DE720472C

DE720472C - Spulenanordnung zur magnetischen Ablenkung des Elektronenstrahles einer Kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE720472C
Application number: DET50518D
Authority: DE
Inventors: Willi Schroeder
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1938-06-12
Filing date: 1938-06-12
Publication date: 1942-05-07
Also published as: FR855828A; GB530523A; FR52771E; CH234241A

Description

Spulenanordnung zur magnetischen Ablenkung des Elektronenstrahles einer Kathodenstrahlröhre Bei der magnetischen Ablenkung des Kathodenstrahls in Kathodenstrahlröhren mittels der bisher bekannten Ablenkspulen, z. B. bei Verwendung des in Abb. i dargestellten, den Röhrenhals umschließenden Spulenpaares, zeigte sich, daß der . Durchmesser des Elektronenbrennflecks nicht kreisförmig blieb, sondern mit zunehmender Auslenkung verzerrt wurde. Bei Ablenkung mit Wechselstrom entstand so die sog. Keulenzeile, wie sie in Abb. a dargestellt ist; sie rührt von einer ungünstigen Ausbildung des Ablenkfeldes her.
Gegenstand der Erfindung ist eine Spulenanordnung, deren Feld so- ausgebildet ist, daß eine ' Fleckverzerrung vermieden wird. Es soll zunächst gezeigt werden, wie eine solche Fleckverzerrung zustande kommt. E's gibt zwei Fehler, welche die Fleckverzerrung ausmachen, den Astigmatismus und die Koma. Der erstere ist im wesentlichen dadurch bedingt, daß das Strahlenbündel im aasgelenkten Zustande in derartige inhomogene Feldgebiete kommt, daß die einzelnen Strahlen des Bündels verschieden stark abgelenkt werden. Die Strahlen in der Ablenkebene haben dann einen anderen Schnittpunkt als die Strahlen in einer dazu senkrechten Ebene; die entstehende Verzerrungsfigur ist eine Ellipse, wie in Abb.3 dargestellt. Um den Astigmatismus klein zu halten, ist es also notwendig, daß der Strahl im ausgelenkten Zustand nicht in Gebiete stark veränderlicher Feldstärke kommt, wie dies z. B. bei der Spule nach Abb. i der Fall ist.
Der zweite Fehler, die Koma, kommt im wesentlichen dadurch zustande, daß der Strahlenquerschnitt so groß ist, daß bereits im nicht ausgelenkten Zustand die einzelnen Elementarstrahlen des Elektronenstrahlbündels entweder dadurch, daß sie in Gebieten verschiedener Feldstärke verlaufen, oder dadurch, daß sie mit der Richtung der ablenkenden Feldstärke verschiedene Winkel einschließen, verschieden stark abgelenkt werden. Die entstehende Fleckverzerrung ist unsymmetrisch und hat etwa die in Abb. q. dargestellte Form. Da der Strahlquerschnitt vor dem Eintritt in das Ablenkfeld, also an dem der Elektronenquelle zugewandten Ende der Ablenkanordnung, am größten ist, ist es wichtig, daß auch hier keine starke Veränderung der Feldstärke auftritt, wie dies bei der Spule nach Abb. i der Fall ist.
Die Spulenanordnung gemäß der Erfindung besteht aus zwei Teilspulen mit je einer oder mehreren Windungen, deren Windungen im wesentlichen in zwei symmetrisch zur Röhrenachse angeordneten und diese in einem spitzen Winkel schneidenden Ebenen liegen. Die Teilspulen können dabei wieder aus Einzelspulen oder Spulenpaketen zusammengesetzt sein. jede Ablenkspule wird vorzugsweise kreisrund, elliptisch oder oval geformt. Die Windungszahl ist von der verfügbaren Stromstärke abhängig. Die Größe des Winkels, den die beiden Spulenebenen miteinander einschließen, ist für die Fleckverzerrung unwesentlich. Bildet man die Spulenanordnung so aus, daß dieser Winkel verändert werden kann, so kann man damit die Ablenkempfindlichkeit ändern. Wird die Spulenanordnung zur Ablenkung des Kathodenstrahls in Braunschen Röhren, insbesondere Fernsehröhren, verwendet, so ist es zweckmäßig, die beiden Teilspulen so auszubilden, daß sie allseitig am Hals der Braunschen Röhre bzw. eines koaxial dazu angebrachten Isolierzylinders anliegen.
Die Wirkung der gekennzeichneten Spule in bezug auf die Beseitigung der erwähnten Abbildungsfehler läßt sich an Hand der Abb. i folgendermaßen erklären: Der Astigmatismus entsteht dadurch, daß das abgelenkte Strahlenbündel an der Austrittsseite der Spule in ein stark inliomogenes Feld gelangt, in dem die einzelnen Strahlen des Bündels um so stärker abgelenkt werden, je weiter sie von der Achse des unabgelenkten Strahls entfernt sind. Abhilfe kann dadurch geschaffen werden, daß die austrittsseitigen Spulenteile nach außen abgebogen werden. Für die Enstehung der Koma ist wesentlich, daß an der Eintrittsseite der Spule verschieden starke Ablenkkräfte auf die einzelnen Strahlen des noch unabgelenkten Strahlenbündels einwirken. Dieser Erscheinung kann man dadurch entgegenwirken, daß die eintrittsseitigen Spulenteile nach außen abgebogen werden. Die Vereinigung beider Maßnahmen ergibt als zweckmäßigste Form die gekennzeichnete Spulenanordnung.
Unter Umständen ist es notwendig oder wünschenswert, daß die Spule geteilt werden kann. In diesem Fall kann eine abgeänderte Spulenform im Sinne der Abb.6 verwendet werden, welche der oben beschriebenen gleichwertig ist. Da jedoch die scharfen Ecken wickeltechnisgh ungünstig sind, läßt sich auch eine Form mit abgerundeten Ecken verwenden von der in Abb. 7 dargestellten Art: die durch diese Änderung entstehende Fleckverzerrung ist praktisch unwesentlich. Die Spulen nach Abb.5 und 6 erzeugen gleichartige Magnetfelder, da es lediglich auf die Stromrichtung in den halbellipsenförmigen Spulenabschnitten und nicht auf die Art der Zusammenschaltung ankommt.
Verwendet man die ungeteilte Ablenkanordnung nach Abb. 5, so werden zweckmäßigerweise die beiden Teilspulen in Einzelspulen aufgeteilt. An der Überkreuzungsstelle kann die Dicke, d. h. die radiale Abmessung der Einzelspulenpakete, durch Verbreiterung der Pakete in tangentialer Richtung so weit verringert «-erden, daß die Gesamtdicke der sich kreuzenden Spulen an der L'berkreuzungsstelle die Dicke der Einzelspulen an anderen Stellen nicht oder nicht wesentlich übersteigt. Die Abb. 8 zeigt beispielsweise Ausführungsformen der Überkreuzungsstelle. Die Einzelspulen der beiden Teilspulen können an der Überkreuzungsstelle in beliebiger Schichtung angeordnet oder gewickelt werden.
Bei der Ablenkung in mehreren Koordinatenrichtungen können mehrere Spulenpaare neben- oder übereinander angeordnet werden. Die Windungen innerhalb der einzelnen Spule können entweder regellos oder nach einem bestimmten Wicklungsschema übereinandergeschichtet sein.
In Verbindung mit der Spulenanordnung gemäß der Erfindung können ferner an derselben Stelle des Strahlenganges, und zwar an den nicht vom Spulenkörper eingenominenen Stellen, weitere Ablenkorgane sowohl elektrostatischer wie elektromagnetischer Art angewendet werden.
Statt die Spulenpaare an die äußere Oberfläche des Röhrenhalses anzuschmiegen, kann man auch alle oder einen Teil derselben, z. B. die Paare für eine andere Koordinatenrichtung, an die innere Röhrenwand angelehnt öder frei im Inneren der Röhre anbringen. Die gleiche Funktion wie die Röhrenwand kann auch ein gesonderter, z. B. zylindrischer Körper von größerem oder kleinerem Durchmesser als diese erfüllen.
Die beiden Spulen des Paares werden in derselben Weise miteinander elektrisch verbunden und geschaltet wie die bekannten Arten von Spulen zur Kathodenstrahlablenkung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Spulenanordnung zur magnetischen Ablenkung des Elektronenstrahles einer Kathodenstrahlröhre, insbesondere einer Bildschreiberöhre oder Bildzerlegerröhre, die aus zwei Teilspulen mit je einer oder mehreren Windungen zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen im wesentlichen in zwei symmetrisch zur Röhrenachse angeordneten und diese in einem spitzen Winkel schneidenden Ebenen liegen.
2. Spulenanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilspulen eine kreisrunde, elliptische oder ovale Form haben. 3. eSpulenanordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen an dem Hals der Braunschen Röhre oder der Oberfläche eines koaxialen Isolierzylinders allseitig anliegen. q.. Spulenanordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilspule aus mehreren Spulenpaketen besteht. 5. Spulenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung gemessene Dicke der Spulen an der Überkreuzungsstelle unter gleichzeitiger Verbreiterungin tangentialer Richtung so weit verringert ist, daß die Dicke beider Teilspulen zusammen an der Überkreuzungsstelle nicht oder nicht wesentlich größer ist a-ls die Dicke einer Teilspule an anderen Stellen (Abb. 8). 6. Spulenanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilspulen keilförmig geknickt sind (Abb. 6). 7. Spulenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Knickstellen abgerundet sind (Abb. 7). B. Spulenanordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, in dem sich die Teilspulenebenen schneiden, veränderbar ist.