DE914879C - Ablenkjoch zur Ablenkung von Elektronenstrahlen - Google Patents

Description

• Ablenkjoch zur Ablenkung von Elektronenstrahlen Es sind Ablenkjoche bekannt, bei denen zwecks Unterdrückung des Gleichstromflusses die Polschuhe des Joches durch zwei Stege verbunden sind, wobei auf einem Steg eine Spule, auf dem anderen dagegen ein Kurzschlußring sitzt. Wird die Spule von einem mit Gleichstrom überlagerten Wechselstrom durchflossen, dann wird der magnetische Gleichfluß über den Steg mit Kurzschlußring kurzgeschlossen, während durch die magnetische Kopplung in dem Kurzschlußring ein Strom induziert und ein Gegenfeld erzeugt wird, so daß der Steg mit Kurzschlußring einen großen magnetischen Widerstand für den magnetischen Wechselfluß darstellt. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß ein Teil des Wechselflusses nicht in den zwischen den Polschuhen befindlichen Ablenkraum nutzbar gemacht wird, sondern durch den Kurzschlußring verlorengeht. Ferner arbeitet ein derartiges Joch nicht verzerrungsfrei, da das Ablenkfeld infolge der transformatorischen Ankopplung des Kurzschlußringes nicht mehr proportional dem Strom der Erregerspule ist. Die auftretenden Verzerrungen sind nur dann erträglich, wenn die Zeitkonstante des Kurzschlußringes sehr groß gegenüber der Periodendauer des Ablenkstroms ist. Dies bedingt aber einen großen Raumbedarf des Ablenkjoches.
• Die Erfindung bezweckt, durch eine besondere Ausbildung des Ablenkjoches die vorstehend genannten Schwierigkeiten zu vermeiden und eine vollkommene Proportionalität zwischen Spulenstrom und Ablenkfeld zu erzielen und dabei sowohl die Zeitkonstanten als auch den Wickelraum der auf dem Ablenkjoch befindlichen Spulen klein halten zu können. Erfindungsgemäß wird zur elektromagnetischen Ablenkung von Elektronenstrahlen ein Ablenkjoch mit zwei die Polschuhe des Joches verbindenden ferromägnetischen Stegen verwendet, wobei auf beiden Stegen Spulen angebracht sind, die wechselstrommäßig parallel geschaltet sind und deren Streuinduktivitäten nahezu die gleichen Zeitkonstanten haben. Es ist zweckmäßig, die beiden Stege derart in bezug auf den abzulenkenden Elektronenstrahl anzuordnen und die Ablenkspulen derart zu schalten, daß die dem Elektronenstrahl näherliegende Spule nur von einem Wechselstrom, nicht aber von einem Gleichstrom durchflossen werden kann.
• Um zu vermeiden, daß der Eisenweg für den Gleichfluß übersättigt wird, empfiehlt es sich; den vom Gleichstrom umflossenen Steg mit einem Luftspalt zu versehen. Es ist ferner günstig, die Windüngszahl der vom Gleichstrom durchflossenen Spule größer zu machen als die Windungszähl der nur vom Wechselstrom durchflossenen Spule, damit der größte Teil des Ablenkstroms durch die letztgenannte Spule fließt. Und zwar ist es vorteilhaft, die Bedingung einzuhalten, wobei ist. In diesem Fall wird bei einer vorgegebenen Ablenkleistung dem Netzgerät, welches das im Anodenkreis einer Verstärkerröhre liegende Joch speist, ein Minimum an Gleichstromleistung entnommen.
• Nachstehend wird die Erfindung an Hand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Fig. r zeigt ein unsymmetrisches Ablenkjoch. Der abzulenkende Elektronenstrahl verläuft im wesentlichen achsparallel zu der senkrecht zur Zeichenebene liegenden Kathodenstrahlröhre z. Die Kathodenstrahlröhre wird von den Polschuhen z und 3 des Ablenkjoches umschlossen, so daß das Streufeld des Ablenkjoches die Kathodenstrahlröhre durchsetzt. Die beiden Polschuhe a und 3 sind durch Stege .4 und 5 verbunden. Auf diesen befinden sich die parallel geschalteten Spulen 6 und 7. Der Wicklungssinn dieser Spulen ist so gewählt, daß bei Stromfluß durch die Spulen die entstehenden Kraftfelder gleiche Richtung haben, wie dies durch die beiden gestrichelt gezeichneten Pfeile angedeutet ist. In die Zuleitung zur Spule 6 ist ein Kondensator 8 eingeschaltet, so daß die Spule 6 nur von einer Wechselstromkomponente des über die Klemmen und io zu- bzw. abgeführten Stroms durchflossen werden kann.
• Die Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung beruht darauf, daß der Strom, der das Gegenfeld im zweiten Steg erzeugt, nicht durch transformatorische, sondern durch galvanische bzw. kapazitive Ankopplung der Gegenfeldspule an die gleichstromführende Spule erzeugt wird und die Zeitkonstanten der Streuindüktivitäten der beiden elektrisch und magnetisch parallel geschalteten Spulen gleich sind. Die Gleichheit der Zeitkonstanten beider Spülenstreuinduktivitäten hat eine frequenzunabhängige Stromverzweigung zur Folge. Die Ströme in beiden Spulen sind dadurch untereinander und daher auch dem erregenden Gesamtstrom sowie dem erzeugten Streufluß vollkommen ähnlich, wie klein auch die Zeitkonstanten der beiden Zweige sind. Durch die galvanische Ankopplung der einen Spule an die andere (der Kondensator 8 stellt für die Ablenkströmfrequenz einen Kurzschluß dar) verschwindet weiterhin der bei transformätorischer Ankopplung erforderliche, beide Schenkel durchfließende Magnetisierungsstrom, so daß kein Energieverlust eintritt.
• Um den magnetischen Gleichfluß möglichst vollkommen vom Streufeld der Pole fernzuhalten, ist es zweckmäßig, den magnetischen Widerstand des vom Gleichstrom nicht umflossenen Steges klein zu halten gegenüber dem magnetischen Widerstand des zwischen den Polschuhen liegenden Luftraumes. Ist der Gleichstromwiderstand der beiden Spulen sehr verschieden, so kann der Koppelblock 8 ganz weggelassen und die Spulen galvanisch verbunden werden. Um Übersättigung des Eisens zu vermeiden, ist es gegebenenfalls erforderlich, mit Luftspalt im magnetischen Gleichflußkreis zu arbeiten. Es ist dann zweckmäßig, diesen in den vom Gleichstrom umflossenen Steg zu legen. Bei der Einhaltung der Zeitkonstantengleichheit wird dann der Wickelraum der Spule dieses Schenkels größer als der des anderen.
• Fig.2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Die Kathodenstrahlröhre z ist von einem symmetrisch gebauten Ablenkjoch umgeben. Einander entsprechende Teile sind in beiden Abbildungen mit den gleichen Nummern bezeichnet. Die auf den Stegen q. und 5 befindlichen Spulen 6 und 7 sind derart geschaltet, daß sich die durch die gestrichelten Pfeile angedeutete Richtung der bei Stromfluß entstehenden Kraftfelder ergibt. Infolgedessen wird die Kathodenstrahlröhre von Streukraftlinien entsprechend den eingezeichneten gestrichelten Linien durchsetzt. Diese Form des Ablenkjoches ist besonders dann vorteilhaft, wenn mit Rücksicht auf die gegebenen baulichen Verhältnisse eine symmetrische Ausgestaltung des Ablenkjoches gewünscht wird.
• Fig.3 zeigt ein ausgeführtes Versuchsablenkjoch gemäß Fig. x. Dieses Joch gewährleistet in Verbindung mit einer Verstärkerröhre dann den geringsten Aufwand an Gleichstromleistung, wenn die Streuinduktivität L, der gleichstromführenden Spule über den Steg mit Luftspalt zu der Streuinduktivität L1 der Spule, die nur wechselstromführend ist, sich verhält wie der Leistungsaufwand ist dann

  Hierin bedeutet: W = E2 n2 ; E2 ist die Ablenk-

  EI .i

  Strahlablenkung: A

  empfindlichkeit (-Amperewindungszahl: ni) des Joches

  mit der gleichstromführenden Spule, n2 deren Windungszahl. El ist die Ablenkempfindlichkeit des Joches mit der nur wechselstromführenden Spule und n1 deren Windungszahl. Dabei ist E2 n2 in Abhängigkeit von der Windungszahl n2 bzw. vom Luftspalt bei gegebener maximaler Eiseninduktion versuchsgemäß nahezu konstant. Ei= ist der Gleichstrominnenwiderstand der Verstärkerröhre und R1 der ohmsche Widerstand der Spule i.
• Bei diesem Joch ist die erforderliche Minimalleistung würde dabei sein Würde das Gleichfeld im Joch durch Drosselankopplung vermieden, so wäre W = o und Die erfindungsgemäße Anordnung bringt also außer der Platzersparnis gegenüber der Drosselankopplung einen erheblichen Leistungsgewinn. Im Idealfall W = i würde Messungen an diesem Joch ergaben, daß das die Polschuhe durchsetzende restliche Gleichfeld bei Anwendung des Gleichflußkurzschlußsteges nur q. % der Feldstärke aufwies, welche ohne Anwendung des Gleichflußkurzschlußsteges gemessen worden war.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Ablenkjoch zur elektromagnetischen Ablenkung von Elektronenstrahlen mit zwei die Polschuhe (2, 3) des Joches verbindenden ferromagnetischen Stegen, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Stegen (q. bzw. 5) Spulen (6 bzw. 7) angebracht sind, die wechselstrommäßig parallel geschaltet sind und deren Streuinduktivitäten nahezu die gleichen Zeitkonstanten haben:
2. 2. Ablenkjoch nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung und Schaltung der auf den beiden Stegen befindlichen Spulen, daß die dem abzulenkenden Elektronenstrahl näher liegende Spule nur von einer Wechselstromkomponente des die Spulen speisenden Stroms durchflossen wird.
3. 3. Ablenkjoch nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Gleichstrom durchflossene Steg mit einem Luftspalt versehen ist. q.
4. Ablenkjoch nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahl der gleichstromführenden Spule größer ist als die nur vom Wechselstrom durchflossene.
5. 5. Ablenkjoch nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Streuinduktivitäten der Spule über den Steg mit Luftspalt zu der Spule ohne Luftspalt wie gemacht wird, wobei W = E2 n2 ist, E2 und El El n, die Ablenkempfindlichkeiten ( Ablenkung _) Amperewindungszahl und n2, n, die Windungszahlen der beiden Stege sind, R2- der Gleichstromwiderstand der Röhre und R1 der ohmsche Widerstand der nur vom Wechselstrom durchflossenen Spule ist.