DE890545C - Kathodenstrahlroehre mit elektromagnetischer Strahlsammlung - Google Patents

Description

• Kathodenstrahlröhre mit elektromagnetischer Strahlsammlung Bisher wurden vorzugsweise elektromagnetische Linsen verwendet, um die Kathode bzw. eine vom Elektronenstrahl ausgeleuchtete Blendenöffnung auf die Schirmelektrode einer BraunschenRöhre abzubilden. Man benutzte dazu Linsen, die ,durch eine gleichstromerregte Magnetspule dargestellt wurden, bzw. Permanentmagnete.
• Es hat sich nun herausgestellt, daß vor allen Dingen bei Netzspannungsschwankungen die Sammelwirkung solcher Linsen sieh ändert. Dies beruht im wesentlichen darauf, :daß die Sammelwirkung eines Magnetfeldes von der Geschwindiigkeit der Elektronen abhängt, daß somit bei Spann!ungsschwankungen die Elektronengeschwindigkeit unid damit die Strahlfokus,sierung eine andfere wird. Die Fokussierungswirkung äst bei gegebenen Abmessungen der Elektronenlinsen proportional der Wurzel aus der Anodenspannung. Infolgedessen tritt bei konstanter Erregung der Elektronenlinse (Permanentmagnet) als auch bei spannungsproportionaler Erregung (Magnetspule, die .aus dem gleichen Netz gespeist wird wie &s Anodenspannungsgerät) eine Defokussierung des Strahlfiecks auf. Es ist bekannt, !daß bei Verwendung von magnetischen Sammellinsen in Kathodienstrahlröh.ren die Größe i2/U konstant gehalten werden mu.ß, um auch bei ,schwankernder Beschleunigungsspannung U einen scharfenLeuchtpunkt zu erhalten (i. = Erregerstromstärke des Magnetfeldes). Die Erfüllung dieser Bedingung stieß jedoch bisher auf Schwierigkeiten, die durch :die vorliegende Erfindung überwunden werden. Dies erfolgt in der Weise"daß in einer Kathodenstrahlröhre mit elektromagnetischer Strahlsammlung bei welcher die der um einen Sollwert schwankenden Anodenspannung proportionalen Schwankungen der Summelspulen-Speisespannung durch Erzeugung eines im Bereich der Spannungsschwankungen. der Wurzel der jeweiligen An(odenr spannung proportionalen strahlsammelnden Feldes kompensiert sind, gemäß der Erfindlung das strahlsammelnde Feld aus einer konstanten und einer der Anodenspannung proportionalen Komponente zusammengesetzt ist und (die beiden Komponenten bei der Solltano(denspannung einander gleich is:ind. Diese beiden Komponenten lassen sich mit technischen Mitteln leicht darstellen und ergeben in :dem Anwendungsbereich eine vorzügliche Annäherung an den theoretischen Feldverlauf.
• Die Erfindung soll nun. an Hand der Zeichnung genauer beschrieben werden.
• In Abb. i ist auf der Abszissenachse die Erregung in Abhängigkeit von dier Anodenspannung aufgetragen. Der Maßstab ist so gewählt, :daß als Abszisse :das Verhältnis von augenblicklicher Anodenspannung zur An.odennennsp:annung .und, als Ordinate das Verhältnis zwischen augenblicklicher Erregung und Nennerregung angegeben ist. Die Kurve i zeigt die Erregung, welche nötig ist, um die Fokussierung über den ganzen Sp:annungs.-bereich konstant zu halten (Parabel). Kurve z stellt die spannungsproportionale Erregung und Kurve 3 die permanente Erregung ;dar. Man erkennt deutlich, d!aß gerade in !dem gewünschten Bereich, in welchem das Verhältnis zwischen Anodenspannung und Anodennennspannung i-ist, die beidenKurvEn2 und 3 sehr stark von der gewünschten Kurve i (Parabel'bob°en) verschieden sind.
• Verbindet man nun .die :beiden Erregungen so miteinander, .daß für die Sollspannung (Anodenspannung = Anodennennspannung) die Hälfte der Erregung auf :die konstante Komponente 3', @die andere Hälfte auf die spannungsproportionale Komponente z' entfällt, so ergibt sich die in Abb. a1 dargestellte Kurve. Zum Vergleich ist auch noch einmal die erforderliche Erregungskurve i eingezeichnet. Diese Gera-d@e ist praktisch zwischen dem Ano,denspannungsve-rhältnis. o,8 und 1,2 mit der erfoTderlichen Erregungskurve identisch, so 4a13 die Fokussäerungswtirkung in diesem Bereich vollkommen erhalten bleibt. Abb.3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, 'bei welcher der Permanentmagnet q. die stromdurchflossene Magnetspule 5' umschließt. Eine andere Ausführungsform des Gedankens, die Gesamterregung aus einer konstanten Komponente sowie aus einer spannungsproportionalen Komponente, ,die bei der Nennspannung gleich groß sind, zusammenzusetzen, besteht,darin, Dwei Spulen zu verwenden, von denen die eine spannungsproportional gespeist wird und die andere mittels eines, temperaturabhängigen Widerstandes einen konstanten Strom erhält.
• Gemäß einer anderen Ausiwhrungs:form kann man statt den Strom in der zuletzt erwähnten Spule unmittelbar konstant zu halten, auch mittels einer :der Spule parallel geschalteten Glimmlampe die-an ihren Klemmen liegende Spannung konstant halten. In beiden Fällen bleibt unabhängig von der Nennspannung dier Erregerstrom in der betreffenden Spule konstant.
• Man kann, um für eine Abhämgigkeit :des strahlsammelnden Feldes , im Bereich der Spannungsschwan#laun#gen entsprechend ,der Wurzeldes jeweils vorhandenen Spannungswertes zu sorgen, Aden Erfmidungsgedanken, auch so verwirklichen, @daß man nur eine einzige Magnetspule (und keinen Permanentmagneten) benutzt und z. B. durch, einen temperaturabhängigen Widerstand, :die Erregung der Sammelspule im Bereich der Spannungsschwankung der Wurzel aus der Erregerspannung proportional macht.
• Unter Verwendung einer einzigen Sammelspule (ohne Permanentmagnet) kann man gemäß einer andieren Ausführungsform auch eine an sich bekannte Glimmlampenschaltung verwenden, die in -der Ailyb. q. dargestellt ist. In @dies-er bedeuten 6und7 die Klemmen :dies Netzanschlußgerätes"an denen :die ,der Netzspannung proportionale Gleichspannung auftritt. Die Sammelspule ist mit 8 bezeichnet und über einen Widerstand 9 an (die Klemmen 6 urnd 7 angeschlossen. Parallel zur S:ammelspule8 liegt eine Glimmlampe io" :deren Wechselstrom@widerstand im Bereich der Spannungsschwankungen ebenso groß ist wie derVorwiderstanid@g. Die Spannungsschwankungen verteilen, sich dann zu gleichen Teilen auf den Widerstand: 9 und -die Spule 8, so :diaß für eine Veränderung der gesamten Erregerfeldstärk e entsprechend der Tangentfe, an der Kurve in Abb. i gesorgt is:t.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Katho:(1enstrahlröhre mit elektromagnetischer Strahlsammlung; bei welcher die der um einen Sollwert schw ankeniden Anoden-:spannung proportionalen Schwankungen der Sammelspulen-Speisespannung-durch Erzeugung eines irn Bereich der Spannungsschwankungen der Wurzel der jeweiligen Anodenspannung proportionalen strahlsammelnden Feldes kompensiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlsammelnde Feld aus einer konstanten und einer ider Anodenspannung proportionalen Komponente zusammengesetzt ist und die beiden Komponenten bei der Sollanodenspannung einander ,gleich sinid. 2. Einrichtung nach Anspruch i, :dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Anteil durch einen Permanentmagneten (q. in Abb.3) hergestellt wird. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch. gekenn'.zeichnet, .daß der konstante Anteil mittels einer Spule hergestellt wird, die über einen temperaturabhängigen Widerstands mit konstantem Strom gespelist wird. q.. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @da.ß der konstante Anteil mittels einer Spule hergestellt wird, der -eine. Glimm- Lampe mit innerhalb :des Schwankungsbereiches der Nennspannung konstanter Brennspannung parallel liegt. 5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichniet"daß nur eine einzige Sammelspule verwendet wird, deren Erregerstrom mittels temperaturaubhängiger Widerstände derart spannungsabhängig gemacht ist, @d.aß sich @die Erregung entsprechend der Wurzel .der jeweiligen Spannung ändert. 6. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @daß nur eine einzige Sammelspule verwendet wird, deren Erregerstrom mittels einer .an sich bekannten Glimmlampenschakung ,derart spannungsabhängig gemacht ist, daß sich die Erregung entsprechend der Wurzel der jeweiligen Spannung ändert. Angezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 463 896, 491 773 Koh 1 r au s.ch : Praktische Physik, vg. Aufl., Bd.
2. 2, S. 372; Brücke un,d Scherzer: Geometrische Elektronenoptik, Berlin 1934, SS. :20I, Fußnote 2.