DE2164294C3 - Verfahren zum Betrieb einer Zeichensignalgenerator-Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer für die Erzeugung von bestimmten Zeichen entsprechenden elektrischen Signalen ausgebildeten Kathodenstrahlröhre gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der US-PS 34 39 216 ist eine Zeichensignalgenerator-Kathodenstrahlröhre der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art beschrieben. Bei h5 dieser Kathodenstrahlröhre sind die Zeichen-Blende und die zweite KoHektorelektrode aus einem Material hergestellt, das hohe Sekundärelektronen-Emissionsfähigkeit hat Normalerweise wird diese Kathodenstrahlröhre derart betrieben, daß die erste Kollektorelektrode gegenüber der Blende positiv vorgespannt wird, während die zweite KoHektorelektrode gegenüber der Blende negativ vorgespannt wird. Trifft nun der von der Elektronenstrahlquelle kommende von den Ablenkelektroden abgelenkte Elektronenstrahl auf die Blende, ruft er an dieser einen zur ersten KoHektorelektrode gerichteten Sekundärelektronenstrom hervor, der einen Spannungsabfall an einem mit der Blende verbundenen Lastwiderstand und damit eine Anhebung des Potentials an der Blende hervorruft Wenn dagegen der abgelenkte Elektronenstrahl durch eine öffnung in der Blende läuft, löst er an der zweiten Kollektorelektrode Sekundärelektronen aus, durch die in dem Lastwiderstand der Blende ein Spannungsabfall entgegengesetzter Polarität erzeugt wird und damit die Blende auf ein niedrigeres Potential gebracht wird. Das Wechselpotential an der Blende wird als Zeichensignal verwendet Somit erfolgt bei dieser bekannten Kathodenstrahlröhre eine Zeichenverstärkung dadurch, daß anstelle des in die Blende eintretenden Strahlstroms die Sekundäremissionsströme benützt werden, die aus der Blende ausgelöst werden und die aus der zweiten KoHektorelektrode ausgelöst und in der Blende aufgenommen werden. Jedoch ist dabei der zur Auslösung der Sekundäremissionsströme nötige Strahlstrom relativ hoch, was die Bildauflösung beeinträchtigt

Aus der US-PS 33 36 498 ist eine Zeichensignalgenerator-Kathodenstrahlröhre bekannt, in welcher einer Elektronenstrahlquelle in Strahlrichtung ein Ablenksystem, eine Zeichenanode mit öffnungen in Zeichenform und eine weitere Anode nachgeordnet sind. Diese bekannte Kathodenstrahlröhre wird bei der Zeichensignalerzeugung so betrieben, daß mittels geeigneter Vorspannungspotentiale an den beiden Anoden die an diesen durch den Strahlstrom ausgelösten Sekühdärelektronen jeweils wieder zurückgeführt werden. Zur Signalerzeugung wird lediglich der Strahlstrom herangezogen, durch den an den beiden Anoden abwechselnd Signalspannungen gewonnen werden, deren Differenz ein Zeichensignal ergibt. Damit ist der nötige Strahlstrom noch höher als bei der vorstehend genannten bekannten Kathodenstrahlröhre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb der Kathodenstrahlröhre gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, das unter Nutzung von Sekundärelektronenemission durch Bildung eines größeren Ausgangssignals eine Verringerung des Strahlstroms und damit eine Verbesserung der Bildauflösung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird damit jeglicher durch den Elektronenstrahl ausgelöste Sekundärelektronenstrom doppelt genützt, nämlich beim Auftreffen des Elektronenstrahls auf die Blende einerseits durch das aus dem aus der Blende austretenden Sekundärelektronenstrom an der Blende entstehende Signal und andererseits das durch das Eintreten des Sekundärelektronenstroms in die erste Kollektorelektrode entstehende entgegengesetzt gerichtete Signal an der ersten KoHektorelektrode sowie beim Durchlaufen des Strahls durch eine Zeichenöffnung der Blende einerseits durch das aus dem der zweiten KoHektorelektrode ausgelösten Sekundärelektrodenstrahl entstehende Signal an der zweiten

Kollektorelektrode und andererseits durch das aus dem in die Blende eintretenden Sekundärelektronenstrom entstehende entgegengesetzt gerichtete Signal an der Blende. Durch diese beträchtliche Steigerung in der Nutzung des Strahlstroms ist es möglich, zur Verbesserung der Auflösung den Strahlstrom zu verringern oder aber auch die Beschleunigungsspannung für den Elektronenstrahl herabzusetzen. Ein yeiterer Vorteil des Verfahrens mit doppelter Nutzung des Sekundärelektronenstroms zur Bildung entgegengesetzt gerich- to teter Signale liegt darin, daß auf die Blende und die Kollektoren kapazitiv im Gleichtakt einstreuende Störspannungen einander im wesentlichen kompensieren, so daß sich ein verbesserter Störabstand ergibt, der eine weitere Verringerung des Strahlstroms zuläßt

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine gesonderte Beschleunigungselektrode in der Kathodenstrahlröhre dadurch eingespart werden, daß die erste Kollektorelektrode als Beschleunigungselektrode betrieben wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Das Verfahren wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert

F i g. 1 zeigt schematisch eine nach dem Verfahren betriebene Kathodenstrahlröhre mit der zugehörigen Schaltung.

Fig.2 zeigt Kurvenformen von Ausgangssignalen der Kathodenstrahlröhre nach F i g. 1 an Punkten A, B, Cund D der Schaltung. jo

F i g. 3 zeigt eine nach einer weiteren Ausführungsart des Verfahrens betriebene Kathodenstrahlröhre mit dir zugehörigen Schaltung.

Die Fig.] zeigt eine Kathodenstrahlröhre für die Erzeugung von elektrischen Signalen, die bestimmten Zeichen entsprechen. Bei dieser Kathodenstrahlröhre gibt eine thermische Kathode 1 Elektronen ab, die in einer Anode 2 zu einem Elektronenstrahl gebündelt werden und sie durchlaufen. In Richtung des Elektronenstrahls sind der Anode 2 Ablenkelektroden 3, Beschleunigungselektroden 4, eine erste Kollektorelektrode 11, eine Blende 5 mit Öffnungen in Form der Zeichen und eine zweite Kollektorelektrode 6 nachgeordnet Alle diese Röhrenelektroden sind in einem Kolben 7 hermetisch eingeschlossen. Dem Verfahren gemäß wird die Kathodenstrahlröhre mittels der zugeordneten Schaltung betrieben. Dabei ist die Kathode 1 an ein negatives Potential — V* angelegt, während die Begchleunigungselektrode 4 an Masse gelegt ist Die zweite Kollektörelektrode 6, die Blende 5 so und die erste Kollektorelektrode 11 sind jeweils über Lastwiderstände Ru Ä'z.bzw. Ä"tan Gleichspannungen Vpe, V_s bzw. V₅₀ angeschlossen, die so gewählt sind, daß ν» > V₁ > Vpe > O ist. An einen ersten Eingang eines Differenzverstärkers 10 wird das Signal an der ersten Kollektorelektrode U von einem Schaltungspunkt C über einen Kondensator 8" mit einem Signal aus der zweiten Kollektorelektrode 6 von einem Schaltungspunkt A über einen Kondensator 8 an einem Schaltungspunkt D zusammengefaßt. An cien zweiten bo Eirigangsanschluß des Differenzverstärkers 10 wird über einen Kondensator 8' das Signal aus der Blende 5 von einem Schaltungspunkt B angelegt.

Trifft nun der Elektronenstrahl auf einen nicht durchbrochenen Abschnitt der Blende 5, werden an (,·-> diesem Abschnitt Sekundärelektronen emittiert Fast alle Elektronen werden von der ersten Kollektorelektrode 11 aufgenommen, da V_s< Vsc ist Daher fließt von der Spannungsquelle V_x aufgrund der Sekundärelekti onen ein Strom von der ersten Kollektorelektrode 11 zu der Blende 5, so daß das Potential an dem Schaltungspunkt C abfällt, während das Potential an dem Schaltungspunkt B ansteigt Gelangt der Elektronenstrahl dagegen durch einen Zeichenschlitz der Blende 5, fließt kein Strom zwischen der ersten Kollektorelektrode 11 und der Blende 5, so daß das Potential an dem Schaltungspunkt C auf den Wert V_x zurückkehrt Dabei trifft der Strahl auf die zweite Kollektorelektrode 6 auf, wobei die sich ergebenden Sekundärelektronen von der zweiten Kollektorelektrode 6 in der Blende 5 absorbiert werden und einen Strom zwischen der Blende 5 und der zwehen Kollektorelektrode 6 verursachen. Infolgedessen fällt das Potential an dem Schaltungspunkt B, während das Potential an dem Schaltungspunkt /. ansteigt Trifft der Strahl wieder auf einen nicht durchbrochenen Abschnitt der Blendenfläche, nimmt das Potential an dem Schaltungspunkt A wieder den Wert Vpe an, während an den Schaltungspunkten B und C die vorstehend beschriebenen Änderungen auftreten. Die Fig.2 zeigt die Potentialänderungen an den Schaltungspunkten A, Bund Cwährend des Abtastens. Setzt man voraus, daß die Blende 5 und die zweite Kollektorelektrode 6 aus dem gleichen Material bestehen und alle von der Blende 5 und der zweiten Kollektorelektrode 6 emittierten Sekundärelektronen durch die erste Kollektorelektrode 11 bzw. die Blende 5 absorbiert werden, dann liegen die Beträge der entsprechenden Potentialänderungen an den Schaltungspunkten A, C bzw. ßbei den Werten v_s v_s bzw. 2 v* wobei Vj der Spannungsabfall eines im wesentlichen dem Sekundärelektronenstrom entsprechenden i_s an dem jeweiligen Lastwiderstand Rl ist Dabei werden die Potentialänderungsbeträge an den Punkten A und C aufaddiert, so daß an dem Schaltungspunkt D eine Potentialänderung mit dem Betrag 2 v_s erzeugt wird. Die Potentialänderung an dem Schaltungspunkt B hat gegenüber der Potentialänderung an dem Schaltungspunkt D die entgegengesetzte Polarität, so daß bei der gemeinsamen Verstärkung durch den Differenzverstärker 10 ein Ausgangssignal abgegeben wird, das einem Eingangspegei von 4v_s entspricht Damit kann nach dem Verfahren aus der Kathodenstrahlröhre für einen Signalstrom /» der im wesentlichen dem Sekundärelektronenstrom entspricht und damit proportional dem Strahlstrom ist, ein Ausgangssignal erhalten werden, das zweimal so groß ist wie das aus der Kathodenstrahlröhre auf herkömmliche Weise erzielte. Der Potentialänderungsbetrag V₁ hängt im wesentlichen von dem Strom aufgrund der aus der Blende 5 und der zweiten Kollektorelektrode 6 emittierten Sekundärelektronen ab. Folglich kann durch Verwendung eines Materials mit einer sehr hohen Sekundäremissionsfähigkeit für die Blende 5 und die zweite Kollektorelektrode 6 der Betrag v_s größer gemacht werden.

Die F i g. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verfahrens, bei der die erste Kollektorelektrode vor der Blende 5 zugleich als Beschleunigungselektrode 4 verwendet ist. In diesem Fall sind die Gleichspannungen Vpe und Vj der Gleichspannungsquellen gemäß F i g. 3 so gew?hlt,daß V^ > V_s> Oist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb einer für die Erzeugung von bestimmten Zeichen entsprechenden elektrisehen Signalen ausgebildeten Kathodenstrahlröhre, die ein Elektronenstrahlerzeugersystem mit thermischer Kathode, Elektroden zum Ablenken des Elektronenstrahls, eine in Strahlrichtung hinter den Ablenkelektroden angeordnete Blende mit Öffnungen in Form der Zeichen, eine zwischen den Ablenkelektroden und der Blende angeordnete erste Kollektorelektrode zum Einfangen der aus der Blende ausgelösten Sekundärelektronen und eine in Strahlrichtung hinter der Blende angeordnete zweite Kollektorelektrode zum Auffangen des durch die Blende hindurchtretenden Strahls aufweist, wobei von der Blende ein den Zeichen entsprechendes elektrisches Signal abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der ersten Kollektorelektrode geliefertes Signal mit einem Signal der zweiten Kollektorelektrode zusammengefaßt wird, und daß aus dem resultierenden Signal und dem von der Blende abgeleiteten Signal ein Differenzsignal gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kollektorelektrode zugleich als Beschleunigungselektrode betrieben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die erste Kollektorelektrode, die Blende und die zweite Kollektorelektrode einerseits und zugehörige Spannungsquellen andererseits Lastwiderstände geschaltet werden, von denen das Signal der ersten Kollektorelektrode und das Signal der zweiten Kollektorelektrode über je einen Kondensator an einen Eingang eines Differenzverstärkers und das Signal der Blende über einen weiteren Kondensator an den anderen Eingang des Differenzverstärkers angelegt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung K«der Spaniumgsquelle für die erste KoHektorelektrode, die Spannung V₁ der Spannungsquelle für die Blende und die Spannung V_1x der Spannungsquelle für die zweite KoHektorelektrode in der gegenseitigen Beziehung V_x > V₁ > Vpegewählt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Spannungsquelle für die erste KoHektorelektrode zu Null gewählt wird, während die Spannung K₅ der Spannungsquelle für so die Blende und die Spannung V^ der Spannungsquelle für die zweite KoHektorelektrode zur Erfüllung der Beziehung V_1x > V_s> O gewählt werden.