DE761006C - Einrichtung zur Darstellung mehrerer Oszillogramme - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Darstellung mehrerer Oszillogramme Es ist eine Einrichtung zur Darstellunmehrerer Oszillogramme mit Hilfe einer Kathodenstrahlröhre bekanntgeworden, die nur einen einzigen Elektronenstrahl erzeu2,-t. jedoch mit mehreren Meßplattenpaaren ausgerüstet ist, «-elche an verschiedene lIeßkreise angeschlossen sind. Der Elektronenstrahl wird mit Hilfe eines Vorahlenksvstems. welches etwa zwischen dem Strahlerzeugungssystem und den lIeßplattenpaareii angeordnet ist und das ein Wechselfeld err; ugt, fächerförmig hin und her bewegt, so daß er abwech-:elnd durch die einzelnen in der Fächerebene liegenden Meßablenkplattenpaare h,indurchtritt. Solange keine lIeßspannun:gen an. den Meßahlenhplattenpaaren liegen, zeichnet der Elektronezistrahl infolge der Vorablenkung auf dein Leuchtschirm Striche auf, die durch den Abstand der jeweils zusammengehörigen Platteneines Meßablenkplattenpaares begrenzt sind. Wenn mit dieser Röhre Kurven gesclirielren werden. sollen. so müssen jene auf dein Leuchtschirm erscheinenden Striche, die ledi-glich von der Vorablenkung herrühren, zu

  :'unkten zuizamIneIi`tezo,_-eIi werden, denn nur

  kann Init der z.;«LZlicheIi llel@ableilk@ng

  hurte rezistrie r t werden. Andernfalls

  -.Vi;r#l#ii sich IIam11Ci: u:e Vorablenkung und

  sie von der Meßspannung herrührende Ab-

  :e:lkung überlagern. :;n11 die Registrierung

  würde völlig falsche Bilder ergeben.

  1 d;

  1 le erwi-tilille Z:isai:imenzieliung der

  S:riche zu 1'uilktell zu erreichen, ist bei der

  .,kannten @@Ilr:ilit;:I:@ eine sog. Kompensa-

  :i der Vorab'.enkung ai:gegeben, die dadurch

  erzielt werden soll. .ati zwischen lleßablenk-

  :tteil und Leuclltsc:Iirm ein Komp2nsations-

  .ar:eiil;svstein aii#@eor#..::et ist. welches ein zur

  ,- @r ablenkuIh° Wechselfeld er-

  eti;#t. Diese Methode gellt also von der Über-

  . ulig# aus. #üaj der von der Torablenkung

  ::errührende _ traillass@iil«;= durch eine Rück-

  ..:.:enkung wieder aua-zeglicüen werden könnte

  ;Ild somit eitle Zusammenziehung der strich-

  . @rlni@etl Leuchthecke zu einzelnen scharten

  Leuchtpunkten me;iic:i sein müßte.

  In der Praxis ha: sich nun gezeigt, daß die

  finit derartigen Eiilric:Itungeil erzielbare Kom-

  1#eii:ation der @-ora@@lenkung jedoch nur bis

  zu eineiIl .gewissen Grade möglich Ist. Es wer-

  #:cn n iimlich entwe#'er die Striche in den

  :iußeretl S traallaen zu einigermaßen schar-

  en Funkten zusaillr.-er.;ezogen oder aber bei

  ;:Iiderer ileme_sung :=es Rückablenkfeldes die

  in den mittleren @trah:Iagen. In allen Strahl-

  :ageil. zugleich i_13 @e:Iocil keine ausreichende

  Rückablenkung möglich. Es läßt sich ledig-

  licil eilt Mitte hvert erreichen, bei dem in

  sänitlichen S trahllagen mehr oder minder

  verwaschene Leuciit9ecke erscheinen. Der-

  arti!Z,e Leuchtflecke sind für die Aufzeichnung

  brauchbarer Kurven nicht geeignet, da sie

  KelIIe `reilügeiide S :ricllschärie liefern. Noch

  weiti-er geci-ne- ist die bekannte Rück-

  ablenkung. wenn au,::I eine Zeitablenkung an-

  -ewendet werden soll.

  Untersuchungen ::n11 Überlegungen haben

  :ran irgebeIi. daß die eben erwähnte Art der

  Rückablenkun z theorerische Fehler enthält,

  die eine praktische Durchführung von vorn-

  herein aussichtslos erscheinen lassen. Bei der

  Rückablenkanordnurg sind nämlich still-

  scw,cigend zwei VorauSsetzungen gemacht,

  die alter nicht zutretTen.

  Es handelt sich hierbei einmal um die Vor-

  aussetzung der völligen Gleichförmigkeit der

  Vor- und Riickal)eiiikfel(ler, die wegen der

  Randfelder nichterreichbar ist. Während plan

  nämlich hei inehrereli übereinander angeord-

  l:e t e n Meßablenkpiattenpaaren durch ent-

  sprechende Ausdeünun-, der Vor- und Rück-

  aDlenkeinrich:unc;en senkrecht zur Röhren-

  achse die Wirkur,- der Randfelder vermindern

  kann, 1ä ßt sich diese Wirkung beint Ein- und

  Austritt des Elek;rotlenstrahles in das Ab-

  lenkfeld und aus dem Ablenkfeld überhaupt

  nicht vermeiden.

  Zum anderen wird vokrausges,tzt, 11a13) rllit

  «-achsender Feldstärke der Z-orahlellkun eine

  linear steigende Feldstärke zur hIILIiiibiell"

  kung erforderlich wäre, was jedoch keilles-

  wegs der Fall ist. Nach überschreiten eines

  Höchstwertes müßte das Riidcahlenhfeld

  scgar wieder schwächer «-erden, obwohl das

  Vorablenkfeld noch weiter wächst. @@ Llill auch

  dieser letztere Fall in der Praxis kaum auf-

  treten wird, so genügt jedoch schon die nicht-

  lineare Beziehung, um gruildsätz1ici:e Schwie-

  rigkeiten zu bereiten.

  Um eine einwandfreie Kompensation zu

  gewährleisten, müßten also die beiden ge-

  schilderten Voraussetzungen erfüllt still. Wie

  gezeigt wurde, ist dieses hinsichtlich der

  ersten Voraussetzung nur teilweise erreichbar.

  so daß ein llehrfachoszillograpli, der ohlie

  Fleckverzerrung durch jene 3bbildungsfeliler

  arbeitet, auf diesem Wege nicht möglich er-

  scheint. -Noch ungünstiger werden die Ver-

  hältnisse, wenn man die Erfüllung der oben

  in der zweiten Voraussetzung erwähnten

  Gesetzmäßigkeiten in Erwägung zieht. Die

  Erfüllung der Forderung nach eitlem vor-

  geschriebenen zeitlichen Verlauf des Rück-

  ablenkfeldes ist theoretisch zwar denkbar.

  aber praktisch wollt kaum auszuführen. Bei-

  spielsweise müßten unter Annahme einer

  magnetischen Rückablenkung die Rückablenk-

  spulen, die von dem um I8o' phasenverscho-

  benen Strom durchflossen «-erden, fit jedem

  Augenblick eine andere Stellung erhalten. «-as

  wohl praktisch ausgeschlossen sein dürfte.

  Man könnte ferner auch das Feld der Rück-

  ablenkspulen inhomogen ausbild:ii, urn je

  nach dem -Winkel des einfallenden Strahles

  eine stärkere oder schwächere Rückablenkung

  zu erreichen, die nicht proportional dein

  Strom verlaufen würde, sondern den oben

  angedeuteten Gesetzen zwischen Vor- und

  Rückablenkfeld genügt. Andererseits köriiite

  man dem das Kompensationsfeld erzeugenden

  Strom einen zeitlichen Kurvenverlauf gel-,en,

  der die oben aufgestellten Forderungen he-

  rücksichtigt. Da aber seine Kurvenform aticli

  von Zufälligkeiten, beispielsweise cles mecha-

  nischen Aufbaues, abhängig ist, könnte der

  genaue Kurvenverlauf nur durch Ausmessen

  des erforderlichen Kompensationsfeldes für

  jeden Zeitpunkt bestimmt werden. Für elek-

  trostatische Vor- und Rückablenkfelder -ixt

  das gleiche.

  Abgesehen davon, daß eilte derartige

  Eichung und Justierung jeder I'#'ölire oder

  jedes Gerätes einen außerordentlich grollen

  Arbeitsaufwand erfordert und daher für eint

  Fertigung im größeren Stil kaum tragbar ist.

  dürfte auch die praktische Ausführung Gier

  Feld- bzw. Stroniabgleichung auf erhebliche,

  ja vielleicht unüberwindliche Schwierigkeiten

  stoßen.

  LTin diese Nachteile zu vermeiden, ist daher

  vorgeschlagen worden, vor den 31eßa @l@enl:-

  p@attcn@laaren ein Blendensystern anztilering;.#.li,

  und zwar derart, daß je eilte Blendenöünung

  vor jedem lIeßablenkplattellpaar liegt, deren

  Durchmesser etwa deni Durchmesser des Elek-

  tronenstrahles an dieser Stelle entspricht. Der

  fächerförmig al>geleillae Elektronenstrahl

  tritt also nur in deni kurzen Augenblick durch

  jeweils ein \Ießablenkplattenpaar, in dein er

  durch eine 1ilendenöitnung fällt. Da iuan cla,#

  Strahlerzeugungssystein so einjustieren kann,

  claß der Elektronenstrahl von vornherein

  einen scharfen Leuchtfleck auf dein Schirm

  der Rühre erzeugt, andererseits aber - an den

  vielen durch die Vorablenkung erzeugten

  Strahllagen nur jeweils eine einzige durch die

  Blende und die Meßablenkplatten führt, ge-

  langt niail mit dieser Einrichtung zu scharfen

  Leuchtflecken und scharfen Kurven. Ein

  gewisser Mangel dieser Anordnung besteht

  jedoch darin, daß die Öffnungsdurchmesser

  der Blenden zu den stralilundurclilässigen

  Teilen ineinein ungünstigen Verhältnis stehen,

  so daß nur jeweils einen kurzen Augenblick

  der Strahl durch ein 1-Ießablenl:plattenpaar

  fällt und dazwischen verhältnismäßig lange

  auf die geschlossenen Blendenteile trifft. Da-

  bei wird also die von der Kathode emittierte

  Energie nur zu einem geringen Teil für die

  Erreguilg des Leuchtschirmes ausgenutzt. Die

  Helligkeit der registrierten Kurve ist dem-

  zufolge nur gering.

  Die Einrichtung gemäß der Erfindung ver-

  meidet nun nicht nur die Nachteile der ol-en-

  erwähnten Kompensation, sondern &uuch den

  Mangel jener Blendenanordnung dadurch,

  daß jedem 1Ießablenksystem eine elektronen-

  optische Sammellinse mit konstantem Feld

  zugeordnet ist. -welche die eingangsseitig vor-

  handenen, von der Vorablenkung herrührenden,

  zeitlich verschiedenen Strahllagen zu einem

  einzigen scharten Punkt auf dem Leucht-

  schiri- zusammenzieht.

  Es sei noch bemerkt, daß es bereits bekannt

  ist, bei Röhren mit mehreren Strahlen in dem-

  jenigen Teil, in deni sie noch nicht quer-

  gesteuert «:erden, Sammelzylinder vorzusehen,

  welche die Strahlen auf dah.interliegende

  Blenden konzentrieren.

  Die Erfindung geht von folgender Über-

  legung aus: Der Elektronenstrahl beschreibt

  unter der Wirkung der Vorablenkung eine

  f@icherförmig e Fläche. Aus dieser Fläche

  schneiden die 2NIel.iablenl:lilattenpaare jeweils

  kleine Fächer heraus. die ihrem Platten-

  abstand entsprechen. Würde nian nun einen

  solchen kleinen f äch,er, der einen verhältnis-

  mäßig geringen Ütillungswinkel <<uN-eist.

  nicht durch Bewegung eines einzelnen 1#,lel:-

  tronenstrahles, sondern durch ein Elektronen-

  nicht durch Bewegung eines einzelnen Elek-

  tronenstrahlbiiächel gleichen Öffnungswinkels

  liefert, ersetzen, so müßte nian dieses divei-

  "nte Elektronenstralilbiischel durch eine

  I ,el@°ktronenoptisclie Linse mit konstantem

  Feld zu einem Punkt konzentriereil. können,

  ähnlich, wie es bei eiirr Einstrahlröhre 1le-

  kannt ist. Die l:rfinc(ttiig schlägt nun vor,

  auch jene nur in eileer Ebene divergenten.

  durch Vorablenkung erzeugten Elektronen-

  1 strahlfächer durch elelctronenoptisclie Linsen

  mit konstantem Feld zusammenzuziehen und

  in. einem scharfen Punkt auf dein Leucht-

  schirm zu konzentrieren. Versuche ei--

  geben, daß eine derartige Konzentriertiii

  eines fächerförmig hin und herchnkt<n

  Elektronenstrahles zu einem Punkt, der

  keinerlei Bewegung mehr erkennen läßt, hr@il;-

  tisch möglich ist. Die Fächer können erhebliche

  Öffnungswinkel aufweisen, wie sie selbst bei

  sehr kurzer Röhrenbauart und verhältnis-

  mäßig weitem Plattenabstand in der Praxis

  kaum noch auftreten werden. Damit ist die

  Forderung nach Kompensation der Vorablenl:-

  bewegung durch ein rückablenkendes Wechsel-

  feld gegenstandslos geworden, und an. ihre

  Stelle ist die elektronenoptische Konzentration

  der verschiedenen Strahllagen zu einem Punkt

  mit Hilfe eines konstanten Feldes getreten.

  Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dai3

  neben der fortfallenden Kompensation auch

  die durch die Randfelder, insll-esonciei-e des

  Rückablenkfeldes, bedingten I3ildfehier c-c@r-

  mieden oder konipelisiert werden und somit

  eine gute Strichschärfe erzielt wird.

  In der Abbildung ist ein Ausführungsbei-

  spiel einer Einrichtung nach der Erfindung

  dargestellt, und an ihm sollen die weiteren

  Einzelheiten erläutert werden.

  Die Elektronenstrahlröhre ist aus zwei

  Teilen i und z bestehend gezeichnet. Der

  Teil i enthält den Leuchtschirm 3, die Meß-

  ablenkplattenpaare 4., j, 6 und 7, evtl. ein ge-

  meinsames Zeitablenkplattenpaar S sowie das

  erfindungsgemäße elektronenoptische Linsen-

  system 9, io zur Zusammenziehung der

  verschiedenen Strahllagen zu einzelnen Punk-

  ten. Der erste Teil der Röhre endet in einem

  Ring i i, durch den die Zuführungsleitungen

  der Ablenkplattenpaare und des Linsen-

  systems 9, io hindurchgeführt sind. Dieser

  Ring i1 kann in bekannter Weise mit einem

  Sockel und Anschlüssen versehen werden.

  Der Teil 2 der Elektronenstrahlröhre enthielt

  das Strahlerzeutrunassvsteni sowit das Vcr-

  , b t' -

  ablenkplititenpaar 12. Das Strahlerzeugungs-

  systein besteht in bekannter Weise aus einer

  indirekt lielleizten Kathode 13, einem Wehnelt-

  @rliilder 14, edler Linsenelektrode I; sowie

  e:Iler Anode v@. Dieser zweite Teil ist InIt

  e:nem liier nicht dargestellten hI1d@UCke@ ver-

  @:l:cIl. Denn V Urablenkplattenpaar I= wird

  ::2r die hletnnlen 17 eine Wechselspa11111111-

  u er deren Wirkun- der v(--)ii dein

  _.geführt, iit

  S:rahlerzeugun;TSS@"steni l; his 10 erzeugte

  _'..el:troiieti:tralil in der durCII CHe punktierten

  -mies und die Schraffierung angedeuteten

  _=ä cl:ereheiie 11A1 und her gelenkt wird. Zur

  _..:tl:<<hnle der kotistatiten Vorspannungen für

  l:lel:tronenerzeti'`ungssvsteIll. das @-or-

  ,_ leiili@@"@ttIl1 Und das LInsensvIzteIn C). IU

  ::c'IIi eilt anodenseitig geerdeter SpaI111t1Iigs-

  :e_#er. der heispielsweise aus den drei Teilen

  @. 1 0 Und 2o llestelien in-a-. Der @paIlI111i1",S-

  kann in 1::ekannter `WeIse aus elIleln

  `;rtrL#erait oder aus einer hatter:e gespeist

  -: r(i.n. Als unzefähreit Anhaltspunkt für die

  <:=an1:ull@sve rteiIun g sei hier fo-Teilda a11-

  Die Die Kathode 13- möge auf -4oooV.

  ',%eliilelt-ZvliIlder LE auf -4o20#-. Linsen-

  i_; auf -3700 V. Anode 16. Vor-

  12 und L@I@S@II@@ektrC#de I0 auf

  -3 ooo V. Linsenelektrodecf auf o V liegen.

  Teillinse 1o. die liier im Schnitt dar"e-

  >:eilt ist, kann aus einer kreisrunden Platte

  - .-stellen. «-elche finit Üfinungen Lind. den an-

  darauf aufsitzenden kleinen ZvIin-

  n verselieii ist. AIinlIch ist die Teillinse 9

  .:.:Sgebildet. 1:(1C1011 kÖIlnen die den AbleIlk-

  _:.atten zugekehrten ÜfInlln@eIl der Zylinder

  auf ein:n verIlültnismäl'i@ kleinen initt-

  :eren Teil abgedeckt sein. Die beiden Teil-

  .:::Sell ( ) und 1o wirken durch ihre Vorspan-

  --ungen als elektronenoptische S ainnielIinsen.

  -. 1i. sie haben edle konzentrierende Wirkung

  ..::f die verschiedenen Einfallswinkel des hin

  _::d leer bewegten Elelctroneiistraliles.

  Es ist nun klar, daß die Eintrittsöffnungen

  .@r Teillinse 1o keineswegs wie bei jener vor-

  etwa nur so -raß

  =ein dürfen wie der Durchmesser des Elek-

  ::@neIt@tralile$, sondern sie können elneIri

  ieIfachen dieses Durchmessers entsprechen.

  _.s ist daher möglich, die Üfnungen so groß

  ja wühlen, daß die geschlossenen Teile zwi-

  >c_lell den einzelnen Üfnungen praktisch nicht

  ::lehr in. Gewicht fallen und der Elektronen-

  . .ra hl w-rend des -rößten Teiles der Zeit '@

  Registrierung verwendet werden kann.

  =ü r die elektron:noptische Abbildung gibt

  W rschiedene llüglichkeiten. Einerseits

  ann (It#r EIektronen:trahl finit Hilfe des

  @:ralllC'I"zeU@UIh:@@"@tC'In@ 13 bis Io ;O koIl-

  entriert werrl.:n. daG :r entweder ohne oder

  (ler zusätzlichen Wirkung des Linsen

  >C'<;iItt.# (), Ir l einen siharten Leuchtfleck

  Andererseits kann aller auch der Elek-

  :;C@neII@Fra@ll I11 (las Linsensv-zteIn r). Io hinein

  .:darf allgebildet werden. so (lali dieses

  Linsensystem nach Art der I>el;aiiiiten Feld-

  linsen. wie sie 1:e1 lichtoptischen GcI":iteIi ."tr-

  wendet werden. wirlien. hie Wahl der ent-

  sprechend günstigsten Lira lllfilhrttn@ wird -in

  wesentlichen von der Beinesstin-- der Elek-

  tronenstrahlröhre und der Märke der zur

  f-erfügung stehenden Felderabhäng@n. Zweck-

  mäßij wird lnan das LII1#eIis""steIil (), In

  gleichzeitig zur Konzentration des ElektrollelI-

  :trahles mitverwenden. Es sei noch

  daß die Weite der Eintrittsöfnung-en der Teil-

  linse 1o in einem richtizen Verhältnis zu der

  Starke de s Feldes :telien Inuß. da sonst hei

  zu sch-,vachenl Feld und zti großer Eintritts-

  öffnung beispielsweise kein scharfer Leucht-

  fleck. sondern ein mehr orier minder aus-

  gedehnter Strich auf dein Leuchtschirm er-

  scheinen würde.

  Ferner ist es auch möglich, durch besonde-

  ren Abgleich der Spannungen an der Atiode 16

  und dein Linsensvstein q. 1o die für die aus-

  reichende Helligkeit erforderliche Elektronen-

  "esl'liwlIidl",keit in zwei Stufen zu erreichen.

  und zwar kann male die Beschleunigung durch

  die Anode 16 etwas geringer halten als sie

  für die erforderliche Helligkeit notwendig,

  wäre und dann den Elektronen in dein

  System C), Io eilte zusätzliche Besclileulli"tlllg

  erteilen. Diese Methode hat den %-orteiI.@dall

  die Elektronen das Vorablenksvstein I? mit

  einer geringen Geschwindigkeit durchlaufen

  und datier eitle geringe S pamltIIIg zur Erzeu-

  gUng des Strahlfächers ausreichend ist.

  Es sei noch bemerkt. daß die Kreisscheiben

  der Linsensvsteine 9, Io so groß aus_-eblldet

  «"erden können, daß sie einen Abschluß des

  hölirenhalses darstellen und somit -teich-

  zeitig eine Schleuse für die aus deni Kohlen

  zurückflutenden Sekundärelektronen bilden

  und das Strahlerzeugungssysteni vor dein

  Auftreffen dieser Elektronen s,:liiitzeii.

Claims (1)

1. PATE NTANSPRL CI1E: I. Einrichtung zurDarstellung mehrerer OSzlllogramnie mit e irrer Elektronenstrahl- röhre. die mehrere Meßablenksvsteine. ein Strahlerzeugun@°ssvstem und ein wechsel- spannungsgesteuertes Vorableilksvsteln enthält, welches den Elektronenstrahl in schneller Folge den einzelneu lleßablenl.-- svstenien zuführt. dadurch gekennzeichnet. (Iaß jedem \leßableiiksvsteiii eilte elek- tronenoptische Sammellinse finit konstan- tein Feld derart ztiL,-eordnet ist, datl die C'In;aIIll@eitIg vorhandenen. von cl@ r Vor- alleIlktltig herrührenden. einen ;@rül:leren räumlichen lierelch umfassenden Strahl- lagen zu eineIn Punkt auf deal LetIcht- schtrlli zusammenzieht. _'. Einrichtung nach Anspruch I, da- durch gekennzeichnet. daß vor den elek- tronenoptischen Sammellinsen in Richtung auf die Kathode zu eine derartige Sam- mellinse angeordnet ist, daß der vor- abgelenkte Elektronenstrahl in oder in der Nähe der Vielzahl von Sanim.ellinsen einen scharfen punktförmigen Querschnitt aufweist. 3. Einrichtung nach Anspruch i, da- durch gekennzeichnet, daß die elektronen- optischen Sammellinsen (9, 'io) gleich- zeitig als Blende zur Verhinderung des Zurückfließens der Sekundärelektronen aus dein Röhrenkolben nach dein Strahl- erzeugungssystem (13 bis r6) ausgebildet oder finit einer dieses verhindernden Blende verseben sind. Einrichtung nach Anspruch i, da- durch gekennzeichnet, daß am Strahl- erzeugungssystem (13 bis 16) nur eine ge- ringe Be.schleuiiigungsspannung lie"#t und daß die elektronenoptischen Sammellinsen zur weiteren Beschleunigung der Elektro- nen dienen. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind iin Erteilungs- verfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 6;3 664, . 677 702; britische Patentschrift \r. 4317-5.