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Elektromagnetisches Spulensystem zur Ablenkung von Kathodenstrahlen
in zwei zueinander senkrechten Richtungen Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches
Spulensystem zur Ablenkung von Kathodenstrahlen in zwei zueinander senkrechten Richtungen,
insbesondere für Fernseh- und Oszillographenröhren.
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Die bisher für Kathodenstrahlröhren verwendeten Systeme dieser Art
hatten den Nachteil, daß ihr Wirkungsgrad im Verhältnis zum Aufwand an Strom und
Spulenwicklungen ungünstig war. Dies war, wie der Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen
zeigten, u. a. auf eine ungünstige Form und Orientierung der in Verbindung reit
den Ablenkspulen verwendeten Körper aus ferromagnetischem Werkstoff zurückzuführen.
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Unter Berücksichtigung dessen wurde gemäß der Erfindung eine Ablenkan:ordnung
geschaffen, die, von der herkömmlichen Form abweichend, einen bedeutend besseren
Wirkungsgrad insbesondere hinsichtlich des Aufivandes an Strom und Spulenwhidungen
aufweist als die bisher üblichen Anordnungen. Daneben gestattet diese neue Anordnung
eine @veitgehende Änderungsmöglichkeit der Gestalt und der Länge des Ablenkfeldes.
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Es ist bereits bekannt, die Elektromagnete von Kathodenstrahlröhren
durch in Richtung der Röhrenachse sich erstreckende Polschuhe zu verlängern. Es
wird auf diese Weise wohl eine gewisse Verlängerung des Feldes erzielt, aber die
Feldstärke nimmt in Richtung der Verlängerung der Polschuhe rasch ab. Um ,ein ausreichend
langes Feld genügend großer Stärke zu bekomme ,n, müßte man verhältnismäßig
starke
Erregerströme aufwenden, aber auch dann bleibt die Feldverteilung längs der Strahlachse
recht ungleichmäßig.
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Gemäß der Erfindung werden die Nachteil, -der bekannten Anordnungen
bei einem elekti-amagnetis.chen Spulensystem zur Ablenkung von Kathodenstrahlen
in zwei zueinander senkrechten Richtungen, bei welchem die Elektromagnete mit in
Richtung der Strahlachse verlängerten Polschuhen versehen sind, dadurch vermieden,
daß zwei oder mehr den Kathodenstrahl umgebende, geschlossene ferromagn:etis.che
Körper vorhanden sind, die durch langgestreckte Polschuhe (Streben) aus gleichem
Material miteinander verbunden sind, und daß die Spulen auf den geschlossenen, den
Kathodenstrahl umgebenden ferromagnetischen Körpern, auf den Verbindungsstücken
zwischen diesen Körpern und den langgestreckten PolschuIi:en oder auf den Enden
der Polschuhe angeordnet sind. Die erwähnten Streben verbinden Punkte gleichen magnetischen
Potentials miteinander. Dies bedeutet, daß diese Streben einen, verhältnismäßig
geringen magnetischen Widerstand aufweisen und auf ihrer ganzen Länge ungefähr die
gleiche Feldstärke haben. Da nun die Ablenkung des Kathodenstrahls von dem Integral
Bds abhängt, wo s der Weg ist, längs dessen das magnetische Feld auf den Strahl
mit der Feldstärke B wirkt, so ist deutlich zu ersehen, daß bei gleichem Aufwand
eine beträchtlich größere Ablenkwirkung erzielt wird als bei allen bekannten Spulen.
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Die Erfindung sei an Hand der Ausführungsbeispie'.e veranschaulichenden
Abbildungen näher erläutert.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i sind -zwei ringförmige Körper
2- und 2b vorgesehen, die den Elektronenstrahl umschließen. Mit 3«, 3b, 3c
und 3d sind die Ringe verbindende, in Strahlrichtung verlaufende Streben aus ferromagnetischem
Material bezeichnet. Zwisch,- n den Stellen, an denen die verschiedenen Streben
in die rin gfürinigen Körper einmünden, befinden sich Spulenpakete 4.a bis ad bzw.
5« bis 5,1. Jedes dieser Pakete besteht aus zwei voneinander unabhängigen Wicklungen,
die z. B. übereinander angeordnet sind. Demnach hat jedes Spulenpaket vier Zuführungen.
Soll mit Hilfe der dargestellten Anordnung eine I>ceinflussung des Kathodenstrahlhündeis
in zwei zueinander senkrechten Richtungen, z. B. Bild- und Zeilenablenkung beim
Fernsehen, vorgenommen werden, so werden die vier Spuienpakete, oder genauer die
acht Spulenu-icklungen, auf jedem der Ringe z. B. in der Weise, wie die Schaltung
(Abb. i) veranschaulicht, miteinander verbunden. Die durch ausgezogene Linien dargestellten
Leitungen stellen die Verbindung zwischen den WielJungcn für die Ablenkung in der
einen Koordinatenrichtung her; wenn der Strom durch diese Leillu.ngen fließt, so
wird die Ablenkung im « ;-sentlichen durch die Streben oder P;-)l-#:cIinhe 3<=
oder 3c bestimmt. Die durch gescrichelte Linien dargestellten Leitungen stellen
die Verbindung zwischen den Wicklungen für die andere Ioordinatenrichtung her; wenn
der Strarn durch diese Leitungen fließt, wird die Ablenkung im wesentlichen durch
die Polschuhe 3b und 3d bestimmt. Handelt es sich uni eine Fernsehröhre,
so wird z. B. der Generator für den Zeilenablenkstrom an den mit Z bezeichneten
Klemmen und der Generator für den. Bildablenkstrom an den mit B bezeichneten Klemmen
angeschlossen. Die Bildablenkung wird in diesem Falle durch je eine Wicklung von
.l<, .1.b, 5a, 5b einerseits und je eine Wicklung von 4.e, ad. 5e,
5d anderseits ia Verbindung mit den zwischen diesen Wicklungen liegenden
Teilen des ferromagnetischen Körpers hervorgerufen. In entsprechender Weise erfolgt
die Zeilenablenkung durch die übrigbleibenden Wicklungen von .hl, @.d, 5". 5'1 einerseits
und 4b, 4.c, 5'j, 5e anderseits.
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Die Spu.lenpakete 4.a bis .1d und 5,1 bis 5d können auch aus
Paaren von nebeneinanderliegenden Einzelpunkten bestehen. Ein Beispiel für eine
solche Anordnung ist in der Abb.2 dargestellt. Die Spulen für die Ablenkung in der
einen Koordinatenrichtung sind mit b, die für die Ablenkung in der anderen Richtung
mit z bezeichnet. Die Einzelspulen werden z. B. in entsprechender Wise miteinander
verbunden wie die Einzelspulen der Spulenpakete in der Anordnung nach
Ab!). i. Es entsteht so das Schaltbild, welches in Abb. 2 dargestellt ist.
Mit Z und B sind wieder die Klemmen bezeichnet, an denen die Generatoren für Zeilen-
und Bildablenkstroin im Falle der Benutzung der Anordnung für Fernselizwcck.e angeschlossen
werden.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Abb.3 dargestellt.
Mit dein Ab-Ienkstrom werden in diesem Falle die Einzelspulen cy, 9b, ton, tob für
die Ablenkung in der einen Koordinatenrichtung, die Einzelspulen 9,-, 9d, 1o,, tod
für die Ablenkung in der anderen Richtung beschickt. Die Verbindungsleittmgen zwischen
diesen Einzelspule:; sind der t'bersichtlichkeit halber fortgelass- !;. Die Spulen
befinden sich entweder, wie in Abb. ; dargestellt, auf den die ferromagnetischen
Ringe 8,1 und 8v verbindenden fernomagnetischen Streben t i bis 14 bzw. auf
den sclunaler gehaltenen Enden dieser Streben Qder aber, wie in Abb..f dargestellt,
auf etwa radial vorlaufenden Verlängerungen der ringförtnilen Körper 25, 26, 27,
die in die Streben 21 bis 2,1 senkrecht einmünden. Die Einzelspulen
sind
mit iga bis. igd, 2oa bis 2od und Zia bis 2id bezeichnet. Die Anordnung gemäß Abb.
4 ist zugleich ein Beispiel dafür, daß man bei jeder der in der vorliegenden Er$ndung
. behandelten Ausführungsformen auch di:ei .oder mehr ringförmige Körper durch Streben
miteinander verbinden kann. Die zur Ablenkung in einer Richtung gehörigen Spulen
liegen bei den Ausführungsformen gemäß Abb.3 und q. jeweils an parallel zueinander
liegenden Streben. Die Spulen, die zu einer Ablenkrichtung gehören, werden natürlich
stets in dem Sinne miteinander verbunden, daß eine Verstärkung der Ablenkwirkung
eintritt.
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An Hand der Abb. 5 seien zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung
erläutert. Zwischen den ferromagnetis.chen Ringen 35 und 36 verlaufen vier ferromagnetische
Streben 31
bis 34.. Die Spulen 29a bis 29d befinden sich auf radial zu den
Ringen 35, 36 verlaufenden ferromagnetischen Verbindungsstücken. Die Verbindungsstücke
4o bis 43, von denen das letztere der perspektivischen Darstellung wegen nicht sichtbar
ist, auf denen sich keine Spulen befinden, bestehen aus umnagnetis,chern Material.
Die Ablenkung in zwei zueinander senkrechten Koordinatenrichtungen erfolgt mit Hilfe
der Spulen 29a, 29b oder 3oa, 30b einerseits und der Spulen 29c, 29d .oder 30c,
Sod anderseits. Werden die punktiert dargestellten Wicklungen (Spulen) 3oa bis Sod
verwendet, so kommen die -Spulen 29a bis 29d in Fortfall.
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Charakteristisch für die Ablenkanordnung gemäß der Erfindung ist,
daß die Kathodenstrahlen längs einer größeren Wegstrecke durch langgestreckte ferromagnetische
Polschuhe beeinflußtwerden. Diese Polschuhe führen nicht nur zu :einer aus elektronenoptischen
Gründen günstigen Feldform, weil man ein sich über einen längeren Teil der Röhrenachse
erstreckendes Feld erzeugen kann, was der Punktschärfe des Kathodenstrahles im abgelenkten
Zustand zugute kommt, sondern sie geben die Möglichkeit, durch passende Wahl ihrer
Form und Lage ein fast beliebig geartetes Ablenkfeld zu erzeugen. Man kann z. B.
die Polschuhe oder einen Teil derselben quer zu ihrer Längsrichtung gekrümmt ausbilden,
und zwar vorzugsweise derart, daß die Längsränder der Polschuhe vom Strahl weggebogen
sind. In der Längsrichtung der Polschuhe wird man gegebenenfalls deren Krütnmung
der zunehmenden Ablenkung des Strahles anpassen, z. B. parab.elförmig gestalten.
Die Größe der ringförmigen Körper muß im letzteren Falle entsprechend der Form der
Polschuhe gewählt sein. Das bedeutet bei dem zuletzt betrachteten Beispiel, daß
der dem Schirm am nächsten gelegene Ring einen größeren Durchmesser hat als der
oder die davorliegenden Ringe. Unter Ring sollen nicht nur kreisförmige Ringe, sondern
solche mit polygonaler oder viereckiger Begrenzung verstanden werden. Die Länge
der Polschuhe wird bei jeder der beschriebenenAnordnungen zweckmäßig größer als
der innere Durchmesser der Ringe gewählt.