DE911877C

DE911877C - Device with an electron beam tube

Info

Publication number: DE911877C
Application number: DEN5445A
Authority: DE
Inventors: Johann Lodewijk Hendrik Jonker; Jean Robert Perilhou
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1951-05-02
Filing date: 1952-04-29
Publication date: 1954-05-20
Also published as: NL160954B

Description

Vorrichtung mit einer Elektronenstrahlröhre Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einer Elektronenstrahlröhre mit einem Elektrodensystem, welches wenigstens aus einer Kathode, einer Sauganode, einer Auffangelektrode und einem zwischen Sauganode und Auffangelektrode liegenden Gitter besteht. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Elektronenstrahlröhre zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung.Apparatus with a cathode ray tube The invention relates to on a device with a cathode ray tube with an electrode system, which consists of at least a cathode, a suction anode, a collecting electrode and consists of a grid lying between the suction anode and the collecting electrode. Also relates the invention relates to a cathode ray tube for use in such Contraption.

Es bestehen im Prinzip zwei Arten von Elektronenröhren, nämlich erstens solche, in denen auf die Elektronen nach dem Verlassen der Kathode solche elektrostatischen oder elektromagnetischen Kräfte wirken, daß die Elektronen zu einem Strahl vereinigt werden, und zweitens Röhren, in denen von einer solchen Bündelung keine Rede ist. Die Erfindung bezieht sich auf die erstgenannte Art von Röhren und auf eine mit solchen Röhren versehene Vorrichtung. Dazu gehören unter anderem Elektronenstrahlröhren für Oszillographen oder für Fernsehzwecke und ferner Röhren, mit denen elektrische Schwingungen erzeugt, verstärkt, gleichgerichtet oder auf andere Weise beeinflußt werden können. Die Erfindung ist allgemein bei dieser Röhrenart anwendbar und bezieht sich insbesondere auf die Steuerungsweise des Elektronenstrahls. In Elektronenstrahlröhren lassen sich zwei Steuerungsweisen anwenden; erstere entspricht der Steuerung, die auch in Röhren verwendbar ist, in denen der Elektronenstrom nicht gebündelt wird; diese wird meistens als Intensitätssteuerung bezeichnet. Bei der zweiten Steuerungsweise, der sogenannten Ablenksteuerung, wird dem Elektronenstrahl im ganzen eine Ablenkung in irgendeiner Richtung erteilt. Die Intensitätssteuerung wird meistens von einer Elektrode in Gitterform bewirkt, welche einen größeren oder geringeren Teil des Elektronenstroms durchläßt. In vielen Fällen, z. B. bei Oszillographen oder bei Fernsehröhren, hat dieses Gitter die Form einer Platte mit einer kleinen Öffnung.There are basically two types of electron tubes, namely first those in which on the electrons after leaving the cathode such electrostatic or electromagnetic forces act that the electrons united into a beam and, secondly, tubes in which there is no question of such bundling. The invention relates to the first-mentioned type of tubes and to one with such tubes provided device. These include cathode ray tubes for oscillographs or for television purposes and also tubes with which electrical Vibrations generated, amplified, rectified or influenced in some other way can be. The invention is generally applicable and related to this type of tube in particular on the way in which the electron beam is controlled. In cathode ray tubes two control modes can be used; the former corresponds to the control that can also be used in tubes in which the electron flow is not bundled; this is usually referred to as intensity control. With the second control mode, the so-called deflection control, the electron beam as a whole becomes a deflection granted in any direction. The intensity control is mostly from one Electrode in the form of a grid causes a greater or lesser part of the Electron stream lets through. In many cases, e.g. B. with oscilloscope or with TV tubes, this grille has the shape of a plate with a small opening.

Bei der Ablenksteuerung wird ein elektrostatisches oder elektromagnetisches Querfeld benutzt.The deflection control becomes electrostatic or electromagnetic Cross field used.

Da bei der Erfindung eine Ablenksteuerung mittels einer gitterförmigen Elektrode verwendet wird, ist folgende Auseinandersetzung für ein richtiges Verständnis der Erfindung erforderlich.As in the invention, a deflection control by means of a grid-shaped Electrode is used, the following is a discussion for a proper understanding the invention required.

Es ist bekannt, daß ein zwischen einer Kathode und einer Anode liegendes Gitter, welches eine positive Spannung gegenüber der Kathode erhält, auf einen nichtgebündelten Elektronenstrom eine bestimmte Bündelwirkung ausübt. Beim Durchgang durch ein solches Gitter wird der Elektronenstrom daher in mehrere schmale Strahlen geteilt, deren Zahl der Maschenzahl des vom Elektronenstrom bestrichenen Gitterteiles entspricht. Diese Strahlen können konvergieren oder divergieren, was von der Ladung des Gitters abhängig ist. Die Ladung des Gitters wird durch das angelegte Potential und durch die Stelle des Gitters im Potentialfeld zwischen der Kathode und der Auffangelektrode oder Anode bedingt. Ist das an das Gitter angelegte Potential niedriger als das Potential, das an der Stelle des Gitters bei Abwesenheit dieses Gitters herrschen würde, so nimmt das Gitter eine negative Ladung an. In diesem Falle sind die Bündel hinter dem Gitter konvergierend. Von der Kathode aus gesehen gibt es daher hinter dem Gitter eine Reihe von Brennpunkten, welche vor, auf oder hinter der Anode liegen können.It is known that a lying between a cathode and an anode Grid, which receives a positive voltage with respect to the cathode, on a non-bundled one Electron stream exerts a certain bundling effect. When passing through one of these Lattice, the electron flow is therefore divided into several narrow beams, whose Number corresponds to the number of meshes of the grid part swept by the electron stream. These rays can converge or diverge, depending on the charge on the grating is dependent. The charge of the grid is determined by the applied potential and by the position of the grid in the potential field between the cathode and the collecting electrode or anode conditional. Is the potential applied to the grid lower than that Potential that prevails at the location of the grid in the absence of this grid the grid takes on a negative charge. In this case the bundles are converging behind the grille. Seen from the cathode there is therefore behind the grid a series of focal points which are in front of, on or behind the anode can.

Die oben angegebene -Erscheinung tritt naturgemäß ebenfalls auf, wenn der zum Gitter gehende Elektronenstrom bereits gebündelt ist. Unter dieser Bündelung braucht nicht verstanden zu werden, daß sämtliche Elektronen in parallelen Bahnen laufen, sondern daß der Elektronenstrom eine deutliche Hauptrichtung aufweist. Ist der Elektronenstrahl vor dem Gitter breit gegenüber der Maschenweite des Gitters, so entstehen hinter dem Gitter, wenn dieses negativ aufgeladen ist, mehrere konvergente Strahlen, von denen jeder schmaler als der ursprüngliche Strahl ist. Ist die ursprüngliche Strahlbreite gleich oder kleiner als die Maschenweite, so wird auf einen solchen Strahl von dem Gitter mit negativer Ladung eine konzentrierende Wirkung ausgeübt, so daß ein Brennpunkt gebildet werden kann, welcher vor, auf oder hinter der Auffangelektrode liegen kann.The above-mentioned phenomenon naturally also occurs when the electron stream going to the grid is already bundled. Under this bundling need not be understood that all electrons are in parallel orbits run, but that the electron flow has a clear main direction. is the electron beam in front of the grid is wide compared to the mesh size of the grid, so behind the grid, when it is negatively charged, several convergent ones are created Rays, each of which is narrower than the original ray. Is the original The beam width is equal to or smaller than the mesh size, so will be on such Beam from the grid with negative charge exerted a concentrating effect, so that a focal point can be formed which is in front of, on or behind the collecting electrode can lie.

Der Erfindung liegt 'folgende Erscheinung zugrunde: Gelangt ein Elektronenstrahl nach dem Durchgang durch ein Gitter mit positiver Spannung in ein elektrostatisches Feld zwischen dem Gitter und der Auffangelektrode, in welchem die Richtung der Kraftlinien die Einfallsrichtung des Strahls schneidet, so erfolgt eine Ablenkung des Elektronenstrahls, die unter anderem vom Potentialunterschied zwischen dem Gitter und der Auffangelektrode abhängig ist. Ist das Gitter infolge ihrer Anordnung gegenüber der Kathode und Anode negativ aufgeladen, so findet natürlich nebst der Ablenkung auch noch die oben beschriebene Konzentration statt.The invention is based on the following phenomenon: When an electron beam arrives after passing through a grid with positive voltage into an electrostatic one Field between the grid and the collecting electrode, in which the direction of the lines of force intersects the direction of incidence of the beam, the electron beam is deflected, among other things, from the potential difference between the grid and the collecting electrode is dependent. Is the grid due to its location opposite the cathode and anode negatively charged, of course, in addition to the distraction, there is also the one described above Concentration instead.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung ist mit einer Elektronenstrahlröhre mit einem Elektrodensystem versehen, welches wenigstens aus einer Kathode, einer Sauganode, einer Auffangelektrode und einem zwischen Sauganode und Auffangelektrode liegenden Gitter besteht, an welches eine Spannung gelegt wird, die höher als die der Kathode und niedriger als die der Auffangelektrode ist, wobei die Auffangelektrode und das Gitter derart angeordnet sind, daß die Richtung des Elektronenstrahls kurz vor dem Gitter die Kraftlinien zwischen dem Gitter und der Auffangelektrode schneidet und ferner dem Gitter eine Steuerwechselspannung gegenüber der Auffangelektrode zugeführt wird, so daß sich eine wechselnde Ablenkung des Elektronenstrahls zwischen dem Gitter und der Auffangelektrode ergibt.A device according to the invention is with a cathode ray tube provided with an electrode system, which consists of at least one cathode, one Suction anode, a collecting electrode and one between the suction anode and collecting electrode lying grid exists, to which a voltage is applied that is higher than the the cathode and lower than that of the collecting electrode, being the collecting electrode and the grids are arranged so that the direction of the electron beam is short in front of the grid intersects the lines of force between the grid and the collecting electrode and an alternating control voltage to the grid with respect to the collecting electrode is supplied so that there is an alternating deflection of the electron beam between the grid and the collecting electrode.

Es ist einleuchtend, daß im allgemeinen in einer Elektronenstrahlröhre zur Erzeugung eines Strahls eine größere Elektrodenzahl als die der obenerwähnten Elektroden erforderlich ist; da die Erfindung von der Weise, auf die der Strahl erzeugt wird, unabhängig ist, wird in der nachfolgenden Beschreibung und in den Patentansprüchen das einfachste System zur Erzeugung eines Strahls angegeben. Dies soll aber nicht heißen, daß nicht sämtliche bereits bekannten Maßnahmen zur Erzeugung eines divergierenden oder konvergierenden Strahls in einer Elektronenstrahlröhre und einer Vorrichtung nach der Erfindung verwendbar wären.It is evident that generally in a cathode ray tube a larger number of electrodes than those mentioned above to generate a beam Electrodes is required; since the invention of the way in which the ray is independent, is used in the following description and in the Claims specified the simplest system for generating a beam. this but this does not mean that not all of the known measures for generating of a diverging or converging beam in a cathode ray tube and a device according to the invention would be usable.

In einer Vorrichtung nach der Erfindung kann ferner der Strahl in der Entladungsröhre auch noch auf andere an sich bekannte Weisen als durch das zwischen der Auffangelektrode und der Sauganode liegende Gitter gesteuert werden. So kann z. B. die Strahlenintensität mittels einer Blende oder eines sogenannten Wehneltzylinders geändert werden. Es ist auch möglich, dem Strahl vor dem Erreichen des zwischen der Auffangelektrode und der Sauganode liegenden Gitters (hier als Ablenkgitter bezeichnet) auf elektrostatische oder elektromagnetische Weise eine Ablenkung zu erteilen.In a device according to the invention, the beam in of the discharge tube in other ways known per se than through the between The grids lying on the collecting electrode and the suction anode can be controlled. So can z. B. the radiation intensity by means of a diaphragm or a so-called Wehnelt cylinder to be changed. It is also possible to stop the beam before reaching the between the collecting electrode and the suction anode grid (here as a deflection grid distracting in an electrostatic or electromagnetic manner To give.

Durch die Erfindung wird die Anzahl der Möglichkeiten zur Beeinflussung des Strahls vergrößert, was für vielerlei Zwecke ausgenutzt werden kann, da man, abgesehen von den Anforderungen zur Erhaltung der obengenannten Ablenkung durch das Gitter, nicht an bestimmte Konstruktionen des Elektrodensystems gebunden ist. Es ist daher z. B. ein Gitter, das ausschließlich Paralleldrähte enthält, oder ein Gitter mit Kreuzdrähten verwendbar. Die einfachste Form des Gitters besteht aus zwei parallelen Drähten, zwischen denen der Elektronenstrahl geführt wird. Es können ferner auch mehrere Steuerungsweisen kombiniert werden.The invention increases the number of possibilities for influencing of the beam is enlarged, which can be used for many purposes, since one apart from the requirements to maintain the aforementioned distraction through the grid, is not tied to certain constructions of the electrode system. It is therefore z. B. a grid that contains only parallel wires, or a Grid with cross wires can be used. The simplest form of the grid consists of two parallel wires between which the electron beam is guided. It can moreover, several control modes can also be combined.

Die Richtung der vom Ablenkgitter herbeigeführten Ablenkung kann in einer Röhre, in der vor diesem Gitter auch eine Ablenkung verwendet wird, mit dieser Richtung zusammenfallen oder von ihr abweichen, z. B. senkrecht darauf stehen. In ersterem Falle kann mit dem Ablenkgitter daher z. B. eine Korrektion der bereits herbeigeführten Ablenkung bewirkt werden.The direction of the deflection caused by the deflection grille can be in a tube in which a deflection is also used in front of this grating will, coincide with or deviate from this direction, e.g. B. perpendicular to it stand. In the former case, therefore, with the deflection grille z. B. a correction the distraction that has already been brought about.

In Röhren, in denen vor dem Ablenkgitter eine Strahlablenkung erfolgt, sind die mit dem Gitter eingeschlossenen Winkel des Strahls in den verschiedenen Strahlrichtungen meistens verschieden. Von diesen Winkeln aber ist die vom Gitter erzeugte Ablenkung unter anderem abhängig. Soll infolge einer bestimmten Spannungsänderung des Gitters an der Auffangelektrode eine Änderung des Strahlauftreffpunktes herbeigeführt werden, die von dem Winkel zwischen dem auffallenden abgelenkten Strahl und dem Gitter unabhängig ist, so müssen besondere Maßnahmen getroffen werden.In tubes in which a beam deflection takes place in front of the deflection grille, are the angles of the ray included with the grating in the various Beam directions mostly different. But of these angles is that of the grid generated distraction dependent, among other things. Should as a result of a certain change in voltage of the grid on the collecting electrode brought about a change in the point of impact of the beam determined by the angle between the incident deflected ray and the Grid is independent, special measures must be taken.

Zu diesem Zweck kann z. B. der Gitterelektrode und gegebenenfalls auch der Auffangelektrode eine bestimmte Krümmung gegeben werden. Für flache Elektroden gibt es eine andere Lösung. Liegen nämlich das Ablenkgitter und die Auffangelektrode in verschiedenen Ebenen, so wird der beabsichtigte Zweck erreicht, wenn diese Ebenen einen Winkel miteinander einschließen, in der Weise, daß die Richtung jedes Elektronenstrahls kurz vor dem Erreichen des Gitters mit der Gitterfläche an dieser Stelle einem spitzeren Winkel als mit der Fläche der Auffangelektrode einschließt.For this purpose z. B. the grid electrode and optionally the collecting electrode can also be given a certain curvature. For flat electrodes Is there another solution. This is because the deflection grid and the collecting electrode are located in different levels, the intended purpose is achieved when these levels enclose an angle with each other in such a way that the direction of each electron beam shortly before reaching the grid with the grid surface at this point a more pointed one Angle than with the surface of the collecting electrode.

Hat in einer Röhre, in der eine Ablenkung vor dem Ablenkgitter stattfindet, dieses Gitter eine gleichmäßige Maschenweite oder Steigung, so ist es unvermeidlich, daß der von zwei durch den Drehpunkt des schwenkenden Strahls gehenden Linien und zwei nebeneinanderliegenden Gitterdrähten gebildete Winkel für verschiedene Stellen des Gitters verschieden ist. Der Strahl sieht gleichsam vom Drehpunkt aus die Gittermaschen unter einem anderen Winkel. Dadurch entsteht ein Unterschied in der Intensität des Brennflecks hinter jeder Gittermasche.Has in a tube where a deflection takes place in front of the deflection grille, this grid has a uniform mesh size or pitch, so it is inevitable that of two lines passing through the pivot point of the sweeping beam and two adjacent grid wires formed angles for different places of the grid is different. The beam sees the lattice mesh from the fulcrum, as it were at a different angle. This creates a difference in the intensity of the Focal point behind each grid mesh.

Dieser Unterschied ist vermeidbar, wenn der Abstand zwischen je zwei nebeneinanderliegenden Gitterdrähten um so kleiner gewählt wird, je größer der Winkel ist, den die Richtung des Elektronenstrahls kurz vor dem Gitter mit der Gitterebene an der Stelle einschließt, an der der Strahl durch dieses Gitter hindurchgeht.This difference can be avoided if the distance between each two adjacent grid wires is selected to be smaller, the larger the angle is the direction of the electron beam just before the lattice with the lattice plane at the point where the beam passes through this grating.

Es ist einleuchtend, daß die obenerwähnten Maßnahmen in Kombination angewendet werden können.It is evident that the above measures in combination can be applied.

Im allgemeinen genügt es, wenn die zugeführte Spannung und die Stelle des Ablenkgitters derart gewählt sind, daß der auf das Gitter auftreffende Strahl vom Gitter derart konzentriert wird, daß die senkrecht zur Richtung der Gitterdrähte gemessene Strahlbreite an der Stelle, an der der Strahl auf die Auffangelektrode auftrifft, höchstens gleich der Hälfte der Strahlbreite ist in dem Augenblick, in dem der Strahl das Gitter erreicht.In general, it is sufficient if the voltage applied and the location of the deflection grating are chosen such that the beam impinging on the grating is concentrated by the grid so that the perpendicular to the direction of the grid wires measured beam width at the point where the beam hits the collecting electrode strikes, is at most equal to half the beam width at the moment in which the beam reaches the grid.

Aus der oben gegebenen Beschreibung geht hervor, daß der Abstand zwischen dem Ablenkgitter und der Auffangelektrode sowohl die konzentrierende Wirkung des Gitters als auch dessen Ablenkungswirkung beeinflußt. Im allgemeinen wird der kleinste Abstand zwischen dem Gitter und der Sauganode größer sein als der kleinste Abstand zwischen dem Gitter und der Auffangelektrode.From the description given above, it can be seen that the distance between the deflection grid and the collecting electrode both have the concentrating effect of the Lattice as well as its deflection affects. In general, the smallest will be The distance between the grid and the suction anode must be greater than the smallest distance between the grid and the collecting electrode.

Wie oben auseinandergesetzt, ist es erforderlich, daß zwischen dem Ablenkgitter und der Auffangelektrode ein elektrostatisches Feld aufgebaut werden kann. Besteht die Auffangelektrode aus Metall, so sind hier keine Schwierigkeiten zu befürchten. Ist die Auffangelektrode aber ein Leuchtschirm, so müssen zum Aufbau dieses Feldes besondere Maßnahmen getroffen werden. Man kann z. B. in bekannter Weise den Leuchtstoff mit einem leitenden Stoff, z. B. Metall, vermischen. Man kann auch auf der der Kathode zugewendeten Seite des Leuchtschirms einen für Elektronen durchlässigen Metallbelag anbringen (sogenannter metal backing). Eine weitere Lösung besteht darin, daß vor oder hinter dem Leuchtschirm ein Gitter angeordnet wird, welches die Funktion einer Auffangelektrode erfüllt, aber ein Auftreffen der Elektronen auf dem Leuchtschirm nicht verhütet. Für die Ableitung der dem Schirm sodann erteilten Aufladung kann man auf bereits bekannte Mittel zur Vermeidung dieser Aufladung zurückgreifen, welche unter anderem in einer hinreichenden Sekundäremission des Schirms bestehen. Die Sekundärelektronen können dann von der gitterförmigen Auffangelektrode aufgefangen werden.As discussed above, it is necessary that between the Deflection grid and the collecting electrode an electrostatic field can be built up can. If the collecting electrode is made of metal, there are no difficulties here to fear. However, if the collecting electrode is a fluorescent screen, it must be set up special measures are taken in this field. You can z. B. in known Way the phosphor with a conductive material, e.g. B. Metal, mix. One can also one for electrons on the side of the luminescent screen facing the cathode Attach a permeable metal covering (so-called metal backing). Another solution consists in placing a grid in front of or behind the fluorescent screen, which fulfills the function of a collecting electrode, but an impact of the electrons not prevented on the fluorescent screen. For the derivation of the then given to the umbrella Charging you can fall back on already known means to avoid this charging, which, among other things, consist in a sufficient secondary emission of the screen. The secondary electrons can then be collected by the grid-shaped collecting electrode will.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in denen Fig. i die Art der Ablenkung des Elektronenstrahls schematisch darstellt, Fig. 2, 3 und 4 andere Ausführungsformen des Systems nach Fig. i zeigen und Fig. 5, 6 und 7 schematisch eine Elektronenstrahlröhre mit den erforderlichen Anschlüssen für die Elektroden sowie eine Spannungsquelle darstellen.The invention is explained in more detail with reference to the drawings, in which Fig. I shows the type of deflection of the electron beam schematically, Fig. 2, 3 and 4 show other embodiments of the system of FIG. 1 and FIGS. 5, 6 and 7 schematically shows a cathode ray tube with the necessary connections for represent the electrodes and a voltage source.

In Fig. i ist mit i eine Kathode bezeichnet, von der Elektronen emittiert werden, die durch nicht dargestellte Mittel zu einem Strahl vereinigt sind. Die Auffangelektrode ist mit 2 und mit 3 das vor letzterer angeordnete Ablenkgitter bezeichnet. An der Elektrode 2 liegt eine höhere Spannung als am Gitter 3, welches seinerseits eine höhere Spannung als die Kathode i aufweist. Die Kraftlinien zwischen den Elektroden 2 und 3 sind durch die Linien 4 angedeutet. Der mit 5 bezeichnete Strahl verläuft durch das Gitter in einer solchen Richtung, daß die Kraftlinien 4 geschnitten werden: Da die Elektronen hinter dem Gitter die Neigung haben, den Kraftlinien zu folgen, entsteht eine gekrümmte Bahn, wie sie mit 6 angedeutet ist. Hierbei muß bemerkt werden, daß der Strahl naturgemäß einen bestimmten Querschnitt besitzt, der in der Zeichnung deutlichkeitshalber nicht dargestellt ist. Hat das Gitter 3 eine negative Ladung, so ist die gekrümmte Bahn 6 konvergent. Dies kann von Bedeutung sein, wenn z. B. auf der Auffangelektrode 2 ein scharfer Brennpunkt gewünscht wird.In Fig. I, i denotes a cathode from which electrons are emitted which are combined into a beam by means not shown. the The collecting electrode is with 2 and 3 the deflection grid arranged in front of the latter designated. A higher voltage is applied to the electrode 2 than to the grid 3, which in turn has a higher voltage than the cathode i. The lines of force between the electrodes 2 and 3 are indicated by the lines 4. The one labeled 5 Ray passes through the grid in such a direction that the lines of force 4: Since the electrons behind the grid have the inclination that Following lines of force creates a curved path, as indicated by 6. It must be noted here that the beam naturally has a certain cross-section which is not shown in the drawing for the sake of clarity. Has the If grid 3 has a negative charge, the curved path 6 is convergent. This can be of importance if z. B. on the collecting electrode 2 a sharp focus it is asked for.

Die Wirkungsweise einer Vorrichtung nach der Erfindung beruht darauf, daß zwischen dem Gitter 3 und der Elektrode 2 eine Steuerwechselspannung angelegt wird, wodurch sich der Feldgradient zwischen dem Gitter 3 und der Auffangelektrode -- ändert. Dadurch tritt auch eine Krümmungsänderung der Bahn 6 auf, so daß der Strahl auf die Elektrode :2 an einer anderen Stelle auftrifft.The operation of a device according to the invention is based on that between the grating 3 and the electrode 2 is a control ac voltage is applied, whereby the field gradient between the grating 3 and the collecting electrode - varies. This also results in a change in the curvature of the path 6, so that the beam strikes the electrode: 2 at a different point.

Die Wirkung beruht darauf, daß die Richtung des Elektronenstrahls vor dem Gitter die Kraftlinien zwischen dem Gitter und der Auffangelektrode schneidet, und daher wird es einleuchtend, daß es nur einen einzigen Fall gibt, in dem überhaupt keine Ablenkung auftreten kann, nämlich wenn das Gitter und die Auffangelektrode senkrecht zur Strahlrichtung stehen. Eine der Elektroden 2 oder 3 kann allerdings senkrecht zum Strahl stehen. Ein Fall, in dem das Gitter senkrecht zum Strahl steht, ist in Fig. 2 dargestellt, in dem im übrigen entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern wie in Fig. i angedeutet sind. Der Verlauf der Kraftlinien ist hier natürlich gekrümmt.The effect is based on the direction of the electron beam cuts the lines of force between the grid and the collecting electrode in front of the grid, and hence it becomes evident that there is only one case in which at all no deflection can occur, namely when the grid and the collecting electrode stand perpendicular to the direction of the beam. One of the electrodes 2 or 3 can, however stand perpendicular to the beam. A case where the grid is perpendicular to the beam is shown in Fig. 2, in which otherwise corresponding parts with the same reference numerals as indicated in Fig. i. The course of the lines of force is naturally curved here.

In den Fig. i und 2 war noch keine Rede von einer Ablenkung des Strahls 5 vor dem Gitter 3. Wie bereits auseinandergesetzt wurde, treten Unregelmäßigkeiten auf, wenn der Strahl s über das Gitter 3 geschwenkt wird. DieseUnregelmäßigkeiten sind darauf zurückzuführen, daß der über das Gitter hin und her schwenkende Strahl vom Drehpunkt aus die Öffnungen zwischen den Gitterdrähten unter verschiedenen Winkeln sieht. In Fig.3 ist eine Elektrodenanordnung dargestellt, in der das Gitter 7 eine Steigung hat, welche von einem Ende zum anderen hin regelmäßig abnimmt. Der Elektronenstrahl 9 wird von den Ablenkplatten io und i i abgelenkt und schwenkt über die Oberfläche des Gitters 7 hin und her. Wenn 12 den Drehpunkt des Elektronenstrahls andeutet, so ist der Abstand zwischen den Gitterdrähten derart, daß die Winkel a und b gleich groß sind. Die Auffangelektrode ist in dieser Figur mit 13 bezeichnet.In FIGS. 1 and 2, there was no mention of a deflection of the beam 5 in front of the grid 3. As already discussed, irregularities occur when the beam s is swiveled over the grid 3. These irregularities are due to the fact that the beam swinging back and forth across the grid from the pivot point the openings between the grid wires at different angles sees. In Figure 3, an electrode arrangement is shown in which the grid 7 a Has a slope that regularly decreases from one end to the other. The electron beam 9 is deflected by baffles io and i i and pivots across the surface of the grid 7 back and forth. If 12 indicates the pivot point of the electron beam, so the distance between the grid wires is such that the angles a and b are equal are great. The collecting electrode is designated by 13 in this figure.

In der Fig. 4 ist das Gitter mit 14 und die Auffangelektrode mit 15 angedeutet. Bei dieser Ausführung ist vorausgesetzt, daß sich der Strahl um einen Punkt 16 dreht. Wenn das Gitter 14 parallel zur Auffangelektrode 15 angeordnet wäre, so würde die vom Gitter herbeigeführte Ablenkung am oberen Ende größer sein als am unteren. Die Verschiebung des Strahlauftreffpunktes auf der Auffangelektrode 13 würde daher für die gleiche Spannungsänderung des Gitters 14 am oberen Ende der Auffangelektrode 15 größer sein als am unteren. Der Unterschied in der Ablenkung und somit in der Verschiebung des Auftreffpunktes ist auf den spitzeren Winkel zurückzuführen, den der Elektronenstrahl sodann am oberen Ende des Gitters mit diesem einschließen würde. Je spitzer nämlich dieser Winkel, desto größer ist die Ablenkung. Wird das Gitter zur Auffangelektrode geneigt angeordnet, wie es in der Figur dargestellt ist, so ist die Länge der Elektronenbahnen zwischen den Elektroden 14 und 15 an der Oberkante kleiner als an der Unterkante des Gitters. Dadurch kann bei geeigneter Anordnung gerade erreicht werden, daß die Verschiebung des Auftreffpunktes an der Auffangelektrode 15 für die gleiche Spannungsänderung zwischen den Elektroden 14 und i5 überall die gleiche ist.In FIG. 4, the grid is indicated by 14 and the collecting electrode by 15. This embodiment assumes that the beam rotates about a point 16. If the grid 14 were arranged parallel to the collecting electrode 15 , the deflection caused by the grid would be greater at the upper end than at the lower end. The displacement of the Strahlauftreffpunktes on the collecting electrode 13 would, therefore, be larger for the same voltage change in the grating 14 at the upper end of the collecting electrode 1 5 than at the bottom. The difference in the deflection and thus in the displacement of the point of impact is due to the more acute angle which the electron beam would then include at the upper end of the grating. The more acute this angle, the greater the deflection. Is the grating arranged inclined to the collecting electrode, as shown in the figure, so the length of the electron paths between the electrodes 14 and 1 5 is at the upper edge than at the lower edge of the grid. As a result, with a suitable arrangement, it can be achieved that the displacement of the point of impact on the collecting electrode 15 is the same everywhere for the same voltage change between the electrodes 14 and i5.

In Fig. 5 ist schematisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung mit den zugehörigen Anschlüssen und einer Spannungsquelle dargestellt. Die Elektronenstrahlröhre 17 enthält ein normales, hier stark vereinfacht dargestelltes System zur Erzeugung, Konzentrierung und Ablenkeng des von einer Kathode 18 emittierten Elektronenstroms. Die Kathode 18 wird von einem Glühfaden i9 erhitzt und emittiert einen Elektronenstrom, der unter anderem von der Sauganode 2o zu einem Strahl konzentriert wird. Der Elektronenstrahl kann mittels eines Ablenkplattensatzes 21 und 22 abgelenkt werden und trifft schließlich auf ein Gitter 23 auf, das den Gittern 3, 7 und 14 aus den Fig. i, 2, 3 und 4 entspricht. Hinter dem Gitter 23 liegt eine Auffangelektrode 24, die mit einem Leuchtmaterial bedeckt sein kann. Die verschiedenen Spannungen für die Elektroden werden einem Potentiometer 25 entnommen, welches mit einer Spannungsquelle 26 verbunden ist. Die die Ablenkung des Elektronenstrahls zwischen dem Gitter 23 und der Auffangelektrode 24 bewirkenden Wechselspannungen werden über einen Transformator 27 zugeführt.In Fig. 5, an embodiment of a device according to the invention with the associated connections and a voltage source is shown schematically. The cathode ray tube 17 contains a normal system, shown here in a greatly simplified manner, for generating, concentrating and deflecting the electron current emitted by a cathode 18. The cathode 18 is heated by a filament i9 and emits a stream of electrons which, among other things, is concentrated by the suction anode 2o to form a beam. The electron beam can be deflected by means of a set of deflection plates 21 and 22 and finally strikes a grid 23 which corresponds to the grids 3, 7 and 14 from FIGS. A collecting electrode 24, which can be covered with a luminous material, is located behind the grid 23. The various voltages for the electrodes are taken from a potentiometer 25 which is connected to a voltage source 26. The alternating voltages causing the deflection of the electron beam between the grid 23 and the collecting electrode 24 are supplied via a transformer 27.

In Fig.6 ist eine besonders einfache Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt, welche für Gegentaktverstärkung elektrischer Schwingungen geeignet ist. Der allgemeine Aufbau der Entladungsröhre ist ganz gleich demjenigen nach Fig. 5, mit Ausnahme der Ablenkelektroden. In einer Röhre nach Fig. 6 wird der Strahl nicht zwischen der Sauganode 28 und dem Gitter 29 abgelenkt. Das Gitter 29 besteht nur aus zwei Drähten, und der Strahl ist auf die Mitte zwischen diesen Drähten gerichtet. Hinter dem Gitter liegt die aus zwei Teilen 30 und 31 bestehende Auffangelektrode. Wenn dem Gitter 2g über den Transformator 32 Wechselspannungen zugeführt werden, so kann der Strahl abwechselnd auf die Elektroden 30 und 3 1 gerichtet werden. Die Wirkung ist daher auch hier gleich derjenigen von Ablenkplatten, wie sie in einer normalen Elektronenstrahlröhre verwendet werden. Zum Unterschied hiervon ist nur eine Elektrode reit nur einer Spannung vorhanden, welche die Ablenkung herbeiführt.In Figure 6, a particularly simple embodiment of a device according to the invention is shown, which is suitable for push-pull amplification of electrical vibrations. The general structure of the discharge tube is identical to that of Fig. 5, except for the deflection electrodes. In a tube according to FIG. 6, the jet is not deflected between the suction anode 28 and the grid 29. The grid 29 consists of only two wires and the beam is directed to the middle between these wires. The collecting electrode, which consists of two parts 30 and 31, is located behind the grid. If the grid is supplied via the transformer 32 2g AC voltages, the beam can be directed alternately on the electrodes 30 and 3. 1 The effect is therefore also here the same as that of deflection plates such as those used in a normal cathode ray tube. In contrast to this, there is only one electrode with only one voltage, which causes the deflection.

In Fig. 7 ist eine Vorrichtung dargestellt, welche derjenigen nach Fig.6 nahezu entspricht, nur ist hier gleichsam ein vielfaches Auffangsystem vorgesehen. Die Elektronen bilden hier hinter der Sauganode 33 einen divergierenden Strahl. Das Gitter 34 zerteilt den divergierenden Strahl in mehrere schmalere Strahlen, die sich auf gekrümmten Bahnen in Richtung -der Auffangelektrode 36 bewegen. Die Auffangelektrode 36 ist in mehrere kleinere Elektroden unterteilt, die wechselweise miteinander verbunden sind. Bei der Zuführung einer Wechselspannung zum Gitter 34 kann dafür gesorgt werden, daß die Strahlen 35 gleichzeitig alle entweder auf der einen Elektrodengruppe oder alle gleichzeitig auf der anderen Elektrodengruppe 36 auftreffen. Es liegt daher, ebenso wie in Fig.6, eine Gegentaktwirkung vor. Der große Vorteil besteht aber darin, daß das Bündel divergent ist und daher eine besonders große Elektrizitätsmenge transportieren kann. Der Effekt dieser Vorrichtung ist daher besonders groß.In Fig. 7 a device is shown which the one after 6 almost corresponds, only here a multiple collection system is provided, as it were. The electrons here form a diverging beam behind the suction anode 33. The grating 34 divides the diverging beam into several narrower beams, which move on curved paths in the direction of the collecting electrode 36. the Collecting electrode 36 is divided into several smaller electrodes, which alternate are connected to each other. When an alternating voltage is supplied to the grid 34 it can be ensured that the rays 35 all at the same time on either the an electrode group or all at the same time on the other electrode group 36 hit. As in FIG. 6, there is therefore a push-pull effect. Of the The great advantage, however, is that the bundle is divergent and therefore a special one can carry large amounts of electricity. The effect of this device is therefore particularly large.

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß mittels einer Vorrichtung nach der Erfindung auf zahllose Arten sehr verschiedene elektrische Erscheinungen erzeugt oder beeinflußt werden können. So können z. B. mittels einer Vorrichtung nach Fig. 6 oder 7 in einfacher Weise Schwingungen dadurch erzeugt werden, daß eine Kopplung zwischen den Ausgangselektroden und dem Gitter angebracht wird.For the person skilled in the art it is evident that by means of a device according to invention produces very different electrical phenomena in innumerable ways or can be influenced. So z. B. by means of a device according to Fig. 6 or 7 vibrations are generated in a simple manner that a coupling placed between the output electrodes and the grid.

Die Erfindung beschränkt sich daher nicht auf die dargestellten Ausführungsformen.The invention is therefore not limited to the embodiments shown.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device with a cathode ray tube with an electrode system, which consists of at least a cathode, a suction anode, a Collecting electrode and a grid between the suction anode and the collecting electrode exists to which a DC voltage is applied which is higher than that of the Cathode and lower than that of the collecting electrode, the grid and the Collecting electrode are arranged so that the direction of the electron beam shortly before this grid the lines of force between the grid and the collecting electrode cuts, characterized in that the grid is an alternating control voltage is fed to the collecting electrode, so that there is an alternating deflection of the electron beam results.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the grid is a has negative charge.

3. Device according to claim i or 2, characterized in that that electrostatic or electromagnetic deflection means are provided for the deflection of the electron beam before reaching the grid electrode.

4. Device according to Claim 3, characterized in that the grid and the target electrode are divided into two different planes that enclose such an angle with each other, that the magnitude of the displacement caused by the alternating voltage of the grid The point of impact of the beam on the collecting electrode over the entire surface of the collecting electrode is almost the same.

5. Apparatus according to claim 2, characterized in that the Grid electrode and / or the collecting electrode are curved in such a way that the Size of the displacement of the beam impact point caused by the alternating voltage of the grating on the collecting electrode almost the same over the entire surface of the collecting electrode is.

6. Apparatus according to claim 2, 3, 4 or 5, characterized in that the The greater the distance between two adjacent grid wires, the more acute the angle, the short the direction of the deflected electron beam in front of this grid with the plane of the grid at the point of passage of the beam includes.

7. Apparatus according to claim 2, 3, 4, 5 or 6, characterized in that that the beam from the electrostatic field between the grid and collecting electrode in such a way is concentrated that which is perpendicular to the direction of the grid wires at the point of impact of the beam at the collecting electrode is at most equal to the beam width Half of the beam width is at the moment when the beam reaches the grating. B. cathode ray tube for use in a device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, characterized in that the effective surface of the grid consists exclusively of wires running in parallel. G. Cathode ray tube for use in a device according to claim 1, 2, 3, 4, 53, 6, 7 or 8, thereby characterized in that the smallest distance between the grid and the suction anode is greater is considered to be the smallest distance between the grid and the collecting electrode.