DE750161C

DE750161C - Cathode ray tube

Info

Publication number: DE750161C
Application number: DEM137752D
Authority: DE
Inventors: George Fairburn Brett
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1936-04-29
Filing date: 1937-04-10
Publication date: 1944-12-18

Description

Kathodenstrahlröhre Die Erfindung bezieht sich auf Entladungsröhren, die unter dem Namen Kathodenstrahlröhren bekanntgeworden sind. Bei diesen Röhren besitzt die Entladung die Form eines dünnen Strahles oder Bandes aus Elektronen großer Geschwindigkeit, während sonst die Entladung in einem diffusen Strom erfolgt. Infolgedessen hat die Entladung mehr die Natur einer Kathodenstrahlentlatlung als die der in den zur Zeit in Gebrauch befindlichen gewöhnlichen Röhren stattfindenden Entladung.Cathode ray tube The invention relates to discharge tubes, which have become known as cathode ray tubes. With these tubes the discharge takes the form of a thin beam or ribbon of electrons high speed, while otherwise the discharge takes place in a diffuse stream. As a result, the discharge is more of a cathode ray discharge than that of the ordinary tubes currently in use Discharge.

Es ist bereits eine Verstärkerröhre dieser Art bekannt, die eine Kathode. eine verhältnismäßig dicht an der Kathode angeordnete Steuerelektrode, der die zu verstärkenden Spannungen zugeführt werden, eine Elektrode, die als Schirm- oder Schutzelektrode bezeichnet wurde, sowie eine Auffangelektrode enthält. Diese Schirm- oder Schutzelektrode ist verhältnismäßig nahe bei der Kathode und der Steuerelektrode angeordnet und dient nicht nur als Beschleunigungselektrode, sondern bis zu einem gewissen Grade auch zur Abschirmung der Steuerelektrode gegen die Anode. Die Schirmelektrode ist so ausgebildet, daß sie nur einen schmalen Elektronenstrahl zur Auffangelektrode durchläßt. Die eben beschriebene Röhre kann gegebenenfalls noch durch eine weitere Elektrode zwischen der Schirmelektrode und der Anode verbessert werden, um die von der Anode kommenden Sekundärelektronen zurückzuhalten. Die zusätzliche Elektrode wird im folgenden als Bremselektrode bezeichnet werden.An amplifier tube of this type, which has a cathode, is already known. a relatively close to the cathode arranged control electrode, the to amplifying voltages are supplied, an electrode that acts as a shield or Protective electrode was designated, as well as contains a collecting electrode. This umbrella or guard electrode is relatively close to the cathode and the control electrode arranged and serves not only as an acceleration electrode, but up to one to a certain extent also to shield the control electrode from the anode. The shield electrode is designed so that it only sends a narrow electron beam to the collecting electrode lets through. The tube just described can optionally be replaced by another Electrode between the shield electrode and the anode can be improved in order to avoid that of to hold back secondary electrons coming from the anode. The additional electrode will be referred to as the braking electrode in the following.

Es ist bisweilen wünschenswert, außer der normalen Steuer- oder Gitterelektrode, die einen Teil des Strahlerzeugungssystems der Röhre bildet, zusätzliche Vorrichtungen zur Steuerung des Elektronenstrahles vorzusehen. Eine solche zusätzliche Steuerung des Strahles kann verschiedenen Zwecken dienen, beispielsweise um die Eingangsspannung-Ausgangsstrom-Charakteristik der Röhre geradlinig zu machen oder, vor allein in den Fallen, wo besonders geformte Auffangelektroden verwandt werden, tini irgendwelche besondleren Charakteristikformen zu erzeugen, z. B. eine Charakteristik mit einem Abschnitt finit negativem Widerstand. Ein Weg, eine derartige Steuerung des Elektronenstrahles zu verwirklichen, bestünde in der Anordnung van Ablenkplatten, ähnlich denen, die in normalen Kathodlenstrahlröhren für Osziliograplien verwendet werden. In Katbo<lenstrahlröliren der hier behandelten Art ist jedoch die Strahllänge verhältnismäßig kurz, gewöhnlich etwa 2 bis io nnn, so daß es an Ratun zur Unterbringung zusützlieher Ablenkplatten fchlt. Außerdem würden solche Ablenkplatteti die Feldverhältnisse im Entladungsraten stören, cla sie auf Kathoden- oder auf negativem Potential gehalten «-erden inüllten. Die Verwendlung normaler Ablenkplatten würde daher zumindest eine beträchtliche Abänderung des Systemaufbaus nach sich ziehen.It is sometimes desirable, in addition to the normal control or grid electrode, which forms part of the beam generating system of the tube, additional devices to be provided for controlling the electron beam. Such an additional control of the beam can serve various purposes, for example the input voltage-output current characteristic the tube straight to make or, before alone in the traps, where specially shaped collecting electrodes are used, any special ones are used To generate characteristic shapes, e.g. B. a characteristic with a section finite negative resistance. One way of controlling the electron beam in this way To realize would consist in the arrangement of baffles, similar to those that used in normal cathode ray tubes for osciliographs. Roar in the radiator however, of the kind dealt with here, the ray length is comparatively short, usually about 2 to io nnn, so that it is at Ratun to accommodate additional baffles refuses. In addition, such baffles would reduce the field conditions in the discharge rates disturb, cla they kept on cathode or negative potential "-ground filled. The use of normal baffles would therefore be at least considerable Change the system structure.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, in einer Kathodenstrahlröhre eine zusätzliche Ablenksteuerung des Elel#:tr@?nenstraliles zu ermöglichen, ohne (laß der allgemeine Aufbau wesentlich verändert werden muß.The aim of the invention is in a cathode ray tube to enable an additional deflection control of the Elel #: tr @? nenstraliles without (Let the general structure have to be changed significantly.

Es sind Kathodenstrahlröhren bekannt, bei dienen der Entlariungsstroni durch einen die latliode umfassenden geschlitzten Zylinder gebündelt wird und nach Beschleunigung durch eine blendenförinige Elektrode in den Zwischenraum zEvischen zwei langgestreckten A blenkplatten gelangt, denen die Steuerspannung -zugeführt wird; der Elektronenstrahl fällt je nach dein Ablenkungszustand durch die U)ffnung einer darauffolgenden Blendenelektrode auf die Auffangelektrode oder wird von den undurchlässigen Teilen der Blendenelektrode aufgenommen. Die Ablenkplatten bilden dabei die einzige Steuervorrichtung und bewirken keine :@tiderung der Strahlstrotns tärke, sondern nur eine Ablenkung des Strahles. Es sind. ferner Iiatliodenstralilröllrc-n bekannt, bei denen ebenfalls eine reine Ablenksteuerung vorgenonnnen wird und, der Elektronenstrahl gegen eine der Auffangelektrode vorgelagerte Blende gerichtet ist und durch eine besondere Form der Blende und einen wohldefinierten Strahlquerschnitt ein cv illkürlicher Zusammenhang zwischen der Ablenkspannung und dein zur Auffangelektrode fließenden Strom hergestellt ist. Die Peeinflussung der Stärke des zur Auffangele-ktrodle fliehenden Stromes erfolgt hierbei auf dein C`inweg Tiber eine Ablenksteuerung.There are known cathode ray tubes, which serve for Entlariungsstroni is bundled by a slotted cylinder encompassing the latliode and after Accelerate through a diaphragm-shaped electrode into the space between the cells two elongated deflector plates, to which the control voltage is fed will; the electron beam falls through the opening depending on your deflection state a subsequent diaphragm electrode on the collecting electrode or is of the impermeable parts of the aperture electrode added. Form the baffles the only control device and do not cause any: @tiderung the jet streams strength, but only a deflection of the beam. There are. also Iiatliodenstralilröllrc-n known, in which a pure deflection control is also vorgenonnnen and, the The electron beam is directed against an aperture upstream of the collecting electrode and through a special shape of the aperture and a well-defined beam cross-section a cv arbitrary connection between the deflection voltage and your to the collecting electrode flowing electricity is established. The influence of the strength of the collecting elec-trodle fleeing current takes place on your C`inweg Tiber a deflection control.

Die Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlröhre mit einer Glühkathode, einer die Intensität des Strahles beeinflussenden geschlitzten Steuerelektrode, einer geschlitzten Pe-,clileti:iigungs- und einer geschlitztetl Bremselektrode, die in der genannten Reihenfolge nahe beieinander vor der Kathode an-;;eordtiet sind und betriebsmäßig die von der Kathode ausgehenden Elektronen vermöge ihrer Schlitze zu einem faden- oder bandförinigen Strahl bündeln, sowie einer Auffangelektrode mfdl besteht darin, daß die Bremselektrode aus zwei durch den Schlitz elektrisch voneinander getrennten, in einer zu den benachbarten Elektroden parallelen hhiclie liegenden Teilen besteht. Durch diese Anordnung erhält man die .1-Iöglichheit einer zttsiitzlicben Beeinflussung des Entladungsstroines, ohne "weitere Hilfselektroden als die iri der Röhre bereits vorhandenen vorsehen zti müssen.The invention relates to a cathode ray tube with a hot cathode, a slotted control electrode influencing the intensity of the beam, one slotted pe-, clileti: iigungs- and one slitted brake electrode, which in the order named close together in front of the cathode - ;; eordtiet are and operationally the electrons emanating from the cathode by virtue of their Bundle the slits into a thread-like or ribbon-like beam, as well as a collecting electrode mfdl consists in the fact that the braking electrode consists of two electrical through the slot separated from one another, in a hhiclie parallel to the adjacent electrodes lying parts. This arrangement gives the possibility of a Influence on the discharge current without any additional auxiliary electrodes than the iri of the tube must provide already existing.

An Hand der Zeichnung wird. die Erfindung nunmehr näher erläutert: In den Abb. i und 2, die nur der näheren Erläuterung dienen, ist das Katliodenstrahlerzeugtingssystem und die Bremselektrode einer üblichen Kathodenstrahlröhre dargestellt. Abb. i zeigt das Strahlerzeugungssystem und die Bremselektrode im Querschnitt, während Abb. 2 eine Draufsicht der Bremselektrode darstellt. Die Auffangelektrode ist nicht dargestellt. Das Strahlerzeugungssystetn der Abb. i besteht aus einer geraden Kathode i, welche direkt oder indirekt geheizt sein kann und die axial innerhalb einer Steuerelektrode oder eines Gitters in Form eines Zylinders angeordnet ist. Der Zylinder besitzt eines) Schlitz oder Spalt 3, der parallel zur Kathodenachse verläuft. Das Gitter mit der koaxial angeordneten Kathode ist unmittelbar hinter der geschlitzten Beschleunigungselektrode .1 angeordnet. Diese besitzt die -Form einer Platte. Der Schlitz 3 ist parallel zum Schlitz in der Steuerelektrode und hat etwa die gleiche Länge und Breite wie dieser. Dicht bei der Beschleunigungselektrode d. ist eine geschlitzte Bremselektrode G angeordnet, deren Schlitz ebenfalls parallel zu dem bereits erwähnten verläuft, aber im allgemeinen etwas länger und breiter ist. Die ganze Anordnung ist so beschaffen, saß ein schmaler, l@aiidlföriniger Kathodenstrahl aus der Kathode austritt und nacheinander die Schlitze in dler Steuer-, der Beschleunigungs- und der Bremselektrode durchsetzt und zur Auffangelektrode übergeht, die an geeigneter Stelle abgeordnet ist und die Elektronen auffängt. Die Abb. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsfd-,rin, wie die in den Abb. i und 2 dargestellte Konstruktion erfindungsgemäß abgeändert %v-errlen soll. Die Abb.3 und d. entsprechen dabei den Abb. i bzw. 2. Man erkennt aus @@1>b. 3 und .1 ., claß die Bremselektrode nicht mehr aus einer einfachen durchbrochenen Platte bestellt, sondern aus zwei gleichen, nahezu halbkreisförmigen Platten 6 ", 6t, zusaminengesetzt ist. Dabei entspricht jederTeil in Größe und Form den beiden Teilen 6 zu beiden Seiten des Schlitzes 7 in Abb. i und 2, mit anderen Worten, auch die in den Abb. 3 und .4 dargestellte Bremselektrode 6", 61, kann aufgefaßt werden als eine -geschlitzte Platte wie die Platte 6 in den Abb. i und 2, nur daß der Schlitz 7 bis zu den Rändern der Platte durchgeführt ist. Die beiden Teile 6", 6i, der Bremselektrode können ziemlich dicht aneinandergedrückt sein, z. B. können die gegenüberliegenden Kanten einen Abstand von nur 1,5 mm voneinander haben. Die beiden Teile 6" und 6b können mit besonderen Durchführungen (nicht dargestellt) versehen «;erden, so daß eine geeignete Potentialdifferenz zwischen den beiden Platten aufrechterhalten werden kann, so daß ein geeignetes Querfeld für den Strahl erzeugt wird." Infolge des geringen Abstandes der beiden P_reniselektrodenteile können schon mit wenigen Volt Spannungsdifferenz zwischen den beiden Teilen beträchtliche Ablenkkräfte hervorgerufen werden, um so eher, da im allgemeinen die Spannung der Beschleunigungselektrode nur etwa foo Volt beträgt.On the basis of the drawing. the invention is now explained in more detail: In Figs. i and 2, which are only used for more detailed explanation, the Katliodenstrahlgenertingssystem and the braking electrode of a conventional cathode ray tube is shown. Fig. I shows the beam generation system and the braking electrode in cross section, while Fig. 2 is a top view of the braking electrode. The collecting electrode is not shown. The beam generation system of Fig. I consists of a straight cathode i, which can be heated directly or indirectly and which is arranged axially within a control electrode or a grid in the form of a cylinder. The cylinder has a) slot or gap 3 which runs parallel to the cathode axis. The grid with the coaxially arranged cathode is arranged immediately behind the slotted acceleration electrode .1. This has the shape of a plate. The slot 3 is parallel to the slot in the control electrode and has approximately the same length and width as this. Close to the acceleration electrode d. a slotted braking electrode G is arranged, the slot of which also runs parallel to the one already mentioned, but is generally somewhat longer and wider. The whole arrangement is such that a narrow, long-shaped cathode ray emerges from the cathode and passes through the slits in the control, acceleration and braking electrodes one after the other and passes to the collecting electrode, which is placed in a suitable place and collects the electrons . FIGS. 3 and 4 show an embodiment of how the construction shown in FIGS. 1 and 2 is to be modified according to the invention. Fig.3 and d. correspond to Fig. i and 2. From @@ 1> b. 3 and .1., The braking electrode is no longer ordered from a simple perforated plate, but is composed of two identical, almost semicircular plates 6 ", 6t. Each part corresponds in size and shape to the two parts 6 on both sides of the slot .. 7 in Figure I and 2, in other words, the braking electrode in Figures 3 and .4 depicted 6 ", 61, can be considered as a -. slotted plate as the plate 6 in Figures I and 2, only that the slot 7 is carried out to the edges of the plate. The two parts 6 ″, 6i of the braking electrode can be pressed quite close together, for example the opposite edges can have a distance of only 1.5 mm from one another. The two parts 6 ″ and 6b can be fitted with special bushings (not shown). provided «; earth, so that a suitable potential difference can be maintained between the two plates, so that a suitable transverse field is generated for the beam." As a result of the small distance between the two P_reniselectrode parts, considerable deflection forces can be generated between the two parts with a voltage difference of just a few volts all the sooner since the voltage of the accelerating electrode is generally only about foo volts.

Wenn den beiden Teilen 6", 6G das Potential Null oder negatives Potential (bezogen auf die Kathode) gegeben wird, dann üben sie nach wie vor ihre beiden Hauptaufgaben aus, nämlich als Abschirmung zu dienen und die Sekundärelektronen zu unterdrücken. Anstatt zwei besondere äußere Zuführungen für die ,beiden Bremselektrodenteile vorzusehen, kann auch ein Teil dauernd innerhalb oder außerhalb der Röhre mit der Kathode verbunden sein. Es ist aber vorteilhafter, zwei besondere Zuführungen vorzusehen, da man in diesem Falle beiden Teilen ein negatives Potential geben kann, so daß ein System, «-elches an die Teile angeschlossen wird, praktisch die Belastung Null erfährt.If the two parts are 6 ", 6G the potential is zero or negative potential (related to the cathode) is given, then they continue to practice their two main tasks from, namely to serve as a shield and suppress the secondary electrons. Instead of providing two special external feeds for the two brake electrode parts, a part can also be permanently connected to the cathode inside or outside the tube be. However, it is more advantageous to provide two special feeds, since one in in this case can give both parts a negative potential, so that a system «-Which is connected to the parts experiences practically zero load.

In der Röhre der vorliegenden Art können ebenfalls eine oder mehr Auffangelektroden vorgegebener Form und Anordnung angeordnet sein, derart, daß die Charakteristik Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Eingangsspannung einem bestimmten Gesetz oder bestimmten Gesetzen folgt, welches zum Teil von derAblenkung des Strahles in der Röhre abhängt.In the tube of the present type, one or more Be arranged collecting electrodes predetermined shape and arrangement, such that the Characteristic output current depending on the input voltage a certain Law or certain laws, which is partly due to the deflection of the ray depends in the tube.

Indem man beide Teile der zusammengesetzten Bremselektrode in der vorliegenden Röhre miteinander verbindet, kann man mit ihnen die Wirkung einer normalen Bremselektrode erzeugen.By placing both parts of the assembled braking electrode in the The present tube connects to each other, you can use them to have the effect of a normal Generate brake electrode.

-Eine unterteilte Bremselektrode zur Ablcnkung des Elektronenstrahles braucht nicht einfach aus einer geteilten Platte oder Scheibe wie in Abb. 3 und 4 zu bestehen, sondern kann z. B. auch die in Abb. 5 dargestellte Form oder eine andere annehmen. Bei dieser Ausführungsform ist der Spalt zwischen den Teilen nicht überall gleich breit, sondern ist in der Nähe der Peripherie kleiner als überall sonst, mit anderen Worten, der Schlitz kann so ausgebildet «-erden, daß er aus einem 'feil 7" mit normaler Breite besteht, welcher an den Enden durch Teile 7b, ; , mit geringerer Breite fortgesetzt wird. Außerdem kann auch noch eine «eitere Abänderung vorgenommen werden, wie sie in Abb. 6 dargestellt ist. Hier besitzen die sich gegenüberliegenden Kanten des Schlitzes kurze gerade Flansche 6,', 6b', die sich in Richtung auf die Auffangelektrode erstrecken und praktisch senkrecht zur Gesamtebene der Bremselektrode verlaufen.-A subdivided braking electrode for deflecting the electron beam need not simply consist of a divided plate or disk as shown in Figs. B. also take the form shown in Fig. 5 or another. In this embodiment, the gap between the parts is not the same width everywhere, but is smaller in the vicinity of the periphery than everywhere else, in other words, the slot can be designed so that it consists of a "feil 7" of normal width which is continued at the ends by parts 7b, 11, 8, with smaller width. In addition, a further modification can be made, as shown in Fig. 6. Here the opposite edges of the slot have short straight flanges 6 , ', 6b', which extend in the direction of the collecting electrode and are practically perpendicular to the total plane of the braking electrode.

Iii den Zeichnungen sind kreisförmig begrenzte Bremselektroden dargestellt. Es ist aber selbstverständlich, daß auch andere Forinen, z. B. rechteckige, verwendet werden können.In the drawings, circularly delimited braking electrodes are shown. But it goes without saying that other forins, e.g. B. rectangular used can be.

Claims

PATENT CLAIMS i. Cathode ray tube with a hot cathode, a the intensity of the beam influencing slotted control electrode, a slotted acceleration and a slotted braking electrode, which is mentioned in the Sequence are arranged close together in front of the cathode and operationally the Because of their slits, electrons emanating from the cathode become filamentous or bundle ribbon-shaped beam, as well as a collecting electrode, characterized in that that the braking electrode consists of two electrically separated by the slot, consists in a part lying parallel to the adjacent electrodes.

2. Cathode ray tube according to claim i, characterized in that the two parts are separated from each other by a gap of uniform width.

3. Cathode ray tubes according to claim i, characterized in that the gap in the central part has a practically constant width but is narrower at both ends.

Cathode ray tube according to one of the preceding Claims, characterized in that the two parts of the braking electrode to the opposing edges have small flanges which extend in the direction of the Collecting electrode extending surfaces on both sides of the gap opposite one another.

5. Cathode ray tube according to one of the preceding claims, characterized in that that for each individual part of the brake electrode a special external feed is provided.

6. Cathode ray tube according to one of claims i to .f, characterized in that a part of the subdivided braking electrode is connected to the cathode within the tube British Patent ..... 1r.366053; french 774752-