DE857248C - 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 Kathodenstrahlbündcls versehen ist und in der ein Sammelelektrodensystem derart mit den Ablenkmitteln des Bündels gekoppelt ist, daß das Bündel eine Anzahl von Natur aus stabiler Lagen einnehmen kann, wobei Mittel vorgesehen sind, um das Bündel aus einer stabilen Lage in eine folgende zu bewegen.

In einer bekannten Schaltung dieser Art enthält die Kathodenstrahlröhre eine Anzahl Sammelelektroden, die in der Ablenkrichtung nebeneinander angeordnet sind und an Anzapfungen eines Spannungsteilers angeschlossen sind, von dem eine weitere Anzapfung mit einer Ablenkelektrode der Röhre gekoppelt ist. Die Anzapfungspunkte sind dabei derart gewählt, daß, wenn das Bündel auf eine der Sammelelektroden auftrifft, gerade eine derartige Ablenkspannung erzeugt wird, wie erforderlich ist, um das Bündel auf die betreffende Elektrode zu richten.

Bei einer anderen bekannten Schaltung wird das Bündel in den verschiedenen stabilen Lagen festgehalten, da sich in jeder dieser Lagen der Bündelstrom über eine erste Sammelelektrode und eine oder mehrere weitere Sammelelektroden verteilt, wobei die erste Sammelelektrode einerseits unmittelbar mit einer Ablenkelektrode verbunden und andererseits über einen Widerstand mit einer Spannungsquelle gekoppelt ist. In einer Gleichgewichts-

lage fließt zur ersten Sammelelektrode und über den Widerstand ein derartiger Teil des Bündelstroms, daß gerade die mit dieser Lage übereinstimmende Ablenkspannung entsteht, und bei einer geringen Abweichung von einer derartigen Lage tritt eine derartige Reaktion des Ablenkfeldes ein, daß das Bündel in die stabile Lage zurückbewegt wird.

Die verschiedenen stabilen Bündellagen ent

ίο sprechen also verschiedenen Ablenkspannungen Das Bündel kann aus einer stabilen Lage in eine andere verstellt werden, indem dem Ablenksystem ein Impuls zugeführt wird. Derartige Schaltungen sind besonders geeignet zur Verwendung für Zählzwecke, wie z. B. in einer Rechenmaschine, da die Lage des Bündels eine Anzeige der Anzahl der der Schaltung zugeführten Impulse gibt.

Die Anzahl stabiler Lagen beträgt z. B. zehn, so daß die Anzahl Impulse im Dezimalsystem auf gezeichnet werden kann. Um das Bündel in eine bestimmte Anfangslage zurückzuführen, nachdem sämtliche stabilen Lagen nacheinander durchlaufen worden sind, z. B. nach jedem zehnten Impuls, verwendet man bei einer bekannten Schaltung eine Hilfssammelelektrode, die seitlich des Hauptsammeisystems in der .Röhre angeordnet ist und vom Bündel in einer Außenlage getroffen wird und der ein Impuls entnommen wird, der dem Ablenksystem oder einer Intensitätssteuerelektrode der Röhre zugeführt wird und den Rücklauf des Bündels bewirkt. Bei jedem Rücklauf wird weiter einer z. B. die Zehner aufzeichnenden Schaltung ein Impuls zugeführt.

Es ist bereits bekannt, die Hilfssammelelektrode sekundär-emittierend auszubilden.

Weiter ist bereits vorgeschlagen worden, die Hilfssammelelektrode kapazitiv mit einer Ablenkelektrode zu koppeln.

Damit die Schaltung in möglichst kurzer Zeit eine große Anzahl Impulse zu verarbeiten vermag, ist es erwünscht, den Rücklaufvorgang sehr schnell verlaufen zu lassen.

Die Erfindung schafft eine Schaltung, mit der

dieses Ziel mit einfachen Mitteln und ohne Verwendung zusätzlicher Hilfsröhren erreicht wird. In dieser Schaltung ist die Hilfssammelelektrode sekundär-emittierend ausgebildet.

Nach der Erfindung ist in der Nähe der sekundär-emittierenden Sammelelektroden eine weitere Sammelelektrode angeordnet, die kapazitiv mit einer Ablenkelektrode gekoppelt und über wenigstens einen Widerstand mit einer Spannungsquelle gekoppelt ist, derart, daß, wenn die sekundär-emittierende Sammelelektrode nicht vom Bündel getroffen wird, das Potential der weiteren Sammelelektrode dasjenige der Sekundäremissionselektrode übersteigt und die genannte Ablenkelektrode einen derartigen Ablenkungssinn hat, daß bei einer Potentialsteigerung dieser Elektrode das Bündel in Richtung der Anfangslage verstellt wird.

Vorzugsweise ist die sekundär-emittierende Sammelelektrode weiter kapazitiv mit einer Intensitätssteuerelektrode der Röhre gekoppelt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

In Fig. ι ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung nach der Erfindung dargestellt, bei dem das Bündel durch Stromverteilung stabilisiert wird;

Fig. 2 zeigt ein Diagramm, mittels dessen die Wirkungsweise der Schaltung erläutert wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Kathodenstrahlröhre 1 enthält eine Kathode 2, ein Steuergitter 3, an sich bekannte, im vorliegenden Fall bloß schematisch dargestellte Mittel 4 zur Erzeugung eines Kathodenstrahlbündels, einen Satz Ablenkplatten 5, 6 sowie Sammelelektroden 7, 8 und 12, 13. Die Bündelungsmittel sind auf nicht näher veranschaulichte Weise mit geeignet gewählten Anzapfungen einer Speisebatterie 11 gekoppelt. Die Elektrode 7 ist vor der Elektrode 8 angeordnet und mit einer Anzahl Offnungen versehen, derart, daß das Bündel bei der Ablenkung abwechselnd auf ein Element der Elektrode 7 und durch eine Öffnung in dieser Elektrode auf ein Element der Elektrode 8 auftrifft. Der Strom zur Elektrode 8 hat dann als Funktion der Ablenkspannung an der Ablcnkelektrode 6 einen durch die Kurve 21 in Fig. 2 dargestellten Verlauf. Fällt das Bündel durch eine Öffnung in der Elektrode 7, so fließt der ganze Bündelstrom zur Elektrode 8. Wird jedoch das Bündel von der Elektrode 7 abgefangen, so ist der zur Elektrode 8 fließende Strom gleich Null. Die Elektrode 8 ist über den Leiter 9 mit der Ablcnkelektrode 6 verbunden, und diese Elektrode ist weiter über den Widerstand 10 mit der positiven Klemme der Batterie 11 gekoppelt. Die negative Klemme der Batterie ist mit der Kathode 2 der Kathodenstrahlröhre verbunden. Die Sammelelektrode ist unmittelbar mit der positiven Klemme der Batterie verbunden, die Ablenkelektrode 5 an eine Anzapfung der Batterie angeschlossen.

Der Zusammenhang zwischen dem Strom über den Widerstand 10 und der Spannung der Elektrode 6 ist in Fig. 2 durch eine Widerstandsgerade 20 dargestellt. Wenn der Widerstand 10 nicht von einem Strom durchflossen wird, entspricht die Spannung der Batteriespannung; bei wachsendem Strom sinkt die Spannung am Punkt 16 ab. In einem Gleichgewichtszustand entspricht der den Leiter 9 durchfließende Strom dem den Widerstand 10 durchsetzenden Strom, was darauf hinauskommt, daß die. Gleichgewichtslagen des Bündels mit Schnittpunkten der Kurven 20 und 21 in Fig. 2 übereinstimmen müssen. Die Schnittpunkte 23, 24, 25, 26, 27 und 28 stimmen mit stabilen Bündellagen und die Schnittpunkte 29, 30, 31, 32, 33 und mit labilen Gleichgewichtslagen überein. Dies läßt sich wie folgt erklären:

Es wird angenommen, daß in einem bestimmten Augenblick die Spannung am Punkt 16 gleich V₂ ^lao ist. Der den Leiter 9 durchfließende Strom übersteigt dann den Strom durch den Widerstand 10. Infolge des Stromunterschiedes wird die mit dem Punkt 16 gekoppelte, in Fig. 1 mit c bezeichnete natürliche Kapazität bzw. ein Kondensator entladen. Die Spannung des Punktes 16 wird also abnehmen,

und das Bündel bewegt sich in Richtung der mit dem Schnittpunkt 25 übereinstimmenden stabilen Bündcllage. Ähnliches gilt, wenn die Spannung am Punkt 16 etwas niedriger als die mit dem Schnittpunkt 25 übereinstimmende Spannung V₁ ist. Das Bündel bewegt sich also selbsttätig in diese stabile Lage, wenn die Spannung am Punkt 16 innerhalb des Intervalls zwischen den mit den metastabilen Gleichgewichtslagen 32 und 31 übereinstimmenden Spannungen V₃ und V₄ liegt. Dieses Intervall bildet also den Anzugsbereich der stabilen Lage 25.

Dementsprechend gehören die Spannungen, die die mit der metastabilen Lage 29 übereinstimmende Spannung V₅ übersteigen, zum Anzugsbereich der natürlichen Anfangslage 35. Wird also aus irgendeinem Grund die Spannung am Punkt 16 höher als V₅, so verstellt sich das Bündel nach rechts bis zur Lage 35.

Es sei bemerkt, daß, wenn die Widerstandslinie 20 in bezug auf die Kurve 2 1 nach links verschoben wird, z. B. durch Änderung der Batteriespannung, so daß der Schnittpunkt 35 der Geraden 20 mit der Spannungsachse bei einer Spannung liegt, die niedriger als V₆ ist und z. B. bei V₅ liegt, das¹ Bündel sich in die Lage 23 bewegt, wenn der Punkt 16 mit einer Spannung beaufschlagt wird, die die mit dem Schnittpunkt 23 übereinstimmende Spannung V₇ übersteigt.

Das Bündel kann aus einer stabilen Lage in eine folgende bewegt werden, indem dem Punkt 16 von nicht dargestellten Mitteln ein Impuls zugeführt wird, derart, daß die Spannung am Punkt 16 plötzlich einen Wert erhält, der innerhalb des Anzugsbereiches der gewünschten stabilen Lage liegt. Es wird angenommen, daß das Bündel ursprünglich die Anfangslage 35 einnimmt. Ein erster negativer Stromimpuls am Punkt 16 bewegt dann das Bündel in die Lage 23, der zweite Impuls bewegt das Bündel aus der Lage 23 in die Lage 24 usw., bis nach sechs Impulsen die Lage 28 erreicht worden ist. Das Bündel ist dann auf den linken Rand der Öffnung 7' in der Sammelelektrode 7 eingestellt.

Der siebente Impuls führt das Bündel in die Anfangslage35 zurück, was wie folgt vor sich geht: Auf der linken Seite des Sammelsystems 7, 8 ist eine sekundär-emitticrcnde Sammelelektrode 12 angeordnet. In der unmittelbaren Nähe dieser Elektrode ist die Elektrode 13 angeordnet, die im gegebenen Ausführungsbeispiel gitterförmig ausgebildet und vor der Elektrode 12 angeordnet ist. Die Elektrode 12 ist über einen Kondensator 14 mit der Ablenkelektrode 6 gekoppelt und weiter über einen Widerstand 15 mit der positiven Klemme der Batterie 11 verbunden. Die Elektrode 13 ist über den Widerstand 18 an eine Anzapfung der Batterie angeschlossen. Das Potential der Elektrode 12 übersteigt also dasjenige der Elektrode 13, wenn diese nicht vom Bündel getroffen wird. Die Elektrode 12 ist weiter über den Kondensator 17 mit der Steuerelektrode 3 gekoppelt, die über den Widerstand 19 mit der Kathode 2 verbunden ist. Vom siebenten Impuls wird das Bündel aus der stabilen Lage am linken Rand der Öffnung 7' in der Elektrode 7 nach links bewegt, so daß es auf die Elektrode 12 auftrifft und Sekundärelektronen aus der getroffenen Oberfläche der Elektrode 12 ausgelöst werden. Da die Anzahl der die Elektrode 12 verlassenden Elektronen größer ist als diejenige der dem Bündel zugeführten Elektronen, wird die Elektrode 12 im positiven Sinne aufgeladen.

Die ausgelösten Sekundärelektronen wandern zur Elektrode 13, deren Potential dasjenige der Elektrode 12 übersteigt. Die Elektrode 13 wird also im negativen Sinne aufgeladen, und das Potential dieser Elektrode sinkt. Der dabei auftretende negative Spannungsimpuls wird der Ablenkelektrode 6 über den Kondensator 14 und den Leiter 9 übertragen, .was zur Folge hat, daß das Bündel in erster Linie auf der Elektrode 12 hoch weiter nach links getrieben wird. Das Bündel kann jedoch die Elektrode 12 nicht an der linken Seite verlassen, da in diesem Fall der Strom zu dieser Elektrode abnehmen und der übertragene Impuls abklingen würde.

Nach kurzer Zeit sind die Elektroden 12 und 13 aufgeladen, wobei das Potential der Elektroden 12 und 13 mehr oder weniger konstant wird, so daß kein weiterer Impuls weitergegeben wird, und es fängt die mit dem Punkt 16 gekoppelte Kapazität C an, sich zu entladen. Infolgedessen bewegt sich das Bündel wieder nach rechts, d. h. in Richtung des Sammelsystems 7, 8. Sobald das Bündel die Elektrode 12 verläßt, hört der Sekundärelektronenstrom zur Elektrode 13 zu fließen auf, so daß sich diese Elektrode rasch über den Widerstand 18 entlädt, was mit einem starken positiven Spannungsimpuls einhergeht. Dieser positive Impuls wird über den Kondensator 14 der Ablenkelektrode 6 weitergegeben, wodurch die Spannung des Punktes 16 schnell bis zu einem Wert gesteigert wird, die denjenigen der Spannung V₅ übersteigt, so daß das Bündel innerhalb des Anzugsbereiches der Anfangslage 35 zu liegen kommt und sich in diese Lage bewegt.

Während der Bewegung nach rechts würde das Bündel abwechselnd durch die Öffnungen in der Elektrode 7 fallen und auf die Elektrode 8 auftreffen, so daß ein zusätzlicher Strom über den Leiter 9 fließen würde, der dem über den Kon densator 14 zugeführten Spannungsimpuls entgegenwirken und infolgedessen den Rücklauf verzögern würde. Dies wird aber verhütet, da der bei der Entladung der Elektrode 12 auftretende negative Spannungsimpuls über den Kondensator 17 der Steuerelektrode 3 übertragen wird. Dieser negative Spannungsimpuls ist so stark, daß das Bündel während des Rücklaufes vollständig abgetrennt wird. Der Rücklauf kann noch weiter beschleunigt werden, indem die Elektrode 12 über einen nicht dargestellten Kondensator mit der Ablenkelektrode 5 verbunden wird; in diesem Fall soll in den Verbindungskreis zwischen der Elektrode 5 und der Batterie ein Widerstand aufgenommen werden.

Die Schaltung kann im Rahmen der Erfindung auf verschiedene Weise geändert werden. Es kann

ζ. B. die Elektrode 13 auch neben der sekundaremittierenden Sammelelektrode 12 angeordnet und die Elektrode 12 statt mit einer Steuerelektrode, 3 auch mit den Bündehrngsmitteln 4 gekoppelt werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Schaltung mit einer Kathodenstrahlröhre, die mit Mitteln zur Erzeugung eines Kathodenstrahlbünidels und mit Mitteln zur Ablenkung des Bündels in einer bestimmten Richtung versehen ist, bei dere;n Sammelelektrodensystem derart mit den Ablenkmitteln gekoppelt ist, daß das Bündel eine Anzahl von Natur aus stabiler Lagen einnehmen kann, und Mittel vorgesehen sind, mittels derer das Bündel aus einer stabilen Lage in eine folgende bewegbar ist, und weiter eine sekundär-emittierende Sammelelektrode derart

   ao in der Röhre angeordnet ist, daß sie vom Bündel in einer Außenlage getroffen wird, wobei die Sammelelektrode über wenigstens einen Widerstand mit einer Spannungsquelle gekoppelt ist, und Mittel vorgesehen sind, die auf

   »5 das Auf treffen des Bündels auf die sekundäremittierende Sammelelektrode ansprechen und das Bündel aus der Außenlage in eine Anfangslage bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß ία der Nähe der sekundär-emittierenden Sammelelektrode eine weitere Sammelelektrode angeordnet ist, die kapazitiv mit einer Ablenkelektrode gekoppelt und über wenigstens einen Widerstand mit einer Spannungsquelle gekoppelt ist, derart, daß, wenn die sekundär-emittierende Sammelelektrode nicht vom Bündel getroffen wird, das Potential der weiteren Sammelelektrode dasjenige der Sekundäremissionselektrode übersteigt und die genannte Ablenkelektrode einen derartigen Ablenkungssinn hat, daß bei einer Potentialsteigerung dieser Elektriode das Bündel in Richtung der Anfangslage verstellt wird.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundär-emittierende Sammelelektrode kapazitiv mit einer Steuerelektrode der Röhre gekoppelt und die Steuerelektrode über wenigstens einen Widerstand mit einer Spannungsquelle gekoppelt ist.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäremittierende Sammelelektrode kapazitiv mit einer Ablenkelektrode gekoppelt ist, die über wenigstens einen Widerstand gespeist wird und einen derartigen Ablenkungssinn hat, daß, wenn das Potential dieser Elektrode herabgesetzt wird, das Bündel sich in Richtung der Anfangslage bewegt.
4. 4. Zur Verwendung in der Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche geeignete Kathodenstrahlröhre mit Mitteln zur Erzeugung eines Kathodenstrahlbündels, Mitteln zur Bündelablenkung in einer bestimmten Richtung, einer mit Öffnungen versehenen ersten Fangelektrode, einer zweiten hinter der erstgenannten Fangelektrode angeordneten Fangelektrode und einer Sekundäremissionsfangelektrode, die in der bestimmten Ablenkrichtung neben den beiden erstgenannten Elektroden angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Sekundäremissionsfangelektrode eine weitere Elektrode angeordnet und eine Elektrode zur Regelung der Bündelstromstärke vorhanden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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