DE706780C

DE706780C - Einrichtung zum Abtasten von Magnetogrammen

Info

Publication number: DE706780C
Application number: DEI60980D
Authority: DE
Inventors: Albert Melvin Skellett
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1937-03-31
Filing date: 1938-04-01
Publication date: 1941-06-05
Also published as: US2165307A; GB498721A; FR835934A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Abtasten einer magnetischen Aufzeichnung von akustischen Vorgängen ader von Lichttonwerten eines Bildes.
Bei den üblichen Abtastern für Magnetogramme weist der erzeugte Strom eine 9o°ige Phasenverschiebung· dem ursprünglichen Strom gegenüber auf. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Ausgangsstrom der Abtaster der magnetischen Flußänderung proportional ist, nicht aber dem magnetischen Fluß selbst. Diese Phasenverschiebung von 90⁰ ist unwesentlich, wenn es sich um Tonaufzeichnungen handelt, da das menschliche Ohr für eine solche Phasenverschiebung unempfindlich ist. Handelt es sich jedoch um Bildströme einer Fernseheinrichtung, so ist 'diese Phasenverschiebung groß genug, um das Bild unkenntlich zu machen, da eine Phasenverschiebung von 90° eine hinsichtlich der Zeit veränderliche Verschiebung ist, obwohl der Betrag der Verschiebung konstant ist. Eine Phasenverschiebung von 90⁰ bei einem Zeichen, dessen Frequenz 30 Hz ist, ergibt eine zeitliche Verschiebung von Y₁₂₀ Sekunde, während die gleiche Phasenverschiebung bei einem Zeichen, dessen Frequenz 5000 Hz ist, eine zeitliche Verschiebung von nur V20000 Sekunde hervorruft.

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, eine Anordnung zur Umwandlung magnetischer Aufzeichnungen in elektrische Schwingungen zu schaffen, in der die obengenannte Phasenverschiebung nicht auftritt, und die demnach auch zur Wiedergabe von Zeichen geeignet ist, die Bildströmen entsprechen.

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Diese Aufgabe wird gemäß einem früheren Vorschlag dadurch gelöst, daß die magnetischen Änderungen unmittelbar in Schwankungen eines Elektronenstrahles iimgewandelt werden. Dabei sind die Amplituden des elektrischen Stromes proportional den magnetischen Flüssen und unabhängig von der Frequenz. Um den schwachen magnetischen Fluß des magnetischen Trägers hinreichend wirksam zu machen, wird erfindungsgemäß ein Weg hoher Permeabilität geschaffen, der einen Spalt für den magnetischen Träger und einen Spalt für den Elektronenstrahl aufweist. In einem erfindiingsgemäßen Ausfühiungsbeispiel wird ein Weicheisenjoch um eine Kathodenstrahlröhre gelegt, und zwar in unmittelbar·:'" Nähe von Polstacken von gleichem Werkstoff, die derart in der Köhre angeordnet sind, daß der in der Röhre erzeugte Elektronenstrahl zwischen ihnen hindurchtritt. Das Joch besitzt einen weiteren Luftspalt, dessen Größe so bemessen ist, daß ein mit magnetischen Aufzeichnungen versehener Tonträger f'Stahltonband) ungehindert zwischen den Schenkeln des Joches bewegt «erden kann. Dieses Joch, welches den magnetischen Fluß von dem Stahlband direkt zur Kathoden,-röhre überträgt, um den Kathodenstrahl derart abzulenken, daß seine Energie zwischen zwei in Gegentakt geschalteten Anoden aufgeteilt wird, besitzt keine magnetischen Spulen. Eine relativ geringe Beschleunigungsspannung, die etwa 100 Volt oder weniger beträgt, wird zur Beschleunigung des von der Kathode erzeugten Strahles benutzt, so daß dieser Strahl merkbar durch den kleinen magnetischen Fluß in der Röhre abgelenkt werden kann. Die beiden Anodetiplatten, sind vorzugsweise im Gegentakt an die Primärwicklung eines Transformators angeschlossen, deren Mittelpunkt über eine Batterie mit der Bcschleunigungsanode der Kathodenröhre verbunden ist. Der Ausgangsstrom in der Sekundärwicklung des Transformators ist somit" im wesentlichen phaseiigleich mit dem Fluß in dein magnetischen Tonträger, und die Amplitude ist unabhängig von der Frequenz des Zeichens. Ein weiterer Vorteil tritt bei dieser Anordnung in Erscheinung durch die Tatsache, daß die ursprüngliche Energie verstärkt wird, da die gesamte Energie des Elektronen Strahles durch den geringen Fluß in dem Tonträger gesteuert wird.

Statt aus Weicheisen kann das Joch zweckmäßig aus Permaloy oder einem ähnlichen Werkstoff bestehen, welcher eine hohe Permeabilität bei geringen magnetischen Kräften aufweist.

So Die nachstellend beschriebene und in den Abbildungen dargestellte Ausführungsform dient zur näheren Erläuterung der Erfindung.

In der Fig. 1 ist eine Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung in perspektivischer Darstellung gezeigt. Der Tonträger 10 wird durch den engen Luftspalt 11 des magnetischen Kreises 12 geführt; seine Enden sind an zwei Trommeln 14 und 15 befestigt. Mit Hilfe dieser Trommeln wird das Stahlband gleichmäßig durch den Luftspalt bewegt. Das Stahlband 10 wird vorher in irgendeiner bekannten Art mit Aufzeichnungen durch Zeichenströme versehen. Vorzugsweise wird das Band mit der gleichen Geschwindigkeit durch den Luftspalt geführt, mit der die Zeichen aufgenommen worden sind.

Die Kathodenstrahlröhre ist in Fig. 3 in einem horizontalen Schnitt der Fig. 1 gegenüber dargestellt. Das die Röhre umgebende Joch 50 ist strichpunktiert angedeutet. Die Röhre 13 besteht vorzugsweise aus einem vakuumdichten Behälter 16. in dem eine Kathode 17, eine Beschleunigungsanode Ί8, eine zweite .Anode 19, zwei magnetische Polstücke 20 und 21 und ein Schirm T angeordnet sind. Die Kathode 17 besteht aus einem metallischen Zylinder, welcher indirekt durch den Heizfaden 22 geheizt wird, dereinen Strom von einer geeigneten Spannungsquelle 27 bezieht. Die Kathode 17 ist mit einem Überzug von einem elektronenemittierenden Material versehen.

Die Beschleunigungsanode 18 besteht aus einem länglichen, um die Kathode 17 gelegten Zylinder, der mit einer mit einem Loch versehenen Platte versehen ist. Diese Platte 23 ist an dem Ende des Zylinders angeordnet, das der Kathode abgewandt ist. Die Beschleiinigungsanode 19 ist ein Zylinder, der um das dem Schirm T zugewandte Ende der ßeschleunigungsanode 18 gelegt ist. Das dem Schirm T zugewandte Ende dieses Zylinders 19 ist mit einer Blende versehen, deren Öffnung 25 quadratisch oder rechteckig ist. Die Anoden 18 und 19 bilden zusammen ein Linsensystem, welches den Elektronenstrahl in der durch die Öffnung 25 bestimmten Form auf den Schirm T fokussiert. Das Innere des Behälters 16, etwa zwischen den Polstücken und 21 und dem Schirm T, ist mit einer Schicht 26 aus Graphit o. dgl. überzogen. Die Beschleunigungsanode 18 besitzt eine positive Spannung hinsichtlich der Kathode 17, die von einer Batterie 28 geliefert wird. Das Potential der Anode 19 ist positiv der Anode gegenüber und wird durch die Spannungsqii'clle 29 geliefert. Der Graphitüberzug 26 liegt an demselben Potential wie die Anode 19.

Die Kathode 17 und die Beschleunigungsanöden 18 und 19 werden durch eine gabelförmige Anordnung 30 getragen. Die Drähte

3i fixieren die Anode 18 in ihre Lage zu dem gabelförmigen Teil 30. Ein Flansch 32 aus Isoliermaterial ist an dem dem Schirm T zugekehrten Ende des Zylinders 18 aufgebracht und dient mit Hilfe der Stützdrähte 33 zur teilweisen Halterung des Zylinders 19, wel-, eher außerdem mit Hilfe einer Scheibe 34 gehalten wird, die mit Schrauben 35 an den Polstücken 20 und 21 befestigt ist.

Der Schirm T besteht aus zwei Platten 40 und 41 und einer Abschirmung oder Scheidewand 42, die zwischen den Platten angeordnet ist. In einem geringen Abstand vor diesen Platten ist ein Gitterwerk 43 parallel zu den Platten angeordnet. Die Platten 40 und 41 sind elektrisch mit der Primärwicklung 44 eines geeigneten Ausgangstransformators 45 verbunden, wobei die Sekundärwicklung 46 dieses Transformators mit irgendeinem geeigneten Stromkreis verbunden sein kann. Die Scheidewand 42 steht in elektrischer Verbindung mit dem Gitterwerk 43 und mit dem Mittelpunkt der Primärwicklung 44 des Transformators 45, und zwar über eine geeignete Spannungsquelle 47, die so gepolt ist, daß die Scheidewand 42 und die Abschirmung oder das Gitterwerk 43 eine negative Spannung den Platten 40 und 41 gegenüber besitzen. Der negative Pol der Batterie 47 ist ebenfalls mit dem Überzug 26 und der zweiten Beschleunigungsanode ig verbunden.

Um die Kathodenstrahlröhre 13 herum liegt zur Vervollständigung des magnetischen Kreises 12 zwischen dem magnetischen Tonträger 10 und den beiden Polstücken 20 und 21 ein Joch 50 aus weichem Eisen. In Aussparungen des Joches 50 sind metallische Polstücke 51 und 52 derart angeordnet, daß ein sehr enger Luftspalt 11 zwischen ihnen übrigbleibt, so daß ein magnetischer Tonträger 10 zwischen ihnen bewegt werden kann. Das Joch 50 endet am Umfang der Röhre 13 in unmittelbarer Nähe der innerhalb der Röhre angebrachten Polstücke 20 und 21.

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist wie folgt. Von der Kathode 17 emittierte und von den Anoden 18 und 19 beschleunigte und fokussierte Elektronen sind gegen den Schirm T gerichtet. Zur Beschleunigung dieses Elektronenstrahles wird eine relativ geringe Spannung von etwa 100 Volt benutzt. Auf Grund dieser niedrigen Spannung kann der Elektronenstrahl merkbar zwischen den Polstücken 20 und 21 abgelenkt werden. Durch den magnetischen Fluß in dem Luftspalt zwischen den Polstücken wird die Ablenkung in Abhängigkeit von dem durch den Tonträger 10 hervorgerufenen magnetischen Fluß gesteuert.

Es sei angenommen, daß ein Teil des Tonträgers 10, der keine aufgedrückten Zeichen besitzt, sich in dem Spalt 11 des magnetischen Kreises 12 befindet. Unter solchen Umstän-"den wird der Elektronenstrahl beim Durchgang zwischen den Polstücken 20 ;und 21 nicht abgelenkt, so daß die Energie dieses Strahles gleichmäßig zwischen den Platten 40 und 41 aufgeteilt wird. Dann fließt kein Strom durch die Sekundärwicklung 46 des Transformators 45, da die Platten 40 und 41 in Gegentakt-Schaltung miteinander verbunden sind. Befindet sich aber ein Teil des Tonträgers 10 mit aufgedrückten Zeichen in dem Luftspalt 11, so bewirkt der von dem Tonträger hervorgerufene und über den magnetischen Kreis 12 übertragene Fluß, daß der Strahl derart abgelenkt wird, daß seine Energie ungleichmäßig zwischen den Platten 40 und 41 verteilt wird. Somit entsteht eine Abgleichsstörung der durch die Primärwicklung 44 des Transformators 45 fließenden Ströme, so daß nunmehr ein Strom durch die Sekundärwicklung 46 des Transformators 45 fließt, welcher proportional zu den magnetisch auf dem Tonträger aufgetragenen Zeichen ist.

Durch die Gegentaktschaltung der Anoden werden auch durch die Nichtlinearität der Röhrencharakteristiken hervorgerufene geradzahlige Ob erschwingungsVerzerrungen vermieden. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Tonträger angehalten werden kann, wobei die Intensität des Flusses an jedem Punkt durch Messung des differentialen Anodenstromes in der Röhre bestimmt werden kann.

Der Ausgangsstrom von der Sekundärwicklung 46 ist durch die Hinzufügung der Energie des Elektronenstrahles wesentlich verstärkt.

Auch bei den geringen Beschleunigungs-Spannungen, die in dieser Röhre zur Verwendungkommen, tritt eine Sekundäremission von der Platte 40 zu der Anode 41 oder umgekehrt auf, so daß eine Zeichenverzerrung im Ausgangskreis auftritt. Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden die Trennwand 42 und die Gitteranordnung 43 bei einem negativen Potential hinsichtlich des Durchschnittswertes der Platten 40 und 41 gehalten. Durch dieses negative Potential der Teile 42 und 43 werden die von den Platten 40 und 41 emittierten Sekundärelektronen eher zu derselben Platte zurückgeführt als zu der anderen Platte geleitet.

Claims

Patentansprüche:

i. Einrichtung zum Abtasten von Magnetogrammen, insbesondere für Bildaufzeichnung, bei welcher der vom Magnetogramm ausgehende magnetische Fluß frei sich bewegende Elektronen beeinflußt, gekennzeichnet durch einen Weg von hoher

Permeabilität (50, 51, 52), dereinen Spalt (11) für das Magnetogramm (10) und einen Spalt für einen Elektronenstrahl enthält.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg an dem Magnetogramin, (10) durch Polstücke (51, 52) von üblich geringer Fläche abgeschlossen ist, während er durch Polstücke (20, 21) in der Röhre vervollständigt ist, die einen Durchgang für den Elektronenstrahl offen lassen und sich nach außen vergrößern und der Größe der um die Röhre (13) liegenden Polstücke des Joches (50) angepaßt sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrahlröhre (13) zwei Anodenplatten (40, 41) besitzt, auf die der Elektronenstrahl im Ruhezustand gleichmäßig ver- ao teilt ist und daß die Verteilung des Strahles auf die beiden Platten (40, 41) unter der Wirkung der Magnetogrammfelder sich ändert.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, da- »5 durch gekennzeichnet, daß zusätzliche Elektroden (42, 43) den beiden Platten (40, 41) zugeordnet sind, um eine sekundäre Elektronenemission von der einen zu der anderen Platte zu verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen