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Braunsche Röhre, insbesondere Oszillographenröhre Es ist bekannt,
daß in Braunschen Hochvakuumröhren, in denen -also der Strahl nur durch elektronenoptische
Mittel konzentriert wird,- Abbildungsfehler in dem Augenblick auftreten, in idem
bei Verwendung elektrostatischer Ablenkungsorgane eine zur Anode unsymmetrische
Spannung einem Ablenkplattenpaar zugeführtwirid. DieseA bbildungsfehler können sich
erstens in der trapezförmigen Verzerrung eines bei symmetrischem Betrieb rechteckig
konstruierten Linienrasters, zweitens in der Verschiedenheit des Leuchtfleckdurchmessers
an den verschiedenen Ortendes Leuchtschirms und drittens in einer Verdrehung der
Bildachse äußern und sind gleichermaßen für die Verwendung der Braunschen Röhre
im Oszillographen wie für Fernsehzwecke unerwünscht. Die Gründe für diese Fehler
seien ;an Hand der Abb. i näher erläutert, die die Anodenblende i, d. h. ,die Blende,
die die Geschwindigkeit im Ablenkraum bestimmt, und die Ablenkplattenpaare z und
3 -darstellt. Auf der Seite von i folgt in bekannter Weise das Strahlerzeugung ssystem,
auf der Seite von 3 der Leuchtschirm und unter Umständen weitere Nachbeschleunigungsmittel.
Die Platte a des Paares z sei direkt, a' zunächst über eine Gleichspannungsquelle,
.deren positiver Pol ä zugewandt ist, :mit @derAnodevenbunden,während diePlatten3
zur Anode symmetrische Wechselspannungen erhalten. Da der von der Anode i kommende
Strahl gegenüber der ihm von i erteilten Voltgeschwindigkeit eine zusätzliche Beschleunigung
erfährt, deren Größe mit ider Spannung zwischen a und ä ,
d.
h. -mit- wachsender Annäherung,an die Platt-. d, zunimmt; wird er infolge''@der
1d'amt-verbundenen Empfindlichkeitsverminderung im oberen Ablenkraum von einer an
3 liegenden Spannung weniger stark abgelenkt. Auf dem Leuchtschirm. erscheint nun,
sofern auch an dem Plattenpaar 2 eine Wechselspannung liegt und die Frequenz der
_ Wechselspannung an 3 größer ist als die an 2, eine Kontur nach Abb. 2. Genau ,dasselbe
tritt ein, wenn ,die Platte b' direkt, die Platte b über eine Wechselspannungsquelle
mit der Anode verbunden ist und dem Plattenpaar :2 eine zur Anode symmetrische Wechselspannung
zugeführt wird. In diesem Fall bewirkt nämlich der Durchgriff der Feldlinien vom
Plattenpaar 3 in den Ablenkraum von z bereits eine Geschwindigkeitsänderung der
Elelztronen@währen@d des Durchtritts durch 2, so daß sich auf dem Leuchtschirm eine
Kontur nach Abb. 3 ergibt, sofern die Frequenz der an 2 angelegten Wechselspannung
größer ist als die der an 3 .angelegten. Es läßt sich also zusammenfassend sagen,
@daß Trapezverzerrungen:durcheinseitige axiale Strahlbesc_hleunigungen entstehen.
' -Für die Verzerrung des eigentlichenLeuchtflecks, also für Unsohärfeerscheinungen,
ist das Zusammenwirken von Strahlquerschnitt und Feldbild maßgebend. In Abb. ,4
sind noch einmal die Anode z und ,das Plattenpaar 2 gezeichnet; gleichzeitig sind
die Feldlinien 4 eingetragen, ,die sich bei dem angedeuteten unsymmetrischen Betrieb--ausbilden.
Da nun der Strahl elektronenoptisch konzentriert wird, d. h. seinen geringsten Durchmesser
erst in der Ebene des Leuchtschirms erlangt, ist der Strahldurchmesser im Ablenkraum
.der Plattenpaare noch verhältnismäßig groß und in erster Näherung gleich dem Durchmesser
der Anodenblende, wie es in Abb. 4 durch die gestrichelten Linien 5 angedeutet ist.
Der Strahl berührt also in Ebenen, :die senkrecht auf seiner jeweiligen Bewegungsrichtung
stechen, .ganz verschiedene Potentiallinien, die einzelnen Stromfäden innerhalb
des Strahles erhalten verschiedene Beschleunigungen, so .daß - (wieder über den
Umweg der Empfindlichkeit) der auf dem Leuchtschirm erwünschte Brennpunkt zu einer.
Brennlinie verzerrt wird. Es läßt sich leicht einsehen, idaßdiese Zylinderlinsenwirkung
auch -bei unsymmetrischem Betrieb des Plattenpaares 3 (Ab'b. r) eintritt; die vöri
.der- Platte b' aüsgehehde:n Feldlinien enden darin- du-.f - a uüd d, sbfern ,das
Plattenpäär 2 symmetrisch -tbetrieben wird: Brennpunktverzerrung oder Astigmatismus
tritt - also durch ungleichmäßige axiale Beschleunigungen innerhalb des Strählquerschnittes
auf.
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Das. Zustaridekommen-der ,dritten' Fehlerart, der -Bil:dachsendrehung,
ist in. °Abb: 5-,skizziert. -Von dem unsymmetrisch betriebenen Plattenpaar 3 und
idem Paar :2 sind nur 'die Platten b' und d gezeichnet. Da (die von 3' nach 2-durchgreifenden
Feldlinien senkrecht auf a und d- enden,- läßt sich Idas . in den Ablenkraüm von
2 @durchgreifende Feld in ein in die Röhrenachse fallendes,-zu den Platten paralleles
(-.das -die Trapezverzerrung liervärruft) und ein parallel zu :den Platten :des
Ko-nd@ri,sators 3 verlaufendes Feld zerlegen., Diese letzte. Feldkomponente- bewirkt
die Bildachsendrehung und macht sich z. B. @d'adurch bemerkbar, daß ein von einer
Wechselspannung an 3 auf dem Leuchtschirm erscheinender Strich sich um einen bestimmten
Winkel dreht, wenn an 3 vom .symmetrischen zum unsymmetrischen Betrieb ü'bi::rgegangen
wird. Beim unsymmetrischen Betrieb von :2 macht sich der Drehfehler nicht so stark
bemerkbar, weil einerseits zur Anode keine Querfeldkompo:nente vorhanden ist und
weil andererseits ,die Querkomponente des tordierenden Feldes im Plattenpaar 3 näher
am Leuchtschirm und im Gebiet der ebenfalls idurch,die etwaige Unsymmetrie an 2
bedingten größeren Strahlgeschwindigkeit liegt. Bildachsendrehungen treten also
durch Querbeschleunigungen senkrecht zu :den Platten des jeweils unsymmetrisch betriebenen
Plattenpaares auf.
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Auf dieser neuen Erkenntnis beruht im wesentlichen .die vorliegende
Erfindung; sie erteilt die Lehre, daß bei Vorhandensein einer unsymmetrischen- Ablenkspannung
diese- an das dem Leuchtschim abgewandte Plattenpaar gelegt wird.
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Es ist bekannt, zur Verminderung :der bei unsymmetrischemPlattenanschluß
auftretendenFehler die Elektroden 1,:2 und 3 (Abb. z) durch verschieden geformte
Zwischenblenden voneinander abzuschirmen, wobei diesen Zwischenblenden ein festes
Potential, im allgemeinen also -das der,L1no:de, zugeordnet wird. Es hä't sieh aber
gezeigt, daß die Wirksamkeit derartiger Schirme nicht sehr groß ist. Ab#b. 6 vermittelt
,das typische Schema eines solchen Zwischenschirmes 6. Wie man :daraus entnehmen-kann,.wird
zwar der Durchgriff der Feldliniendes einen Plattenpaares 3 in ,den Ablenkraum des
anderen Paares 2 verringert, dafür ändert sich aber- an ,den axialen, d. h. in Richtung
der Röhrenachse erfolgenden Beschleunigungen nichts; ,die Querkomponenten der Feldstärke,
also z. B. die in 3 senkrecht zu den Platten von 2- verlaufenden Komponenten, vergrößern
sich sogar infolge der Wirkung des (oberen oder unteren) Randes im Schlitz der Zwischenblende,
und ebenso tritt für den »dicken« Strahl -die Feldverzerrung stark in Erscheinung,
so,däß Astigmatismus eintritt.
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Nach einem weiteren Erfindungsgedanken werden nun die Unsymmetriefehler
-.durch Verwendunig von- einer oder mehr-er-enZrssatzelektro;den'vermieden, :die
-irn Täkt der .unsymmetrischen Ablenikspännung mit derartiger-Stärke gesteuert und
so angebracht und geförnit sind, (daß eine Kompensation der schädlichezi -axialen
und quer gerichteten Feldstärken ohne wesentliche Beeinflussung -der Sollablenkung
des -Strahles eintritt.
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Abb. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach :der Erfin:düng.
Sie. -enthält außer der Anode z, dem unsymmetrisch betriebenen Plattenpaar 2 und-
dem symmetrisch betriebenen Paar 3 auf der'?- abgewandten Seite von 3 -noch die
gesteuerten Zusatzelektroden 7;- die syrrimetrisch . zur Symmetrieebene vön 2-liegeri-und
gekenphasig zu 2 gesteuert werden, Um .die für ,die erforderlichen Längs- und Querbeschle.imigungen
notwendige
Feldverzerrung zu erre.ieti.en, werden ,die Zusatzelektroden
zweckmäßig als Drähte ausgebildet; ,dies hat gleichzeitig den Vorteil, daß :der
Feldraum von 7 in axialer Richtung kurz ist, also :die von a herrührende Sollablenkung
nicht gestört wird. Zur Einregulierung @derStärke desKompensationsfeldes kann- ein
Potentiometer 8 vorgesehen werden, das :die am Ort 7 herrschende geringere Empfindlichkeit
berücksichtigt.
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Wird andererseits 4as Plattenpaar 3 unsYmmetrisch betrieben, so entsteht
eine Anordnung nach Abb. 8, in der die Zeichen :die gleiche Bedeutung haben wie
in Abb. 7. In gleicher Weise kann eine Anordnung Verwendung finden, in der beide
Plattenpaare unsymmetrisch betrieben werden; :dann ist je eine Zusatzelektrode oder
ein Paar Zusatzelektroden, wie sie in den Abb. 7 und 8 beispielsweise dargestellt
sind, für jedes Ablenkplattenpaar notwendig.
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In Aden Ausführungsbeispielen gemäß A#bb.7 und 8 wurde angenommen,
daß Form und Lage der Zusatzelektroden so gewählt wurden, :daß sie mit einer,derAblenkspannung
proportionalen Spannung betrieben werden konnten. Es ist nicht immer vorteilhaft,
die Zusatzelektroden so anzubringen, es kann vielmehr zweckmäßig sein, ihnen eine
durch andere Bedingungen vorgeschriebene Gestalt und Anordnung zu geben und ,dafür
ihre Spannung zwar gegenphasig zur Ablenkspannung, aber nicht proportional zu dieser
zu wählen. In diesem Fall ist der Spannungsteiler (8 in Abb. 7 und 8) durch eine
nichtlinear arbeitende Anordnung, Beispielsweise eine Verstärkerröhre mit nichtlinearer
Charakteristik, zu ersetzen. Durch geeignete Wahl der Kennlinie kann bei jeder beliebigen
Ablenkspannung die gewünschte Kompensation erzielt werden.