Basis des Transistors 13 des Modulator-Verstärkers 3 gekoppelt. Der Transistor 14 arbeitet an der Basis als Schalter, der entweder die Basis des Transistors 13 mit dem Erdpotential kurzschließt oder ein Potential, das vom Videoeingangssignal abhängt, zuläßt. Wenn der Transistor 14 abgeschaltet (nichtleitend) ist, arbeitet der Transistor 13 als Verstärker, und das Signal an seinem Ausgang (Emitter) hängt vom Videosignal des Transistors 11 ab. Wenn der Transistor 15 eingeschaltet (leitend) ist, ist der Transistor 13 geerdet, und sein Ausgang befindet sich am negativen Batteriepotential, das in diesem Beispiel — 25VoIt beträgt. Der Ausgang des Transistors 13 variiert somit zwischen — 25 Volt und einer wenig negativen Spannung, wenn der Transistor 14 von der Einschaltung zur Abschaltung kommt. Ein weniger negatives (oder mehr positives) Signal wird, wenn es an das Steuergitter einer Direktsicht-Speicherröhre gelegt wird, dessen Schreibstrahlstrom vergrößern, so daß zu sehen ist, daß der Speicherröhrenschreibstrahl durch das Abschalten des Transistors 14 eingeschaltet werden kann. Die Arbeitsweise des Transistors 14 wird durch die Widerstände 15 bis 19, den Kondensator 21 und den Oszillator 6 gesteuert. Ein positives Signal des Oszillators 6 an der Basis des Transistors 14 schaltet diesen Transistor ab, und die Abschaltdauer hängt dann von der Zeitkonstante von Kondensator 21 und einem über den Schalter 22 ausgewählten Widerstand der Widerstände 15 bis 19 ab. Die Widerstände 15 bis 19 werden so gewählt, daß in Kombination mit dem Kondensator 21 einmalig Schreibstrahlzyklen zwischen 50 und 10% erhalten werden. Der Schalter 22 ist der Bildwechselschalter und wird eingeschaltet, um die Intensität und den

ίο Kontrast der Speicherröhre ohne Rücksicht auf die gewählte Kippmethode (Bildwechselzeit) konstant zu halten.

Der Oszillator 6 enthält einen Transistormultivibrator mit den Transistoren 23 und 24. Die Arbeitsweise des Oszillators 6 ist die übliche, in der die Kollektoren der Transistoren 23 und 24 zwischen dem negativen Potential und dem Erdpotential bei einer Frequenz von etwa 10 kHz reziprok schalten. Der Oszillator 6 ist so aufgebaut, daß der Kollektor

ao des Transistors 23 zwischen Erdpotential und einer Spannung von — 5 Volt umschaltet, die von einer negativen Batterieklemme und einer Zenerdiode 30 geliefert wird. Wenn der Kollektor des Transistors 23 von — 5 Volt auf Erde kommt und positiv wird, wird der positiv werdende Impuls über den Kondensator 21 an die Basis des Transistors 20 gelegt, und der Transistor 20 wird abgeschaltet.

Der Kollektor des Transistors 23 kehrt auf Erdpotential zurück, aber die Zeitkonstante des Kondensators 21 mit einem aus den Widerständen 15 bis 19 ausgewählten Widerstand ist zeitlich kürzer als der Zwischenraum, an dem sich der Kollektor des Transistors 23 auf Erdpotential befindet. Wenn deshalb der Kondensator 21 durch einen der ausgewählten Widerstände 15 bis 19 zurück auf Erdpotential entladen wird, wird der Transistor 14 wieder eingeschaltet werden, und wenn somit der Transistor 14 gesteuert wird, ist zu erkennen, daß die Periodizität, an der das Videosignal über den Transistor 13 geführt wird, durch den Oszillator 6 bestimmt wird und der Leitfähigkeitszyklus durch den Kondensator 21 und einen aus den Widerständen 15 bis 19 ausgewählten Widerstand bestimmt wird.

Der modulierte Videosignalausgang des Transistors 13 wird über den Kondensator 25 an einem Gleichstromsperrkreis gelegt, der einen Widerstand 26 und eine Diode 27 enthält. Der Sperrkreis dient dazu, den unteren Teil des modulierten Rechteckwellensignals auf einem Gleichpotential von 1 kV zu halten. Der obere Teil der Rechteckwelle variiert mit dem Videosignal. Die modulierte Rechteckwelle, die bei 1 kV gesperrt wird, kann unmittelbar auf das Steuergitter 8 a der Schreibstrahlelektrode der Speicherröhre gegeben werden. Die obere Frequenzgrenze des Videosignals liegt bei etwa 2000 Hz, während die Frequenz des Rechteckwellenträgers, wie bereits erwähnt, 10 kHz beträgt. Die Frequenz des Trägers liegt oberhalb der Schreibstrahlfrequenz, so daß das Pulsieren des Schreibstrahles vom Betrachter nicht bemerkt wird. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Trägerfrequenz relativ hoch ist und daß ein kleiner Kondensator 25 von niedriger Durchschlagsfestigkeit zum Koppeln besser verwendet werden kann als der große Kondensator von hoher Durchschlagsfestigkeit, der zum Koppeln relativ niedriger Frequenzen des unmodulierten Videosignals notwendig ist.

Es wurde bereits ausgeführt, daß ein unerwünschter Zustand eintritt, wenn der Flutstrahl gleichzeitig mit einem Schreibstrahl betätigt wird und der pulsierende Flutstrahl Raumladungen erzeugt. Wenn der Schreibstrahl durch diese Raumladungen hindurchgeht, ergibt sich eine Ablenkung des Schreibstrahles, was eine Störung hervorruft. Es wurde ebenfalls festgestellt, daß eine Möglichkeit zum Verlängern der Betrachtungszeit darin besteht, den Flutstrahl pulsieren zu lassen, um die Ionisierung zu verringern und somit die Betrachtungszeit proportional dem Flutstrahlzyklus zu verlängern. Bei der Erfindung pulsiert der Flutstrahl synchron mit dem Rechteckwellenträger, so daß der Flutstrahl abgeschaltet ist, wenn der Schreibstrahl angeschaltet ist, wodurch eine Störung zwischen beiden Strahlen vermieden wird. Der positiv werdende Ausgangsimpuls des Oszillators 6, der erzeugt wird, wenn der Kollektor des Transistors 23 vom negativen Potential auf Erdpotential kommt, steuert das Auftreten des Rechteckwellenträgers. Dieser positive Ausgangsimpuls wird auch an den Eingang des Impulsgenerators 7 gelegt.

Der Impulsgenerator 7 enthält die Transistoren 27, 28 und 29. Der Transistor, der ein NPN-Transistor *5 ist, wird durch den positiv werdenden Impuls des Kollektors des Transistors eingeschaltet. Es sei bemerkt, daß die Arbeitsweise der Transistoren 14 und

28 reziprok ist. Der Transistor 14 wird abgeschaltet, wenn der Transistor 28 durch den positiv werdenden Impuls des Oszillators 6 eingeschaltet wird. Wenn der Transistor 28 eingeschaltet ist, ist der Transistor

29 abgeschaltet, und wenn der Transistor 29 abgeschaltet ist, erreicht sein Kollektor etwa 120 Volt Gleichspannung und schaltet die Vorspannung der Flutkathode 8 b ab. Der Flutstrahl wird also abgeschaltet, wenn der Schreibstrahl angeschaltet wird. Die Abschaltzeit des Transistors 28 wird durch einen Zeitkonstantenkreis bestimmt, der aus dem Kondensator 31, dem Widerstand 32 und einem veränderbaren Widerstand 33 besteht. Der veränderbare Widerstand 33 ermöglicht, daß der Zyklus des Flutstrahls auf die verwendete Bildwechselzeit abgestimmt wird. Der Schreibstrahl-Zeitkonstantenkreis (Kondensator 21, Widerstände 15 bis 19) und der Flutstrahl-Zeitkonstantenkreis (Kondensator 31, Widerstände 32, 33) sind auch so abgestimmt, daß der Flutstrahl abgeschaltet bleibt, während der Schreibstrahl eingeschaltet ist und umgekehrt.

Bei abwechselndem Betrieb mit einer geringen 5c Abänderung dieser Schaltung ist es möglich, Flut- und Schreibstrahl so zu synchronisieren, daß sie gleichzeitig an- und abgeschaltet sind. Dies würde keinen Vorteil für das Abschalten des Flutstrahles bedeuten, wenn der Schreibstrahl eingeschaltet ist und umgekehrt, weil eine Störung zwischen Flut- und Schreibstrahl bestehenbleiben würde. Aber die Störung würde über den Schreibzyklus konstant sein und würde beim nichtsynchronen Betrieb nicht zu beanstanden sein.

Es wurde beobachtet, daß bei Anwendung der beschriebenen Direktsicht-Speicherröhrenschaltung die Beobachtungszeit eines typischen Iatrons bis zu 10 Minuten verlängert werden kann. Weitere Vorteile der Erfindung sind das gleichzeitige Sehen und Schreiben und das Verändern der Röhrencharakteristiken, so daß verschiedene Bildwechselzahlen ohne Beeinflussung der normalen Einstellungen von Intensität und Kontrast verwendet werden können und daß kein großer Kondensator zum Koppeln des Videosignals an das Schreibstrahlsteuergitter notwendig ist.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für eine Direktsichtspeicherröhre mit einem auf Videoinformationssignale ansprechenden Schreibstrahl und einem Flutstrahl, dadurch gekennzeichnet, daß Schreibstrahl und Flutstrahl mit einer gemeinsamen Frequenz, aber mit entgegengesetzter Phase pulsieren.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsierungen von Schreibstrahl und Flutstrahl Rechteckschwingungen sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Rechteckschwingungen der Schreibstrahlimpulse die Videoinformationssignale moduliert sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der rechteckigen Schreibstrahlimpulse größer, vorzugsweise wesentlich größer als die Frequenz der Videoinformationssignale ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssignalinformation auf das Trägersignal moduliert wird, daß an die Schreibstrahlelektrode des modulierten Trägersignals und an die Flutstrahlelektrode ein Signal in zeitlicher Beziehung zum Trägersignal gelegt werden.

6. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitsignal gegeben wird, das das Erzeugen eines Trägersignals steuert, auf das das Eingangssignal moduliert ist, und ein Steuersignal erzeugt, das mit dem modulierten Trägersignal in zeitlicher Beziehung steht, das an die Schreibstrahlelektrode angelegt wird, und daß das Steuersignal an die Flutstrahlelektrode angelegt wird, so daß Schreibstrahlen und Flutstrahlen in zeitlicher Beziehung zueinander arbeiten.

7. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche für eine an niedriger Frequenz arbeitende Bildspeicherröhre, dadurch gekennzeichnet, daß das modulierte Rechteckträgerwellensignal so an die Schreibstrahlelektrode gelegt wird, daß der Strahl periodisch an- und abgeschaltet wird, und daß das entgegengesetzt gerichtete Signal an der Flutstrahlelektrode liegt, so daß beide Elektroden abwechselnd arbeiten.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sperrkreis vorgesehen ist, der die modulierte Rechteckträgerwelle an die Schreibstrahlelektrode legt, und daß ein von einem Oszillator gesteuerter Impulsgenerator Rechteckimpulse mit gleicher Frequenz und in entgegengesetzter Phase zum Rechteckträgerwellensignal erzeugt.

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß ein vom Videosignal gesteuerter Emitterfolgertransistor, ein Multivibrator zur Erzeugung der Impulse, ein gemeinsamer Emittertransistorverstärker vorgesehen sind und der Multivibrator und der Verstärker über einen weiteren ersten Transistor abhängig von den Multivibratorimpul-

sen geerdet werden und ein weiterer zweiter Transistor die Kopplung zwischen Flutstrahlelektrode und Multivibrator wiederherstellt.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsperiode durch veränderbare Widerstände einstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen