DE1229653B

DE1229653B - Vorrichtung zur Steuerung von sehr schnellen Ablenkungen des Kathodenstrahles einer Elektronenstrahlroehre

Info

Publication number: DE1229653B
Application number: DES91108A
Authority: DE
Inventors: Charles Jacques Marcel; Henri Munier De Montrichard; Georges Locatelli
Original assignee: NOUVELLES TECH RADIOELECTRIQUE
Current assignee: NOUVELLES TECH RADIOELECTRIQUE
Priority date: 1963-05-17
Filing date: 1964-05-15
Publication date: 1966-12-01
Also published as: FR1398810A; US3337767A; GB1043376A; NL6405513A; FR1369395A; NL147595B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES ^WWS PATENTAMT Int. α.:

AUSLEGESCHRIFT

HOIj

Deutsche KL: 21g-13/40

Nummer: 1229 653

Aktenzeichen: S 91108 VIII eilig

Anmeldetag: 15. Mai 1964

Auslegetag: 1. Dezember 1966

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Steuerung von sehr schnellen Ablenkungen des Kathodenstrahles einer Elektronenstrahlröhre, die zwei identische Feldspulen in Gegentaktschaltung aufweist, die je mit einem elektronischen Steuerorgan, vorzugsweise einem Transistor, in Serie geschaltet sind. Derartige Vorrichtungen zur elektromagnetischen Steuerung von Ablenkungen eines Kathodenstrahles sind bekannt. Bekanntlich wird ferner die Wechselgeschwindigkeit des einen Induktionsstromkreis durchfließenden Stromes durch den induktiven Widerstand dieses Stromkreises begrenzt. Andererseits können in einem Induktionsstromkreis, dessen Strom durch ein elektronisches Organ gesteuert wird, die elektromotorischen Selbstinduktionskräfte, welche durch bestimmte schnelle Schwankungen des gesteuerten Stromes induziert werden, die auf das elektronische Steuerorgan aufgebrachte Spannung umkehren. Falls dieses Steuerorgan eine Elektronenröhre ist, die inversen Spannungen gegenüber wenig empfindlich ist, ergeben sich nur wenige Nachteile. Das gilt jedoch nicht, wenn das Steuerorgan des Stromes ein Transistor oder, allgemeiner gesagt, eine Halbleitereinrichtung ist, die zumindest einen Übergang besitzt, der irreversible Veränderungen erleidet, wenn eine umgekehrte Spannung auftritt, die mindestens gleich einer bestimmten charakteristischen Spannung, der sogenannten Zehnerspannung, ist. In diesen bekannten Vorrichtungen wird die Umkehrung der Spannung, die den elektronischen Steuerorganen durch Ströme in den Feldspulen zugeführt wird, durch Begrenzung der elektromotorischen Kräfte durch Selbstinduktion verhindert, die von den schnellen Schwankungen des Stromes mit Hilfe von Spannungsbegrenzern induziert werden, die an die Klemmen der Feldspulen angeschlossen sind. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Überspannungen, die in diesen Spulen auftreten können, auf einen bestimmten Wert begrenzt werden und daß infolgedessen für Spulen mit gegebener Selbstinduktion die Geschwindigkeit begrenzt wird, mit der sich die Ströme in diesen Spulen ändern können. Im Fall der elektromagnetischen Steuerung der Ablenkung eines Elektronenstrahles ist ersichtlich, daß die erwähnte Anordnung, obwohl sie die elektronischen Steuerorgane gegen umgekehrte Spannungen schützt, den großen Nachteil aufweist, daß die Geschwindigkeit, mit der der Kathodenstrahl abgelenkt werden kann, auf verhältnismäßig geringe Werte begrenzt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist von der erstgenannten Art und erlaubt, Wechselgeschwindigkeiten der durch die Feldspulen fließenden Ströme zu erzielen, Vorrichtung zur Steuerung von sehr schnellen
Ablenkungen des Kathodenstrahles einer
Elektronenstrahlröhre

Anmelder:

Societe Industrielle des Nouvelles Techniques
Radioelectriques et de l'Electronique Franchise,
Asnieres, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Phys. F. Endlich, Patentanwalt,

Unterpf affenhofen, Blumenstr. 5

Als Erfinder benannt:
Charles Jacques Marcel
Henri Munier de Montrichard,
Sartrouville, Seine-et-Oise;
Georges Locatelli, Saint-Denis, Seine
(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 17. Mai 1963 (935 224),
vom 20. März 1964 (968 094)

die sehr viel höher sind als diejenigen, die mit den bekannten oben angeführten Vorrichtungen erzielt werden können, wobei jedoch ein Schutz der elektronischen Steuerorgane, insbesondere der Transistoren, gegen umgekehrte Spannungen gewährleistet ist, die diese zerstören könnten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt also, eine sehr hohe Ablenkgeschwindigkeit eines Kathodenstrahles zu erzielen.

Die Schaltung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß von zwei Dioden jeweils eine zwischen das erste Ende einer der beiden Feldspulen und eine dauernd angeschlossene Spannungsquelle geschaltet wild, und daß die Emitter-Kollektor-Strecke zweier Schalttransistoren jeweils zwischen das erste Ende einer der Feldspulen und eine Hilfsspannungsquelle geschaltet wird, deren Spannung größer als diejenigen der dauernd angeschlossenen Spannungsquelle ist, während die Basis des mit dem ersten Ende dieser Spule verbundenen Schalttransistors während der Dauer jedes Stromanstiegs in einer der zwei Spulen von dem zweiten Ende der anderen Spule einen Freigabestrom erhält.

609 729/331.

3 4

Da es dann möglich, wird, für die Dauerspannung raden abgebildet werden kann, die zwei aufeinander-

einen Wert zu wählen/der beträchtlich geringer ist als folgende Dauerstellungen des Flecks des Strahles ver-

derjenige, der in den erwähnten bekannten Vorrich- bindet.

tungen verwendet wird, ergibt sich, daß jedes Strom- Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, steuerorgan beinahe ununterbrochen, außer während 5 daß die Emitter-Basis-Strecke zumindest eines zuder schnellen Schwankungen des gesteuerten Stromes, sätzlichen Transistors zwischen die Basis jedes Schaltwenn die Hilfsspannung auf eine der Feldspulen auf- transistors, der mit dem ersten Ende einer der beiden gebracht wird, eine elektrische Leistung transportiert, Feldspulen verbunden ist und das zweite Ende der die beträchtlich geringer als im Fall der bekannten Vor- anderen Spule geschaltet ist, so daß die Verstärkung richtungen ist, was bedeutende Vorteile ergibt, wenn io des Freigabestromes des entsprechenden Schalttrandie Steuerorgane Halbleitereinrichtungen und ins- sistors vergrößert wird, welcher aus der anderen Spule besondere Transistoren sind. entnommen wird, und daß die Übergangsasymmetrie

Während der Dauer jedes Stromanstiegs in einer der zwischen den Strömen in den zwei Spulen verringert

zwei Feldspulen erhält 'die Basis des Schalttransistors, wird.

der mit dem ersten Ende dieser Spule verbunden ist, 15 Wenn der Freigabestrom, der aus einer der zwei einen Freigabestrom vom zweiten Ende der anderen Feldspulen entnommen wird, verstärkt wird, kann seine Spule. Diese Stromentnahme verursacht in der anderen Stromstärke auf einem verhältnismäßig geringen Wert Spule eine Asymmetrie zwischen den durch die zwei gehalten werden, so daß sich eine Übergangsasymme-Spulen fließenden Strömen, deren Dauer gleich der- trie zwischen den die zwei Feldspulen durchfließenden jenigen des Stromanstiegs in einer der zwei Spulen und 20 Strömen ergibt, die vernachlässigt werden kann. Der des entsprechenden Stromabfalls in der anderen Spule tatsächliche Weg des Lichtflecks des Kathodenstrahles ist, die die Erzeugung dieses Freigabestromes steuert. nähert sich dann sehr dem geradlinigen Weg, den er Diese Asymmetrie zwischen den durch die zwei Spulen beschreiben würde, wenn die durch die zwei Feldspulen fließenden Ströme verschwindet gleichzeitig mit dem fließenden Ströme während der Bewegung des Strahles Freigabestrom, der sie. hervorgerufen hat, da die zwei 25 vollständig symmetrisch wären.
Feldspulen infolge ihrer Bauart im Dauerbetrieb voll- Mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsständig symmetrische Wirkungen auf den Kathoden- beispielen soll die Erfindung näher erläutert werden, strahl ausüben. Am Ende des Stromanstiegs in einer Es zeigt

der zwei Feldspulen, wenn also der Freigabestrom aus F i g. 1 das Schaltbild eines ersten Ausführungs-

der anderen Spule gleich Null wird, erreicht die von der 30 beispiels,

anderen Spule auf den-Kathodenstrahl ausgeübte Wir- Fig. 2 eine graphische Darstellung der Wellen-

kung plötzlich den Symmetriewert der von der ersten formen in verschiedenen Punkten der Schaltung gemäß

Spule ausgeübten Wirkung. Am Anfang und am Ende F i g. 1 und

jedes Stromanstiegs des Stromes, der durch eine der Fig. 3 einen Teil der elektrischen Schaltung eines

zwei Feldspulen fließt; werden also auf den Kathoden- S5 zweiten Ausführungsbeispiels.

strahl schnelle Ablenkungen übertragen, die ihn erst Das in F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der von den Stellungen/, -welche die zwei Feldspulen im Erfindung dient dazu, Ablenkungen des Kathoden-Dauerbetrieb festlegen, ablenken und dann wieder Strahles einer Elektronenstrahlröhre elektromagnetisch zurückführen, wenn sie von vollständig symmetrischen zu steuern. Es sind im wesentlichen zwei Feldspulen V Strömen durchflossen werden. Dagegen wird während 40 und 1" und zwei Transistoren 2', 2" in Gegentaktder Dauer des Stromanstiegs der Kathodenstrahl ver- schaltung vorgesehen, die dazu bestimmt sind, die hältnismäßig viel langsamer und im wesentlichen durch die Feldspulen 1' bzw. 1" fließenden Ströme zu geradlinig abgelenkt. Die oben beschriebene Vor- steuern. Dies bedeutet, daß die den Steuerelektroden 3' richtung erlaubt also nur, den Kathodenstrahl entlang bzw. 3" der Transistoren 2' bzw. 2" zugeführten einem nicht geradlinigen Weg von einer ersten in eine 45 Steuersignale immer gegenphasig sind. Es können beizweite Dauerstellung zu bringen. Daraus ergibt sich spielsweise synchrone rechteckige Impulse sein, also kein Nachteil, wenn die Vorrichtung für Zwecke ver- Impulse gleicher Dauer und gleicher Amplitude (positiv wendet werden soll, bei denen nur die erste und zweite für die Elektrode 3' und negativ für die Elektrode 3" Dauerstellung des Kathodenstrahles erwünscht is£ in dem in F i g. 1 dargestellten Beispiel), jedoch mit wobei dieser beispielsweise während seines Weges von 50 entgegengesetzter Polarität. Diese beiden symmetrider einen zur anderen gelöscht ist. Dies ist jedoch nicht sehen Steuersignale werden von einem einzigen asymder Fall für Anwendungszwecke, bei denen jede metrischen Steuersignal abgeleitet, das der Eingangs-Zwischenstellung des Kathodenstrahles und insbeson- klemme 6 der Schaltung zugeleitet wird. Dieses dere seine Lichtspur beispielsweise auf einem fluoreszie- asymmetrische Eingangssignal fließt zum Eingang renden Bildschirm von Bedeutung ist, wobei der Strahl 55 eines Vorverstärkers 7', dessen Ausgang mit dem Einwährend seiner Bewegung nicht gelöscht wird. Der- gang einer Zwischenverstärkerstufe verbunden ist, die artige Anwendungszwecke sind in der Elektronen- im dargestellten Beispiel aus einem Transistor 8' betechnik sehr zahlreich. Es kann sich beispielsweise steht, dessen Basis die Steuerelektrode ist. Der KoI-darum handeln, einen Vektor auf einem Bildschirm lektor ist mit einer Polarisationsquelle verbunden, einer Kathodenstrahlröhre anzuzeigen. 60 während der Emitter das Ausgangssignal zur Steuer-

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer elektrode 3' des Transistors 2' weiterleitet. Mit Hilfe

Vorrichtung gemäß der Erfindung zur elektromagne- eines Widerstandes 9' wird eine Gegenkopplung

tischen Steuerung von sehr schnellen Ablenkungen des zwischen dem Emitter des Transistors 2' und dem Ein-

Kathodenstrahles einer Elektronenstrahlröhre weist gang des Vorverstärkers 7' hergestellt. Diesem Gegenden bedeutenden Vorteil auf, daß geradlinige Ablen- 65 kopplungskreis wird ein im Vergleich zu dem der Ein-

kungen des Kathodenstrahles so gesteuert werden gangsklemme 6 zugeführten symmetrischen Signal

können, daß beispielsweise auf einem Bildschirm einer phasenumgekehrtes Signal entnommen. Dieses phasen-

Kathodenstrahlröhre ein Teil einer leuchtenden Ge- umgekehrte Signal wird über einen Widerstand 10

I 229

zum Eingang eines zweiten Vorverstärkers 7" übertragen, dessen Ausgang ebenfalls mit dem Eingang einer Zwischenverstärkerstufe verbunden ist, der wiederum aus einem Transistor 8" besteht, der in gleicher Weise wie der Transistor 8' geschaltet ist und dessen Emitter mit der Steuerelektrode 3" des Transistors 2" verbunden ist. Eine Gegenkopplung wird weiterhin durch einen Widerstand 9" zwischen dem Emitter des Transistors 2" und dem Eingang des Vorverstärkers 7" gewährleistet. Jedes der oberen Enden d und a" der Spulen 1' und 1" ist mit einer Spannungsquelle Up für eine ständige Versorgung und mit einer Hilfsspannungsquelle Ut verbunden, die so ausgewählt ist, daß die Beziehung \Ut\ > | U_p \ mit Hilfe der unabhängigen elektronischen Schalter 4' bzw. 4" aufrechterhalten bleibt. Jeder dieser beiden elektronischen Schalter 4', 4" besteht in diesem Beispiel aus einem npn-Transistor 11' bzw. 11", dessen Emitter mit dem oberen Ende a' oder a" der entsprechenden Spule 1' oder 1" und dessen Kollektor mit Hilfsspannungsquelle Ut verbunden ist, während seine Basis als Steuereingang für den entsprechenden Schalter dient. Dieser weist weiterhin vorzugsweise eine Halbleiterdiode 12', 12" auf, deren Anode mit der Spannungsquelle Up verbunden ist, während ihre Kathode mit dem oberen Ende d oder a" der Spule 1' oder 1" verbunden ist. Schließlich ist der Steuereingang des Schalters 4', also die Basis des Transistors 11', direkt mit dem unteren Ende der Spule 1" verbunden, während der Steuereingang des Schalters 4", also die Basis des Transistors 11", direkt mit dem unteren Ende der Spule 1' verbunden ist.

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 1 soll mit Hilfe der in F i g. 2 dargestellten Wellenformen beschrieben werden. Wenn die konstanten Spannungen an den Basiselektroden V, b" der beiden Transistoren 2', 2" angelegt werden, werden die Transistoren 11', 11" infolge später zu beschreibender Gründe gesperrt, während die beiden Dioden 12', 12" leitend sind, so daß die Kollektorelektroden c', c" der Transistoren 2', 2" Spannungen praktisch gleich + Up erhalten, wenn der Spannungsabfall an ihren Klemmen und die ohmschen Widerstände der Spulen 1', 1" vernachlässigt werden. Daraus ergibt sich, daß die beiden Transistoren 11', 11" im wesentlichen die gleiche Spannung an ihrer Basis und an ihrem Emitter besitzen, weshalb sie gesperrt sind. Wenn die ansteigenden bzw. abfallenden Impulsflanken zur Basis b' bzw. b" der Transistoren 2' und 2" gelangen, erscheint am Kollektor c" von 2" ein kurzer positiver Impuls (vgl. v_c" in F i g. 2), der diesen freigibt, da er der Steuerelektrode des Transistors 11' zugeleitet wird. Daraus ergibt sich, daß der Emitter des Transistors 11' diesen Impuls mit positiver Spannung auf das obere Ende a' der Spule 1' überträgt, die also kurzzeitig ein Potential zwischen + Up und +Ut hat, so daß die Diode 12' nichtleitend wird.

Während dieser Zeit ist der Transistor 11" immer noch gesperrt, während die Diode 12" leitend ist, so daß das obere Ende a" der Spule 1" auf der Spannung + Up gehalten wird. Wenn die den zwei Steuereingängen 3' und 3" zugeführten Spannungen ihren Scheitel erreicht haben und der Strom ic" sich nicht mehr ändert, wird kein Impuls auf die Basis des Transistors 11' übertragen, so daß dieser wieder gesperrt ist, während die Diode 12' leitend wird, weil an deren ' Kathode nicht mehr eine höhere Spannung als die Anodenspannung Up anliegt. Infolgedessen wird die Spannung Up wiederum auf das obere Ende ä der Spule 1' übertragen, außerdem in erster Näherung auf' den Kollektor c' des Transistors 2'. Wenn die hinteren Flanken der beiden phasenumgekehrten Impulse auf die Steuereingänge 3' bzw. 3" übertragen werden, ist die Arbeitsweise der Schaltung der oben beschriebenen symmetrisch. Der Transistor 11" wird durch den positiven Impuls leitend, der von dem Kollektor c' des Transistors 2' übertragen wird, und sein Emitter überträgt infolgedessen ein Potential auf das obere Ende a" der Spule 1", das zwischen der Hilfsspannung Ut und der Dauerspannung Up liegt, während die Diode 12" gesperrt ist. Am Ende der Steuerimpulse wird der Dauerbetrieb wiederhergestellt. Es muß festgestellt werden, daß der Steuerimpuls, der auf jeden der zwei elektronischen Schalter 4', 4" übertragen wird, bei diesem Ausführungsbeispiel von dem Ableitstromkreis, der aus dem Transistor 2" oder 2' besteht, in Serie mit der Selbstinduktion der Spule 1" bzw. 1' gebildet wird. Im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung, in der die Speisespannung der Feldspulen einen konstanten Wert Up hat, selbst bei schnellen Schwankungen ihrer Ströme ic, erlaubt die Vorrichtung gemäß der Erfindung wesentlich höhere Änderungsgeschwindigkeiten -£- der Ströme ic.

Nach der Formel
die

dt

Va —

den Wert -=-

in der v_a die auf das obere Ende α der Spule 1' oderl" übertragene Spannung und v_e das Potential des Kollektors c des Transistors 2' oder 2" für Spulen mit gegebener Selbstinduktion L bezeichnet, hat die Amplitude der Anstiegsgeschwindigkeit von i_c' beispielsweise

v_c" — U_p\, da v_a' nahezu gleich v_c"

und Vc nahezu gleich U_v ist, während die Amplitude der Abfallgeschwindigkeit von i" dann den Wert

-γ- I Up — V₀" I besitzt, der gleich dem vorgehenden

ist, da Va" im Bereich von Up liegt, oder beliebig groß sein kann, da \U_P — v_c" | nur etwas kleiner als I Up — Ut I ist. Das wird durch die Tatsache ermöglicht, daß die Dauerwerte des Stromes i_e, der die Spule 1' oder 1" durchfließt, nicht von dem Wert v_a der Speisungsspannung, sondern nur von dem Wert der Steuerspannung abhängt, die auf die Eingangsklemme 3' oder 3" übertragen wird, also zur Steuerelektrode des Transistors 2' oder 2". Es kann nämlich leicht bewiesen werden, daß

Ic ™™

ist, worin i_e den Emitterstrom des Transistors 2' oder 2" und β seine Stromverstärkung bezeichnet, die im allgemeinen sehr viel größer als 1 ist. Wenn andererseits mit R, Ve und — u der Widerstand, das Potential bzw. die Polarisationsspannung des Emitters des Transistors 2' oder 2" bezeichnet werden, ergibt sich:

Ve

worin v& das Potential der Basis des Transistors 2' oder 2" und v& — v_e = ε das Kontaktpotential auf der Höhe des Übergangs zwischen der Basis und dem Emitter ist, welches verhältnismäßig niedrig ist. Aus

dem Vergleich der oben angeführten Formeln 2 und 3 ergibt sich:

U = A-Vb + B. (4)

Diese Formel (4), in der A und B zwei von der Steuerspannung v& unabhängige Konstanten sind, zeigt daß im Dauerbetrieb der Wert des Stromes i_c, der durch die Spule 1' oder 1" fließt, ausschließlich von der Steuerspannung v& und nicht von dem Wert der Speisespannung v_a der Spule abhängt. Es ist also möglich, diese willkürlich insbesondere so zu ändern, daß die Wechselgeschwindigkeit von i_e erhöht wird, ohne daß daraus irgendeine Änderung des Dauerwertes entsteht, den i_e schließlich erreicht. Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß der Erfindung ist insbesondere im Dauerbetrieb im Hinblick auf die verbrauchte Leistung vorteilhaft. Wenn nämlich die Spule 1' oder 1" von einem Dauerstrom ze = 2 Ampere durchflossen wird, um beispielsweise eine konstante Ablenkung eines Elektronenstrahles zu erzeugen, und der ohmsche Widerstand der Spule 1' oder 1" vernachlässigt wird, erreicht der Kollektor c des Transistors 2' oder 2" etwa die Spannung U_v — 18 Volt. Da seine Basis auf eine Spannung im Bereich von v& = 5 Volt gebracht werden muß, damit sein Kollektorstrom den oben angeführten Wert erreicht, und da Sein Emitter dann im.wesentlichen das gleiche Potential wie die Basis aufweist, liegt an seiner Emitter-Kollektor-Strecke eine Spannung von etwa 13 Volt, so daß der Transistor 2' oder 2" eine Leistung von etwa 13 · 2 = 26 Watt verbraucht. Unter den gleichen Bedingungen überträgt die oben angeführte bekannte Vorrichtung eine Spannung von etwa 45 — 5 = 40 Volt auf die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors, so daß dieser Transistor eine sehr viel höhere Leistung von etwa 80 Watt verbraucht. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung hat infolgedessen den Vorteil, daß der Steuertransistor im Dauerbetrieb mit einer sehr viel geringeren Leistung arbeitet, wodurch die Lebensdauer des Transistors und sein Widerstandsvermögen gegenüber Überspannungen und inversen Spannungen vergrößert wird.

r Es wurde oben (s. Formel 4) gezeigt, daß die Stromstärken von i_c', ic" in den zwei Feldspulen 1' und 1" im Dauerbetrieb nur von den Potentialen Vb und v&" abhängen, die auf die Basiselektroden b' bzw. b" der beiden Schalttransistoren 2' und 2" nach den folgenden linearen Funktionen übertragen werden;

ic' =Ä'v_b' +B,

ic" = A ■ v₆" + B.

Da laut Annahme

ie + ic"

(6)

gegeben, wobei B eine Konstante ist.

Wenn beispielsweise das auf die Basis V des Steuertransistors 2' übertragene Potential ansteigt (vordere Flanke des rechteckigen Impulses), steigt der Strom z_e', während der Strom i_c" abfällt. Daraus ergibt sich ein Impuls mit positiver Spannung auf dem Kollektor c" des Steuertransistors 2", der durch die direkte Verbindung auf die Basis des Transistors 11' übertragen

(40 (4")

Vb — -Vb , (5)

ist die Symmetrie der durch die zwei Feldspulen fließenden Ströme durch das Verhältnis

wird, der dadurch in der erwähnten Weise leitend wird. Dieser Zustand dauert solange wie der Spannungsimpuls, der von dem unteren Ende der Feldspule 1' auf die Basis des Transistors 11' übertragen wird, also so lange, wie der Stromanstieg in der Feldspule 1' dauert. Während der gesamten Dauer dieses Übergangsbetriebes leitet die Feldspule 1" von ihrem unteren Ende einen Freigabestrom /&' zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors 11'. Da der Basisstrom /&' des Tran-

o sistors 11' dem Emitterstrom i_e' gemäß der Gleichung

proportional ist, wobei β die Stromverstärkung des Transistors 11' bezeichnet, die im Übergangsbetrieb entsprechend einem Spektrum, das sich in Richtung hoher Frequenzen erstreckt, einen sehr viel geringeren Wert als im Dauerbetrieb hat, und da i_e' andererseits durch Vb (Formel 4') bestimmt wird, ist der Anteil des Stromes i_c, der die Feldspule 1" durchfließt und in Richtung auf die Basis des Transistors 11' abgeleitet wird, verhältnismäßig groß. Da der Spannungsimpuls, der dann am unteren Ende der Feldspule 1' auftritt, negativ ist und infolgedessen den Transistor 11" nicht sperrt, wird der Wert des Stromes i_c', der durch die Feldspule 1' fließt, immer von der oben angeführten Formel (4') angegeben, während die Formel (4") durch die Formel

ic" = V + A- Vb" + B (8)

ersetzt wird.

Aus den Formern (4'), (8), (5) und (7) kann die Formel

W + ic"

ic

2ß

abgeleitet werden, die zeigt, daß in dem Maße, in dem ihr arithmetischer Mittelwert nicht konstant ist, die Ströme i_c' und i_c", die die zwei Feldspulen 1' und 1" durchfließen, während der Dauer des in Betracht gezogenen Übergangsbetriebes, während der v&' schwankt, nicht symmetrisch sind. Wenn die Werte der Potentiale der Basis V des Steuertransistors 2' im ursprünglichen Dauerzustand und im endgültigen Dauerzustand mit Vj₀' und Vb₁" bezeichnet werden, zeigt die oben angegebene Formel (6'), daß am Anfang des Anstieges von v&' ausgehend von v&₀' der Lichtfleck des Kathodenstrahles auf dem Bildschirm der Vakuumröhre eine plötzliche Bewegung erfährt, die proportional der Diskontinuität ist, welche die Stromstärke von ic" in der Feldspule 1" fährt und deren Wert durch die Formel

ho =

A-v'_ba+B β

gegeben ist, während am Ende des Anstiegs von v&' wieder der Wert von v&' erreicht wird. Wenn dieser Lichtfleck wiederholt und plötzlich um einen Wert bewegt wird, der proportional

A ■ v_bll + B
ß

(10)

ist, ergibt sich, daß der Lichtfleck des Kathodenstrahles während der Dauer des Stromanstieges in der Feldspule 1' nicht gleichmäßig bewegt wird. Im üblichen FaW, in dem zwei Paare von Feldspulen wie 1' und 1"

so angeordnet sind, daß auf den Kathodenstrahl der Vakuumröhre senkrecht zueinander ausgerichtete Wirkungen ausgeübt werden, und zwar beispielsweise entlang den Richtungen zweier orthogonaler Koordinatenachsen, wird der Lichtfleck des Kathodenstrahles gemäß den Richtungen dieser zwei Achsen am Anfang und am Ende jedes Stromanstiegs i_c' sehr schnell bewegt. Da zwischen diesen sehr schnellen Bewegungen gemäß den zwei in Betracht gezogenen Achsen kein lineares Verhältnis besteht, ergibt sich, daß die sehr schnellen Bewegungen des Fleckes auf dem Bildschirm nicht in der Richtung der Geraden stattfinden, die durch die zwei Dauerstellungen, das heißt die ursprüngliche und die endgültige Dauerstellung des Lichtfleckes verläuft. Dieser beschreibt im Gegensatz dazu auf dem Schirm eine gebrochene Linie, die den Ausgangspunkt mit dem Endpunkt verbindet.

Die Verbesserung durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, die in F i g. 3 dargestellt ist, besteht darin, daß die Emitter-Basis-Strecke eines zusätzlichen Transistors 13' oder 13" zwischen die Basis jedes Transistors 11', 11", der mit dem oberen Ende einer der zwei Feldspulen 1' und 1" verbunden ist, und das untere Ende der anderen Spule 1" oder 1' geschaltet wird. Der Kollektor jedes zusätzlichen Transistors 13' oder 13" wird übrigens direkt wie diejenigen der Transistoren 11', 11" mit der Hilfsspannungsquelle TJt verbunden. Andererseits wird ein Strombegrenzungswiderstand 14' oder 14" zwischen den Emitter jedes zusätzlichen Transistors 13', 13" und die Basis des entsprechenden Transistors 11' oder 11" geschaltet.

Die Arbeitsweise der so verbesserten Vorrichtung ist die folgende: Während der Dauer jedes Anstieges des Stromes i_c' in der Feldspule 1' wird der am unteren Ende der anderen Feldspule 1" abgenommene Strom/&' durch die Basis-Emitter-Strecke des zusätzlichen Transistors 13' verstärkt, dessen Kollektorstrom /_c' den Begrenzungswiderstand 14' durchfließt, so daß die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 11' infolgedessen den Wert

Ic = β' ti (H)

hat, worin ß' die Stromverstärkung des zusätzlichen Transistors 13' bezeichnet. Da in diesem Fall

ic

(12)

J-P

(13)

sätzlichen Transistors 13' einen Wert hat, der größer als die Einheit ist. Die Amplituden der Abweichungen, die der Strom i_c" in der Feldspule 1" am Anfang bzw. am Ende eines schnellen Anstiegs des Stromes U

S erfährt und die sich aus den oben angeführten Formern (9) und (10) ergeben, werden im Fall der Vorrichtung gemäß F i g. 3 mit dem Wert —&- multipliziert, der wesentlich geringer als die Einheit ist, so

xo daß diese Ungleichheiten ebenso wie die Amplituden der entsprechenden plötzlichen Bewegungen des Lichtfleckes des Kathodenstrahles stark verringert werden. Daraus ergibt sich, daß der Weg des Lichtfleckes zwischen seiner Ausgangslage und seiner Endlage, der

ig dem ersten und zweiten Dauerbetrieb entspricht, sehr wenig von einer Geraden abweicht. Eine noch bessere Ausrichtung dieses Weges könnte erzielt werden, wenn zwischen die Basis jedes Transistors 11' oder 11" einerseits und das untere Ende der anderen Feldspule 1"

ao oder 1' andererseits, die miteinander in Serie geschalteten Emitter-Basis-Strecken mehrerer zusätzlicher Transistoren geschaltet werden, deren Kollektoren direkt mit der Hilfsspannungsquelle verbunden sind. Es ist ersichtlich, daß in den oben angeführten Formeln

as die Stromverstärkung β der Transistoren 11' und 11" dann durch das Produkt von β mit den Stromverstärkungen der verschiedenen zusätzlichen Transistoren ersetzt wird, deren Emitter-Basis-Strecken miteinander in Serie geschaltet sind.

ist, zeigt der Vergleich der oben angeführten Formeln (11) und (12), daß

Da die Stärke des Stromes U, der die Feldspule 1' durchfließt, zu jedem Zeitpunkt nur von dem Wert des Potentials v&' abhängt, das an der Basis V des Steuertransistors 2' erzeugt wird, ergibt ein Vergleich der oben angeführten Formeln (7) und (13), daß infolge der durchgeführten Verbesserung der von dem unteren Ende der Feldspule 1" abgeleitete Strom ti einen sehr viel geringeren Wert als in der Vorrichtung gemäß F i g. 1 besitzt, wenn die Stromverstärkung ß' des zu-

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur elektromagnetischen Steuerung von sehr schnellen Ablenkungen des Kathodenstrahles einer Elektronenstrahlröhre mit zwei identischen, jeweils mit einem elektronischen Steuerorgan, vorzugsweise einem Transistor, in Serie geschalteten Feldspulen in Gegentaktschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dioden jeweils zwischen das erste Ende der beiden Feldspulen und eine Spannungsquelle für eine dauernde Spannungsversorgung geschaltet und daß die Emitter-Kollektor-Strecken zweier Schalttransistoren jeweils zwischen das erste Ende einer Feldspule und eine Hilfsspannungsquelle geschaltet sind, deren Spannung höher als diejenige der ersten Spannungsquelle ist, wobei während der Dauer jedes Stromanstieges in einer der beiden Feldspulen die Basis des Schalttransistors, die mit dem ersten Ende dieser Spule verbunden ist, einen Freigabestrom von dem zweiten Ende der anderen Feldspule erhält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Basis-Strecke zumindest eines zusätzlichen Transistors einerseits mit der Basis jedes Schalttransistors, der mit dem ersten Ende einer der beiden Feldspulen verbunden ist, und andererseits mit dem zweiten Ende der anderen Spule verbunden ist, so daß die Verstärkung des von der anderen Feldspule abgenommenen Freigabestromes des betreffenden Schalttransistors vergrößert und die Übergangsasymmetrie zwischen den Strömen in den beiden Feldspulen verringert wird.

Hiei-zu 1 Blatt Zeichnungen