DE1464544C - Speicherrohrenschaltung mit einer direkt abbildenden Speicherrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Speicherröhrenschaltung mit einer direkt abbildenden Speicherröhre, die eine elektrische Speicherelektrode mit einem Gitter oder Netz, das auf einer Seite einen Isolator trägt, eine Schreibstrahlquelle, die mit einem signalmodulierten Elektronenstrahl die Speicherelektrode abtasten kann, um auf dem Isolator gemäß den Signalen elektrische Ladungen zu speichern, eine Rieselstrahlquelle, um die wirksame Fläche des Speichers mit einem im wesentlichen gleichförmig dichten Riesel-Elektronenstrahl zu berieseln, und einen Leuchtschirm, der die durch den Speicher hindurchtretenden Rieselstrahlelektronen aufnimmt, aufweist und bei der Mittel vorgesehen sind, um zwischen dem Gitter oder Netz der Speicherelektrode und der Rieselstrahlquelle der Röhre zwei aufeinanderfolgende periodische Potentiale zuzuführen.

Es ist bekannt, daß bei einer derartigen Röhre das gespeicherte Ladungsbild auf dem Speicheraufbau bestimmt, ob Rieselstrahlelektronen an irgendeiner Stelle hindurchtreten können oder nicht, um den Leuchtschirm zu erreichen, auf dem entsprechend ein durch Signale gegebenes Bild erscheint. Derartige Röhren werden nachfolgend kurz direkt abbildende Speicherröhren genannt.

Bekannte Schaltungsanordnungen mit direkt abbildenden Speicherröhren erzeugen sogenannte Halbtonbilder, wobei die gespeicherten Ladungen den modulierenden Signalen entsprechen und diesen etwa proportional sind, so daß Licht und Schatten in Abstufungen zwischen völlig hell und völlig dunkel im sichtbaren Bild erzeugt werden. Bei derartigen Schaltungsanordnungen ist es auch bekannt, dem Gitter der Speicherelektrode periodische Spannungsimpulse zuzuführen, die dazu dienen, die Geschwindigkeit, mit der die Halbtonbilder auf dem Speicherschirm entladen werden, zu steuern.

Im Hinblick auf eine längere Speicherung und die Erzielung hellerer und schärferer Bilder können wesentliche Vorteile erzielt werden, wenn die Halbtonbilder durch »Schwarz-Weiß«-Bilder ersetzt werden, d. h. durch Bilder, die in allen Teilen entweder eine vorgegebene annähernd konstante Helligkeit besitzen oder völlig dunkel sind. Dies kann man durch eine Schaltungsanordnung erreichen, durch die die Röhre bistabil betrieben wird, so daß Signale oberhalb einer bestimmten Stärke, mit denen der Schreibstrahl moduliert wird, Ladungen speichern, die Rieselstrahlelektroden veranlassen, durch das Speichergitter oder -netz an den Punkten, an denen solche Ladungen gespeichert sind, mit voller Stärke hindurchzutreten, während Signale unterhalb einer vorgegebenen Stärke an entsprechenden Stellen des Speicheraufbaus den Durchtritt von Rieselelektronen im wesentlichen sperren.

Hs ist bereits eine derartige bistabil betriebene Röhre bekannt, bei der dem Speichergitter aufeinanderfolgende Impulse gleicher Größe_; .zugeführt werden, die bewirken, daß bei Fehlen von durch Signale erzeugten Ladungen der Isolator auf ein vorgegebenes Potential stabilisiert wird, um den Durchtritt von Rieselstrahlelektronen zu verhindern, und bei Vorhandensein von durch Signale erzeugten Ladungen eine Stabilisierung auf einem zweiten Potential erfolgt, um den Durchtritt von Rieselstrahlelektronen zu gestatten, und wobei die Amplitude der zugeführten Impulse größer als das Übergangspotential der FJektronenemissionscharakteristik des Speichergitters ist und durch diese Impulse erreicht wird, daß ein »schwarz« entsprechender Pegel mehr in den Schwarzbereich und ein dem Wert »weiß« entsprechender Pegel noch mehr in den Weißbereich getrieben wird.

Der wesentlichste Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß die zugeführten Spannungsimpulse relativ große Amplitude besitzen müssen und demgemäß bei der Umwandlung eines

ίο weißen Bereiches auf dem Gitter in einen schwarzen Bereich das Gitterpotential über einen großen Spannungsbereich geändert werden muß, was zur Folge hat, daß zur Umwandlung relativ viel Zeit benötigt wird und damit die Ansprechzeit sehr groß wird und während der Übergangsperiode von einem »schwarzen« Pegel zu einem »weißen« Pegel beträchtliche Verzerrungen auftreten können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute und zuverlässig im bistabilen Betrieb arbeitende Speicher-röhrenschaltung der eingangs angeführten Gattung zu schaffen, die möglichst geringe Übergangszeiten zwischen den beiden Betriebszuständen besitzt und praktisch verzerrungsfrei arbeitet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Werte der dem Gitter oder Netz der Speicherelektrode periodisch zugeführten beiden Potentiale verschieden und in bezug auf die »Sekundäremission-Spannungs«-Kennlinie des Isolators so gewählt sind, daß bei Fehlen von durch SJghale· erzeugten Ladungen das größere der beiden^iPotentiale allein ein Sekundäremission-Verhäitnil*in bezug auf die Rieselstrahlelektronen erzeugt, das etwa um so viel über EINS liegt wie das allein durch das kleinere Potential erzeugte entsprechende Sekundäremissions-Verhältnis unter EINS liegt, und daß dadurch der Isolator bei Fehlen von durch Signale erzeugten Ladungen auf ein erstes vorgegebenes Potential stabilisiert wird, bei dem der Durchtritt von Rieselstrahlelektronen unterbunden ist und bei Vorhandensein von durch Signale erzeugten Ladungen der Isolator auf ein zweites vorgegebenes Potential stabalisiert wird, bei dem ein Durchtritt von Rieselstrahlelektronen möglich ist.

Vorzugsweise sind die Folgefrequenzen beider Potentiale gleich und konstant.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die vorgenannten Potentiale in Form von in zeitlichem Abstand qufeinanderfolgenden Rechteckimpulsen zugeführt. ,<

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei ist Figrl eine vereinfachte schematische Abbildung einer Speicherröhre und Fig. 2 ein erläuterndes Diagramm·

Die in Fig. 1 dargestellte direktabbildende Speicherröhre ist von bekannter Bauform und weist .; innerhalb eines evakuierten Gehäuses E ein Speichernetz SM,. eine Schreibstrahlquejle und eine Riesel-..strahlqiielle auf der einen Seite des Netzes und einen Leuchtschirm7\S auf der anderen Seite des Netzes auf. Der Leuchtschirm ist dabei, wie üblich und dargestellt, auf der Innenseite der Abschlußwand des Gehäuses angebracht und hat auf. der dem Netz zugekehrten Seite eine metallische Hinterlegung, der im Betrieb ein positives Potential zugeführt wird. Die Schreibstrahlquelle umfaßt eine Katode WC, Steuerelektroden oder sogenannte Gitter WGi, WGl und WG3 (das letztere dient zur Fokussierung), sowie

aufeinander senkrecht stehende Ablenkplattenpaare D zur Erzeugung des Schreibstrahlfleckes bzw. dessen Ablenkung über das Speichernetz nach einem vorgegebenen Schema. Die Rieselstrahlquelle umfaßt eine Katode FC und Elektroden FG1, FG 2 und FG3, wobei FG3 durch einen Waridniederschlag und FG 2 teilweise durch einen Wandniederschlag gebildet wird. Ein Sekundärelektronen-Sammelnetz CM zum Sammeln der Sekundärelektronen von dem Speichernetz SM ist auf der der Strahlquelle zugekehrten Seite der Speicherelektrode dieser benaclv bart vorgesehen. .

Die abzubildenden Signale werden der Schreibstrahlsteuerelektrode WGl von einer Signalquelle 55 zugeführt, um den abtastenden Schreibstrahl in seiner Intensität zu modulieren. Eine periodische Welle, die aus zwei annähernd rechteckförmigen Impulsen verschiedener Amplitude und gleicher Dauer besteht, wird von einer Quelle PS zusammen mit einem Gleichspannungs-Potential, dessen Wert am besten durch Versuch ermittelt wird, der Hinterlegungselektrode (nicht einzeln dargestellt) des Speichernetzes SM zugeführt. . - ·

Der obere Teil von Fig. 2 zeigt den Verlauf des Sekundäremissions-Verhältnisses R (Verhältnis der emittierten Sekundärelektronen zu den einfallenden , Primärelektronen) über der Spannung V der Isolierfläche des Speichernetzes gegen die Rieselstrahlquellen-Katode einer direkt abbildenden Speicherröhre nach Fig. 1. Die horizontale Linie X stellt das Sekundäremissions-Verhältnis EINS dar. Im unteren Teil der Fig. 2 ist in herkömmlicher Art die Wirkung der von der Quelle PS zugeführten Impulse dargestellt. Dabei ist vertikal die Zeit T aufgetragen, und über dieser sind horizontal die Werte der Spannung V der Isolierfläche des Speichernetzes SM gegenüber dem Potential der Rieselstrahl-Katode, vorausgesetzt, daß die Rieselstrahlquelle in Betrieb ist, aufgetragen. Nimmt man an, daß keine Ladungen in das Netz eingeschrieben sind, so wird die Isolierfläche des Speichernetzes, wenn eine Folge kleiner Spannungsimpulse mit einer Amplitude Pl der Hinterlegungselektrode des Speichernetzes zugeführt werden, Elektronen von; idem Rieselstrahl während des Auftretens der Impulse aufnehmen und selbst eine negative Spannung annehmen, die annähernd gleich der Amplitude der Impulse von beispielsweise — 4 Volt ist. Eine derartige Spannung ist stärker, negativ als die, die schwarz (d. h. völlig dunkel) auf dem Bildschirm entspricht. Unter diesen Bedingungen treten keine Rieselelektronen durch das Netz zu dem Bildschirm während der Zwischenräume zwischen den Impulsen hindurch. Dies entspricht der Anfangseinstellung der Röhre.

Nimmt man nun an, daß eine periodische Wellenform aus zwei annähernd rechteckförmigen Impulsen mit zeitlichem Abstand voneinander und verschiedenen, in der Fig. 2 dargestellten Amplitude Pl und P 2 dem Gitter oder Netz zugeführt werden, und nimmt man weiterhin an, daß keine Signale der Speicherelektrode eingeschrieben sind, so ist in dem dargestellten Fall die Amplitude des Impulses P 2 derart, daß ein Sekundäremissions-Verhältnis R, welches gerade über EINS liegt (d. h., die Amplitude ist so groß, daß das Potential des Isolators gerade das sogenannte erste Übergangspotential, bei dem die Sekundäremissionskurve in F i g. 2 die Linie X schneidet, überschreitet), erzeugt wird. Daraus ergibt sich, daß während des Auftretens des Impulses/'2 Rieselstrahlelektronen, die auf dem Isolator der Speicherelektrode auftreffen-,: dessen Potential positiv anheben. Der folgende Impuls Pl hebt-nun das Potential des Isolators um einen geringen Betrag positiv an, so daß ein Sekundäremissions-Verhältnis R erzeugt wird, welches geringfügig unter EINS' liegt und zwar weniger als der Vergleichswort von R während des Impulses P2 über EINS liegt. Daraus ίο ergibt sich, daß das Potential des Isolators während des Auftretens des Impulses Pl zum Negativen tendiert, jedoch um einen Wert, der geringer ist als die positive Tendenz während des Auftretens des Impulses P 2. Durch den Umstand, daß der Sekundäremissionsyerlauf der Isolatorfläche bei einem Potential von OV ein Gefälle hat, das entgegengesetzt gerichtet und im Wert größer ist als das am ersten Übergangspotential,.wird ein Punkt erreicht, bei dem die positive Tendenz während des Impulses P2 durch die negative Tendenz während des Impulses Pl kompensiert wird (d.h., der Impuls P2 erzeugt ein¹ Sekundäremissions-Verhältnis R, welches so viel über EINS liegt wie das durch den Impuls P1 erzeugte unter EINS liegt), und die Isolatorfläche nimmt ein ; im wesentlichen stabilisiertes Potential an,?das zwischen den Impulsen »schwarz« auf dem Bildschirm entspricht. In Fig. 2 wird dies durch-den-Teil der Zeichnung, oberhalb der Linie W dargestellt (in der Darstellung erzeugt P1 ein Verhältnis von -gtwii 0,75 und P 2 ein Verhältnis von etwa 1,25). '■' 'j? '■

Es soll nun die Schreibstrahlquelle, deren Katodenpotential unter dem der Rieselstrahlkatode liegt und so beschaffen ist, daß ein Sekundäremissions-Verhältnis größer als EINS erzeugt wird,- ein positives Ladungsbild in das Speichernetz einschreiben. Der Teil in Fig. 2 unterhalb der Linie W deutet .die Wirkung, die eine dieser gespeicherten Ladungen hat, an. Es wird nämlich gleichmäßig das Potential der Zonen der .Isolatoroberfläche des Speichernetzes, die von dem Schreibvorgang während des Auftretens der beiden Impulse betroffen werden, erhöht. Wie ersichtlich, bleibt der Wert des Verhältnisses R an der Spitze des kleineren Impulses nicht langer so stark unter EINS, wie der Wert des genannten Verhältnisses an der Spitze des größeren Impulses darüberliegt. Dies erfolgt auf Grund der Abflachung der Sekundäremissionskurve zwischen 0 und dem ersten Übergangspotential. Folglich haben UIe₇ ge-'" ' nannten Zonen des' Speicherisolators die Tendenz, positiver zu werden. Diese Tendenz besteht, wird jedoch dadurch, daß die beschriebenen Zeilen der Isolatorfläche zwischen den Impulsen ein Potential haben, das unterhalb des ersten Ubergangspotentials liegt, und folglich auf das Katodenpotential stabilisiert sind, wodurch sie sehr schnell Nullpotential annehmen, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, überwunden. ■ Wenn Nullpotential erreicht ist, überschreitet der Wert der positiven Ladung, die der Speicherisolator während des Impulses P 2 angenommen hat, noch den, der während des Impulses P1 verlorengegangen ist, jedoch wird der Isolator durch die Katodenstabilisierung auf Nullpotential gehalten. Unter diesen Bedingungen treten natürlich Rieselstrahlelektronen durch das Speichemetz hindurch, und die beschriebenen Zonen werden auf dem Leuchtschirm abgebildet

Ist die Intensität des Schreibstrahles nicht hinreichend, die beschriebenen Zonen des Speicher-

isolators positiv anzuheben, so nehmen diese Zonen nichtsdestoweniger ein Potential an, das weniger negativ ist als das der unbeschriebenen Zonen.

Liegt die Potentialzunahme der beschriebenen Zonen über einem vorgegebenen kleinen Wert, so entspriclit die Spitze des.ImpulsesP2 einem Sekundäremissions-Verhältnis R, welches EINS um einen Wert überschreitet, der größer ist als der Wert von R unter EINS liegt, der der Spitze des Impulses /Ί entspricht. Folglich nimmt das Potential der beschriebenen Zonen im positiven Sinne zu, bis sie auf Nullpotential stabilisiert sind.

Sind also keine Ladungen auf dem Netz eingeschrieben, so nimmt seine Isofalorfläche ein Potential an, das die Elektronen des Rieselstrahles vom Leuchtschirm absperrt. Wo jedoch Ladungen eingeschrieben sind, treten Rieselstrahlelektronen durch das Netz zu dem Leuchtschirm mit einer Intensität hindurch, die für praktische Zwecke unabhängig von der Stärke des Modulationssignals der Schreibstrahlquelle· ist. Es wird daher ein »Schwarz-Weiß«-Bild (zum Unterschied von einem Halbton-Bild) erzeugt. Die Impulsen und Pl müssen nicht notwendig von gleicher Dauer sein. In diesem Fall dürfen die Amplituden der Impulse nicht so beschaffen sein, daß sie, wenn die Isolatorfläche der Speicherelektrode keine eingeschriebenen Ladungen trägt, Sekundaremissions-Verhältnissen R entsprechen, die gleich weit ober- und unterhalb von EINS liegen. Sie müssen vielmehr Werte haben, die unter diesen Bedingungen bewirken, daß der Wert der positiven Ladung, die der Isolator während des größeren Impulses annimmt, gleich dem während des kürzeren Impulses verlorenen entspricht. Die Amplituden der Impulse müssen weiterhin so ausgelegt sein, daß, wenn der Isolator auf Katodenpotential der Rieselstrahlquelle liegt, der Wert der positiven Ladung ' während des größeren Impulses den der während des kleineren Impules verlorengeht, überschreitet.

Gespeicherte Signalbilder, die dem Netz eingeschrieben sind, können offensichtlich gelöscht werden, indem die Impulse mit der größeren Amplitude in der periodischen Doppelimpulswelle weggelassen werden. Falls erwünscht, können Mittel zur Einregelung der Amplitude eines oder beider Impulse der Welle vorgesehen werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Speicherröhrenschaltung mit einer direkt abbildenden Speicherröhre, die eine elektrische Speicherelektrode mit einem Gitter oder Netz, das auf einer Seite einen Isolator trägt, eine Schreibstrahlquelle, die mit einem signalmodulierten Elektronenstrahl die Speicherelektrode abtasten kann, um auf dem Isolator gemäß den Signalen elektrische Ladungen zu speichern, eine Rieselstrahlquelle, um die wirksame Fläche des Speichers mit einem im wesentlichen gleichförmig dichten Riesel-Elektronenstrahl zu berieseln, und einen Leuchtschirm, der die durch den Soeicher hindurchtretenden Rieselstrahlelektronen •aufnimmt, aufweist und bei der Mittel vorgesehen sind, um zwischen dem Gitter oder Netz der Speicherelektrode und der Rieselstrahlquelle der Röhre zwei aufeinanderfolgende periodische Potentiale zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte dieser beiden Potentiale verschieden und in bezug auf die »Sekundäremission-Spannuhgs«-Kennlinie des Isolators so gewählt sind, daß bei Fehlen von durch Signale erzeugten Ladungen das größere der beiden Potentiale allein ein Sekundäremissions-Verhältnis in bezug auf die Rieselstrahlelektronen erzeugt, das etwa um so viel über EINS liegt wie das allein durch das kleinere Potential ^,erzeugte entsprechende Sekundäremissions-Vgriraltnis unter EINS liegt, und daß dadurch d?r Isolator bei Fehlen von durch Signale erzeugten Ladungen auf ein erstes vorgegebenes Potential stabilisiert wird, bei dem der Durchtritt von Rieselstrahlelektronen unterbunden ist und bei Vorhandensein von durch Signale erzeugten Ladungen der Isolator auf ein zweites vorgegebenes Potential stabilisiert wird, bei dem ein Durchtritt von Rieselstrahlelektronen möglich ist:

2. Schaltung nach A'nspiuch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folgefrequenzen beider Potentiale gleich und konstant sind.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgenannten Potentiale in Form von in zeitlichem Abstand aufeinanderfolgenden Rechteckimpulsen zugeführt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen