DE542333C

DE542333C - Cathode ray oscilloscope with adjustable cathode for adjustment

Info

Publication number: DE542333C
Application number: DEB135317D
Authority: DE
Original assignee: KARL BERGER DIPL ING
Current assignee: KARL BERGER DIPL ING
Priority date: 1928-01-09
Filing date: 1928-01-10
Publication date: 1932-01-22

Description

Bekanntlich wird beim Kathodenstrahl-Oszillograph, ein Strahl freier Elektronen dadurch erhalten, daß man vom Glimmstrom, der zwischen Kathode und Anode im Entladerohr erzeugt wird, den mittleren dichtesten Teil des von der Kathode zur Anode fließenden Elektronenstroms durch eine enge Bohrung in der Anode (Diaphragma, Blende, Düse) hindurchschießen läßt. Auf seinem weiteren Weg wird dann dieser Elektronenstrahl (Kathodenstrahl oder im folgenden auch kurz Strahl genannt) in bekannter Weise der Ablenkung durch elektrische oder magnetische Felder ausgesetzt. Für viele Aufgaben, insbesondere auch zur Beobachtung von Vorgängen, deren Zeitpunkt nicht willkürlich gewählt werden kann (wie z. B. Gewitter), hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Strahl, nachdem er die erwähnte Blende passiert hat, noch durch eine zweite oder mehrere solche durchtreten zu lassen. Zwischen diese Blenden legt man dann in bekannter Weise eine oder mehrere Ablenkelektrodenpaare, die den Strahl nur bei einem bestimmten Wert der zwischen den Elektroden herrschenden Spannung durch die Blenden durchtreten lassen. Erst im Augenblick, in dem ein aufzunehmender Vorgang eintritt, wird diese Spannung eingestellt, während vorher der Strahl abgelenkt ist und dadurch verhindert wird, durch die zweite und evtl.As is well known, with the cathode ray oscilloscope, a beam of free electrons obtained by removing the glow current between Cathode and anode is created in the discharge tube, the middle densest part of the The electron current flowing from the cathode to the anode through a narrow hole in the anode (Diaphragm, screen, nozzle) can shoot through. On its further path it will be this one Electron beam (cathode beam or in the following also called beam for short) in known Way of being distracted by electric or magnetic fields. For many Tasks, especially for the observation of processes, the timing of which is not arbitrary can be selected (such as thunderstorms), it has proven to be useful to use the beam, after it has passed the aperture mentioned, through a second or more of them to pass through. Then, in a known manner, an or is placed between these diaphragms several pairs of deflection electrodes that only direct the beam at a certain value of the between Let the voltage prevailing at the electrodes pass through the diaphragms. Only at the moment in which a process to be recorded occurs, this voltage is set while the beam is deflected beforehand and is thus prevented from being passed through the second and possibly

weitere Blenden durchzutreten.to step through further apertures.

Nach Passieren der erwähnten Blenden tritt der Strahl in den eigentlichen Ablenkraum ein, wo er durch die zu messenden und die zur Aufzeichnung nötigen Spannungen und Ströme abgelenkt wird, um schließlich auf den Aufnahmeschirm oder die photographische Schicht aufzufallen.After passing the diaphragms mentioned, the beam enters the actual deflection space, where it is determined by the voltages and currents to be measured and those required for recording is deflected to finally hit the recording screen or the photographic layer to attract attention.

Bei solchen Oszillographen mit zwei und mehr Blenden hintereinander zeigt sich die Schwierigkeit, die Blenden an die richtige Stelle zu bringen, so daß der Strahl genau hindurchtrifft. Weil einerseits infolge der Herstellungsschwierigkeiten das meist aus Glas bestehende Entladerohr nie genau zentrisch ausgeführt werden kann und anderseits infolge des magnetischen Erdfeldes die Strahlachse nicht überall mit der Rohrachse zusammen fällt, war man gezwungen, entweder die Blenden verstellbar zu machen oder aber den Kathodenstrahl durch elektrische oder magnetische Hilfsfelder so abzulenken, daß er durch alle Blenden hindurchtraf. Die erste Möglichkeit führt zu praktischen Schwierigkeiten, falls, was für leichte Einstellung erforderlich ist, die Einrichtung so ausgeführt wird, daß die Blenden ohne Vakuumstörung während des Betriebes des Oszillographen verstellt werden können. Außerdem ändert sich mit jeder Blendenverstellung die Lage des Strahlauftreffpunktes auf dem Aufnahmeschirm und somit des Nullpunktes der Oszillogramme. Die zweite Möglichkeit gibt erfahrungsgemäß eine Schwächung der Strahlhelligkeit, die für die Aufnahme rasch verlaufender Vorgänge vermieden werden muß. Man könnte daran denken, in ähnlicher Weise, wie dies bei Kathodenstrahl-Oszillographen mit Glühkathode ausgeführt wurde, die Kathode für sich im Entladerohr einstellbar zu machen. Die Lösung erweist sich aber für den Kathodenstrahl-Oszillograph mit kalter Kathode, bei dem notwendigerweise die Kathode sich auf hoher Spannung befindet, als ungeeignet. Dies einesteils wegen der Gefahr der Bedienung der Kathode bei bestehendem Strahl, zweitens wegen der elektrischen SchwierigkeitenWith such oscilloscopes with two or more diaphragms one behind the other, the difficulty becomes apparent to bring the diaphragms in the right place so that the beam hits right through. Because, on the one hand, due to the manufacturing difficulties, the discharge tube, which is usually made of glass can never be carried out exactly centric and on the other hand due to the magnetic Earth field the beam axis does not coincide everywhere with the pipe axis, one was forced to either to make the diaphragms adjustable or to make the cathode ray by electric or to deflect auxiliary magnetic fields so that it penetrated through all apertures. the first possibility leads to practical difficulties, if what is required for easy adjustment is, the device is designed so that the diaphragms without vacuum disturbance during the operation of the oscilloscope can be adjusted. In addition, it changes every time the aperture is adjusted the position of the point of impact of the beam on the recording screen and thus the zero point of the oscillograms. The second Experience has shown that the possibility is a weakening of the beam brightness, which is necessary for the recording rapid processes must be avoided. One could think of it in a similar way The way it was done on cathode ray oscilloscopes with a hot cathode, to make the cathode adjustable for itself in the discharge tube. But the solution turns out to be for him Cathode ray oscilloscope with a cold cathode, which is necessarily the cathode is on high voltage is considered unsuitable. This is partly because of the risk of Operation of the cathode when the beam is present, secondly because of the electrical difficulties

infolge der notwendig werdenden Schliffe oder Dichtungen in Kathodennähe.as a result of the necessary cuts or seals near the cathode.

Es wäre weiter denkbar, die in üblicher Weise für die Zusammensetzung des Rohres, die Auswechselung der Kathode usw. zur Verbindung von Entladerohr und Aufnahmerohr vorgesehenen Schliffe durch die bekannten elastischen Gummischlauchverbindungen zu ersetzen. Wenn auch dem Gummi als solchem die unangenehme ίο Eigenschaft zukommt, in der Nähe hochspannungsführender Teile infolge der Ozonbildung spröde und rissig zu werden, so kann dieser Nachteil für Laboratoriumsausführungen in Kauf genommen werden. Dagegen ist die Ver-Wendung von Gummi als Konstruktionselement für im Betrieb anwendbare Kathodenstrahl-Oszillographen in Frage gestellt.It would also be conceivable to replace the pipe in the usual way for the composition of the pipe the cathode, etc. for connecting the discharge tube and receiving tube provided cuts by the known elastic Replace rubber hose connections. Even if the rubber as such is the unpleasant one ίο Property is close to high voltage If parts become brittle and cracked as a result of the formation of ozone, this disadvantage for laboratory designs in Purchase to be taken. On the other hand, rubber is used as a construction element for operational cathode ray oscilloscopes in question.

Zweck der Erfindung ist die Ausbildung eines Kathodenstrahl-Oszillographen, derart, daß zur Justierung des Kathodenstrahles auf die Öffnungen der Blenden der Teil des Rohres, welcher den Entladungsraum umschließt, gemeinsam mit der Kathode gegenüber dem übrigen, den Auffangschirm enthaltenden Teil des Vakuumgefäßes (Ablenkraum) im evakuierten Zustand verstellt werden kann.The purpose of the invention is the formation of a cathode ray oscilloscope, such that for Adjustment of the cathode ray to the openings of the diaphragms of the part of the tube which encloses the discharge space, together with the cathode compared to the rest of the Part of the vacuum vessel (deflection space) containing the collecting screen in the evacuated state can be adjusted.

Die Erfindung erlaubt, trotz des magnetischen Erdfeldes und der Ungenauigkeiten der Glasteile das Entladerohr so einzustellen, daß die höchstmögliche Strahlstärke alle Blenden durchtritt. Sie ist unabhängig davon, ob zur Konzentrierung des Strahls außerdem die bekannten Konzentrationsspulen verwendet werden. Auch bei Anwendung solcher kann die Erfindung mit Vorteil benutzt werden.The invention allows, despite the magnetic earth field and the inaccuracies of the glass parts adjust the discharge tube so that the highest possible beam intensity passes through all apertures. It is independent of whether the known concentration coils are also used to concentrate the beam be used. The invention can also be used to advantage when such is used.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist aus der Abbildung ersichtlich. Darin ist die Verstellbarkeit eines Teiles des Entladerohres samt Kathode dadurch erreicht, daß die Anode a mit einem kugelförmigen Schliff mit dem Kugelmittelpunkt m versehen ist. Die Wand e des Vakuumgefäßes zwischen Kathode und Anode ist mittels Schliffs in ein zweites kugelförmiges Schliffstück eingesetzt, das mit der Anode zusammen ein Kugelgelenk bildet. Mit Hilfe der Schrauben s kann die obere Kugelschale in der unteren verschoben und dadurch dem beweglichen Teil des Entladerohres innerhalb festzusetzender Grenzen jede beliebige Neigung gegen die Anode gegeben werden. Sofern der Kugelmittelpunkt m angenähert in die Rohrachse fällt und die Blende I nahe bei Punkt m liegt, ist es trotz des Erdfeldes stets möglich, durch Verstellen der oberen Kugelschale den Strahl so zu richten, daß er genau durch beide Blenden I und Π trifft. Da ferner infolge des großen Druckes der Atmosphäre auf beide Kugelschalen die Dichtung des Schliffs keine Schwierigkeiten macht, kann die Verstellung ohne Schädigung des Vakuums jederzeit im Betrieb des Oszillographen geschehen. Die richtige Stellung des beweglichen Teils des Entladerohrs ist an der Fleckschärfe auf dem Beobachtungsschirm ersichtlich. An embodiment according to the invention can be seen from the figure. The adjustability of a part of the discharge tube including the cathode is achieved in that the anode a is provided with a spherical cut with the center point m of the sphere. The wall e of the vacuum vessel between the cathode and the anode is cut into a second spherical cut piece that forms a ball joint with the anode. With the help of the screws s, the upper spherical shell can be shifted in the lower one and thereby the movable part of the discharge tube can be given any inclination against the anode within the limits to be determined. If the center of the sphere m is approximately in the pipe axis and the aperture I is close to point m , it is always possible, in spite of the earth's field, to adjust the upper spherical shell to direct the beam so that it hits exactly through both apertures I and Π. Since the sealing of the joint does not cause any difficulties due to the high pressure of the atmosphere on both spherical shells, the adjustment can be made at any time while the oscilloscope is in operation without damaging the vacuum. The correct position of the movable part of the discharge tube can be seen from the sharpness of the spots on the observation screen.

Der Zweck der mechanischen Einstellbarkeit des Kathodenstrahls kann auch ohne Schliffe erreicht werden, z. B. durch eine elastische Verbindung des Entladerohrs oder eines Teils desselben mit anderen Teilen des Oszillographen, Bei entsprechender Anordnung läßt sich damit der bewegliche Teil des Entladerohrs nicht nur beliebig verschieden neigen, sondern auch parallel zu sich selbst verschieben, wie das auch möglich wäre bei der gleichzeitigen Anwendung eines Kugelschliffs und eines Planschliffs. iDie Einstellung und Festhaltung bestimmter Lagen des Kathodenstrahls kann wieder mittels Schrauben geschehen.The purpose of the mechanical adjustability of the cathode ray can also be used without grinding can be achieved, e.g. B. by an elastic connection of the discharge pipe or a part thereof with other parts of the oscilloscope, with the appropriate arrangement it can be used the moving part of the discharge tube not only incline at will, but also move parallel to itself, as would be possible with simultaneous use a spherical cut and a flat cut. iThe setting and retention of certain locations of the cathode ray can be done again by means of screws.

Claims

Patent claims:

1. Cathode ray oscilloscope with adjustable cathode for adjustment, thereby characterized in that the part of the tube which encloses the discharge space, together with the cathode opposite the The remaining part of the vacuum vessel (deflection space) containing the collecting screen is designed to be adjustable in the evacuated state is.

2. cathode ray oscilloscope according to claim i, characterized in that the Movement of the two parts of the vacuum vessel against each other with the help of a spherical joint happens.

3. cathode ray oscilloscope according to claim τ, characterized in that the movement of the two "! Parts of the vacuum vessel against each other is done with the help of a plane grinding.

4. cathode ray oscilloscope according to claim i, characterized in that the Movement of the two parts of the vacuum vessel against each other by means of a combination of spherical and plane grinding happens.

5. cathode ray oscilloscope according to claim 2 and 4, characterized in that that a diaphragm of the oscilloscope is placed in the center of the spherical joint.

6. cathode ray oscilloscope according to claim i, characterized ^ that ^, the Movement of the two parts of the vacuum vessel against each other with the help of an elastic Connection of both parts happens.

1 sheet of drawings