DE832926C - Schaltung mit einer Kathodenstrahlroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung mit einer Kathodenstrahlröhre, die mit Mitteln zur Erzeugung und Ablenkung eines Kathodenstrahlenbündels versehen ist, in der ein Auffangelektrodensystem derart mit einer Ablenkelektrode gekoppelt ist, daß das Bündel mehrere natürlich stabile Lagen einnehmen kann, und in der Mittel zur Bewegung des Bündels von einer stabilen Lage in eine nächstfolgende Lage vorgesehen sind.

Bei einer bekannten Schaltung dieser Art wird das Bündel in den verschiedenen stabilen Lagen dadurch festgehalten, daß in jeder Lage der Bündelstrom sich über eine erste Auffangelektrode und eine weitere Auffangelektrode verteilt. Die erste Auffangelektrode ist einerseits direkt mit einer Ablenkelektrode verbunden und anderseits über einen Widerstand mit einer Spannungsspule gekoppelt.

In einer Gleichgewichtslage fließt zur ersten Auffangelektrode und über den Widerstand ein solcher Strom, daß gerade diejenige Ablenkspannung entsteht, die zum Festhalten des Bündels in dieser Lage erforderlich ist.

Erfährt das Bündel aus irgendeinem Grunde eine kleinere Ablenkung aus einer Gleichgewichtslage und bewegt es sich z. B. in Richtung der ersten. Auffangelektrode, so nimmt der über diese Elektrode und den Widerstand fließende Strom zu. Hierdurch ändert sich die Ablenkspannung, und zwar in solchem Sinne, daß der Bewegung entgegengewirkt und das Bündel zu der betreffenden Gleichgewichtslage zurückgetrieben wird.

Bei einer weiteren bekannten Schaltung enthält die Kathodenstrahlröhre mehrere Auffangelektroden, die mit Anzapfungen an einem Potentiometer

verbunden sind, von dem ein Ende mit einer Ablenkelektrode gekoppelt ist. Die Anzapfpunkte sind derart gewählt, daß, wenn das Bündel auf einer der Auffangelektroden auftrifft, gerade eine solche Ablenkspannung erzeugt wird, als erforderlich ist, um das Bündel auf die betreffende Elektrode zu richten. Bei einer Variante dieser Schaltung dient das Potentiometer gleichzeitig als Auffangelektrode, die in diesem Falle als Widerstandselektrode mit ίο einem in der Ablenkrichtung stufenweise veränderlichen Widerstand ausgebildet ist. • Bei diesen Schaltungen entsprechen verschiedene Ablenkspannungen den vorgegebenen stabilen Lagen. Das Bündel kann von einer stabilen Lage »5 in eine nächstfolgende Lage bewegt werden, indem ein Impuls dem Ablenksystem zugeführt wird. Dieses Ziel kann in bekannter Weise dadurch erreicht werden, daß das Bündel mittels getrennter Ablenkelektroden in einer solchen Richtung abgelenkt wird, daß das Bündel die stabile Lage verläßt und sich selbsttätig zu einer nächstfolgenden Lage bewegt. Auch kann ein Impuls der Ablenkspannung überlagert werden, so daß letztere plötzlich in einen Wert übergeführt wird, der wenigstens annähernd dem einer nächsten Gleichgewichtslage zugehörigen Wert entspricht.

Solche Schaltungen eignen sich besonders zur Anwendung für Zählzwecke, z. B. in einer Rechenmaschine, da die Lage des Bündels eine Anzeige für die der Schaltung zugeführte Impulszahl ergibt. Im allgemeinen ist die Zahl der stabilen Lagen gleich zehn, so daß die Impulszahl in einem Dezimalsystem aufgezeichnet werden kann.

Um das Bündel in eine bestimmte Anfangslage zurückzuführen, nachdem sämtliche stabilen Lagen nacheinander durchlaufen sind, wird eine Hilfsauffangelektrode verwendet, die in einer äußersten Lage vom Bündel getroffen wird und der ein Imixuls entnommen wird, der dem Ablenksystem oder einer Intensitätssteuerelektrode der Röhre zugeführt wird und den Rückschlag des Bündels bewirkt. Während des Rückschlags ändert sich die Ablenkspannung derart, daß sich das Bündel selbsttätig zur Anfangslage bewegen wird.

In der Praxis macht sich der Bedarf an einer Röhre bemerkbar, die zur Aufzeichnung in einem bestimmten Zahlensystem eingerichtet und z. B. zehn stabile Lagen aufweist und die auch bei einem anderen Zahlensystem verwendbar ist, in der Weise, daß das Bündel jeweils nach z. B. neun oder acht Impulsen wieder in die Anfangslage zurückgeführt wird.

Nach der Erfindung wird dieses Ziel dadurch

erreicht, daß die Ablenkelektrode, mit deren Hilfe das Bündel über einen Gleichrichter stabilisiert wird, mit einer Quelle veränderlicher Spannung gekoppelt ist.

Während des Rückschlags ändert sich die Ablenkspannung, und das Bündel bewegt sich in Richtung der natürlichen Anfangslage des Bündels.

Bei Ülierschreitung einer bestimmten Ablenkspannung wird der Gleichrichter stromleitend, so daß sich die Ablenkspannung nicht derart ändern kann, daß das Bündel innerhalb der Anziehungssphäre der natürlichen Anfangslage fallen kann. Das Bündel fällt dann innerhalb der Anziehungssphäre einer anderen stabilen Lage, die dann als Anfangslage dient.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

In Fig. ι ist beispielsweise eine Schaltung dargestellt, in der das Bündel durch Stromverteilung stabilisiert wird;

Fig. 2 zeigt ein Diagramm, mit dessen Hilfe die Wirkungsweise der Schaltung erklärt wird.

Die Kathodenstrahlröhre 1 nach Fig. 1 enthält an sich bekannte, hier nur schematisch dargestellte Mittel 2 und 3 zur Erzeugung eines Kathodenstraftlenbündels, einen Ablenkplattensatz 4, 5 zur Ablenkung des Bündels und Auffangelektroden 6, 7 und 12. Die Elektrode 6 ist vor der Elektrode 7 angeordnet und mit mehreren öffnungen versehen, in der Weise, daß das Bündel bei Ablenkung abwechselnd ein Element der Elektrode 6 und über eine öffnung in dieser Elektrode ein Element der Elektrode 7 trifft.

Der Strom zur Elektrode 7 weist dann als Funktion der Ablenkspannung an der Ablenkelektrode 5 einen Verlauf auf, wie er durch die Kurve 21 in Fig. 2 dargestellt ist. Fällt das Bündel durch eine öffnung in der Elektrode 6, so fließt der ganze Bündelstrom zu der Elektrode 7. Wird aber das Bündel von der Elektrode 6 aufgefangen, so ist der zur Elektrode 7 fließende Strom gleich Null.

Die Elektrode 7 ist über die Leitung 8 mit der Ablenkelektrode 5 verbunden, und diese Elektrode ist ferner über einen Widerstand 10 mit der positiven Klemme der Batterie 11 gekoppelt.

Die negative Klemme der Batterie ist mit der Kathode 2 der Kathodenstrahlröhre verbunden. Die Auffangelektrode 6 ist direkt mit der positiven Klemme der Batterie verbunden. Der Ablenkelektrode 4, die mit der Elektrode 5 zusammenwirkt, wird auf nicht näher dargestellte Weise eine geeignet gewählte Spannung zugeführt.

Die Beziehung zwischen dem Strom durch den Widerstand 10 und der Spannung der Elektrode 5 ist in der Fig. 2 durch die gerade Widerstandslinie 20 dargestellt. Falls kein Strom durch den Widerstand fließt, so ist die Spannung gleich der Batteriespannung V_b; bei Zunahme des Stroms nimmt die Spannung an dem Punkt 9 ab.

In einer Gleichgewichtslage ist der Strom durch den Leiter 8 gleich dem Strom durch den Widerstand 10, was bedeutet, daß die Gleichgewichtslage des Bündels Schnittpunkten der Kurven 20 und 21 in Fig. 2 entsprechen müssen.

Die Schnittpunkte 22, 23, 24, 25, 26, 27 entsprechen stabilen Bündellagen, während die Schnittpunkte 28, 29, 30, 31, 32 labile Gleichgewichtslagen des Bündels ergeben. Dies läßt sich wie folgt einsehen.

Angenommen wird, daß in einem bestimmten Augenblick die Spannung am Punkt 9 gleich V₂ ist. Der Strom durch die Leitung 8 übersteigt dann den Strom durch den Widerstand 10. Infolge des Strom-

Unterschieds wird die mit dem Punkt 9 gekoppelte, in Fig. 1 mit C angedeutete natürliche Kapazität bzw. ein Kondensator entladen. Die Spannung des Punktes 9 wird daher abnehmen und das Bündel bewegt sich in Richtung der dem Schnittpunkt 26 entsprechenden stabilen Bündel lage. Eine ähnliche Argumentierung gilt, wenn die Spannung etwas niedriger ist als die dem Schnittpunkt 26 entsprechende Spannung V_x. Das Bündel wird sich daher selbsttätig zu (lieser stabilen Lage bewegen, wenn die Spannung des Punktes 9 innerhalb des Intervalls zwischen den den metastabilen Gleichgewichtslagen 31 und 32 entsprechenden Spannungen V₃ und F₄ liegt. Dieses Intervall bildet daher die Anziehungssphäre der stabilen Lage 26. Auf ähnliche Weise gehören die Spannungen, die größer sind als die der metastabilen Lage 28 entsprechende Spannung V₅, zu der Anziehungssphäre der natürlichen Anfangslage 22. In den Figuren sind beispielsweise nur sechs stabile Lagen dargestellt. Es ist einleuchtend, daß die Anzahl auch größer oder kleiner sein kann.

Wie oben bereits bemerkt wurde, werden in der Praxis meist zehn Lagen verwendet. Das Bündel kann von einer stabilen Lage in eine nächstfolgende Lage bewegt werden, indem dem Punkt 9 ein solcher Impuls zugeführt wird, daß die Spannung des Punktes 9 plötzlich in einen innerhalb der Anziehungssphäre der gewünschten nächsten stabilen Lage liegenden Wert geändert wird.

Auch kann in einer bereits vorgeschlagenen Weise der Ablenkelektrode 4 ein Impuls zugeführt werden.

Angenommen wird, daß das Bündel ursprünglich die Anfangslage 22 einnimmt. Der erste Impuls bewegt das Bündel dann zur Lage 23,, und nach fünf Impulsen hat das Bündel die Lage 27 erreicht. Vom sechsten Impuls wird das Bündel in die Anfangslage zurückgeführt. Dieser Vorgang vollzieht sich wie folgt.

In der Röhre ist eine Hilfsauffangelektrode 12 derart neben dem Auffangsystem 6, 7 angeordnet, daß diese Elektrode nach dem sechsten Impuls vom Bündel getroffen wird. Hierdurch wird die Elektroden in negativem Sinne aufgeladen. Der hierbei auftretende negative Spannungsimpuls wird über den Kondensator 13 und die Leitung 8 auf die Ablenkelektrode 5 übertragen, so daß das Bündel in erster Instanz noch weiter auf die Elektrode 12 getrieben wird. Nach kurzer Zeit ist die Elektrode 12 aufgeladen und die mit dem Punkt 9 gekoppelte Kapazität C fängt sich zu entladen an, so daß sich das Bündel in entgegengesetzter Richtung, d. h. in Richtung des Auffangsystems 6, 7 bewegen wird. Sobald das Bündel die Elektrode 12 verläßt, wird diese Elektrode über den Widerstand 14 entladen, was mit einem starken positiven Spannungsimpuls einhergeht. Dieser positive Impuls wird über den Kondensator 13 auf die Ablenkelektrode 5 übertragen, so daß die Spannung des Punktes 9 plötzlieh auf einen Wert erhöht wird, der hoher ist als die Spannung V₅, so daß das Bündel innerhalb der Anziehungssphäre der Anfangslage 22 zu liegen kommt und sich zu dieser Lage bewegen wird.

In dem hier gegebenen Beispiel kehrt das Bündel daher jeweils nach sechs Impulsen in die Anfangslage zurück. Um den Rücklauf des Bündels nach einer beliebig kleineren Impulszahl zu ermöglichen, wird eine Diode 15 verwendet, welche gegebenenfalls einen Teil der Kathodenstrahlröhre bilden kann.

Die Anode dieser Diode ist mit dem Punkt 9 verbunden, während die Kathode mit einer Anzapfung an dem über die Batterie 11 geschalteten Potentiometer 16 verbunden ist.

Die Diode wird stromleitend, sobald die Spannung des Punktes 9 die Spannung V₆ der Anzapfung am Potentiometer überschreitet. Letztere Spannung kann durch Verschiebung der Anzapfung, je nach Bedarf geändert werden.

Wenn das Bündel nach dem Auftreffen auf der Elektrode 12 rückläuft, so wird infolge der Diodenwirkung der über den Kondensator 13 der Ablenkelektrode 5 zugeführte positive Impuls begrenzt. Die Spannung am Punkt 9 kann daher die Spannung V₆ praktisch nicht übersteigen, was in Fig. 2 durch die Kurve 33 dargestellt ist.

Nach Ablauf dieses Impulses ist die Spannung des Punktes 9 daher gleich der Spannung V₆, welche im dargestellten Beispiel innerhalb der Anziehungssphäre der stabilen Lage 24 liegt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltung mit einer Kathodenstrahlröhre, die mit Mitteln zur Erzeugung eines Kathodenstrahlenbündels und Mitteln zur Bündelablenkung· versehen ist, in der ein Auffangelektrodensystem derart mit einer Ablenkelektrode gekoppelt ist, daß das Bündel mehrere natürlich stabile Lagen einnehmen kann, und Mittel vorgesehen sind, durch die das Bündel von einer stabilen Lage in eine nächstfolgende Lage bewegt werden kann, und ferner eine Hilfsauffangelektrode vorgesehen ist, die mit den Ablenkmitteln des Bündels gekoppelt ist, die vom Bündel in einer äußersten Lage getroffen wird, und der ein Impuls zur Bewegung des Bündels zu einer Anfangslage entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Ablenkelektrode über einen Gleichrichte,r mit einer Quelle veränderlicher Spannung gekoppelt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   φ 3338 2.52