DE1439659A1

DE1439659A1 - Elektrische Ableseeinrichtung fuer Speicherroehren

Info

Publication number: DE1439659A1
Application number: DE19631439659
Authority: DE
Inventors: Anderson Robert Holcomb
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1962-08-06
Filing date: 1963-09-25
Publication date: 1968-12-05
Also published as: US3214516A; DE1439634A1; NL298991A; NL144770B; GB992177A; US3214631A; GB1036859A; DE1439634C2; CH418391A; NL6409585A; US3325673A; NL142820B; GB992178A; SE317452B; DE1439716A1; NL296317A; DE1439634B2

Description

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ü/We .1/0 nee η München-Pullach, den 25. September 1963

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•JDEK'l'RONIX, INC», eine Firma nach, den Gesetzen des Staates Oregon, 13 95b Southwest Millikan Way, Beaverton, Oregon, USA

Elektrische Ableseeinrichtung für Speicherröhren¹

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich, allgemein auf Kathodenstrahlspeicherröhren und betrifft insbesonder bi — stabile, eine direkte Betrachtung des Bildes zulassende Speicherröhren, die sowohl eine optische, als auoh eine elektrische Ablesung des auf einem Phosphorbelag im Speicherschirm einer derartigen Röhre gespeicherten Ladungsbildes aufweisen, sowie auf Geräte und ein Verfahren, um von einem transparenten, leitenden Belag dieses Schirmes elektrische Ablesesignale zu erhaltene

Das elektrische Ablesegerät und das Ableseverfahren nach der vorliegenden Erfindung kann besonders vorteilhaft in Zusammenhang mit einer Speicherröhre in einem Kathodenstrahloszilloskop, einem Radar- oder Sonargerät oder irgend-einer anderen Vorrichtung Verwendung finden, welche entweder eine sichtbare Fernanzeige des in einer derartigen itöhre gespeicherten Bildes oder eine dauernde Aufzeichnung eines derartigen Bildes erfordern. Die erfindungsgemäße Speicherröhre besitzt einen vereinfachten Aufbau der Zielauf treff plat te oder des Schirmes, bei dem als das die Sekundäremission hervorrufende dielektrische Material ein zusammenhängender (integral) Belag aus i?hosphormaterial zusammen mit einem liohtdurohläeeigen, darunter befindlichen Leitbelag verwendet wird, so dafl sowohl ein Ladungsbild als auch ein leuchtendes Bild auf

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diesem Piiosphorbelag erzeugt werden. Die Dicke des Phosphorbelages liegt innerhalb eines kritischen Dickenbereiches, innerhalb dessen das Phosphormaterial ein bistabiles Ladungsbild während einer unbeschränkt lagen, jedoch steuerbaren Zeit festhalten kann.

Ein durch Abtasten des auf dem Phosphorbelag des Speicherschirmes befindlichen Ladungsbildes mit einem Lese-Blektronenstrahl erhaltenes elektrisches Ablese- oder Abtastsignal kann vom leitenden Belag, des Speicherschirmes zu einem Fernsehmonitor (d.h. Kontrollsichtgerät) oder zu einer anderen Wiedergabeeinriohtung übertragen werden, so daß an einer von der Speicherröhre entfernten Stelle das genannte Bild reproduziert werden kann* Die erfindungsgemäße Speicherröhre und der Ablesekreis nach der vorliegenden Erfindung bilden ein Gerät," das gegenüber gebräuchlichen AbTesegeräten verschiedene Vorteile aufweist, von denen einer darin besteht, daß Ladungsbilder von Schriftzeichen, die der Stellung der die Vertikalverstärkung und die Horizontalablenkgeschwindigkeit der Speicherröhre steuernden Schalter entsprechen, auf dem Schirm dieser Speicherröhre gespeichert werden können? so daß diese Information durch das Ablesesignal zum Fernsehmonitor übertragen wird und auf dessen Röhre als entsprechendes Schriftzeichenbild erscheint. Die den Schaltstellungen entsprechende Einheit^ader Strichskala der Speicherröhre werden somit, auf dem Fluoreszenzschirm der Monitorröhre wiedergegeben, so daß die charakteristischen Daten der gespeicherten, auf der Monitorröhre wiedergegebenen Wellenform von dieser Monitorrühre direkt abge-l3sen werden können, auch wenn die Zifferblätter der frag-, liehen Schalter nicht sichtbar sindo Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Ablesegerätes und des Verfahrens nach, der Erfindung besteht darin, daß dieses Gerät bzw» Verfahren zur feistabilen Speicherung von solchen hochfrequenten linschwiiigsignalen :>def nicht stationären Signalen verwendet werden kann ρ welche

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Aufzeichnungen mit einer oberhalb der "Schreibgeschwindigkeit" der Speicherröhre liegende Geschwindigkeit aufweisen. Diese Erhöhung des Speicherbereiches kann dadurch erreicht werden, daß man mit dem Lesestrahl ein von einem scibhen nicht stationären Signal vom .Schreibstrahl auf dem Speicherschirm erzeugtes zeitweiliges Ladungsbild unmittelbar nach seiner Erzeugung abtastete Ein auf diese Weise erhaltenes elektrisches Ablesesignal kann verstärkt werden und zum Steuergitter des Lese-Elektronenstrahlsystems zurückgeführt werden, um die Stromdichte des Lesestrahles übereinstimmend mit dem zeitweiligen Ladungsbild zu modulieren_e Währen die Stromdichte des Lesestrahles normalerweise nicht zur Hervorrufung einer bistabilen Speicherung während einer unbeschränkt langen", steuerbaren Zeit ausreicht, genügt die Zunahme der Strahldichte, die durch das dem zeitweiligen Ladungsbild des nicht stationären Signals entsprechende Ablesesignal hervorgerufen wurde, eine derartige Speicherung zu bewirken, daß ein relativ dauerhaftes Bild des nicht stationären (transient) Signals erzeugt wird. Das erfindungsgemäße Gerät erweitert daher den Speicherbereich einer Speicherröhre überhalb der normalen "Schreibgeschwindigkeit" einer solchen Eöhre hinaus.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist auf die Schaffung eines Gerätes und eines Verfahrens gerichtet, mit dem ein elektrisches Lesesignal von einer Speicherröhre erhalten werden kann, welches dem in dieser Röhre befindlichen Ladungsbild entspricht_β

Ein anderes Ziel der Erfindung ist auf ein Gerät gerichtet, mit dem elektrische Signale als bistabile Ladungsbilder während einer unbeschränkt langen, jedoch steuerbaren Zeit in einer Kathodenstralilspeioherröhre gespeichert und diese Signale an einem entfernt gelegenen Monitor wiedergegeben werden können,in~dem von der Speicherröhre zum Monitor ein dem gespeicherten Ladungsbild entsprechendeβ elektrisches Lesesignal übertragen wird. Ein

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weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist auf ein verbessertes Direkt-sicht-Kathodenstrahlspeichergerät gerichtet, dessen Speicherröhre einen Schirm oder eine Auftreffplatte in Form eines Sekundärelektronen abgebenden dielektrischen Belages aus Phosphormaterial besteht ι das sich oberhalb einer lichtdurchlässigen, leitenden Schicht befindet und wobei ein zwischen dieser leitenden Schicht und einem entfernt gelegenen Monitor ein elektrischer Stromkreis vorhanden ist, der von dieser Speicherröhre elektrische Ablesesignale zum Monitor überträgt, so daß die auf diesem Phosphorbelag gespeicherten Ladungsbilder im Monitor wiedergegeben werden können«

Ein zusätzliches Ziel der Erfindung ist auf ein verbessertes Speichergerät für die Speicherung elektrischer Signale als Ladungsbilder auf einer Kathodenstrahlspeicherröhre gerichtet, bei der gleichzeitig schdftzeichenförmige Ladungsbilder erzeugt werden und ein diesen Ladungsbildern entsprechendes elektrisches Lesesignal von der Speicherröhre zu einer entfernt angeordneten Monitorröhre übertragen wird, um auf dieser Monitorröhre die Signale und die Schriftzeichen wiederzugeben.

Ein noch anderes Ziel der Erfindung ist auf ein Speiohergerät gerichtet, mit dem die Wellenform eines elektrischen Eingangssignals als Ladungsbild auf dem Speicherschirm einer Kathodenstrahlspeioherröhre zusammen mit sohriftzeichenförmigen Ladungsbildern gespeichert werden kann, welche letzteren den Stellungen der Schalter entsprechen, die die Vertikalverstärkung und die horizontale Ablenkgeschwindigkeit dieser Speicherröhre steuern und wobei ein den Ladungsbildern entsprechendes elektrisches Ablesesignal einer entfernt gelegenen Monitorröhre zugeführt wird, um die Bilder dieses Eingangssignals und die sich auf die Schalterstellung beziehenden Schriftzeichen auf dar Monitorröhre wiederzugeben, so daß die Kenndaten der Wellenform des Eingangs-

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signals an der Monitorröhre "bestimmt werden können, ohne auf die Zifferblätter der Schalter zu achten.

Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist auf die Scha-ffung einer verbesserten Betriebsweise einer "bistabilen Speicherröhre gerichtet, bei der der Speicherbereich einer solchen ßöhre über ihre Schreibgeschwindigkeit hinaus erhöht wird, so daß ladungsbilder von hochfrequenten, nicht stationären Signalen während einer, unbeschränkt langen, jedoch steuerbaren Zeit speicherbar sind.

Weitere Ziele und Vorzüge der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden genauen Beschreibung hervor, in'der beispielsweise einige bevorzugte Ausführungsformen an Hand der Zeichnungen beschrieben werden.

In den Zeichnungen zeigt:

Pig. 1 ein s ehe mat is ehe s Schaltbild der einen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speichergerätes,

Pig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Speichersohirmes der Speicherröhre, wie sie im Gerät nach Pig. 1 Verwendung findet,

Pig. 3 ein der Fig. 1 ähnliches schematisches Schaltbild einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speichergeräts und

Pig. 4 ein schematisches Schaltbild einer dritten Aus-' führungsform des erfindungsgemäßen Speicherge

räts, bei dem eine unterschiedliche Art von Speicherschirm verwendet wird«

Die in Pig. 1 veranschaulichte eine Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Speichergerätes enthält eine bistabile Mrektsichtspeicher- röhre 10. Die vertikalen Ablenkplatten 12 der Speicherröhre sind

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mit den wiederzugebenden elektrischen EingangsSignalen verbunden, ■"/eiche einer üJingangsklemme 14 zugeführt und über einen Vertikalverstärker 16 und einen Wahlschalter 18 übertragen v/erden, welcher während des Schreibbetriebes der Speicherröhre in der dargestellten "Schreib"-Stellung steht„ Gleichzeitig sind die Horizontalablenkplatten 20 der Speicherröhre über einen mit dem Schalter gekuppelten Wahlschalter 24 an einen Horizontalablenkgenerator 22 angeschlossen, so daß an die üorizontalablenkplatten eine übliche ansteigende Zeitbasis oder ein lineares Sägezahn-Ablenksignal zugeführt wirdo Uin innerhalb der Speicherröhre befindlicher Speicherschirm 26 wird von einem Schreibstrahl mit Elektronen' hoher Geschwindigkeit bescnossen, welche eine Kathode 28 abgibt. Dieser Schreibstrahl wird während des Schreibvorganges von den horizontalen und vertikalen Ablenkplatten abgelenkt, so daß ein Bild des der Singan^lemme 14 zugeführten Eingangssignals auf den Speicherschirm 26 erzeugt wird«

Für den Fall, daß die Stromdichte des von der Kathode 28 emittierten Schreibstrahles gerigend groß ist, die Spannungsdifferenz zwischen dieser Kathode und dem Schirm 26 hoch genug ist und die Ablenkgeschwindigkeit des den Horizontalablenkplatten 20 zugeführten Zeitbasissignals langsam genug ist, wird ,ein bietabiles ladungsbild des den Vertikalablenkplatten zügeführten Eingangssignals während einer unbeschränkt langen, jedoch steuerbaren Zeit auf dem Speicherschirm 26 dadurch gespeichert, daß dessen Oberfläche gleichförmig mit Flutelektronen langsamer- Geschwindigkeit beschossen wird, welche von den Flutstrahlsyste^en 30 abgegeben werden. Diese bistabile Speicherung wird in üblicher '//eise hervorgerufen, wenn die Elektronen hoher Geschwindigkeit des Schreibstrahles das Sekundärelektronen abgebende -Dielektrikum des Speicherschirmes 26 treffen, so daß auf diesem Dielektrikum Bereiche unterschiedliehen Potentials geschaffen werden_s weiche bezüglich einer kritischen Spannung positiv und negativ SiBd₅,

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Wenn die dem durchsichtigen, leitenden Belag dieses Schirmes zugeführte Gleich-Vorspannung sich innerhalb eines "stabilen Bereiches" der Schirmspannungen befindet, so speichert der PhoBphorbelag ein Ladungsbild. Diese Vorspannung wird dem Speicher· schirm 26 mittels eines veränderbaren Vorspannungswiderstandes

31 zugeführt, welcher in Reihe mit einem festen Ladewiderstand

32 zwischen einer Gleichspannungsquelle von plus 500 Volt und Erde eingeschaltet ist. Der Ladewiderstand ist mit der leitenden Schioht oder dem leitenden Belag dieses Schirmes in der in Zusammenhang mit Fig. 2 besprochenen Weise verbunden.

Der "stabile Bereioh" der Sohirmspannung kann als derjenige Spannungsbereioh definiert werden, welcher zwischen der "Beibehaltungs-Sohwellwertspannung" ("retention threshold voltage"), unterhalb derer keine Speicherung möglich ist, und einer "positiven Verblassungsspannung " ("fade-positive voltage") liegt, oberhalb derer der Speicherschirm vollständig in den ','beschriebenen" oder positiven Zustand durch die Flutelektronen verschoben wird, so daß kein Ladungsbild mehr möglich ist. Es soll darauf hingewiesen werden, daß sich bei unterschiedlicher Dicke des Phosphormaterials auch unterschiedliche stabile Bereiche ergeben. Wenn die Sohirmspannung innerhalb des stabilen Bereiches liegt, so daß eine Speicherung möglich ist, dann erzeugt der Schreibstrahl auf dem dielektrischen Belag negative und positive Gebiete, und zwar hinsichtlich der kritischen Spannung des ersten Schnittpunktes auf der Kurve für die Sekundäremissionseharakteristik des Phosphormaterials. Diese positiven und negativen Gebiete werden während einer unbeschränkt langen, steuerbaren Zeit dadurch beibehalten oder gespeichert, daß dieser Belag im wesentlichen gleichförmig mittels Flutelektronen beschossen wird. Nach Erzeugung dieser positiven und negativen Schirmgebiete durch den Schreibstrahl wird durch die Haltewirkung der Flutelektronen das Ladungsbild beibehalten, in dem die negativen Ladungsgebiete in einen stabilen

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Zustand bei niedriger Spannung in der Nähe des Potentials der - Flutstrahlkathode getrieben und die positiven Gebiete in einen stabilen Zustand bei hoher Spannung getrieben werden, die in der Nähe des Potentials des leitenden Schirmbelages liegt.

Y/ie aus der Fig. 2 hervorgeht, weist der Speicherschirm 26 einen lichtdurchlässigen, leitenden Belag 58 aus Zinnoxyd oder anderem geeigneten leitenden Material auf, welcher auf die Innenfläche einer flachen Glasfrontplatte 60 aufgebracht ist, die mittels einer Dichtung oder einer Verschmelzstelle 64 aus entglastem Glas oder anderem geeigneten Material mit einem keramischen Trich— terteil 62 dee Kolbens der Speicherröhre dicht verbunden ist.

Oberhalb des leitenden Belages 58 ist ein zur Abgabe von Sekundär-

., , . zusammenhängender , _ _ ■ —. _, , . _ elektronen geeigneteii/aiexeictrischer Belag 65 aus Phosphormaterial •gelagert. Der Phosphorbelag weist eine innerhalb eines kritischen Dickenbereiches liegende Dicke auf, bei der das Phosphormaterial ein bistabiles Ladungsbild während einer unbeschränkten langen, steuerbaren Zeit speichern kann<> Der leitende Belag 58 erstreckt sich über Strichlinien 66 aus Glasfritte oder anderem Material, das auf die Innenfläche der Prontplatte 60 aufgebracht ist, so daß eine innere Stricheinteilung geschaffen wird, welche von einer in der Nähe der Außenkante der Prontplatte angeordneten Lichtquelle beleuchtet werden kann.

Um zwischen der Außenseite des Speicherröhrenkolbens und dem innerhalb dieses Kolbens befindlichen leitenden Belag 58 eine Verbindung herzustellen, kann ein Teil dieses leitenden Belages durch die Glasverschmelzung 64 zur Außenkante der Prontplatte 60 verlängert werden. An der Außenfläche des Keramiktrichters 62 kann ein mit dem leitenden B=La^ 58 in Berührung stehender leitender Überzug 68 aus Silber oder anderem geeigneten leitenden Material vorgesehen werden, so daß dieser leitende Belag mit der Gleich-Vorspannung am Ladewiderstand 32 verbunden werden kann. An

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der Innenfläche des Keramiktrichters 62 kann ein Vfendbelag 70 aus Silber oder anderem geeigneten leitenden Material dicht neben dem Schirm 26 angeordnet werden. Dieser Wandbelag kann an eine Vorspannung von plus 50 YoIt Gleichspannung angeschlossen werden, um die von den Flutstrahlsystemen 30 abgegebene!Flutelektronen zu fdfcusieren und kolliminieren, so daß sie sich in einer senkreoht zur Ebene des Phosphorbelages 65 befindlichen Richtung bewegen, wenn sie auf diesen Phosphorbelag auftreffen. Die von-der Rückseite des Belages emittierten Sekundärelektronen werden teilweise vom Y&idbelag 70 und teilweise vom Schirmbelag 58 aufgesammelt ι da wegen der halbkontinuierlichen Ausbildung des Phosphorbelages -diese Elektronen durch den Belag zu dem Überzug des Schirmes gelangen können. Der Phosphorbelag kann eine Mischung aus einem Material mit guten Sekundäremissionseigenschaften, wie beispielsweise Magnesiumoxyd (MgO) enthalten, so daß die Schreibgeschwindigkeit des Speicherschirmes erhöht wird, ohne die Helligkeit und den Kontrast des vom Phosphormaterial erzeugten Lichtbildes zu stark zu vermindern. Es wurde gefunden, daß eine Mischung von 25 Gew.$ Magnesiumoxyd und 75 Jew.?o Phosphor des Typs P-1 die Schreibgeschwindigkeit um den Factor 20 oder mehr bis zu einer Million cm je Sekunde erhöht, wobei eine hohe Helligkeit und ein guter Kontrast des Lichtbildes beibehalten wird. üb soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß bei weiterer Erhöhung des Anteiles an Magnesiumoxyd/Helligkeit und der Kontrast auf unzureichende Werte sinken können, während die Schreibgeschwindigkeit blosB um einen weiteren Faktor von 2 bis 4 erhöht wird.

Der an den leitenden Überzug des Speicherschirmes 26 angeschlossere Ladewiderstand 32 ist auch noch über einen (Jleichstromblock- oder Y/echselstromkopplungskondensator 34 mit dem Steuergitter oder einem anderen "Z-Aohsen"-Eingang einer Fernsehröhre oder einer anderen Monitorröhre (Kontrollbildröhre) 36 verbunden. Durch

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Abtastung des auf dem Phosphorbelag dieses Schirmes gespeicherten Ladungsbildes mit einem ebenfalls von der Kathode 28 emittierten Lese-Elektronenstrahl wird an der leitenden Schicht des Schirmes ein elektrischer Lesestrom erzeugt. Dieser Lesestrom wird mittels des Ladewiderständes 32 in eine Lesespannung umgewandelt, welche dem Z-Aehseneingang der Monitorröhre zugeführt wird, so daß er deren Helligkeit übereinstimmend mit dem Ladungsbild moduliert. Das Ablesesignal wird zuerst über einen Transistorvorverstärker 38 mit kleiner Eingangsimpdeanz übertragen, um eine Aufnahme von Störungen in dieses Signal zu verhindern, worauf das Ablesesignal vor dem Anlegen an die Monitorröhre durch einen Leistungsver-

yertika] stärker 40 geschickt wird. Die Horizontal- und/Ablenkplatten der Monitorröhre 36 sind in gebräuchlicher V/eise an einen Rastersignalgenerator 42 angeschlossen, der an diese Ablenkplatten Sägezahnsignale unterschiedlicher Frequenz -anlegt, so daß der Fluoreszenzschirm der Monitorröhre mit einem Fernsehraster abgetastet wird. Es kann somit den Yertikalablenkplatten ein Vertikalrastersignal in Form einer Sägeζahnschwingung von βΟΙ'/ζ zugeführt werden, während an die Horizontalablenkplatten dieser Monitorröhre ein Horizontalrastersignal in Form einer Säge zahns chwingung von 15750 Hz angelegt wird. Während des elektrischen AtIe. se Vorganges der Speicherröhre werden die Wahlschalter 18 und 24 aus-1er" in Figo 1 veranschaulichten "Schreib"-Stellung in die "Lese"-3t ellung gebracht, so daß die Ablenkplatten dieser Röhre vom fertikalverstärker 10 und vom Horizontalablenkgenerator 22 ge- ;rennt und an den Rastsignalgenerator 42 angeschlossen werdeno )adurch gelangt das Yertikalrastersignal zu den Vertikalablenk-)latten 12 der Speicherröhre und das Horizontalrastersignal au Len Horizontalablenkplatten 20 derselben Röhre und es wird von ir Kathode 28 ein elektronischer Ablesestrahl erzeugt;, der über-.en Phosphorbelag der Speicherröhre 26 in einem Rastermuster- ;jmchron zur Monitorröhre 36 geführt,wird.

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Um zu verhindern, daß während der elektrischen Ablesung durch den Lesestrahl auf dem Speicherschirm ein Rastermuster gespeichert wird, ist an das Steuergitter 44 der Speicherröhre mittels des Wahlechalters 46 eine Spannung angelegt, welche gegenüber der Spannung negativer ist, wie sie während des SehreitVorganges diesem Steuergitter zugeführt wird. Dadurch wird die Stromdichte des Lesestrahls kleiner gemacht als diejenige des Schreibstrahles, so daß der Lesestrahl kein Speicherbild erzeugt, auch wenn die Spannungsdifferenz zwischen der Kathode 28 und dem Speicherschirm 26 oder die Geschwindigkeit der Elektronen dieses Lesestrahles im wesentlichen die gleiche wie diejenige des Schreibstrahles ist und ein relativ langsames Horizontalraster Anwendung findet. Der Lesestrahl tastet somit das auf dem Phosphorbelag 65 einer Speicherröhre 26 hervorgebrachte Ladungsbild ab und erzeugt an dem leitenden Überzug 58 dieses Speicherschirmes ein Lesesignal, das diesem Ladungsbild entspricht, wobei letzteres nicht verändert wird. Wenn somit der Lesestrahl auf "unbeschriebene" oder Hintergrundgebie^.e des Phosphorbelages auftrifft, wird am Ladewiderstand 32 eine positive Lesespannung erzeugt. Wenn jedoch der Lesestrahl ein "beschriebenes" Gebiet des Schirmes trifft, erzeugt er am Ladewiderstand einen negativ werdenden Spannungsimpuls. Das Lesesignal hat daher die Form eines positiven rechteckförmigen Signals mit mehreren in negativer Kichtung verlaufenden spitzen Abschnitten, welche der Zeit entsprechen, in der der Lesestrahl eine gespeicherte Spur kreuzt.

Da die Speicherröhre 10 ein einziges Elektronenstrahlsystem sowohl für die Erzeugung des SchreibBtrahles als auch für die Erzeugung des LeBestrahles verwendet, sind Wahlschalter 18, 24 und 48 erforderlich, um für dieses Elektronenstrahlsystem eine zeitliche Aufteilung zwischen den Lese- und Schreibvorgängen zu schaffen» Es soll weiter darauf hingewiesen werden, daß der in der ganzen Patentanmeldung verwendete Ausdruck "Torspannung",, sich auf die zwisehenErde und die fragliche Elektrode angelegte Ruhegleich-

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spannung (Gleichspannung oIie Signal) "bezieht und nicht auf die Spannungsdifferenz zwischen dieser Elektrode und einer Kathode, Wenn sich beispielsweise der Schalter 46 in der veranschaulichten "Schreib"-Stellung befindet, dann beträgt die an das Steuergitter 44 angelegte Vorspannung minus 3025 Volt, während zwischen der Kathode 28 und diesem Gitter eine Spannungsdifferenz von plus 25 Volt vorhanden ist. Yfenn auch die Austastung der Speicherröhre 10 während der Rücklaufbewegung des Elektronenstrahls nicht erörtert wurde, so ist es doch klar, daß die Speicherröhre mit Ab^- lenkaustastplatten oder -elektroden ausgestattet werden kann-, die an einen noch anderen, mit den übrigen Wahlschaltern gekuppelten Wahlschalter angeschlossen sein können, so daß der Rücklaufabschnitt des Horizontalablenksignals während des "Schreibens" das Austastsignal erzeugt und der Rücklaufabschnitt des Horizontalrastersignals dieses Austastsignal während des "Lesens" hervorruft O

Es kann sich als wünschenswert erweisen, ein getrenntes Lesesystem in der Speicherröhre 10' zu verwenden, welches eine Kathode 52 aufweist, die an eine gegenüber der Kathode 28· des Schreibsystems positivere Spannung angeschlossen ist, wie aus Pig» 3 hervorgeht„ Dadurch werden die Wahlschalter 18, 24 und 26 unnötig und es können gleichzeitig Lese- und Sohreibvorgänge ausgeführt werden, so daß ein elektrisches Lesesignal während des Betriebes der Speicherröhre 10' dauernd erhalten werden, kann. Das Speiohergerät der Pig. 3 ist demjenigen der Pig. 1 ähnlich, so daß mit gleichen Bezugszeiohen übereinstimmende Bauteile gekennzeichnet sind. Aus diesem Grund sollen nur die zwischen den beiden Geräten vorhandener Unterschiede erläutert werden. Die Vertikalablenkplatten 48 dee Schreibsystems stehen mit dem Vertikalrastersignal in Verbindung, das vom R'aBtersignalgenerator 42 · erzeugt wird, während die Horizontalablenkplatten 50 dieses Elektronenstrahlsystems das von einem derartigen Generator erzeugte Horizontalraetersignal halten.

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Wenn auch die Katliode 52 des Lesesystenis an eine positivere Spannung als die Kathode 28' les Schreibsystems angeschlossen ist, um zu verhindern, daß durch den Lesestrahl eine Speicherung erfolgt, bo soll doch darauf hingewiesen werden, daß es bequemer ist, diese beiden Kathoden an das gleiche Potential zu legen und dem Lesestrahl eine niedrigere Stromdichte als dem Schreibstrahl zu erteil-en. In diesem Fall wird das Steuergitter 54 des Lesesyüuems an eine negativere Spannung als das Steuergitter 54' des Schreibsystems angelegt, und zwar in ähnlicher V/eise, wie dies beim Wählschalter 46 in Fig. 1 der Fall ist.

Das Speichergerät nach Fig. 3 kann zur Speicherung hochfrequenter Einschwing- oder Stoßsignale (transient signals - schneller nicht stationärer Signale) verwendet werden, die schneller als die Schreibapsohwindigkeit der Speicherröhre verlaufen, so daß der Schreibstrahl ohne die zusätzliche, nachstehend beschriebene Maßnahme nur ein zeitweiliges Ladungsbild auf dem Speicherschirm erzeugt und keine bistabile Speicherung eines derartigen Bildes für eine unbeschränkt lange, steuerbare Zeit hervorrufen kanrio Wenn der Ausgang des Verstärkers 40' mittels eines Wahlschalters 56 über einen Blockkondensator 57 mit dem Steuergitter 54 des Lesesystems dadurch verbunden wird, daß der Schalter zur Übertragung des Lesesignals auf dieses Steuergitter in die "Speicher"-Stellung gebracht wird, so erfolgt in Übereinstimmung mit dem Lesesignal eine Anhebung der Stromdichte des Lesestrahles, bis dieser Leaestrahl ein auf dem Schirm 26' gespeichertes Bild erzeugt. Wenn daher der Schreibstrahl auch nicht eine bistabile Speicherung des Einsohwing- oder Stoßsignales hervorruft, so err· zeugt er doch ein "zeitweiliges Ladungsbild dieses Signals am Speicherschirm. Tastet der Lesestrahl den Schirm ab, so erzeugt er ein diesem zeitweiligen- Ladungsbild entsprechendes Lesesignal, das zum Steuergitter 54 des Lesesystems zurückgeführt wird. Auf diese Weioe moduliert das Leaesignal die Intensität des Lesestrahls

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und "bewirkt, daß vom Lesestrahl auf dem Speicher schirm ein Ladungsbild oder -muster "geschrieben" wird. Dieses gespeicherte Ladungsbild und das ihm entsprechende Lichtbild stellt eine Wiedergabe des Einschwing- oder Stoßsignals dar. Üs soll darauf hingewiesen werden, daß eine gewisse Zeitverzögerung vorhanden ist, bevor das Lesesignal über die Kopplungskondensatoren 34 und 57 und die Verstärker 38' und 40' zum Steuergitter 54 übertragen werden kann, so daß das gespeicherte Ladungsbild gewöhnlich etwas gegenüber dem vom Schreibstrahl erzeugten zeitweiligen Ladungsbild verschoben ist, was jedoch kompensiert werden kann. Ein anderes Verfahren, um eine Speicherung eines Einschwing- oder Stoßvorganges, der nur ein zeitweiliges Ladungsbild hervorruft, zu erhalten, würde sich durch Verwendung einer zweiten Speicherröhre ergeben. Das dem zeitweiligen Ladungsbild des Einschwing- oder Stoßsignales entsprechende Lesesignal kann zu einem zweiten Speioherröhrensystem übertragen und in normaler Weise' gespeichert werden. Dieses Verfahren vermeidet somit die durch die Verzögerung und Verschiebung auftretenden Schwierigkeiten, wie sie bei dem vorerwähnten Verfahren der Speicherung nicht stationärer Wellenformen auftreten. Die Vorspannungswiderstände 31 und 31' der Pig.1 und 3 aind natürlich einstellbar, so daß die dem leitenden Belag oder überzug 58 zugeführte Schirmspannung verändert und das auf ien Schirmen 26 und 26' gespeicherte Ladungsbild gelöscht werden kann. Dies wird in üblicher Weise dadurch erreicht, daß die Schirmspannung über die "positive Verblassungsspannung" angehoben und lann über den stabilen Spännungsb3?eich hinweg unter die "Beibelaltungs-Schwellwertsspannung" abgesenkt wird, bevor sie auf eine Innerhalb des stabilen Bereiches befindliche Spannung zurückgesracht wird. Wenn zwar in der Zeichnung dargestellt ist, daß die lonitorröhre 36« in der "Lesdt-Stellung des Schalters 56 mit dem jesesignalverstärker 40* verbunden und in der "Speicher"-Stellung tieses Schalters von dem genannten Verstärker getrennt ist, so doch darauf hingewiesen werden, daß der Z-Aohsen-Eingang der

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Monitorröhre auch in der "Speiclier^ll-Stellung des Schalters mit dem Leseverstärker verbunden sein kann, so daß ein Teil des Leseeignals gleichzeitig zur Monitorröhre und zum Lesesystem der Speicherröhre übertragen wird. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, zwischen den beiden Schaltstellungen hin- und herzuschalten. Das zum Lesesystem zurückgeführte Lesesignal kann natürlich anstelle dem Steuergitter 54 nach einer Umkehrung dieses Leeesignals auch der Kathode 52 dieses Systems zugeführt werden, da die Potentialdifferenz zwischen der Kathode und dem Steuergitter die Stromdichte oder Helligkeit des Lesestrahles festlegt.

Die Fig« 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Speicherschirmes oder der Speicherauftreffplatte sowie des zugehörigen Ablesekreises, welche bei den Speicherröhren nach Fig. 1 und 3 zur Anwendung gelangen kann. Dieser Speicherschirm 26" enthält mehrere, mit Abstand voneinanaer angeordnete leitende Flächen 74» 76 und 78 anstelle des leitenden Überzuges 58 gemäß Fig. 2. Die leitenden Flächen 74 und 76 sind durch einen schmalen horizontalen Spalt im leitenden Material voneinander isoliert, so daß die Wiedergabefläche für die Signalwellenform in zwei unabhängige Speicherflachen aufgeteilt ist. Jede leitende Fläche 74 und 76 ist ähnlich wie in Fig. 2 veranschaulicht, mittels eines leitenden Abschnittes an eine unterschiedliche positive GIeich-Vorspannung über veränderbare Vorspannungswiderstände 81 und 82 angeschlossen, welche jeweils über Ladewiderstände 83 bzw. 84 mit Erde verbunden sind. Die Ladewiderstände 83 und 84 sind über BlockkondenBatoren 85 bzw. 86 mit der Monitorröhre 36^!l verbunden. Auf diese Weise können die über diesen leitenden Flächen liegenden Phosphorbeläge 65'' unabhängig voneinander entweder speichernd oder nicht.speichernd betrieben werden, und zwar einfach dadurch, daß die an die leitenden Überzüge angelegten Schirmspannungen geändert werden· Eine Sohirmfläohe kann daher als Vorbetrachtungsfläohe benutzt

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werden, auf der eine nicht gespeicherte Wellenform untersucht - werden kann, bevor diese auf der anderen Speicherfläche gespeichert wird. Bei der veranschaulichten Stellung der veränderbaren Widerstände 81 und 82 wird der oberen leitenden Fläche 74 eine Spannung von +150 Volt zugeführt, während an die untere leitende Fläche 76 eine Spannung von +100 Volt angelegt wird. Beträgt die Beibehaltungs-Schwellwertspannung bei der speziell vorliegenden Dicke des Phosphorbelages +125 Volt, so wird auf den Phos-,phorbelag, der sich oberhalb der unteren Fläche 76 befindet, eine darauf aufgebrachte Signalwellenform 87 nicht gespeichert (durch strichlierte Linien gekennzeichnet) und wird von der"Monitorrb'hre 36 ^fl nicht wiedergegeben. Da jedoch der obere leitende Überzug 74 an eine Spannung angeschlossen ist, die größer als die Beibehaltungs-Schwellwertspannung ist und innerhalb des stabilen 'Bereiches der Schirmspannung liegt, wird eine auf dem oberhalb dieses leitenden Belages befindlichen Phosphorbelag aufgezeichnete Signalwellenform 88 gespeichert, worauf durch die ausgezogene Linie hingewiesen wird_o Die leitenden Überzüge 74 und 76 sind über Kopplungskondensatoren 85 bzw, 86 mit dem Z-Achsen-lingang der Monitorröhre 36'' verbunden Das durcn Abtastung der oberfläche des Phosphorbelages 65'' durch den Lesestrahl erzeugte elektrische Lesesignal wird daher zur Monitorröhre übertragen und erzeugt eine der gespeicherten Wellenform 88 entsprechende Wellenform 90.

Die dritte leitende Fläche 78 ist von der Fläche 76 durch einen Spalt 91 getrennt und kann in mehrere, voneinander mit Abstand angeordnete leitende Flächen 92 in der Form von Schriftzeichen aufgeteilt sein, welche jeweils mittels voneinander isolierter Leiterabschnitte eine durch die Glasverschmelzung der Speicherröhre hindurchgeführte Verbindung aufweisen. Jede Schriftzeichenfläche ist an eine unterschiedliche positive Vorspannungs-Gleichstromquelle über mehrere veränderbare Vorspannungswiderstände

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verbunden, die über feste Ladewiderstände 95 mit Erde in Verbindung stehen. Wegen dieser Vorspannungswiderstände können die Schriftzeichenflächen 92 an unterschiedliche Schirmspannungen von beispielsweise + 250 oder +100 Volt Gleichspannung angeschlossen werden, die sich oberhalb der positiven"Verblassungsspannung" bzw. unterhalb der "Beibelmltungs-Sciiwellwert'sspannung" für den Speicherschirm befinden. Bei den angegebenen Spannungen werdon daher die Abschnitte des Phosphorbelages, welche sich über den schriftzeichenförmigen leitenden Gebieten ".05 v/cm" befinden, durch die Wirkung der Flutelektronen vollständig "beschrieben", so daß ein Ladungsbild und ein diesem äliLiches Lichtbild entsprechend der Gestalt der Schriftzeichenflächen erzeugt wird. Dies bedeutet, daß jede Zentimetereinheit der' Vertikalkoordinate der Strichskala 66* * gleich 0,05 Volt ist. Die anderen Schriftzeichenflächen "^" und "0" können jedoch keine gespeicherten Bilder erzeugen, wenn sie an die angegebenen Schirmspannungen angeschlossen sind. Da jede der Schriftzeichenflächen 92 an den Z-Achsen-Eingang der Monitorröhre 36'· über getrennte Blockkondensatoren 96 angeschlossen ist, wird ein den gespeicherten Schriftzeichenbildern entsprechendes Ablesesignal zur Monitorröhre übertragen und erzeugt dort eine ähnliche Wiedergabe 98 des Schriftzeichens· Diese Schriftzeichenanzeige kann zur Kennzeichnung der Stellung der Schalter verwendet werden, welche die Vertikalverstärkung (dargestellt) und die horizontale Ablenkgeschwindigkeit (nicht dargestellt) des Schreibsystems in der Speicherröhre steuern. Daraus ergibt sich, daß die Einheiten der Strichskala der Speicherröhre direkt auf dem Speicherschirm und daher auch auf der Monitorröhre wiedergegeben werden. Der Beobachter kann daher auf der Monitorröhre die Spannungs- und Zeitkenndaten der gespeicherten Wellenform 90 bestimmten, ohne die Zifferblätter der fraglichen Schalter vor Augen zu haben_o Es ist dadurch auch ffi8glioh_t von der Wellenform hergestellte fotografische Aufnahmen automatisch Mit den Spannungs- und Zeiteinheiten dieser Wellenform sü bezeichnen*

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Die Fernsehmonitor»röhre 36 und 36'· kann natürlich, durch irgendeine andere Speicherröhre ersetzt v/erden, um die wiedergesehene Wellenform 90 zu speichern» Wahlweise kann anstelle der Monitorröhre ein Koordinatenschreiber (X-Y recorder) oder eine andere elektromechanisch^ Vorrichtung verwendet werden. Y/eiterhin kann das Ablesesignal mehr als einer Speicherröhre einer einzigen Monitorröhre zugeführt werden,/daß die Y/ellenforiaen zum Vergleich nebeneinander an der Monitorröhre beobachtet werden können. Führt man dies, durch, so kann die Polarität des Lesesignals umgekehrt werden, so daß ein Signal positiv ist und eine helle Spur erzeugt, während das andere Signal negativ ist und eine dunkle Spur erzeugt, wodurch der Beobachter die Quellen erkennen kann, von denen die Spuren stammen. Ein anderer Vorteil der Monitorröhre besteht darin, daß sie zur Vergrößerung eines Teiles der gespeicherten Wellenform verwendbar ist, indem ein Teil des Speicherschirmes abgetastet wird, während die Ablenkung die gesamte Oberfläche der Monitorröhre bestreicht. Zusätzlich können auch andere Arten oder Muster der Abtastung anstelle des genormten Fernsehrasters zur Anwendung gelangen, beispielsweise eine kreisförmige Abtastung nach Art der Polarkoordinatenröhren, wie sie in Hadaranlagen gebracht werden»

Alle beschriebenen und gezeigten Einzelheiten sind erfindungswesentlich »

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BAD ORIGINAL

Claims

Patentansprüche

ii Kathodenstrahlspeichergerät, gekennzeiclmet durch einen Speicherschirm mit einem Sakundär-Elektranen abgebenden, auf ein lichtdurchlässiges, elektrisch leitendes Trägerteil aufgebrachten dielektrischen Speicherbelag'aus Phosphormaterial, dessen Dicke innerhalb des Dickenbereiches liegt, in dem das Phosphormaterial ein darauf erzeugtes Ladungsbild während einer unbestimmt langen, steuerbaren Zeit speichert; eine Schreibeinrichtung, die den Phosphorbelag mit Sehrdb- oder Aufzeichnungselektronen hoher Geschwindigkeit beschießt, um durch Hervorrufen einer Sekundärelektronenemission vom Phoophorbelag ein Ladungsbild auf diesem zu erzeugen, so daß sich Gebiete unterschiedlichen Potentials auf dem Phosphorbelag bilden, die gegenüber einer kritischen Spannung positiv ind negativ sind, und um ein dem Ladungsbild entsprechendes leuchtendes Bild auszustrahlen; eine den Phosphorbelag mit zur Aufrechterhaltung des Ladungsbildes bestimmten Elektronen (Halteelektronen) langsamer Geschwindigkeit beschießende Halteeinrichtung zur Aufrechterhaltung des Ladungsbildes auf dem Phosphorbelag nach Beendigung des Beschüsses mit Schreibelektronen; Lese- oder Abtasteinrichtungen, die in einem regelmäßigen Muster einen aus Elektronen bestehenden Lesestrahl über die Oberfläche dee Phosphorbelages führt, um im leitenden Bereich des Trägerteils ein dem Ladungsbild entsprechendes elektrisches Lese- oder Abtastsignal zu erzeugen_e
2. Gerät naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Irägerteil eines aus isolierendem Material bestehende lichtdurchlässige Trägerplatte ist, auf der unterhalb des Phosphorbelages ein lichtdurohlässiger Überzug auB leitendem Material aufgebracht ist.

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3. Geiä nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte die Glasfrontplatte einer Kathodenstrahlspeicherröhre ist, und daß der leitende Überzug aus Zinnoxydmaterial "besteht_o
4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Überzug in mehrere voneinander isolierte Flächen aus leitendem Material auf-geteilt ist, und eine Einrichtung aufweist, mit der unterschiedliche Speisegleichspannungen den leitenden Flächen zuführbar sind, so daß die über den leitenden Flächen befindlichen Abschnitte des Phosphorbelages unabhängig voneinander speichernd oder nicht speichernd betrieben werden können.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einige leitende Flächen in Form von Schriftzeichen ausgeführt sind, um die Stellungen der Schalter anzuzeigen, welche die Vertikalverstärkung und die Horizontalablenkgeschwindigkeit der Kathodenstrahlspeicherröhre steuern,,
6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche., dadurch gekennzeichnet, daß die Ableseeinrichtung einen Monitor (Kontrollbild gerät)und Verbindungseinrichtungen zur Übertragung des elektrischen Lesesignals zum Monitor enthält, um die auf dem Speicherschirm erzeugten Ladungsbilder an einer entfernt gelegenen Stelle wiederzugeben·
7. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es einen zwischen den Monitor und den Speicherschirm eingeschalteten, für die Verstärkung des Lesesignals bestimmten Signalverstärker-: kreis enthält.
8. Gerät nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Monitor.aus einer anderen Kathodenstrahlspeicherröhre besteht.

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9« Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Rückkopplungseinrichtung enthält, welche einen Teil des Lesesignals zur Leseeinrichtung überträgt, um die Intensität des Lesestrahls übereinstimmend mit dem Lesesigiiai^uodiilierav so daß das von den Schreibelektronen auf dem Phosph.oi^lbelag zeitweilig ausgebildete, jedoch nicht zur Speicherung gelangende Ladungsbild eines hochfrequenten Einschwingungs- oder Stoßsignals gespeichert wird»