DE1564339B2 - Anordnung zum betrieb einer direktsichtspeicherroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Darin und im folgenden ist eine Direktsichtspeicherkathodenstrahlröhre abgekürzt mit Direktsichtspeicherröhre bezeichnet.

Eine derartige Röhre ist bekanntlich (US-PS 28 43 799) vorteilhaft in einem sogenannten Tageslicht-Sichtgerät z. B. eines Radargerätes einsetzbar, bei dem das Radarbild ohne Umgebungslichtabschirmungen bei Tageslichthelle gut erkennbar sein soll. Zwecks einer kontinuierlichen Betriebsweise werden hierbei die Dauer und/oder Amplitude sowie die Folgeperiode der Abschwächungsimpulse an die jeweils gewünschte Speicherzeit der angezeigten Information angepaßt.

Unter kontinuierlicher Betriebsweise einer Direktsichtspeicherröhre ist diejenige Betriebsweise verstanden, bei der die anzuzeigende Information, beispielsweise die durch ein Übersichtsradargerät gewonnene Information, in Form eines elektrischen Ladungsbildes auf dem Speichergitter der Röhre mittels eines Kathodenstrahles (»Schreibstrahles«) progressiv eingeschrieben und dieses Ladungsbild mittels periodischer Abschwächungsimpulse kontinuierlich geschwächt, d. h. allmählich gelöscht wird. Die Abschwächungsimpulse aus einem Impulsgenerator werden meist der üblicherweise vorgesehenen Rückelektrode des Speichergitters zugeführt und bilden entweder einen einzigen Impulszug oder mindestens zwei Impulszüge mit Impulsen verschiedener Dauer und Amplitude. So können ein Impulszug aus Impulsen kurzer Dauer und großer Amplitude und ein Impulszug aus Impulsen längerer Dauer und kleinerer Amplitude der Rückelektrode als Löschimpulse zugeführt werden.

Die kontinuierliche Betriebsweise einer Direktsichtspeicherröhre ist somit, was hiermit hervorgehoben sei, der Gegensatz zu der häufig Ein-Schuß-Betriebsweise genannten Betriebsart, die in der englischen Sprache als »one shot operation« bekannt ist und bei der mittels des signalmodulierten Schreibstrahls der Röhre die Information einmalig in das Speichergitter eingeschrieben wird, woraufhin das hierdurch erhaltene Ladungsbild zeitlich fest unbegrenzt gespeichert bleibt und auf dem Bildschirm der Röhre durch Hellsteuerung des Rieselstrahls sichtbar gemacht werden kann. Bei der Ein-Schuß-Betriebsweise wird, wenn ein gespeichertes Ladungsbild nicht länger benötigt und durch ein neues ersetzt werden soll, zum Entfernen des bisherigen

•5 Ladungsbildes dasselbe nicht — wie bei der kontinuierlichen Betriebsweise — allmählich gelöscht, sondern es wird zum sofortigen vollständigen Entfernen des Ladungsbildes ein langer Löschimpuls von üblicherweise einer Sekunde Dauer der Rückelektrode des Speichergitters der Direktsichtspeicherröhre zugeführt. Bei der kontinuierlichen Betriebsweise einer Direktsichtspeicherröhre nach den bekannten Verfahren treten erhebliche Schwierigkeiten und Einschränkungen hinsichtlich eines befriedigenden sicheren Betriebes auf.

Die Speicherelemente des Speichergitters werden einerseits durch die Abschwächungsimpulse relativ aufgeladen und andererseits durch positive Ladungsanteile beim Arbeiten des Schreibstrahls und durch positiven Ionenbefall aus restlichen Gasmolekülen.

positiv aufgeladen. Ein Gleichgewicht wird hergestellt, wenn über eine längere Zeit die Durchschnittswerte der negativen und positiven Aufladungen gleich sind. Schwankungen in positiver Ionenaufladung bedingen beträchliche Verschiebungen dieses Gleichgewichtszu-Standes, wenn der Betrieb der Röhre mit niedrigen Abschwächungsgeschwindigkeiten versucht wird; in der Praxis ist die untere Grenze der Abschwächungsgeschwindigkeit für die meisten Röhren diejenige Geschwindigkeit, die eine Bilderhaltung von nur dreißig bis sechzig Sekunden ergibt. Falls eine niedrigere Abschwächungsgeschwindigkeit benutzt wird, besteht die Gefahr einer Ladungsverbreiterung, die eine gegebenenfalls stellenweise Verdunkelung des gespeicherten Bildes zur Folge hat, und zwar als das Ergebnis der örtlich erhöhten Geschwindigkeit positiver Ionenaufladung, die einen Wert erreichen kann, der groß genug ist, um den Effekt der Abschwächungsmaßnahmen zu übersteigen. Die Bildaufrechterhaltungszeit von dreißig bis sechzig Sekunden ist jedoch in vielen Anwendungsfällen unzureichend, beispielsweise im Fall eines Übersichtsradargerätes, bei dem eine Radarbildanzeige mit einer Bildaufrechterhaltungszeit von zwei Minuten oder mehr häufig erwünscht ist.
Bei Durchführung bekannter Verfahren zum kontinuierlichen Betrieb einer Direktsichtspeicherröhre tendieren die Abschwächungsimpulse dazu, den Hintergrund des betrachteten Bildes unerwünscht aufzuhellen, weil der Bildschirm während jeden Impulses völlig weiß aufblitzt. In der Praxis muß dieser Nachteil nicht immer ernsthaft sein, weil üblicherweise bei den Abschwächungsimpulsen ein niedriges Tastverhältnis und eine hohe Folgegeschwindigkeit angewendet wird, jedoch schränkt er die Abschwächungsimpulse grundsätzlich bezüglich Tastverhältnis und Folgegeschwindigkeit ein.

Obgleich aus anderen Gründen die Benutzung einer niedrigeren Amplitude und eines hohen Tastverhältnisses bei den Impulsen des Abschwächungsimpulszuges gewünscht sein könnte, verbietet die größere Hinter-

grundaufhellung seine Anwendung in vielen Fällen, die größer ist als die durch einen Abschwächungsimpulszug aus Impulsen mit größerer Amplitude und niedrigerem Tastverhältnis erzeugte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile und Beschränkungen der kontinuierlichen Betriebsweise einer Direktsichtspeicherröhre zu vermeiden, welche sich in schlechtem Bildkontakt des Anzeigebildes und dessen oft unzureichenden möglichen Bildaufrechterhaltungszeit äußern.

Die Erfindung ist dem Patentanspruch 1 entnehmbar. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Die Verwendung eines gepulsten Rieselstrahles einer Direktsichtspeicherröhre ist bekannt (US-PS 29 03 618), allerdings nicht bei einer Anordnung derjenigen Gattung, der die Erfindung angehört, sondern zur Halbtonwiedergabe visueller Informationen.

Bei der Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 werden unmittelbar aufeinanderfolgende Zeitintervalle, in denen der Rieselstrahl bei seinem impulsförmigen Auftreten tatsächlich existiert, für die Abschwächungsphase und für die Betrachungsphase des Betriebes benutzt, wobei diese Phasen einander abwechseln.

Die Maßnahme, die im Patentanspruch 3 angegeben ist, erlaubt eine Helligkeitssteuerung des Anzeigebildes. Diese Einstellbarkeit der Bildhelligkeit ist auch durch die Wahl der Abschwächungsimpulse gemäß Patentanspruch 4 gegeben.

Mittels der Erfindung ist es möglich, eine Bildaufrechterhaltungszeit zu erzielen, die mehrfach so lang ist wie die bei Anwendung üblicher Verfahren zum kontinuierlichen Betrieb einer Direktsichtspeicherröhre zulässige, ohne daß ernsthafte Ladungsausbreitungen oder Verdunkelungen und Störungen des Ladungsbildes hervorgerufen werden. So ist bei Anwendung eines impulsförmigen Rieselstrahles mit einem Tastverhältnis von etwa 1:10 die Ladungsausbreitung etwa um den Faktor 10 kleiner im Vergleich zu derjenigen bei üblichem Betrieb mit unmoduliertem Rieselstrahl. Obgleich die Erfindung im Vergleich zum Betrieb mit ununterbrochen hellgesteuertem Rieselstrahl einen erheblichen Helligkeitsverlust des betrachteten Bildes zur Folge hat, der angenähert proportional zum Tastverhältnis des Rieselelektronenstrahls ist, kann in der Praxis dennoch eine Bildhelligkeit erzielt werden, die eine Betrachtung des angezeigten Bildes bei Tageslicht durchaus ermöglicht.

Während der Abgabe von Elektronen durch das Rieselstrahlerzeugungssystem sind dessen Betriebsbedingungen selbstverständlich den üblicherweise vom Hersteller der Röhre empfohlenen anzupassen. Die Unterbrechung des Rieselstrahls zwischen seinen Hellsteuerungs-Zeitintervallen ist in einer Mehrzahl verschiedener Weisen durchführbar, beispielsweise durch impulsmäßige Reduzierung des Potentials einer oder mehrerer der üblicherweise vorgesehenen Sammelelektroden der Röhre, weiterhin im Falle von Röhren mit einem Raumladungsgitter vor ihrem Rieselstrahlerzeugungssystem durch Anlegen eines negativen Potentials an dieses Gitter, weiterhin durch Zuführung eines um etwa fünf bis zehn Volt negativen Potentials in bezug auf das normale Potential zu der normalerweise vorgesehenen Rückelektrode des Speichergitters der Röhre oder schließlich auch in vergleichbarer Weise durch Heraufsetzen des Potentials der Kathode des Rieselstrahlerzeugungssystems der Röhre um größenordnungsmäßig fünf bis zehn Volt im positiven Sinne über den normalen Wert Der Rieselstrahl wird zwar in den beiden letztgenannten Beispielsfällen nicht unterbrochen, sondern zu einem Sammelgitter abgeleitet; vom Standpunkt der Erfindung kann dies jedoch als Äquivalent zum Unterbrechen des Rieselstrahles angesehen werden.

Gemäß einem der Merkmale der Erfindung wird während der Abschwächungsimpulse die Leuchtschirmspannung wesentlich reduziert. Sie kann beispielsweise derart variiert werden, daß sie bei jeder zweiten Hellsteuerung des Rieselstrahles ein Minimum und bei den übrigen Hellsteuerungen des Rieselstrahles ein Maximum hat; dadurch läßt sich die Hintergrundaufhellung des betrachteten Bildes durch die Abschwächungsimpulse überhaupt vermeiden.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.

In F i g. 1 ist in sehr vereinfachter schematischer Darstellungsweise ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt,'während

F i g. 2 einen Zeitplan darstellt.

Die in F i g. 1 gezeigte Direktsichtspeicherröhre ist an sich bekannt und enthält ein evakuiertes Gehäuse 1, einen lumineszierenden Bildschirm 2, ein Speichergitter 3 und ein Sammelgitter 4. Mit 5 ist ein Rieselstrahlerzeugungssystem bezeichnet, mit dessen Rieselstrahl das Speichergitter mit Elektronen berieselbar ist und außerdem das gespeicherte elektrische Ladungsbild in ein entsprechendes sichtbares Bild auf dem Schirm 2 übertragbar ist Im Hals der Röhre ist ein Schreibstrahlerzeugungssystem zum Erzeugen gespeicherter Ladungsbilder auf dem Speichergitter vorgesehen. Innerhalb der Wandungen des größeren Röhrengehäuseteils sind übliche Elektroden 7 zum Bündeln der Elektronen des Rieselstrahlerzeugungssystems vorgesehen.

Beim dargestellten AusfüHrungsbeispiel der Erfindung wird der Elektronenstrahl aus dem Rieselstrahlerzeugungssystem dadurch impulsförmig gemacht, daß eine der Sammelelektroden mit impulsförmig variierenden Potentialen beaufschlagt wird, obgleich auch jede andere beliebige Methode zum Impulsförmigmachen des Strahles benutzt werden kann, von denen einige vorstehend beschrieben sind.

Block 8 symbolisiert einen Impulsgenerator. Jeder Impuls dieses Generators bewirkt, wenn er der Röhrenelektrode 7 zugeführt ist, eine Hellsteuerung des Rieselstrahls und damit ein Berieseln der Speicherelektrode 3 durch die Elektronen des Rieselstrahls des Rieselstrahlerzeugungssystems 5. Zwischen den Impulsen des Generators 8 ist der Rieselstrahl effektiv unterbrochen. Der Pfeil im Block 8 deutet an, daß die Impulse des Impulsgenerators in ihrer Länge einstellbar sind.

Block 9 symbolisiert eine Quelle für Abschwächungsimpulse, die, wie durch den Pfeil angedeutet ist, in ihrer Amplitude oder Dauer einstellbar sind und die der Speicherelektrode 3 zugeführt werden.

Es ist oft vorteilhaft, mehr als einen Abschwächungsimpulszug zuzuführen, beispielsweise einen Zug aus Impulsen kurzer Dauer, jedoch großer Amplitude und einem weiteren Zug aus Impulsen längerer Dauer und geringerer Amplitude. Derartige Impulszüge sind durch eine Mehrzahl an sich bekannter Impulsgeneratoren, wie dem Generator 9, erzeugbar, der auf verschiedenen Subharmonischen der Frequenz des Generators 8 arbeitet.

Block 10 symbolisiert eine Hochspannungsquelle für die Leuchtschirmspannung; sie ist an den Bildschirm 2 angeschlossen.

F i g. 2 zeigt in graphischer Weise die Betriebsweise der in F i g. 1 gezeigten Anordnung. Die Impulse in der Zeile a sind zwei sich folgende Impulse aus dem Impulsgenerator 8 und repräsentieren Perioden, während deren der Rieselstrahl hellgetastet ist, d. h. nicht unterbrochen. Die gestrichelten Linien deuten an, daß die Impulsbreiten einstellbar sind. Der erste der zwei Impulse in der Zeile a tritt während einer Abschwächungsphase des Betriebes und der zweite in einer Betrachtungsphase auf.

Die Zeile b der F i g. 2 zeigt ausgezogen einen Abschwächungsimpuls aus dem Block 9. Die Abschwä- ,₅ chungsimpulse können in der Amplitude, in der Dauer oder bezüglich ihres gezeigten Auftretens (solange sie in Abschwächungsphasen fallen) variiert werden, wie durch den unterbrochen gezeichneten Impuls in Zeile b gezeigt ist, und es können, wie bereits erwähnt, eine Mehrzahl von Abschwächungsimpulsen mit verschiedener Dauer und Amplitude angewendet werden.

Zeile c zeigt die variierende Leuchtschirmspannung, die aus dem Block 10 dem Bildschirm zugeführt wird. Die Hochspannung ist Null oder angenähert Null während der Abschwächungsphase und ist dagegen angenähert normal während der Betrachtungsphase.

Die Periodizität der Hellsteuerung des Rieselstrahls, d. h. mit anderen Worten die Impulsfolgefrequenz des Generators 8 ist häufig vorteilhaft einstellbar; falls dies der Fall ist, ist allerdings die Periodizität der Abschwächungsimpulse in gleichem Sinne und in gleicher Größe einstellbar zu machen, um sicherzustellen, daß die Abschwächungsimpulse und die Rieselstrahlimpulse in der korrekten zeitlichen gegenseitigen Beziehung, wie in F i g. 2 angedeutet ist, auftreten, weil nämlich die Abschwächungsimpulse innerhalb der NichtUnterbrechung, d. h. der Hellsteuerung des Rieselstrahls auftreten müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Betrieb einer Direktsichtspeicherröhre, die einen Leuchtschirm, ein Speichergitter und ein Rieselstrahlerzeugungssystem enthält, mit einer Hochspannungsquelle für die Leuchtschirmspannung und mit einem ersten Impulsgenerator, der dem Speichergitter periodisch Abschwächungsimpulse zum allmählichen Löschen des gespeicherten Ladungsbildes zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Impulsgenerator (8) zur periodischen Hellsteuerung (Zeile a der F i g. 2) des Rieselstrahles mit einer solchen Impulsfolgefrequenz vorgesehen ist, die eine Harmonische der Folgefrequenz der Abschwächungsimpulse (Zeile b der F i g. 2) ist, wobei jeder Abschwächungsimpuls zeitlich in einen Impuls des zweiten Impulsgenerators fällt, und daß die Hochspannungsquelle (10) derart ausgebildet ist, daß die Leuchtschirmspannung (Zeile c der F i g. 2) während der Abschwächungsimpulse wesentlich reduziert ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Harmonische die zweite Harmonische ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse des zweiten Impulsgenerators (8) in ihrer Länge einstellbar sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschwächungsimpulse in der Amplitude und/oder Dauer einstellbar sind.