DE3215308C2

DE3215308C2 -

Info

Publication number: DE3215308C2
Application number: DE3215308A
Authority: DE
Inventors: Michael Howard Fairfield Conn. Us Kalmanash
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1981-05-01
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1991-07-18
Also published as: FR2505120A1; DE3215308A1; NL8201776A; US4356435A; JPH0328877B2; JPS57190481A; FR2505120B1; GB2098039A; GB2098039B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsfarbschalter der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Ein solcher Hochspannungsfarbschalter ist aus SID International Symposium/Digest of Technical Papers, Vol. XII, First Edition, April 1981, Publisher: Lewis Winner, Coral Gables. FL 33134, S. 92 und 93, bekannt.

Eine Farbpenetrationskatodenstrahlröhre ist bekanntlich eine Anzeigevorrichtung mit einem Schirmträger, auf welchem ein Bild oder alphanumerische Zeichen geschrieben werden können. Eine oder mehrere Phosphorschichten auf der Innenfläche des Schirmträgers können ausgewählt werden, um fast jede gewünschte Wellenlänge sichtbaren Lichtes zu emittieren. Wenn zwei Phosphorschichten auf den Schirmträger aufgebracht sind, ist es möglich, mehr als zwei unterschiedliche Farben anzuzeigen, indem die Tiefe des Eindringens des Elektronenstrahls in die Phosphorschichten geändert wird. Weil der durch die Katode in dem Hals der Penetrationskatodenstrahlröhre emittierte Elektronenstrahl mit einer Geschwindigkeit auf die Phosphorschichten trifft, die hauptsächlich durch den Spannungswert an der Anode beeinflußt wird, wird eine Änderung des an die Anode angelegten Spannungswertes entsprechend dem Anteil von durch die beiden Phosphorschichten emittiertem Licht ändern. Mit einer Penetrationskatodenstrahlröhre, die zwei Schichten von unterschiedliches Licht emittierendem Phosphor aufweist, können also einem Betrachter vier Farben angezeigt werden, indem der an die nahe der Vorderseite der Penetrationskatodenstrahlröhre angeordnete Anode angelegte Gleichspannungswert verändert wird.

Eine beträchtliche Beschränkung, die sich bei der Verwendung von Penetrationskatodenstrahlröhren ergibt, steht in Beziehung zu der Länge der Rücksetzperiode zwischen zwei Schreibperioden. Da der Gleichspannungswert an der Anode während der Rücksetzperiode geändert werden muß, wird die Länge der Rücksetzperiode hauptsächlich durch die der Anode zugeordnete elektrische Kapazität bestimmt. Die Anode ist körperlich relativ groß und hat deshalb von Haus aus eine große Kapazität, was dazu führt, daß auf ihr während einer Schreibperiode eine beträchtliche Menge an elektrischer Ladung gespeichert wird. Selbstverständlich vergrößern außerdem zusätzliche Kondensatoren, insbesondere große Kondensatoren, die in Hochspannungsnetzgeräten häufig benutzt werden, die Kapazität in dem Hochspannungskreis und verlängern die Rücksetzperiode. Weil diese elektrische Ladung vergrößert oder verkleinert wird, um den Spannungswert an der Anode zu ändern, steht die Rücksetzperiode zwischen zwei Schreibperioden in Beziehung zu der Aufladungs-/Entladungsgeschwindigkeit, welche der Gesamtkapazität zugeordnet ist, der sich das Hochspannungsnetzgerät gegenübersieht.

Eine weitere Beschränkung, die sich bei bekannten Hochspannungsfarbschaltern findet, welche bei Penetrationskatodenstrahlröhren benutzt werden, steht in Beziehung zu der Reihenfolge, in der die Farben auf dem Schirmträger der Penetrationskatodenstrahlröhre anzuzeigen sind. Es ist zwar möglich, drei oder vier unterscheidbare Farben durch eine Zwei-Schicht-Penetrationskatodenstrahlröhre anzuzeigen, einige Hochspannungsfarbschalter müssen jedoch in einer besonderen Reihenfolge arbeiten. Mit anderen Worten, der Hochspannungsfarbschalter legt einen vorgewählten Spannungswert an die Anode in aufeinanderfolgenden Schreibperioden an, d. h. die Anodenspannung wird von 10 kV auf 14 kV, von 14 kV auf 18 kV und schließlich von 18 kV wieder auf 10 kV geändert. Während jeder dieser aufeinanderfolgenden Schreibperioden werden Bilder oder alphanumerische Zeichen, die durch den Elektronenstrahl geschrieben werden, nur in der Farbe angezeigt, die dem an der Anode eingeprägten Spannungswert entspricht. Wenn Bilder oder alphanumerische Zeichen in einer Farbe, beispielsweise in rot, während einer besonderen Schreibperiode anzuzeigen sind, dann kann am Ende dieser Schreibperiode keine zusätzliche Rotinformation angezeigt werden, bis der Hochspannungsfarbschalter über seine vorgewählten Spannungswerte bis zu der nächsten Schreibperiode geschaltet hat, in der die Rotinformation angezeigt werden kann.

Von besonderem Interesse ist die US-PS 39 06 333 aus dem Jahre 1975, die ein Schalthochspannungsnetzgerät für eine Penetrationskatodenstrahlröhre beschreibt. Bei diesem Netzgerät liegt die Sekundärwicklung eines Hochspannungsaufwärtsstransformators in Reihe mit der Anode der Penetrationskatodenstrahlröhre. Die Primärwicklung des Transformators ist über einen Kondensator mit Masse verbunden, um einen Gleichspannungswert zu bilden. Diese Spannung an dem Kondensator wird an den Stelleingang des Schalthochspannungsnetzgerätes angelegt.

Weiter ist von Interesse die US-PS 40 92 566 aus dem Jahre 1978. Diese US-Patentschrift beschreibt ein Hochspannungsnetzgerät zum schnellen Umschalten einer an die Anode einer Farbpenetrationskatodenstrahlröhre angelegten Hochspannung. Die Energie zum Ausführen des schnellen Übergangs zwischen Spannungswerten wird in zwei Drosseln gespeichert, eine für Aufwärtsübergänge und die andere für Abwärtsübergänge. Wenn die an die Farbpenetrationskatodenstrahlröhre angelegte Spannung geändert werden soll, wird die passende Drossel über einen Steuerschalter mit der Anode verbunden, was zur Folge hat, daß sich die an die Anode angelegte Spannung schnell ändert. Die Spannung steigt an, bis der gewünschte Spannungswert, der einer gewünschten Farbe in Aufwärtsrichtung entspricht, erreicht ist, zu welcher Zeit der Steuerschalter geöffnet und die Drossel wieder aufgeladen wird. Ein Mitlaufhochspannungsnetzgerät hält die Anode auf dem vorbestimmten Spannungswert, nachdem dieser Wert erreicht worden ist.

Bei dem aus der eingangs erwähnten Druckschrift, SID International Symposium/Digest of Technical Papers, bekannten Hochspannungsfarbschalter sind keine Maßnahmen vorgesehen, um Energie zu sparen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hochspannungsfarbschalter der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so zu verbessern, daß er eine kleinere Baugröße erhält und weniger Energie verbraucht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Hochspannungsfarbschalter nach der Erfindung hat eine Schaltungsanordnung aus Niederspannungsnetzgerät, Schalteinrichtung und Diodenschaltung, die es ermöglicht, den wähend des Rücksetzintervalls auftretenden Strom fast vollständig zu dem Niederspannungsnetzgerät zurückzuleiten und so eine beträchtliche Menge an Energie einzusparen. Der Sekundärkreis des Transformators enthält keine Kondensatoren, die aufgeladen oder entladen werden müssen, um den Spannungswert an der Anode zu ändern. Trotzdem hat der Hochspannungsfarbschalter nach der Erfindung eine geringe Baugröße, und zwar auch dann, wenn die Penetrationskatodenstrahlröhre eine Fokussierelektrode hat, die ebenfalls anzusteuern ist. Die Kenndaten des Transformators des Hochspannungsfarbschalters nach der Erfindung sind der maximalen Schreibzeit bei einem der extremen Spannungswerte angepaßt, so daß eine Kernsättigung vermieden wird. Der Primärteil des Hochspannungsfarbschalters nach der Erfindung enthält das Niederspannungsnetzgerät. Jede Hälfte des Niederspannungsnetzgerätes ist außerdem mit der Primärwicklung des Transformators über eine in Sperrichtung betriebene Diode der Diodenschaltung verbunden. Der Ausgang der Treiberschaltung ist über die Schalteinrichtung mit der Primärwicklung des Transformators verbunden. Am Ende einer Schreibperiode, für die der Spannungswert der Anode der Penetrationskatodenstrahlröhre auf eine Nichtbasisfarbe eingestellt ist, wird die Schalteinrichtung geöffnet und dadurch der Strom in der Primärwicklung unterbrochen. Durch das schnelle Abnehmen des Stroms, in der Primärwicklung des Transformators wird eine große Gegenspannung in dem Primärkreis durch den Transformator erzeugt, und dieser Stromimpuls wird über eine der beiden Dioden der Diodenschaltung zu dem Niederspannungsnetzgerät zurückgeleitet. Durch diesen Prozeß wird daher Energie gespart, und der Spannungswert an der Beschleunigungsanode der Penetrationskatodenstrahlröhre wird auf seinen Basisspannungswert zurückgebracht. Ein besonderes Merkmal des Hochspannungsfarbschalters nach der Erfindung für eine Penetrationskatodenstrahlröhre ist also, daß der Strom in dem Primärkreis des Transformators, der benutzt wird, um den Hochspannungsgleichstromwert zu ändern, welcher der Anode der Penetrationskatodenstrahlröhre dargeboten wird, während des Rücksetzintervalls fast vollständig zu dem Niederspannungsnetzgerät zurückgeleitet wird. Statt einen Teil der Energie zu verbrauchen, die zum Ändern des Spannungswertes ab dessen Basispotential erforderlich ist, wird also eine beträchtliche Menge der Energie, die den Impulsen in der Primärwicklung zugeordnet ist, während des Rücksetzintervalls zu dem Niederspannungsnetzgerät zurückgeleitet. Der Hochspannungsfarbschalter nach der Erfindung ist deshalb kleiner und verbraucht weniger Energie als bekannte Hochspannungsfarbschalter.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.

In der Ausgestaltung der Erfindung nach den Ansprüchen 3 bis 6 erfordert die Einrichtung zum Liefern einer Fokussierspannung nur ein Minimum an zusätzlichen Teilen. Darüber hinaus trägt ein fokussierter Elektronenstrahl in der Penetrationskatodenstrahlröhre zu einer weiteren Energieeinsparung bei.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in Form eines Blockschaltbildes eine Ausführungsform eines Hochspannungsfarbschalters nach der Erfindung für eine Penetrationskatodenstrahlröhre, und

Fig. 2 ein Diagramm, das Signalschwingungen an verschiedenen Punkten in der Ausführungsform von Fig. 1 zeigt.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Hochspannungsfarbschalters für eine Penetrationskatodenstrahlröhre 12, bei welchem ein Diodensteuerenergierückweg benutzt wird. Es ist ein Hochspannungsnetzgerät 10 bekannten Typs vorgesehen, dessen Ausgangsspannungswert so gewählt wird, daß sich eine vorbestimmte Basisfarbe (die im folgenden noch ausführlicher beschrieben ist) in der Penetrationskatodenstrahlröhre 12 ergibt. Die Penetrationskatodenstrahlröhre 12 enthält eine Anode 14, an die eine Hochspannung angelegt wird, was bewirkt, daß der Strahl von Elektronen, die durch eine Katode (nicht dargestellt) emittiert werden, welche in dem Röhrenhals angeordnet ist, zu dem Schirmträger 16 hin beschleunigt wird, welcher über der Vorderseite der Penetrationskatodenstrahlröhre angeordnet ist. Die Innenfläche des Schirmträgers 16 hat üblicherweise zwei aufgebrachte Phosphorschichten, von denen jede eine andere Lichtwellenlänge oder -farbe emittiert, wenn sie durch den Elektronenstrahl angeregt wird. Zu Erläuterungszwecken wird hier zwar angenommen, daß eine Schicht grünen Phosphors und eine Schicht roten Phosphors auf der Innenfläche des Schirmträgers 16 vorgesehen sind, es ist jedoch klar, daß Phosphore, die andere Farben emittieren, benutzt werden könnten. Es könnten auch mehr als zwei Phosphorschichten auf den Schirmträger 16 aufgebracht sein, wenn mehr Farben angezeigt werden sollen. Die Anode 14 besteht aus einem Material hoher elektrischer Leitfähigkeit und ist umfangsmäßig um den vorderen Teil der Penetrationskatodenstrahlröhre 12 nahe bei dem Schirmträger 16 angeordnet. Die Anode 14 hat, da sie groß ist, eine relativ große Kapazität, und der Einfachheit halber ist sie in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform als ein Kondensator dargestellt.

Die Ausgangsspannung des Hochspannungsnetzgerätes 10 wird über eine Leitung 18 an ein Ende einer Sekundärwicklung 19 eines Transformators 20 angelegt. Das andere Ende der Sekundärwicklung 19 ist über eine Leitung 21 mit einem Ende eines Dämpfungswiderstands 22 verbunden. Das andere Ende des Dämpfungswiderstands 22 ist über eine Leitung 23 mit der Anode 14 der Penetrationskatodenstrahlröhre 12 verbunden. Die vorstehend beschriebene Schaltung ist im wesentlichen ein Hochspannungskreis, der in dem Bereich von beispielsweise 10 kV bis 18 kV arbeitet, um die Spannungswerte zu liefern, die zum Ansteuern der Anode 14 geeignet sind. Die Basisfarbe wird bei der hier beschriebenen Ausführungsform erzielt, indem an der Anode 14 eine Hochspannung von 14 kV eingeprägt wird, und es wird sich bei der Basisfarbe wegen des roten und des grünen Phosphors um ein Gemisch dieser beiden Farben oder angenähert um orange handeln.

Der Transformator 20 hat außerdem eine Primärwicklung 26, die ein vorgewähltes Windungsverhältnis in bezug auf die Sekundärwicklung 19 hat, um den benötigten Spannungshub auf bekannte Weise zu bilden. Wenn beispielsweise ein Windungsverhältnis von 1 : 1000 bei dem Transformator 20 benutzt wird, so wird eine Spannungsänderung von 4 V an der Primärwicklung 26 eine Spannungsänderung von 4 kV an der Sekundärwicklung 19 ergeben. Dieser Spannungshub wird, wenn er zu dem Null- oder Massepotential symmetrisch ist, einen Spannungshub der Sekundärwicklung 19 von -2 kV bis +2 kV ergeben. In der hier beschriebenen Ausführungsform ist ein Ende der Primärwicklung 26 über eine Leitung 28 mit Masse verbunden. Die andere Seite der Primärwicklung 26 ist über eine Leitung 30 mit dem Ausgang einer Schalteinrichtung 32 verbunden. Der Eingang der Schalteinrichtung 32 ist über eine Leitung 34 mit dem Ausgang einer Treiberschaltung 36 verbunden, bei der es sich um einen Operationsverstärker od. dgl. handelt. Die Treiberschaltung 36 wird durch ein Niederspannungsnetzgerät (nicht dargestellt) bekannten Typs auf herkömmliche Weise über eine Klemme 33, an der eine bezüglich des Nullpotentials positive Versorgungsspannung +V_BB anliegt, und eine Klemme 40, an der eine bezüglich des Nullpotentials negative Versorgungsspannung -V_BB anliegt, gespeist. Übliche Gleichspannungen, die an den Klemmen 33 und 40 anliegen, werden in dem Bereich von +25 V bzw. -25 V liegen.

Ein besonderes Merkmal des hier beschriebenen Hochspannungsfarbschalters ist ein Rückkopplungszweig von dem Transformator 20 zu dem Niederspannungsnetzgerät, über den während der Rücksetzperiode Energie zurückgeleitet wird. Dieser Rückkopplungszweig enthält eine Diodenschaltung aus zwei Dioden 42, 44, die so zwischen die Leitung 30 und jede Hälfte des Niederspannungsnetzgerätes geschaltet sind, daß sie jeweils in Sperrichtung betrieben werden. Die Anode der Diode 42 ist also mit der Leitung 30 verbunden, wogegen die Katode der Diode 42 mit der Klemme 33 und der positiven Hälfte des Niederspannungsnetzgerätes verbunden ist. Auf ähnliche Weise ist die Katode der Diode 44 mit der Leitung 30 verbunden, wogegen die Anode mit der Klemme 40 und dem negativen Teil des Niederspannungsnetzgerätes verbunden ist.

Eine ankommende Farbinformation wird dem Hochspannungsfarbschalter auf Leitungen 46 und 47 aus einer externen Quelle (nicht dargestellt) dargeboten. Es gibt zwar zahlreiche Typen von externen Quellen, die in der Lage sind, eine solche Information zu liefern, üblicherweise wird diese Information jedoch aus einer größeren, vielseitigeren Steuerschaltung des Anzeigesystems der Penetrationskatodenstrahlröhre 12 kommen. Die Einzelheiten einer solchen externen Quelle sind hier unwesentlich. Aus Vereinfachungsgründen wird angenommen, daß die Eingangssignale an einem Farbprozessor 48 ein binäres Farbwähldigitalsignal, das in der Lage ist, anzuzeigen, welche von vier Farben auf dem Schirmträger 16 anzuzeigen ist, und ein Freigabedigitalsignal sind, welches das Ansprechen des Hochspannungsfarbschalters einleitet. Der Farbprozessor 48 empfängt die Digitalsignale über eine Leitung 45 und die Leitungen 46 und 47. Das Ausgangssignal des Farbprozessors 48 wird dann über eine Leitung 50 an die Treiberschaltung 36 angelegt. Während der Rücksetzperiode muß die Schalteinrichtung 32 geöffnet werden, und ein Steuersignal aus dem Farbprozessor 48 wird über eine Leitung 52 an die Schalteinrichtung 32 angelegt und öffnet diese während der Rücksetzperiode.

Ein besonderes Merkmal des hier beschriebenen Hochspannungsfarbschalters ist außerdem, daß er eine dynamische Mitlauffarbfokussierspannung für die Penetrationskatodenstrahlröhre 12 liefert. In einer Einrichtung 60, 64, 65 zum Liefern einer Fokussierspannung ist dafür ein erstes Potentiometer 60 vorgesehen, welches mit dem Ausgang des Hochspannungsnetzgerätes 10 verbunden ist. Es handelt sich dabei um einen gesonderten Ausgang, der einen niedrigeren Gleichspannungswert hat als der Ausgang, der zum Liefern der Anodenspannung benutzt wird. Das erste Potentiometer 60 ist über eine Fokussierspannungswicklung 64, bei welcher es sich um eine zusätzliche Wicklung auf dem Transformator 20 handelt, mit einem zweiten Potentiometer 65 verbunden. Das zweite Potentiometer 65 wird zum dynamischen Einstellen der Spannung benutzt, die an eine Fokussierelektrode 66 angelegt wird, welche in der Nähe des vorderen Teils des Elektronenstrahlerzeugers (nicht dargestellt) angeordnet ist. Üblicherweise ist der Fokussierspannungswert, der an die Fokussierelektrode 66 angelegt wird, ein fester Prozentsatz der an die Anode 14 angelegten Spannung. Ein besonderes Merkmal ist, daß diese Einrichtung 60, 64, 65 zum Liefern einer Fokussierspannung ein Minimum an zusätzlichen Teilen erfordert, nämlich nur die beiden Potentiometer 60, 65 und die Fokussierspannungswicklung 64 auf dem Transformator 20. Das erste Potentiometer 60 stellt den Basisgleichspannungswert ein, während das zweite Potentiometer 65 das dynamische Ausgangssignal auf den Wert einstellt, der an die Fokussierelektrode 66 angelegt wird.

Unter Bezugsnahme auf Fig. 2 wird nun die Arbeitsweise des Hochspannungsfarbschalters beschrieben, der dabei zuerst auf eine Gelb-Schreibperiode und dann auf eine Rot-Schreibperiode geschaltet wird. Die hier beschriebene Ausführungsform des Hochspannungsfarbschalters ist, wie oben bereits kurz erwähnt, gut für einen Fall geeignet, in welchem die Basisfarbe, die hier orange ist, benutzt werden soll, um Information auf dem Schirmträger 16 der Penetrationskatodenstrahlröhre 12 während des überwiegenden Teils der Zeit anzuzeigen. Ein Beispiel dafür sind Radarschirme, Anzeigegeräte in Flugzeugcockpits, Flugzeugmehrfunktionsanzeigeeinrichtungen, usw. Es kann jedoch zu gewissen Zeiten erwünscht sein, beispielsweise um eine Besonderheit auf dem Bildschirm eines Flugzeuges hervorzuheben, gerade diese Besonderheit z. B. in grün oder rot anzuzeigen. Der hier beschriebene Hochspannungsfarbschalter schaltet dann den Spannungswert an der Anode 14 für eine vorbestimmte Periode ein, die Schreibperiode, während welcher die Information auf dem Schirmträger 16 geschrieben werden kann. In Abhängigkeit von den besonderen Phosphoren, die in der Penetrationskatodenstrahlröhre 12 benutzt werden, kann eine Schreibperiode erzeugt werden, um beispielsweise Grün-Information, Gelb-Information oder Rot-Information anzuzeigen. In der hier beschriebenen Ausführungsform ist die Basisfarbe, nämlich orange, diejenige Farbe, die von der Penetrationskatodenstrahlröhre 12 die meiste Zeit angezeigt wird und einer Spannungswerteinstellung an der Anode 14 von ungefähr 14 kV entspricht. Es handelt sich dabei um die Ausgangsgleichspannung des Hochspannungsnetzgerätes 10, die über die Sekundärwicklung 19 des Transformators 20 an die Anode 14 angelegt wird.

Zuerst wird auf die linke Seite von Fig. 2 Bezug genommen, wo das sequentielle Schalten des Hochspannungsfarbschalters dargestellt ist, während welchem eine Schreibperiode für gelb, d. h. ungefähr 16 kV an der Anode 14 gebildet wird. Zur Zeit t₀ leitet das Freigabesignal aus der externen Quelle die Gelb-Schreibperiode ein, während welcher die Schalteinrichtung 32 geschlossen bleibt (Fig. 2e) und der Spannungsimpuls aus der Treiberschaltung 36 über den Transformator 20 geleitet wird, um mit der Basisspannung von 14 kV aus dem Hochspannungsnetzgerät 10 verknüpft zu werden. Die Farbe wird durch den Status des Farbwählsignals bestimmt, wenn das Freigabesignal aktiviert ist. Der Strom in der Primärwicklung 26 nimmt über der Farbschreibperiode bis zu dem Zeitpunkt t₁ zu, in welchem die Rücksetzperiode eingeleitet wird.

Ein besonderes Merkmal der hier beschriebenen Ausführungsform des Hochspannungsfarbschalter ist, daß während der Rücksetzperiode, wenn der Spannungswert an der Anode 14 wieder auf seinen Basiswert gebracht wird, die in dem Transformator 20 dynamisch gespeicherte magnetische Energie über den diodengesteuerten Rückkopplungszweig zu dem Niederspannungsnetzgerät zurückgeleitet wird. Weiter öffnet gemäß dem linken Teil von Fig. 2 im Zeitpunkt t₁ ein Steuersignal aus dem Farbprozessor 48 die Schalteinrichtung 32, die den Stromfluß von der Treiberschaltung 36 zu der Primärwicklung 26 des Transformators 20 unterbricht. Das Magnetfeld in dem Transformator 20 beginnt zusammenzubrechen, wobei es, wenn das ungebremst geschieht, einen beträchtlichen Spannungswert erzeugt. Von den Dioden 42, 44 beginnt eine, in Abhängigkeit von der Polarität des Primärstroms, zu leiten. Ein Rückkopplungszweig wird dann über die leitende Diode zu dem Niederspannungsnetzgerät gebildet. Im Zeitpunkt t₂ hat der Magnetisierungsstrom in dem Transformator 20 vollständig aufgehört, so daß schließlich im Zeitpunkt t₄ am Ende der Rücksetzperiode die Schalteinrichtung 32 freigegeben wird, die den Zweig von der Treiberschaltung 36 zu der Primärwicklung 26 schließt. Der Spannungswert an der Anode 14 ist nun auf den Wert von 14 kV der Basisfarbe orange zurückgebracht worden.

Zum Ausnutzen der Vorteile des hier beschriebenen Hochspannungsfarbschalters müssen die Kenndaten des Transformators 20 an die maximale Schreibperiode angepaßt werden, während der die Schalteinrichtung 32 bei irgendeiner Nichtbasisfarbe verweilen kann. Der Grund dafür ist, daß die durch die Treiberschaltung 36 an die Primärwicklung 26 angelegte Spannung einen Magnetisierungsstrom erzeugt, der von Haus aus die Flußdichte (magnetische Induktion) des Transformatorkerns erhöht. Wenn der Spitzenflußdichte gestattet würde, den Sättigungswert des Transformators 20 zu erreichen, würde die sich ergebende Sättigung eine Abweichung des Wertes der an die Anode 14 angelegten Hochspannung und eine entsprechende Änderung in der auf dem Schirmträger 16 der Penetrationskatodenstrahlröhre 12 angezeigten Farbe bewirken. Es ist klar, daß zum Vergrößern der Länge einer Schreibperiode ein größerer Transformator mit einem höheren Sättigungswert bei einem bestimmten Strom benutzt werden muß. Wenn eine Schreibperiode für eine bestimmte Farbe kürzer sein kann, so kann entsprechend ein kleinerer Transformator benutzt werden, wodurch die Treiberschaltung 36 kleiner und kompakter gemacht wird.

Die rechte Seite von Fig. 2 zeigt ein Beispiel des Falles, in welchem die Anode 14 durch einen Impuls in eine Extremposition von 10 kV für eine Rot-Schreibperiode gebracht wird. Zur Zeit t₅ bewirkt das Freigabeeingangssignal an dem Farbprozessor 48, daß dieser einen Impuls an die Treiberschaltung 36 abgibt. Die Treiberschaltung 36 bildet dann einen entsprechenden Impuls in dem Primärkreis, der einen Magnetisierungsstrom in der Primärwicklung 26 bildet. Zur Zeit t₆ hat die Schreibperiode für die Farbe rot ihr maximales Intervall erreicht, und die Flußdichte in dem Transformator 20 nähert sich ihrem Sättigungspunkt. Das Rücksetzintervall beginnt mit dem Öffnen der Schalteinrichtung 32 durch ein Signal aus dem Farbprozessor 48. Das gestattet dem Magnetisierungsstrom, sich über die Diode 42 in das Niederspannungsnetzgerät zu entladen. Schließlich wird im Zeitpunkt t₇, in welchem der der Basisfarbe entsprechende Spannungswert erreicht worden ist, die Schalteinrichtung 32 freigegeben, die den Zweig von dem Ausgang der Treiberschaltung 36 zu der Primärwicklung 26 schließt.

Claims

1. Hochspannungsfarbschalter für eine Penetrationskatodenstrahlröhre (12) mit einer Anode (14), bei der normalerweise eine Basisfarbe angezeigt wird, aber für eine Farbschreibperiode auf eine beliebig gewählte Farbe umgeschaltet werden kann,
mit einem Hochspannungsnetzgerät (10), das mit der Penetrationskatodenstrahlröhre (12) verbindbar ist und einen Ausgangsspannungswert hat, der so gewählt wird, daß sich die Basisfarbe ergibt, wenn er an der Penetrationskatodenstrahlröhre (12) anliegt,
mit einem eine Primär- und eine Sekundärwicklung aufweisenden Transformator (20), dessen Sekundärwicklung (19) zwischen den Ausgang des Hochspannungsnetzgerätes (10) und die Anode (14) der Penetrationskatodenstrahlröhre (12) geschaltet ist, und
mit einer Treiberschaltung (36) zum Verstärken einer Eingangsschwingung, die eine beliebig gewählte Farbe angibt, welche in einer Farbschreibperiode angezeigt werden soll, gekennzeichnet durch ein in der Treiberschaltung vorgesehenes Niederspannungsnetzgerät,
durch eine Schalteinrichtung (32), die eine offene Stellung und eine geschlossene Stellung hat und zwischen dem Ausgang der Treiberschaltung (36) und der Primärwicklung (26) des Transformators (20) liegt, und
durch eine Diodenschaltung (42, 44), die zwischen die Primärwicklung (26) des Transformators (20) und das Niederspannungsnetzgerät der Treiberschaltung (36) geschaltet ist,
wodurch am Ende der Farbschreibperiode, während welcher eine beliebig gewählte Farbe durch die Penetrationskatodenstrahlröhre (12) angezeigt wird, die Schalteinrichtung (32) für eine vorbestimmte Zeitspanne in ihre offene Stellung übergeht, was gestattet, in dem Transformator (20) gespeicherte Energie über die Diodenschaltung (42, 44) zu dem Niederspannungsnetzgerät der Treiberschaltung (36) zurückzuleiten.

2. Hochspannungsfarbschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (26) mit dem nicht mit der Schalteinrichtung (32) verbundenen Ende an Masse geschaltet ist, daß das Niederspannungsnetzgerät der Treiberschaltung (36) bezüglich eines Nullpotentials eine positive und eine negative Versorgungsspannung (+V_BB, -V_BB) erzeugt und daß die Diodenschaltung (42, 44) zwei Dioden enthält, von denen jede zum Betrieb in Sperrichtung zwischen eine der beiden Versorgungsspannungen (+V_BB, -V_BB) des Niederspannungsnetzgerätes geschaltet ist.

3. Hochspannungsfarbschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Penetrationskatodenstrahlröhre (12) eine Fokussierelektrode (66) enthält, an die eine Hochgleichspannung angelegt wird, um den Elektronenstrahl zu fokussieren, und daß eine Einrichtung (60, 64, 65) vorgesehen ist, die eine Fokussierspannung liefert, welche dem Hochspannungsgleichstromwert folgt, der an der Anode (14) der Penetrationskatodenstrahlröhre (12) anliegt.

4. Hochspannungsfarbschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (60, 64, 65) zum Liefern einer Fokussierspannung eine Fokussierspannungswicklung (64) auf dem Transformator (20) aufweist, die zwischen das Hochspannungsnetzgerät (10) und die Fokussierelektrode (66) der Penetrationskatodenstrahlröhre (12) geschaltet ist.

5. Hochspannungsfarbschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (60, 64, 65) zum Liefern einer Fokussierspannung ein erstes Potentiometer (60) enthält, das zwischen das Hochspannungsnetzgerät (10) und die Fokussierspannungswicklung (64) des Transformators (20) geschaltet ist, um den Spannungswert auf dem Hochspannungsnetzgerät proportional einzustellen.

6. Hochspannungsfarbschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (60, 64, 65) zum Liefern einer Fokussierspannung ein zweites Potentiometer (65) enthält, das zu der Fokussierspannungswicklung (64) des Transformators (20) parallel geschaltet ist, um den an die Fokussierelektrode (66) angelegten Spannungshub proportional einzustellen.