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Vorrichtung zur Konzentrierung des Elektronenstrahls eines- Kathodenstrahloszillographen
peitcathcsdenstrahloszillographen, auch Röhren für Fernsehen und Bildtelegraphie
braucht man ein- Kathodenstrahlbündel, das auf seiner ganzen Länge, besonders aber
im Ruftreffpunkt auf die Arbeitsflächen, einen geringen Querschnitt besitzt.
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Um dies zu erreichen, hat man bisher bekanntlich elektromagnetische
Konzentrierungsspulen verwendet Diese haben jedoch den Nachteil eines großen Stromverbrauchs
und großen Gewichts. Wenn das Laufrohr des Katjxodenstrahloszillographen an der
Stelle der Konzentrierungsspule nicht besonders verengt wird, so muß diese auch
außerordentlich große Abmessungen erhalten. Ferner wird der Durchmesser der Konzentrierungsspule
dadurch vergrößert, da! die Spule über alle vorspringenden Teile des Rohres geschoben
werden muß.
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Fas ist weiterhin bekannt, koaxial zurr Strahlachse in- Abständen
voneinander verschieden geformte Metajlkörper anzuordnen, von denen jeder :gegenüber
dem benachbarten Körper ein solches Potential hat, daß zur Strahlachse schräg liegende
elektrostatische Kräfte erzeugt werden, deren radiale Komponenten eine Sammelwirkung
auf das Strahlenbündel ausüben. .
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Bei den bekannten Anordnungen dieser Art tritt durch die axial .gerichteten
Komponenten der elektrostatischen Kräfte eine Veränderung der Elektronengeschwindigkeit
bei der Einstellung des Konzentrierungsp.unktes ein.
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Gemäß der Erfindung werden die verschiedenartig geformten. Metallkörper
in ungerader Anzahl koaxial zur Strahlachse angeordnet und ihre Form und ihre Potentiale
derart gewählt, daß ,die axial gerichteten Komponenten der elektrostatischen Kräfte
abwechselnd um gleiche Beträge heschleunigend und verzögernd auf die Elektronen
einwirken, -so daß die Elektronen, bei der Einstellung des Konzentrierungspunktes
keine Geschwindigkeitsveränderung erfahren. Die unabhängig von der Konzentrierungsspannung
konstant bleibende' Elektronengeschwindigkeit hat den Vorteil, daß die Ablenkempfindlichkeit
des Kathodenstrahles beim Schreiben mehrerer _O-szillogramme stets konstant bleibt.
Von besonderer Wichtigkeit ist die Konstanthaltung der Elektronengeschwindigkeit
bei Kathodernstrahloszillographen, die für Zwecke des Fernsehens, der Bildtelegraphie
u. dgl. verwendet werden. Bei derartigen Kathodenstrahloszillographen kann bekanntlich
eine elektrostatische Sammelvorrichtung zur Steuerung der Elektronendichte im Elektronenbrennfleck
dienen. Hierbei ist es außerordentlich wichtig, die Elektronengeschwindigkeit stets
konstant zu halten, da sonst eine Verzerrung der Bilder eintritt.
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Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann diese Konstanthaltung
der Elektronengeschwindigküf
auch dann erreicht werden, wenn die
Steuerspannungen der Sammelvorrichtungen relativ groß sind gegenüber der die Elektronen
erzeugenden Spannung.
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Man kann auch die Anordnung der Metallkörper symmetrisch wiederholen.
Hierdurch erreicht man, daßbeigleichblQibenderElektronenerregerspännung .eine geringere
Spannungsdifferenz an den einzelnen Sammnelsystemen zur Konzentrierung des Elektron
enstrahles erforderlich ist, als dies bei Anwendung nur eines solchen Systems der
Fall ist.
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Die verschieden geformten Metallkörper können aus abwechselnd aufeinanderfölgenden
Hohlzylindern und Ringscheiben bestehen, durch. die .der Strahl nacheinander hindurchtritt.
Hierbei wird er auf seinem Wege zwischen Zylinder und Ringscheibe durch eine schräg
gerichtete verzögernde Kraft und auf seinem Wege zwischen Ringscheibe und Zylinder
durch eine ebenso große schräg gerichtete beschleunigende Kraft beeinflußt. Dieselbe
Wirkung tritt ein, wenn die verschieden geformten Metallkörper aus abwechselnd aufeinanderfolgenden
durchbohrten Rotationskörpern reit relativ kleinem Außendurchmesser entsprechend
den vorstehend angegebenen Hohlzylindern und konzentrisch dazu liegenden höhlen
Rotationskörpern, seit relativ großem Hohlräumdurchmesser entsprechend geil Ringscheiben
bestehen, wobei der durch die hintereinanderliegenden Bohrungen tretende Elektronenebenfalls
starken elektrischen Feldkräften ausgesetzt ist, welche gegen die Strohlachse einen
Winkel bilden.
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An die Stelle eines Hohlzylinders kann auch eine Spitze oder eine
kleine Kugel treten, die der Elektronenstrahl umgibt.
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Die Metallkörper gleicher Form können parallel geschaltet werden.
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An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert..
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Abb. i zeigt eine Ausführung mit zwei Zylindern und einer Ringscheibe,
Abb. 2 mit mehreren. auteinanderfolgenden Zylindern und Ringscheiben, Abb. 3 eine
ähnliche Ausführung mit anderem Potential der Zylinder.
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In Abb.4 :sind. die auftretenden Kraftkomponenten dargestellt: i:
ist der Ablenkraum, 2 die Entladungsröhre und 3 der Leuchtschirm des Kathodenstrahloszillographen.
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Die Sammelvorrichtung besteht aus einem Hohlzylinder 4, der sich in
Abb. i und 2 an die Anodenblende 5 anschließt, und einem zweiten Hohlzylinder 4',
der mit dem Gehäuse i verbunden ist. Zwischen den Zylindern 4 und 4' ist die Ringscheibe
6 angeordnet; der Außendurchmesser der Zylinder ist kleiner als der Lochdurchmesser
der Ringscheibe. Die Ringscheibe 6 ist an die negative Klemme einer Batterie
8 gelegt, deren positive Klemme mit der Anode 5 und damit auch mit den Hohläyliiidern
4 und 4' verbunden ist. Die Ringscheibe 6 hat infolgedessen ein negatives Potential
gegenüber der Anode bzw. gegenüber den beiden Hohlzylindern 4 und 4.', wodurch zwischen
4 und 6 eine bremsende und zwischen 4' und. 6 eine ebenso große beschleunigende
Wirkung auf die Elektronen. ausgeübt wird. Zwischen dem Zylinder 4 und der Scheibe
6 besteht-infolgedessen ein divergierendes Feld, wie aus der oberen Hälfte der Abb.
4 -zu ersehen-ist. In dieser ist g die gesamte auf ein Elektron wirkende Verzögerungskraft;
diese ist in die bremsende Komponente io, die in entgegengesetzter - Richtung zu
dem Elektronenstrahl wirkt, und in die konzentrierende Komponente i i zerlegt, die
radial wirkt. Zwischen der Scheibe 6 und dem Zylinder 4' besteht dagegen ein konvergierendes
elektrisches Feld. In der unteren Hälfte der Abb.4 sind die hierbei auftretenden
Komponenten der elektrischen Feldkräfte dargestellt; 12 ist die Gesamtkomponente,
welche in die in Richtung des Strahles wirkende Beschleunigungskomponente 13
und in die radial wirkende Sammelkomponente 14 zerlegt ist.
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In Abb. 2 sind mehrere aus einem Zylinder 4 und einer Ringscheibe
6 bestehentde Elektrodenpaare hintereinanderliegend dargestellt. Die Ringscheiben
6 sind in Parallel-Schaltung an den negativen Pol der Batterie 8 gelegt, während
die Zylinder dasselbe positive Potential wie die Anode 5 besitzen.
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In Abb.3 liegen ebenfalls mehrere Zylinder und Ringscheiben, hintereinander.
Die Schaltung ist hierbei jedoch so getroffen, daß die Zylinder gegenüber der Anode
ein positives Potential aufweisen, während die Ringscheiben sich auf dem Potential
der Anode befinden.
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Die Konzentrierung tritt auch dann ein, wenn das Loch- einer Ringscheibe
klein ist gegenüber dein. Loch des gegenüberstehenden Zylinders; Zylinder und Scheiben
müssen in diesem Fall aber umgekehrte Potentialverteilung erhalten.