DE749070C

DE749070C - Circuit arrangement for generating a deflection-dependent magnetic post-concentration

Info

Publication number: DE749070C
Application number: DET52609D
Authority: DE
Inventors: Willi Schroeder
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1939-07-27
Filing date: 1939-07-27
Publication date: 1954-03-01

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer ablenkabhängigen magnetischen Nachkonzentration Es ist bereits bekannt, bei einer Braunschen Oszillographenröhre, welche eine Strahlsammelspule besitzt, einem Verlust an Fluoreszenzfleckschärfe, der sich bei großen Ablenkwinkeln ergibt, dadurch auszugleichen, daß eine Spannung, welche der Spannung zwischen den Ablenkplatten proportional ist, zwei in Gegentakt geschalteten, Röhren zugeführt wird und den Anodenstrom beider Röhren im Gleichtakt durch eine Nachkonzentrierspule, welche konaxial zur Hauptspule angeordnet ist, hirndurchzuleiten. Die in Gegentakt geschalteten Eingangsseiten dieser beiden Röhren besitzen eine gemeinsame negative Vorspannung, mit welcher ein in der Nähe der Strahlmittellage liegender Bereich, in welchem keine Nachkonzentrierung stattfindet, eingestellt werden kann. Oberhalb dieses Bereichs ist die Größe des Nachkonzentrierstroms außer durch die Spannung an den Ablenkplatten noch durch den Verlauf der Röhrenkennlinie gegeben. Mit dieser Schaltungsanordnung konnte die Vergrößerung der Leuchtfleckabmessungen bei großen kwinkeln etwa auf die Hälfte t werden. ißerdem bekannt, bei einem finit m abgelenkten Kathodenstrahl die .Oll des Strahles von einem ge- flichen Ablenkwinkel ab linear mit °n Anwachsen des Ablenkwinkels n, während unterhalb dieser Ab- die Konzentrationswirkung kon- ?inederartige -Nachkonzentration ;trallls bringt jedoch nicht die ge- Tirkung hervor, und zwar aus fol- nden: kommt das Strahlenbündel bei enkung in Feldgebiete, in denen :n Strahlen des Bündels verschie- Lbgelenkt werden; dadurch haben in der Ablenkebene einen anderen :t als die Strahlen; in einer dazu Ebene. Der Strahlschnittpunkt chirm bekommt daher die Form e. Dieser Fehler wird als Astig- ezeichnet. tritt auch dadurch eine Ver- Strahlflecks ein, daß der Strahl- bereits so groß ist, d'aß schon bei tritt in das Ablenkfeld, also noch Buslenkung, die einzelnen Strahlen s verschieden stark abgelenkt >il sie verschiedene Feldstärken und auch weil sie mit der Rich- ie Ablenkung bewirkenden Feld- chiedene Winkel bilden. Dieser L als Koma bezeichnet. Wegen des nus und wegen des KOmafehlf-TS .nute Anordnung, die mit gewöhn- enkspulen arbeitet, ebensowenig erster Stelle genannte bekannte firn der Lage, eine einwandfreie e bei großen Ablenkwinkeln len. ereits eine Spulenanordrnung zur :n Ablenkung von Kathodenstrah- ;hlagen worden, bei welcher die lspulen unter einem beliebigen reuzt sind. und vorzugsweise eine elliptische oder ovale Form haben. ien Ausführung wegen kann die i orm der Spulen auch durch zwei oder gebogene Spulen ersetzt Le es in Abb. i dargestellt ist. er Art sind Ablenkspulen, welche tischen und den Komafehler nicht -ner bekannt, bei einer Braunscheu Plattenablenkung an einer elektri- magnetischen Linse eine von igen Strahlablenkung abhängige itrierung vorzunehmen, bei wel- -achkonzentrierungswirkung nach bel von dem _#,uslenlcwinl:el des Strahles abhängt. Zu diesem Zweck wurde die Spannung zwischen den Ablenkplatten mittels eines integrierenden RC-Gliedes in eine nach der erwähnten Parabel verlaufende Spannung umgewandelt. @Venn man auf diese Weise für die Konzentration der Strahlen mittels einer magnetischen Linse eine -Nachkonzentrierung vornehmen will, und wenn man eine Röhre mit Spulenablenkung voraussetzt, so würden insgesamt mindestens zwei Verstärkerröhren nötig sein, um den Parabelstrom für die Konzentrierspule herzustellen. Man müßte nämlich zuerst aus den Synchronimpulsen eine Sägezahnspannung herstellen. was eine Verstärkerröhre erfordert, sodann müßte man mittels eines integrierenden RC-Gliedes aus der Sägezahnspannungefinen parabolischen Spannungsverlauf gewinnen, und sodann inüßte mit einer zweiten Verstärkerröhre dieser parabolische Spannungsverlauf in einen Parabelstrom umgewandelt werden.Circuit arrangement for generating a deflection-dependent magnetic post-concentration two tubes connected in push-pull is fed and the anode current of both tubes is passed through a post-concentrating coil, which is arranged conaxially to the main coil, in the same mode. The input sides of these two tubes, which are connected in push-pull, have a common negative bias voltage, with which an area in the vicinity of the blasting medium position, in which no post-concentration takes place, can be set. Above this range, the size of the post-concentration current is given not only by the voltage at the deflection plates, but also by the course of the tube characteristic. With this circuit arrangement, the enlargement of the luminous spot dimensions at large angle about halfway become T. also known for a finite m deflected cathode ray the .Oll of the beam from a Fiscal deflection angle from linear with ° n Increase in deflection angle n, while below this the concentration effect ? in such post-concentration ; however, trallls does not bring the Effect, namely from the following nd: comes the bundle of rays reduction in field areas in which : n rays of the bundle different Be steered; have thereby another in the deflection plane : t as the rays; in one too Level. The beam intersection chirm therefore gets the shape e. This error is called Astig- marked. does this also result in a Beam spot that the beam is already so big that it is already there enters the deflection field, so still Bus control, the individual beams s distracted to different degrees > il they have different field strengths and also because they are the field causing the distraction make different angles. This L referred to as a coma. Because of the nus and because of the KOmafehlf-TS .nute arrangement, which is enkspulen works, just as little known in the first place firn able to flawless e at large deflection angles len. already a coil arrangement for : n deflection of cathode beam ; hlagen, in which the oil spools under any are reuzt. and preferably one be elliptical or oval in shape. Because of its execution, the i orm the coils also by two or bent coils replaced Le it is shown in Fig. I. he type are deflection coils, which table and not the coma error -new known, with a brown shy Plate deflection on an electrical magnetic lens one of igen beam deflection dependent perform iteration, in which -reconcentration effect after bel of the _ #, uslenlcwinl: el des Depends on the beam. For this purpose, the voltage between the deflection plates was converted into a voltage following the parabola mentioned by means of an integrating RC element. @If you want to concentrate the rays in this way by means of a magnetic lens, and if you assume a tube with coil deflection, at least two amplifier tubes would be necessary to produce the parabolic current for the concentrating coil. You would first have to produce a sawtooth voltage from the sync pulses. What an amplifier tube requires, then one would have to obtain a fine parabolic voltage curve from the sawtooth voltage by means of an integrating RC element, and then this parabolic voltage curve would have to be converted into a parabolic current with a second amplifier tube.

Bei einer magnetischen i\Tachkonzentrierung, die von der Strahlablenkung abhängig ist, und unter Benutzung einer anastigmatischen und komafreien Ablenkspule zur sägezahnförmigen Ablenkung von Kathodenstrahlen soll erfindungsgemäß die NTachkonzentrierspule im Anodenkreis einer Röhre, vorzugsweise einerFünfpolröhre liegen. deren Steuergitter während der Sägezahnrücklaufzeiten negative Spannungsimpulse zugeführt werden, und es soll der Spulenkreis solche Werte von Induktivität, Kapazität und Ohmschem Widerstand erhalten, daß während der Sägezahnhinläufe in ihm ein sich derart nach einer Parabel ändernder Strom fließt. daß der Brennpunkt der Strahlen stets auf der Auffangfläche liegt.In the case of a magnetic concentration caused by the deflection of the beam and using an anastigmatic and coma-free deflection coil For the sawtooth-shaped deflection of cathode rays, according to the invention, the N-concentration coil is intended lie in the anode circle of a tube, preferably a five-pole tube. their control grid negative voltage pulses are supplied during the sawtooth flyback times, and the coil circuit should have such values of inductance, capacitance and ohmic resistance received that during the sawtooth traces in it a like a parabola changing current flows. that the focal point of the rays is always on the collecting surface lies.

Gegenüber der obengenannten bekannten Anordnung mit einem parabelförmigen Strom in der Konzentrierspule bringt die Erfindung den Vorteil mit sich, daß nur eine gesteuerte Röhre, nämlich die erwähnte Fünfpolröhre, erforderlich ist, um den parabelförmigen Strom für die Konzentrierspule herzustellen, während man, wie oben bereits ausgeführt, nach den bekannten Vorschlägen zur Erzeugung eines parabelförmigen Stromes zwei Röhren nötig hätte. .Compared to the above known arrangement with a parabolic Current in the concentrating coil brings the invention with the advantage that only a controlled tube, namely the mentioned five-pole tube, is required to the produce parabolic current for the concentrating coil while one, as above already stated, according to the known proposals for generating a parabolic Stromes would have needed two tubes. .

Eine Ausführungsform der Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen genauer beschrieben werden.An embodiment of the invention will now be made with reference to the drawings be described in more detail.

In Abb. i ist zunächst schematisch eine Kathodenstrahlröhre mit Elektronenschleuder i, Elektronenlinse 2 und der. wie oben angegeben, bereits an anderer Stelle vorgeschlagenen anastigmatischen und komafreien Ablenkspule 3 dargestellt. (Der einfacheren Darstellungsweise wegen ist die Spule um 9o° verdreht gegenüber der richtigen Lage für die gezeichnete Strahlablenkung dargestellt.) Der Leuchtschirm 4 ist auf dem Kolbenboden angebracht. Die gestrichelt eingezeichnete Kurve 5 gibt die Lage des Strahlüberkreuzungspunktes bei verschiedenen .M-blenkwinkeln des Kathodenstrahls an.Fig. I shows a schematic diagram of a cathode ray tube with an electron gun i, electron lens 2 and the. as indicated above, already proposed elsewhere anastigmatic and coma-free deflection coil 3 shown. (The simpler representation Because of this, the coil is rotated by 90 ° compared to the correct one location for the drawn beam deflection.) The luminescent screen 4 is on the Piston crown attached. The dashed curve 5 shows the position of the Beam crossing point at different .M-angle angles of the cathode ray at.

In Abb. 2 ist durch eine angezogene Kurve der Strom ik der Konzentrationsspule in Abhängigkeit vom Auslenkwinkel des Strahls a nach links und rechts von der Ruhelage o eingetragen, um einen scharfen Stahlfleck auf der ganzen Auffangfläche zu erzielen. Man erkennt deutlich, daß mit zunehmendem Winkel, d. h. also mit zunehmender Entfernung des Strahles von der Ruhelage, der Strom der Hauptsammellinse abnehmen muß, damit die Konzentration geringer wird, so claß der Strahlüberkreuzungspunkt nicht auf dem Kurvenbogen 5 der Abb. r wandert, sondern stets auf der Auffangfläche liegt. Die Nachkonzentration kann in einer oder in leiden Ablenkkoordinaten durchgeführt werden.In Fig. 2, the current ik of the concentration coil is indicated by a drawn curve depending on the deflection angle of the beam a to the left and right of the rest position o entered in order to achieve a sharp steel spot on the entire collecting surface. It can be clearly seen that with increasing angle, i. H. so with increasing distance of the beam from the rest position, the current of the main collecting lens must decrease so As the concentration becomes lower, the ray crossing point does not cease the curve curve 5 of Fig. r wanders, but always lies on the collecting surface. The post-concentration can be carried out in one or in one of the deflection coordinates will.

Für den beabsichtigten Zweck der Nachkonzentration kann man, wie das in Abb. 2 angenommen ist, den Strom der Konzentrierspulen selbst steuern. Man kann aber auch, was zu diesem Zweck ebenfalls bekannt ist, eine besondere kleinere Nachkonzentrierspule verwenden und den Strom der Hauptspule konstant halten. Diese Nachkonzentrierspule muß innerhalb der Hauptkonzentrierspule oder mindestens so nahe bei ihr angeordnet werden, daß sie das Feld der Hauptsammeispule noch wesentlich beeinflussen kann. Am besten ordnet man sie in der Mitte der Hauptsammelspule an, da sie hier die stärkste Einwirkung auf das Hauptfeld besitzt. Eine derartige Anordnung ist in Abb. 3 gezeigt. Die Wicklung der Hauptsammelspule ist mit 6, die Wicklung der Nachkonzentrierspule für die Zeilenablenkung mit 7, die für die Bildablenkung mit 8 bezeichnet.For the intended purpose of post-concentration one can like that in Fig. 2 it is assumed to control the current of the concentrating coils themselves. One can but also, which is also known for this purpose, a special, smaller re-concentrating coil and keep the main coil current constant. This re-concentrating coil must be located inside or at least as close to the main concentrating coil that it can still significantly influence the field of the main collecting reel. It is best to place them in the middle of the main collecting coil, as this is where they are the strongest Has an effect on the main field. Such an arrangement is shown in FIG. The winding of the main collecting coil is 6, the winding of the secondary concentration coil 7 for the line deflection and 8 for the image deflection.

Wird die Kathodenstrahlröhre für Fernsehzwecke benutzt, d. h. beschreibt der Elektronenbrennfleck ein vielzeiliges Raster, so ist die zeitliche Zuordnung für den Strom der Konzentrierspule sowohl bei Bild- wie bei Zeilenablenkung in bezug auf die Sägezahnschwingung für die entsprechende Ablenkkoordinate in Abb. q: dargestellt. Mit ik ist der Strom der Konzentrierspule, mit i-" der Strom für die Ablenkspule in Abhängigkeit von der Zeit t angegeben. Die Zeitacl--ise ist für beide Kurven die gleiche.If the cathode ray tube is used for television purposes, i. H. describes the electron focal point is a multi-line grid, so is the temporal assignment for the current of the concentrating coil in relation to both image and line deflection on the sawtooth oscillation for the corresponding deflection coordinate in Fig. q: shown. With ik the current of the concentrating coil, with i- "the current for the deflection coil given as a function of time t. The time segment is for both curves the same.

Man kann die Nachkonzentration auch derart vornehmen, daß man den Strahl auf einen Randpunkt des Schirms scharf abbildet. Dann muß mit gegen o abnehmendem Ablenkwinkel die Konzentration größer und mit von o zunehmendem Ablenkwinkel die Konzentration wieder geringer werden.The post-concentration can also be carried out in such a way that the The beam is sharply focused on an edge point of the screen. Then with decreasing towards o Angle of deflection, the concentration is greater and the angle of deflection increases as the angle of deflection increases Concentration decrease again.

Bei Verwendung einer Nachkonzentrierspule in Verbindung mit der Hauptkonzentrierspule kann man also die gewünschte Korrektion entweder dadurch erreichen, daß die Wirkung der Hauptspule von der der Nachkonzentrierspule unterstützt wird oder daß diese ihr entgegenwirkt. Das hängt davon ab, an welcher Stelle des Schirms durch die Hauptspule allein ein scharfer Brennfleck erzeugt wird.When using a post-concentrating coil in conjunction with the main concentrating coil one can thus achieve the desired correction either by the effect the main coil is supported by the secondary concentration coil or that this counteracts it. That depends on where on the screen through the main coil only a sharp focal point is produced.

Wird mit der Hauptkonzentrierspule der Fleck auf den Rand scharf eingestellt und wirkt die Nachkonzentrierspule der Hauptspule entgegen, so muß der Nachkonzentrierstrom mit abnehmendem Ablenkwinkel abnehmen, wie in Abb. z praktisch dargestellt ist, um auch in der Mitte der Auffangfläche gute Fleckschärfe zu erzielen.The spot is focused on the edge with the main concentrating coil and the post-concentrating coil counteracts the main coil, the post-concentrating current must decrease with decreasing deflection angle, as is practically shown in Fig.z, in order to achieve good spot sharpness even in the center of the collecting area.

Erfindungsgemäß wird nun dieser Verlauf des Konzentrierstroms beispielsweise durch die nachstehend beschriebene Schaltung, welche einen in Abb.5 dargestellten Strom für die i\Tachkonzentrierspule erzeugt, erzielt. Der Wicklungssinn bzw. die Stromrichtung der Haupt- und der Nachkonzentrierspule sind dabei so gewählt, daß ihre Felder entgegengesetzt gerichtet sind, so daß das resultierende Feld den gleichen zeitlichen Verlauf aufweist wie der Konzentrierstrom der Abb. 4.According to the invention, this course of the concentration flow is now for example by the circuit described below, which is one shown in Fig.5 Generated current for the tach concentrating coil, achieved. The winding sense or the The direction of current of the main and secondary concentrating coils are chosen so that their fields are oppositely directed so that the resulting field is the same shows a time course like the concentration flow in Fig. 4.

-Die Schaltung (Abb. 6) besteht im wesentlichen aus einer Verstärkerröhre V (zweckmäßig einer Fünfpolröhre) und einem Schwingungskreis, dessen Induktivität von der Nachkonzentrierspule Ik und einer vorgeschalteten Drossel LD,, gebildet wird. und einer Kapazität C. Ein Dämpfungswiderstand R liegt parallel. Die Werte der Schaltelemente werden so gewählt, daß durch am Gitter der Röhre V synchron mit der Ablenkung wirkende, rechteckige, negative Spannungsimpulse im Spulenkreis Ströme der in Abb. 5 oben dargestellten Form entstehen. Man kann die Abmessungen der Nachkonzentrierspule auch so wählen, daß die vorgeschaltete Drossel LD,, und der Kondensator C wegfallen können. Die zur Schwingung notwendige Kapazität ist dann die Eigenkapazität der Nachkonzentrierspule. Auch der Dämpfungswiderstand R ist nicht unbedingt notwendig, da die Dämpfung durch den Röhrenvorstrom bewirkt werden kann.-The circuit (Fig. 6) essentially consists of an amplifier tube V (expediently a five-pole tube) and an oscillating circuit, its inductance formed by the concentration coil Ik and an upstream choke LD ,, will. and a capacitance C. A damping resistor R is in parallel. The values the switching elements are chosen so that by on the grid of the tube V synchronously with the deflection acting, rectangular, negative voltage impulses in the coil circuit currents the shape shown in Fig. 5 above. You can change the dimensions of the post-concentrating coil also choose so that the upstream choke LD ,, and the capacitor C are omitted can. The capacity required for oscillation is then the self-capacity of the Concentration coil. The damping resistance R is also not absolutely necessary, since the attenuation can be effected by the tube bias current.

Die richtige Amplitude des Nachkonzentrierstroms kann durch entsprechende Regelung der Anodenspannung, der Schirmgitterspannung und der Spannung der ankommenden Impulse eingestellt werden.The correct amplitude of the post-concentration flow can be achieved by appropriate Regulation of the anode voltage, the screen grid voltage and the voltage of the incoming Pulses can be set.

Statt eine besondere Nachkonzentrierspule zu verwenden, läßt sich der Nachkonzentrier- ;trom nach Abb.7 in sinngemäßer Strom--ichtung auf den Kreis der Hauptkonzentrieropule transformieren.Instead of using a special re-concentrating coil, you can the post-concentrating ; current according to Fig. 7 in the corresponding direction of current transform to the circle of the main concentration opule.

Die erfindungsgemäße Art zur Erzeugung ier Nachkonzentrierung läßt sich auch bei Jner Röhre mit elektrostatischer Haupt-;ammellinse anwenden. Da eine Zerstreuungsvirkung der Nachkonzentrierspule nicht er-;ielt werden kann, muß eine kleine Sammelpule verwendet werden, welche zusammen nit der elektrostatischen Hauptsammellinse lie richtige Strahlkonzentration, z. B. bei un-.bgelenktem Strahl auf die Schirmmitte bevirkt. Durch den N achkonzentrierstrom kann las Feld dieser Spule dann bis auf o gechwächt werden.The type according to the invention for generating post-concentration allows can also be used in the case of a tube with an electrostatic main lens. There one Dissipation effect of the post-concentrating coil cannot be achieved, a small collecting coil are used, which together with the electrostatic main collecting lens lie correct beam concentration, e.g. B. with an un-deflected beam on the screen center effected. Due to the secondary concentration current, the field of this coil can then up to o be weakened.

Claims

PATENT CLAIMS- i. Circuit arrangement for generating a deflection-dependent magnetic post-concentration of cathode rays deflected in a sawtooth shape by means of an anastigmatic and coma-free deflection coil, characterized in that the post-concentration coil in the anode circuit of a grid-controlled tube, e.g. B. five-pole tube, whose control grid is supplied during the sawtooth return times negative voltage pulses and that the coil circuit has such values of inductance, capacitance and ohmic resistance that during the sawtooth trajectories a current flows in it that changes according to a parabola that the focus of the rays Mets lies on the collecting surface.

2. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that the axis concentrating coil itself has such N values of inductance, self-capacitance and ohmic resistance that has the desired Current curve is achieved.

3. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that that an ohmic resistance is parallel to the concentration coil.

4. Circuit arrangement according to claim i or 3, characterized. that to the post-concentrating coil Capacitor is in parallel.

5. Circuit arrangement according to claim i, 3 or 4, characterized characterized in that the secondary concentration coil is preceded by a choke coil.

6. Circuit arrangement according to claim i or one of the following, characterized in that the -Nachzentrierspule is transformer-coupled to the anode circuit of the tube. To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following publications were taken into account in the grant procedure: French patent specifications No. 8176o2, 825 482; Archives for electrical engineering, Vol. 29, 1935, pp. 146 to 148.