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Elektronen-Entladungseinrichtung 1)ie Erfindung bezieht sich auf Fernsehaufnahme=
röhren, insbesondere auf einen neuen Elektronenerzeuger zur Verwendung in solchen
Röhren.
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1,--in Typ einer Fernsehaufnahmeröhre hat einen Elektronenerzeuger
zur Hervorbringung eines 1#:lektronenstrahls, der quer zu der Achse des Elektronenerzeugers
zur Abtastung eines Schirmes geführt werden kann. Der Strahl hat eine ver'hältnismäl3ig
niedrige Geschwindigkeit, wobei die Elektronen Ins auf eine Geschwindigkeit Volt
zoo bis jOO V beschleunigt und dann bis auf eine Geschwindigkeit von praktisch Null
verzögert werden. Der Schirm hat eine Glasoberfläche, Tiber welche der Strahl magnetisch
geführt wird. Der Strahl vermindert beim Auftreffen auf die Schirmfläche deren Potential
auf einen G1eicligewichtswert, der durch <las Potential der Kathode des Elektronenerzeugers
bestimmt ist. Bei diesem Gleichgewichtspotential wird der Elektronenstrahl von der
Schirmbildfläche zurückgeworfen und bildet einen Rückkehrstrahl; welcher zurück
zu der Kathode des Elektronenerzeugers beschleunigt wird. Auf der Schirmfläche entsteht
ein Ladungsbild von positiven Bereichen, das einem auf der Röhre abgebildeten Lichtbild
entspricht. Wenn der abtastende Elektronenstrahl ein positives Flächenelement des
Schirmes erreicht, wird er Elektronen abgeben, um die positive Fläche auf ein `Gleichgewichtspotential
zu entladen, bei welchem der Rest des Strahles zurückgeworfen wird. Auf diese Weise
tastet ein Elektronenstrahl von gleichförmiger Dichte den Schirm ab, während ein
ungleichförmiger oder modulierter Strahl zu
dem Kathodenende der
Röhre zurückkehrt, wo er aufgenommen und als Ausgangssignal verstärkt wird.
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Der modulierte Rückkehrstrahl wird von einem Mehrstufenvervielfacher
aufgenommen und verstärkt, bei welchem das Ende eines Beschleunigungsanodenzylinders
als erste Vervielfachungsstufe dient. Die durch die Einwirkung des Rückkehrstrahles
auf die Oberfläche der ersten Vervielfachungsstufe emittierten Sekundärelektronen
gehen in ein elektrostatisches Feld, das sie zu der zweiten \"ervielfacherstufe
hinüberzieht, wo sie beim Auftreffen eine größere Anzahl von neuen Sekundärelektronen
erzeugen. Diese zusätzlichen Elektronen gehen ihrerseits auf folgende Stufen über,
wobei sie in jeder Stufe eine größere Anzahl von Sekundärelektronen auslösen, die
schließlich als Bildsignal der Röhre gesammelt werden.
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Durch das Auftreten verschiedener Faktoren wird der Rückkehrstrahl
die Oberfläche der ersten Vervielfacherstufe über einen merklichen Bereich bestreichen.
Um zu verhindern, daß der Vervielfacherteil eine ungleichförmige Helligkeit des
Bildsignals der Röhre erzeugt, muß die zweite Stufe die Sekundärelektronen gleichförmig
von allen Teilen des bestrichenen Bereiches der ersten Stufe aufnehmen und ferner
dieselbe Vervielfachung für Elektronen hervorbringen, die von dem bestrichenen Bereich
der ersten Stufe kommen. Bei Aufnahmeröhren der oben beschriebenen Art war es schwierig,
die von der ersten Stufe emittierten Sekundärelektronen dauernd gleichförmig von
der zweiten Vervielfacherstufe sammeln zu lassen, wodurch ein Bildsignal erzielt
würde, das ein gleichförmig helles Bild ergibt.
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Die Erfindung bezweckt daher, eine verbesserte Fernsehaufnahmeröhre
zu schaffen.
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Weiterhin bezweckt die Erfindung, einen verbesserten :'Aufbau für
den Vervielfacherteil einer Fernsehaufnahmeröhre zu schaffen, der ein verbessertes
Bildsignal liefert.
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Ferner bezweckt die Erfindung, einen verbesserten @ufl>au des Vervielfacherteiles
einer Fernsehaufnahmeröhre zu schaffen, der eine gleichförmige Aufnahme des Signals
zwischen der ersten und zweiten Vervielfacherstufe ergibt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der
Zeichnung beschrieben und erläutert. In der Zeichnung ist Fig. i ein Längsschnitt
einer Fernsehaufnahmeröhre gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht des Vervielfaeherteiles
der Fernsehaufnahmeröhre der Fig. i in vergrößertem Nlaßstabe, wobei Teile weggebrochen
sind, um die Einzelheiten erkennbar zu machen.
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Fig. i und 2 zeigen eine Fernsehaufnahmeröhre zur Übertragung von
Hochfrequenzsignalen, die einer von der Röhre optisch aufgenommenen Außenszene entsprechen.
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Die in Fig. i und 2 gezeigte Röhre ist eine Form einer Type von Fernsehaufnahmeröhren,
welche ein Elektronenbild der von der Röhre aufgenommenen Szene und einen Abtaststrahl
mit Elektronen geringer Geschwindigkeit zur Erzeugung des Bildsignals benutzt. Die
Röhre besteht im einzelnen aus einem röhrenförmigen Glaskolben io mit einem verbreiterten
Teil i i am einen Ende. Der verbreiterte Teil i i ist durch eine ebene Glasfrontplatte
12 verschlossen, auf deren Innenfläche ein durchsichtiger photoelektrischer Film
14 niedergeschlagen ist. Dieser Film ist in bekannter Weise lic'htempfindlic'h gemacht,
so daß er Photoelektronen emittiert, wenn eine Außenszene auf der Fläche der Frontplatte
12 optisch abgebildet wird. Innerhalb des verbreiterten Kolbenteils i i ist ein
Glasschirm 22 angebracht. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die lichtempfindliche
Elektrode 14 während des Betriebes der Röhre beispielsweise auf etwa 400 V negativ
zu der Schirmelektrode 22 gehalten. Während des normalen Betriebes der Röhre erzeugt
ein durch eine Spule 16 geschickter Gleichstrom ein gleichförmiges Magnetfeld, dessen
Kraftlinien im wesentlichen parallej zu der Röhrenachse verlaufen, um die Photoelektronen
in parallelen Bahnen zwischen der Photokathode 14 und dem Schirm 22 zu führen. Eine
röhrenförmige Elektrode 18 umgibt die Bahnen der Photoemission aus der Elektrode
14 zwischen der Photokathode 14 und dem Schirm 22. Die röhrenförmige Elektrode 18
wird beispielsweise auf etwa 30o V positiv zu der P'hotokatfiode 1q. gehalten und
wirkt als Beschleunigungselektrode für die zwischen der Photokathode 14 und dem
Schirm 22 übergehenden Photoelektronen. Ein feinmaschiger Sammelschirm 2o ist dicht
an dem Schirm 22 angeordnet und wird beispielsweise bei normalem Röhrenbetrieb auf
Kathodenpotential gehalten. Das Schirmnetz 20, welches während des Röhrenbetriebes
eine positive Spannung von einigen Volt gegenüber dem Schirm 22 besitzt, bildet
einen Sammler füi# Sekundärelektronen, die von dem Glasschirm 22 durch die von der
Photokathode 14 einfallenden primären Photoelektronen emittiert werden. Selbstverständlich
sind die erwähnten Spannungswerte nur Beispiele einer vorteilhaften Ausführungsform,
anderen Stelle auch andere Werte Anwendung finden können.
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An dem entgegengesetzten Ende des Röhrenkolbens io ist ein Elektronenerzeuger
angeordnet, der eine thermionische Kathode 26 (Fig. 2), ein Steuergitter 28, eine
Beschleunigungselektrode 30 und eine Elektrode 32 mit Begrenzungsöffnung umfaßt,
die alle an einem rohrförmigen Träger 24 befestigt sind. Dieser Elektronenerzeuger
bringt einen Strom von Elektronen hervor, der zu einem Elektronenstrahl mit kleinem
Querschnitt geformt wird. Der Elektronenstrahl wird auf den Glasschirm 22 durch
eine Elektrode 36 gebündelt, die aus einem leitenden Belag auf der Innenwand des
röhrenförmigen Kolbenteils io bestehen kann. Bei der dargestellten Einrichtung werden
die Elektroden 30 und 32 während des Betriebes der Röhre beispielsweise auf einer
positiven Spannung von annähernd
300 V gegenüber der Kathode 26 gehalten,
um den Elektronenstrahl auf hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen. Wenn der Elektronenstrahl
die Begrenzungsöffnuaig 34 der Elektrode 32 verläßt, richtet das gleichförmige axiale
Magnetfeld der Spule 16
| den Strahl im wesentlichen parallel ztt der Rö1iren- |
| aclise. Der Strahl 3,5 wird durch zwei Paare von |
| magnetischen :\lilenkspttlen 40 zur Abtastung der |
| ( ) >erflä che des Schirmes 22 veranlaßt. Jedes Spulen- |
| paar ist auf einer Achse angeordnet, die senkrecht |
| zu der anderen steht. Die Felder der Spulen 4o sind |
| senkrecht zueinander und zu der l'Wiseder Röhre io. |
| l)eti .\blenkspulen -lo werden periodisch veränder- |
| liche Spannungen beispielsweise durch nicht dar- |
| gestellte Sägezahngeneratoren mit @geeigneter Fre- |
| «uetiZ zugeführt, uni die Zeilen- und Bildabtastung |
| durchzuführen. ltn Hinblick auf eine mögliche |
| 1#alschausrichtung des 1?lektronenerzetigers 24 in |
| Bezug auf die Röhrenachse ist eine Ausrichtspule 39 |
| vorgesehen, die ein kleines Magnetfeld senkrecht zu |
| der .\chse des Elektronenstrahls hervorbringt. |
| Durch eine Drehung der SI>tile 39 um den Hals des |
| IZ()lireiikolliciis io kann irgendeine Falschausrich- |
| tung des 1?lektrotienstralils in bezug auf die Röhren- |
| achse Heini Verlassen des I?lektronenerzetigers 24 |
| herichtigt «erden. |
| Die \\'@iii(11)elagelektro(le 36 wird während des |
| Betriebes der Röhre gegenüber Kathodenpotential |
| auf einer positiven Spannung von beispielsweise |
| etwa ?oo V gehalten. Neben dem Schirm 22 und |
| zwischen ihm und der ßündelungselektrode 36 ist |
| eine r(ilirförniige Elektrode 38 angeordnet, die auf |
| eitler Spannung nahe an Kathodenpotential gehal- |
| ten wird. Die I'oteiitiale des Schirmes 22 und der |
| Kathode 26 sind während des Betriebes der Röhre |
| identisch. Der Strahl wird beim Verlassen des Elek- |
| tronenerzeuger; 24, wenn er in das untere Potential- |
| fell der Elektrode übergeht, etwas verlangsamt, |
| und bei .lnnäherung an den Schirm 22 wird er |
| dürcli die Verzögerungsfelder der Elektrode 38 und |
| des Schirmes 22 völlig verlangsamt bis annähernd |
| auf die Geschwindigkeit Null. Der mit langsamen |
| 1?lektronen arbeitende Strahl 35 wird beim Ab- |
| tasten der Isolierfläche des Schirmes 22 das Poten- |
| tial des Schirmes auf einen Gleichgewichtswert einer |
| negativen Spannung von einigen Volt gegen Katho- |
| denpotential vermindern, bei welchem der einfal- |
| lende I?lektronenstrah135 als Rückkehrstrabl37 |
| zurückgeworfen oder reflektiert wird. Die Sekundär- |
| cmission der nach der Photokathode 'hin gelegenen |
| Seite des Schirmes 22 1ä ßt auf der Oberfläche des |
| Glassc'hirnies ein Ladungsbild zurück, das dem auf |
| der I'liotokathode 14 abgebildeten Bild der Szene |
| entspricht. |
| 1)a; Glas des Schirmes 22 besitzt einen spezi- |
| lischen elektrischen @\'iderstand, der so niedrig ist, |
| (laß eine Ladung auf einer Oberfläche sich in einer |
| Ililddatier von etwa i/ao Sek. mit einer entgegen- |
| gesetzten Ladung auf .der anderen Oberfläche durch |
| Leitung vereinigen kann. Auch die Dicke des Schir- |
| tnes 22 ist so klein, (laß während einer Bilddauer |
| diese Ladungen sich nicht durch Leitung seitlich |
| ausbreiten können. Die .'lnordnung des Schirmes 22 |
| (licht <in (lein feinmaschigen Schirm 20 steigert die |
| Szenenhelligkeit des auf der Oberfläche des Schir- |
| tnes 22 durch die Photoelektronen der Photo- |
| kathode 14 hervorgebrachten Ladungsbildes. Wenn |
| kein 1.iclit auf die Photokathode t- fällt, wird der |
Glasschirm 22 durch den einfallenden Abtaststrahl 35, wie oben erwähnt, auf ein
gegenüber der Kathode 26 negatives Gleichgewichtspotential geladen. Dieses Gleichgewichtsschirmpotential
ist ein stabiler Arbeitspunkt und ist das Potential, welches der Schirm 22 bei der
Abwesenheit von Licht und bei Gegenwart des Strahles annimmt.
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Die aus einem beleuchteten Fleck auf der Photokathode ausgehenden
Photoelektronen werden durch (las magnetische Feld der Spule 16 in parallelen, axialen
Bahnen zu dem Schirm 22 geführt. Wenn die Photoelektronen auf den Schirm 22 mit
einer Elektronengeschwindigkeit von annähernd 300 V auftreffen, werden sie
eine größere Anzahl von Sekundärelektronen aus der Schirmfläche auslösen und die
Schirmfläche mit positiver Ladung zurücklassen. Das Sammelpotential des feinmaschigen
Schirmes 20 ist klein und in der Größenordnung einer positiven Spannung von einigen
Volt gegen das Gleichgewichtspotential des Schirmes 22. Dennoch ist das Sammelfeld
des Schirmes 2o hoch, weil dieser dicht an dem Aufnahmeschirm 22 angeordnet ist,
so daß die Sekundärelektronen, die von dem Aufnahmeschirm 22 ausgehen;- fast vollständig
von dem Schirm 20 gesammelt werden. Das Glas des Schirines 22 ist so dünn, daß jeder
positive Bereich, der auf der nach der Photokathode hin gelegenen Seite gebildet
wird, einfallende Elektronen zu einem entsprechenden Bereich auf der Strahlseite
des Schirmes 22 anziehen wird. Der mit langsamen Elektronen arbeitende Abtaststrahl35
wird genügend Elektronen abgeben, um die positiven Ladungen auf dem Schirm 22 zu
neutralisieren und das Potential jedes positiven Bereiches des Schirmes auf (las
negative Gleichgewichtsschirmpotential zu vermindern. Während der folgenden Bilddauer
vereinigen sich die positiven und negativen Ladungen auf den entgegengesetzten Seiten
des Glasschirmes 22 durch Leitung. Die Neutralisation der Ladungen auf beiden Seiten
und die Aufladung durch die Photoelektronen erfolgen gleichzeitig, da, wenn der
Abtaststrahl 35 über die positiven Bereiche des Schirmes 22 geht, Elektronen aus
dem Strahl abgezogen werden, um, wie oben beschrieben, diese positiven Bereiche
zu neutralisieren oder zu entladen. Der verbleibende Teil des Strahles wird von
den entladenen Bereichen des Schirmes 22 reflekfiert. Der Rückkehrstrahl37 wird
so durch den Entzug von Elektronen gemäß dem auf dem Glasschirm 22 bestehenden positiven
Ladungsbild moduliert. Der Rückkehrstrahl ist am stärksten bei Bereichen ohne Licht
und am schwächsten bei Bereichen mit 'hellsten Stellen.
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Die Elektrode 32 ist die erste Stufe eines Vervielfacherteiles und
ist vorzugsweise aus einem Silbermagnesiumblech 'hergestellt, um eine Fläche mit
Sekundärelektronenemission (Dynode) zu Schaffen. Der Vervielfacherteil umfaßt auch
eine zweite Vervielfacherstufe .44, eine dritte Vervielfacherstufe 46, eine vierte
Vervielfacherstufe 48 und eine fünfte Vervielfacherstufe 52, von denen jede während
des Betriebes der Röhre auf zunehmend höhe- . ren positiven Potentialen gehalten
wird. Die aus der
Dynode oder der ersten Vervielfacherstufe 32 austretenden
Sekundärelektronen werden ihrerseits gesammelt und durch Sekundäremission der folgernden
Stufen 44, 46, 48 und 52 verstärkt. Die Elektrode 5o ist ein Sammler, der auf einem
höheren positiven l'oteritial als die fünfte Vervielfacherstufe 52 gehalten wird,
um die resultierende verstärkte Sekundäremission aus den verschiedenen Vervielfacherstufen
zu sammeln.
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Der zurückkehrende modulierte Strahl trifft auf die erste Vervielfacherstufe
oder Dynode 32 und erzeugt eine Sekundäremission, die größer ist als diejenige des
einfallenden Strahles 37. Die Sekundärelektronen werden zu der zweiten Stufe 44
angezogen, die während des Betriebes der Röhre gegen Kathodenpotential auf einer
positiven Spannung \@on beispielsweise 6oo V gehalten wird. Die Sekundärelektronen
treffen auf die zweite Stufenfläche 44 mit so hohen Geschwindigkeiten, daß mehr
Sekundärelektronen ausgelöst werden. Diese gehen ihrerseits zu den folgenden Stufen
46, 48 und 52 über, die auf nacheinander 'höheren positiven Potentialen gehalten
und von welchen'die Elektronen durch die Sammelelektrode 5o aufgenommen werden,
um ein verstärktes Bildsignal der Röhre zu erzeugen. Jede der Vervielfacherstufen
44, 46 und 48 besteht bei dieser besonderen Röhre aus einer Sternscheibe mit 32
Schaufeln, die aus einer Silber-Magnesium-Legierung gestanzt ist. Dadurch, daß die
Schaufeln 45, 47 und 49 der aufeinanderfolgencien Sternscheiben in entgegengesetzter
Richtung ausgebildet werden, ist den ankommenden Elektronen eine undurchlässige
Fläche zugewendet, während die Sekundärelektronen durch die zwischen den Schaufeln
gezeigten Schlitze zu der nächstfolgenden Stufe gezogen werden. Die drei Stufen
44, 46 und 48 haben je einen Übertragungsschirm 51, 53 und 55 von go%. Jeder der
Schirme 51, 53 und 55 verhindert, daß das relativ negative Potential der vorhergehenden
Stufe das Sammeln von Sekundärelektronen durch die Schlitze seitens der folgenden
Stufe unterbindet. Die dritte Stufe 46 wird auf annähernd 88o V, die vierte Vervielfacherstufe
48 auf i 16o V und die Oberfläche mit Sekundäremission der fünften Stufe 52 auf
1450 V gehalten. Die Samnielelektrode 50 besteht im wesentlichen aus einem
ringförmigen Reif, über dessen Mitte ein Metallnetz 57 gespannt ist. Die Sammelelektrode
5o wird während des Betriebes der Röhre auf annähernd r 5oo V gehalten. Alle diese
Spannungswerte sind nur als Beispiel einer vorteilhaften Ausführungsform angegeben.
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1)1e erste Vervielfacherstufe 32 ist so weit außerhalb der Bündelungsspule
16 angeordnet, daß das magnetische Feld dieser Spule so schwach ist, daß die Sekundärelektronen
aus der ersten Stufe 32 heraus und zu der zweiten Stufe 44 gezogen werden können.
Um diesen Vorgang zu unterstützen, ist eine :',ntreiberelektrode 42, die vorzugsweise
gegenüber der Spannung der ersten Stufe 32 auf einer leicht negativen Spannung gehalten
wird, so angeordnet, daß sie die Dynodenfläche 32 der ersten Stufe an ihrem einen
Ende umschließt. Die AntrelberelektrOde 42 verhindert nicht nur, daß die von der
Fläche 32 emittierten Sekundärelektronen auf die Glaswand io der Röhre treffen,
sondern sc'haff't auch einen praktisch feldfreien Raum über der Oberfläche der Dynode
32. Auf diese Weise werden die aus der Fläche 32 emittierten Sekundärelektronen
aus der Oberfläche in den feldfreien Raum zu gehen suchen, bis sie von dem Feld
der zweiten Stufe 44 erfaßt werden.
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Der Rückkehrstrahl bestreicht einen kleinen Bereich der Oberfläche
Gier ersten Dynode 32 in einem Muster, das dem auf der Schirmelektrode abgetasteten
Bild entspricht. Das Abtasten der ersten Dynodenfläehe beruht auf einer Verschiebung
des einfallenden und des zurückkehrenden Strahles, die durch die gekreuzten elektrostatischen
und magnetischen Felder in dem Bereich der Verzögerungselektrode 38 verursacht ist,
ebenso wie eine schraubenförmige Bewegung, welche der Rückkehrstrahl nach seinem
Durchgang durch die Ablenkfelder der Spulen 4o behält.
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Damit in der zweiten Stufe 44 keine zusätzlichen Störsignale auftreten,
muß sie die gleiche Vervielfachung für die Elektronen hervorbringen, die von jedem
durch den Rüc'kkehrstrahl bestrichenen Teil der ersten Stufe kommen. Wenn dieses
Erfordernis nicht erfüllt ist, wird der Teil des bestrichenen Bereiches der ersten
Stufe, dessen Sekundärelektronen weniger wirksam ausgenutzt werden, in dem übertragenen
Bild als ein hellerer Bereich mit schwachem Signal erscheinen. Der Ausdruck Vervielfacherschattierung
wird zur Bezeichnung dieses Effektes benutzt, gleichgültig ob er durch eine Änderung
des Sekundäremissionsverhältnisses der ersten Stufe oder durch unwirksame Sammlung
und Vervielfachung der Sekundärelektronen der ersten Stufe verursacht wird.
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Bei dem Bestreben, das größtmögliche Gesamtsignal zu erhalten, wird
es zunehmend schwierig, eine gleichförmige Sammlung zu erhalten, so daß Unvollkommenheiten
bei der Sammlung, die unter schlechteren Bedingungen nicht so wahrnehmbar sein mögen,
nicht mehr übertrieben werden. Solche Unvollkommenheiten bei der Sammlung können
auf einem ungleichförmigen Feld zwischen der Dynodenfläche 32 und der Elektrode
44 der ersten Vervielfacherstufe beruhen. Das Störsignal kommt daher nicht notwendigerweise
von der Zufügung eines unerwünschten Signals, es beruht vielmehr bei dieser Stufe
auf einer subtraktiven Wirkung, die sich daraus ergibt, daß die Sammlung nicht mit
derselben Gleichförmigkeit über der Oberfläche der Dynode 32 durchgeführt werden
kann. Der rückkehrende Elektronenstrahl 37 erzeugt beim Auftreffen auf die
Dynodenfläche 32 ein Gemisch von Sekundärelektronen mit wechselnden @Geschwind'igkeiten.
Unter Verhältnissen einer maximalen Sammlung sind die Elektronen mit geringerer
Geschwindigkeit empfindlicher gegen Unvollkommenheiten in :dein Sammelfeld, was
ihre Sammlungsselektivität über der Dynodenfläche 32 entweder behindern oder unterstützen
kann und wodurch ernstere Störprobleme hervorgerufen werden.
1)ie
.\nordnung einer 'verhältnismäßig flachen 1)ynode»fl<icl'e 32, die in dem Feld
der Antreiberelektrode .12 eingeschlossen ist, wird so getroffen, daß die an der
Oberfläche der Dynode 32 erzeugten Sekundärelektronen erst in einen feldfreien Raum
eintreten, bevor sie in das Sammelfeld der zweiten Stufe 44. eintreten. Dadurch
wird das Signal verbessert, da nur die Elektronen, die eine höhere Geschwindigkeit
besitzen und eine getreuere Wiedergabe des Signals in sich schließen, bis in das
Sainmelfeld der zweiten Stufe 44 aufsteigen. Elektronen mit geringeren Geschwindigkeiten
und die in einem größeren Anteil das Störsignal aufweisen, werden nicht gesammelt,
sondern werden zurückfallen und durch das Feld der Antreiberelektrode 42 beseitigt.
Bei dieser Betriebsweise wird das Abschattierungs-()der Starsignal, (las durch den
Vervielfacher eingeführt wird, auf ein nicht zu beanstandendes Maß herabgesetzt.
Die Spannung der Antreiberelektrode .g2 wird innerhalb einiger Volt der Spannung
der ersten Stufe 32 eingestellt, um die gleichförrnigste Abschattierung zu geben.
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Ein Nachteil der symmetrischen Anordnung der X'ervielfacherelektroden
32, 42 und 44 um eine gemeinsame Achse ist der, daß die nahe der Mitte der Dynodenfläche
32 entstehenden Sekundärelektronen nicht so vollständig durch das Feld der zweiten
Stufe I4 gesammelt werden können -,vie die Sekundärelektronen, die von näher am
Rande der Dynodenfläche 32 gelegenen Punkten kommen. Dies beruht nicht nur auf der
Tatsache, daß Sekundärelektronen aus der Mitte weiter aufsteigen müssen, um in das
Sammelfeld der Elektrode 44 einzutreten, sondern auch darauf, daß das axiale magnetische
Feld der Spule 16 diesen Zustand unterstützt. Dieses Problem wird teilweise gelöst,
indem man:dieDynodenfläche 32 innerhalb des relativ schwachen Randfeldes der Spule
16 anordnet.
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Ein weiterer Nachteil des Vervielfacherteiles war der, (laß die für
die Dynode 32 üblicherweise verwendete flache Oberfläche 'häufig während des Zusammenbaues
der Röhre in einem Winkel zu der Vervielfacherachse geneigt wurde. Eine nur sehr
geringe Neigung; genügte, um eine ungleichförmige Sammlung von Sekundärelektronen
aus der Oberfläche 32 durch die Elektrode 44 der zweiten Stufe zu verursachen. Die
Neigung, die nicht immer bei dem Röhrenzusammenbau überwacht werden konnte, würde
genügen, um ein Bildsignal zu erzeugen, (las ein Bild mit einem größeren Schattierungsanteil
auf einer Seite als auf der anderen ergibt. Dies war dadurch verursacht, daß der
Rand der flachen Dynodenfläche 32, die nach dem Sammler 4-f geneigt war, in einem
größeren Ausmaß die neben dem geneigten Rand liegenden Bereiche der l)@,tiodenfläche
dem starken Feld des Sammlers 44 aussetzte. Außerdem waren die Bereiche der Dy-"odenfläcile
32 auf der entgegengesetzten Seite in größerem .\usmaß gegen das Feld des Sammlers
44 durch den Rand der Dynode 32 abgeschirmt, der von dem Sammler 44 weggekippt ist.
Auf diese Weise wurden Sekundärelektronen mit geringerer Geschwindigkeit aus den
Bereichen der Dynodenfläche 32 gesammelt, die dichter an dem gegen den Sammler 44
geneigten Rand liegen, so daß auf dem empfangenen Bild: eine ungleichmäßige Schattierung
entstand.
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Um eine gleichförmigere Sammlung von Sekundärelektronen aus der Mitte
der Dynodenfläche 32 zu erreichen und um die Nachteile einer geneigten Dynodenfläche
der ersten Stufe zu beseitigen, sieht die Erfindung die in Fig. 2 gezeigte Form
der Dynode 32 der ersten Stufe vor. Diese Elektrode 32 ist mit einer kugelförmig
gewölbten Oberfläche ausgestattet. Diese Anwendung einer sphärischen Oberfläche
für die erste Stufe beseitigt die ungleichförmige Sammlung von Sekundärelektronen
durch die zweite Stufe .4. Irgendeine leichte Neigung der sphärischen Dynodenfläche
32 in bezug auf die gemeinsame Achse des Vervielfachers würde mit der sphärischen
Krümmung der Fläche 32 zusammenfallen, so daß keine Tendenz bestände, einen Teil
der Fläche 32 über einen anderen Teil zu erheben. Außerdem wird durch Anordnung
einer sphärischen Fläche der mittlere Teil der Dynodenfläche 32 hoch gehalten, so
daß jede ungleichförmige Sammlung von Sekundärelektronen aus diesem mittleren Bereich
durch die zweite Stufe 44, wie oben beschrieben, vermieden wird. Bei dieser Anordnung
ist nämlich das Sammelfeld der zweiten Stufe 44 über alle Teile der Dynodenfläche
32 gleichförmiger wirksam.
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Die Krümmung der Dynodenfläche 32 ist etwas kritisch, da die Möglichkeit
besteht, die sphärische Krümmung der Fläche bis auf einen Punkt zu steigern, wo
die ganze Dynodenfläche 32 von dem Sammelfeld der zweiten Stufe wirksam erfaßt wird.
Wie oben dargelegt, ist .dies ein unerwünschter Zustand, da sich ein Schattierungs-
und Störsignal ergeben wird, darauf beruhend, daß von der zweiten Stufe ein übermäßiger
Anteil von Sekundärelektronen geringer Geschwindigkeit aus der ersten Stufe ;gesammelt
wird. Die sphärische Fläche der Dynode 32 besitzt daher nur eine solche Krümmung,
um eiriegleichförmigere Sammlung von Sekundärelektronen aus ihren mittleren Teilen
zu erreichen und die Fehler der Sammlung zu beseitigen, die auf der Neigung der
Dynodenfläche beruhen. Bei einer besonderen Röhre, ähnlich der in Fig. r und 2 gezeigten,
wurde festgestellt, daß das Bildsignal der Röhre durch Anwendung einer sphärischen
Dynodenfläche erheblich verbessert wurde, welche einenKrümmun@gsnadius von 12,5
CM
besitzt und bei welcher der Querschnitt der Dynode 32 durch einen Bogen
von annähernd 18 mm wiedergegeben wird. Eine sphärische Fläche mit einer größeren
Krümmung als diese für diese besondere Dynodenfläche ergibt eine größere Schattierung
und eine Steigerung des Störsignals. Eine sphärische Fläche der Dynode 32 mit einer
kleineren Krümmung ist ebenfalls wirksam, jedoch verbessert die Krümmung die Leistungund
ergibt eine gleichmäßig gute Sammlung, während viele der flachen Dynodenoberflächen
eine unerwünschte Schattierung in dem übertragenen Bild ergeben. Röhren, die eine
Oberfläche der ersten Stufe mit
den oben beschriebenen Abmessungen
besitzen,@benutzen mit Erfolg eine Dynodenscheibe der zweiten Stufe mit annähernd
3,75 cm Durchmesser.
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Die Erfindung, ist nicht auf die beschriebenen :@usführungsbeispiele
beschränkt, die in verschiedener Hinsicht abgeändert werden könnten, ohne den Rahmen
der Erfindung zu verlassen.