DE944558C

DE944558C - Schaltungsanordnung mit einer auf oder annaehernd auf Kathodenpotential stabilisierten Ladungsspeicherungsaufnahmeroehre

Info

Publication number: DE944558C
Application number: DEE4777A
Authority: DE
Inventors: Ivanhoe John Penfound James; Peter Frederic Thoma Stillwell
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1950-12-16
Filing date: 1951-12-15
Publication date: 1956-06-21
Also published as: GB711275A; FR1051489A; US2740918A; NL165997B

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 21. JUNI 1956

E 4777 VIII af21 al·

(Großbritannien)

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf Aufnahmekathodenstrahlröhren mit Ladungsspeicherung und insbesondere auf Röhren, wie sie als Fernsehaufnahmeröhren verwendet werden von einem Typ, bei dem die Anordnung so getroffen ist, daß ein Elektronenstrahl eine Zielelektrode abtastet, auf der ein Ladungsbild gebildet wird, entsprechend der Szene, die mittels Fernsehens aufgenommen werden soll und in der Bildsignale in einer Signalelektrode, die kapazitiv mit der Zielelektrode verbunden ist, erzeugt werden. Es ist üblich, in derartigen Röhren eine Wandanode zur Herstellung eines gleichmäßig beschleunigenden Feldes für die Elektronen vorzusehen, wobei eine derartige Wandanode z. B. in der Form eines leitenden Überzuges ist, der auf der inneren Fläche der Hülle der Röhre angebracht ist. Um die gewünschten Ablenkungen des Strahls zu erzielen, ist es üblich, Ablenkspulen außerhalb der Hülle anzubringen, wobei den Spulen ein Sägezahnstrom zugeleitet wird. Im Idealfalle sollten die Signale nur während dei Vorwärtsablenkungen des Strahls erzeugt werden, aber in der Praxis hat man gefunden, daß Störsignale durch die Signalelektrode während der Rücklaufperioden aufgenommen werden infolge der Hochspannungsimpulse, die in den Ablenkspulen

beim Zusammenbruch des Stromes in diesen erzeugt werden. In einigen Röhren haben die Störsignale einen Wert, der viel größer- ist als das Signal, das dem höchsten Weiß entspricht. Die Störsignale sind unangenehm, weil sie die Neigung haben, die Verstärker, zu denen der Ausgang der Aufnahmeröhre geführt wird, zu überlasten. Ferner stören in den Fällen, wo eine Vorrichtung vorgesehen ist, die den absoluten Pegel der Fernsehsignale in bezug auf den Pegel, der Schwarz entspricht, während jede'r Zeile der Rasterabtastung bestimmt, die Störsignale die Wirkung dieser Vorrichtung. "

Der Zweck der Erfindung besteht ■ darin, eine Röhre herzustellen vom oben angegebenen Typ, bei der die Aufnahme von Störsignalen herabgesetzt ist. Man nimmt an, daß diese Störsignale in der Anode induziert werden, und'da die-Anode der Signalelektrode direkt gegenüber lieget, so werden sie dann zur Signalelektrode über die Kapazität, die zwischen der Anode und der Signalelektrode vorhanden ist, übertragen. Es sind "Ausführungsformen von Ladungsspeicherungsaufnahmeröhren mit Elektronenstrahl hoher Geschwindigkeit bekannt, bei denen eine Anordnung mehrerer Beschleunigungsanoden vorgesehen ist.

Erfindungsgemäß sind vorgesehen, eine elektrische Schaltanordnung mit einer auf oder annähernd auf Kathodenpotential stabilisierten Ladungsspeicherunigsaufnahmeröhre, enthaltend einen Elektronenstrahlerzeuger, einen Schirm mit einer Signalelektrode und zwischen dem Elektronenstrahlerzeuger und dem Schirm eine Anode, die von elektromagnetischen .Ablenkmitteln umgeben wird, wobei die Anode aus zwei im Abstand voneinander befindlichen ringförmigen Teilen gebildet wird und wobei die elektromagnetischen Ablenkmittel nur den Anodenteil -umgeben, der von der Signalelektrode abgewändt ist, und Mittel zur HaI-tung dieser Anodenteile auf im wesentlichen demselben Gleichstrompotential und ferner Mittel zur Haltung des der Signalelektrode benachbarten Anodenteiles bezüglich dei hohen Frequenzen auf Erdpotential, wodurch Spannungsschwankungeni, die in dem ersten Anodenteil -infolge der Betäti-. gung der Ablenkmittel-induziert werden, imwesent-" liehen gehindert werden, den zweiten'Anodenteil zu erreichen, so daß die Aufnahme von Störsignalen daraus durch die Signalelektrode wesentlich herabgesetzt wird.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.

Fig. ι stellt eine typische Form einer Aufnahmeröhre dar, die mit einer zweiteiligen Anode gemäß der Erfindung ve'rsehen;

Fig. 2, 3 und 4 stellen verschiedene Weg dar, auf denen eine elektrische Verbindung zu den Anoden hergestellt werden kann.

In Fig. ι enthält die Glashülle der Aufnahmeröhre eimern röhrenförmigen -Hauptteil 1 und einen vergrößerten röhrenförmigen Endteil 2, die durch eine Schulter 3 verbunden sind. Ein Hals 4 ist mit dem anderen Ende des Hauptteils 1 durch eine zweite Schulter 5 verbunden. Das Ende des vergrößerten Endteiles 2 ist durch Anschließen eines flachen Glasfensters 6 abgeschlossen, das Ende des Halses 4 durch eine Grundplatte 7, die Kontakte trägt, verschweißt. An einem Ende der Röhre innerhalb des Halses 4 ist eine Elektronenkanone 8 der üblichen' Form vorgesehen, um einen Elektronenstrahl zu erzeugen, und am anderen Ende innerhalb des röhrenförmigen Teils 2 ist eine Zielelektrode 9 mit Ladungsspeicherung vorgesehen, die dicht an der inneren Fläche des Fensters 6 angebracht ist. Die Zielelektrode 9 kann passenderweise eine dünne Scheibe aus Glimmer oder Glas enthalten, wobei diese an der nach der Elektronenkanone 8 gerichteten Seite ein Mosaik von fotoelektrischen . Elementen hat, während die gegenüberliegende Seite mit einer halbdurchlässigen gleichmäßigen Metallschicht überzogen ist, die beim Betrieb der Rohre die Signalelektrode bildet. Längs der Innenwand des röhrenförmigen Hauptteils ι ist eine Anodenelektrode 10 vorgesehen, die aus Graphit oder Metall gebildet ist. Bei der Herstellung der Elektrode 10 ist dafür Sorge getragen, daß der Überzug sich nicht über die Fläche der Schulter 3 ausdehnt, während er, falls gewünscht, sich über die Schulter 5 erstrecken und noch teilweise entlang dem Halse 4 gehen kann. Mit der Anode 10 ist eine Kontaktverbindung durch eine Innenverbindung 11 und einen Kontaktstift 12 hergestellt. Innerhalb des vergrößerten röhrenförmigen Teils 2 ist eine zweite Anode 13 vorgesehen, die sich von der Schulter 3 w_eg längs der Innenwand in Richtung des Ziels 9 erstreckt. Mit dieser Anode 13 ist -Kontakt mit Hilfe einer Leitung 14, die in der Schulter 3 eingeschweißt ist, hergestellt.

.Die Röhre ist ferner mit einer Verlangsamungselektrode 15 versehen, die als Überzug' auf der Wand der Hülle_ hergestellt r-und dicht am Ziel angeordnet ist, und ferner mit einem Maschennetz 16 als Anionenfalle, das direkt mit der Wandanode 13 innerhalb der Anode verbunden werden kann.

Wenn' eine derartige Röhre in einer Kamera montiert wird, so wird sie durch Ablenkspulen 17 und eine Längsfokussierspule 18 umgeben, die auf einem Tragzylinder 19 aus unmagnetischem Metall befestigt sind, wobei der Zylinder 19 auf Erdpotential gehalten wird. Die oben beschriebene Röhre ist einer üblichen Röhre ähnlich, die so eingerichtet ist, daß sie mit einem Strahl von geringer Geschwindigkeit arbeitet, und in derselben Weise wirksam. Indessen besteht ein wesentlicher Unterschied darin, daß' die Anodenelektrode aus zwei Teilen 10 und 13 gebildet ist, wobei der größere Teil der Anode 10 sich über die Innenfläche des Hauptteils· ι der Hülle erstreckt und der kleinere Teil 13 über einen Teil der Innenwandung des vergrößerten Endteils '2/ wobei der Teil der Anode, der normalerweise sich über die Schulter 3 der Hülle erstrecken würde, ausgelassen ist. Beim Arbeiten mit diesem Röhrentyp werden Störsignale in den Teil 10 der Wandanode während der Rücklaufperioden der Abtastfolge durch die Hochspannungsimpülse, die in den Ablenkspulen beim Zu-

sammenbruch des Stromes in diesen erzeugt werden, eingeführt.

Indem man den Anodenüberzug von der Schulter 3 wegläßt, wird die direkte Kapazität zwischen der Anode und der Signalelektrode wesentlich herabgesetzt, wodurch die Einführung von Störsignalen in das Bildsignal auf ein Minimum verkleinert wird. Die direkte Kapazität zwischen dem Teil der Anode io, der in einigen Beispielen über die Schulter 5 hinausgeht, ist sehr klein, und es wurde keine ernsthafte Störung der Arbeitsweise der Röhre dadurch gefunden. Eine weitere Herabsetzung der Aufnahme von Störsignalen von den Anodenelektroden io und 13 kann mit einer Röhre gemäß der Erfindung erzielt werden, weil es möglich ist, diese Anoden unabhängig voneinander zu machen, soweit Hochfrequenzströme betroffen werden, wodurch getrennte Erdverbindungen für diese hergestellt werden können.

Es gibt eine Anzahl von Wegen, auf denen die Anoden 10 und 13 mit einer Gleichstromquelle verbunden werden können, wodurch getrennte Erdverbindungen hieran hergestellt werden können. Typische Beispiele sind in den beispielsweisen Dar-Stellungen der Fig. 2, 3 und 4 angegeben. In allen diesen Figuren haben die Teile, die mit denen übereinstimmen, wie sie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben sind, dieselben Bezugsnummern.

In Fig. 2 sind die Wandanoden 10 und 13 miteinander, soweit Gleichstrom in Frage kommt, über einen Widerstand 20 verbunden. Dieser Widerstand 20 kann von der Größenordnung von 50000 Ohm sein und kann zweckmäßig dadurch hergestellt werden, daß die Elektroden 10 und 13 über die Schulter 3 hinweg mit einem dünnen Streifen aus Material von hohem Widerstand überbrückt werden. Bei dieser Figur ist der Überzugswiderstand im Inneren der Röhre dargestellt. Eine derartige Anordnung vereinfacht die Konstruktion, aber es ist in gleicher Weise möglich, getrennte Kontakte von den Anoden 10 und 13 durch die Schulter 3 zu schweißen, so daß sie im Abstand getrennt voneinander sind, und dann diese Kontakte durch einen Widerstand zu überbrücken, der auf der Außenseite der Röhre angebracht ist. Natürlich wird, da die in der Erfindung angegebene Röhre mit einem Strahl von geringem Strom arbeitet, der Abfall des Gleichstrompotentials über den Widerstand 20 sehr klein sein, und infolgedessen werden die beiden Anodenelektroden ungefähr dasselbe Potential haben. Ein geeignetes positives Potential für die Anoden 10 und 13 ist 200 Volt. Der Widerstand 20 wird eine sehr hohe Impedanz für Hochfrequenzströme bieten, und infolgedessen besteht keine Gefahr, daß die Hochfrequenzkomponente der Anode 10 auf die Anode 13 übertragen wird.

Um ferner die Beeinflussung des Ziels 9 durch Störsignale, die in die Anode 13 hineingebracht werden können, auf einen möglichst kleinen Wert herabzusetzen, ist diese Anode gegen Ende über einen Kondensator entkoppelt.

Eine zweckmäßige Art, in der dieser Kondensator gebildet werden kann, besteht darin, den äußeren Teil 2 der Hülle über die Fläche, die durch die Anode 13 belegt wird, mit einem Überzug aus Metall oder Graphit, wie bei 21 dargestellt, zu versehen, und zwar so, daß dieser Überzug mit Erde durch einen Kontaktfederstreifen 22 verbunden wird, der an dem Metallzylirider 19 befestigt ist, der die Fokussierspule 18 trägt.

Die Gleichstromspeisung zur Anode 10 wird dadurch hergestellt, daß der Kontaktstift 12 am Kanonenende der Röhre mit der positiven Klemme einer geeigneten Spannungsquelle verbunden wird, und wird ihrerseits gegenüber der Erde für hohe Frequenzen über einen Kondensator 23 entkoppelt.

In der in Fig. 3 dargestellten beispielsweisen Ausführung ist der Anodenteil 13 mit einem Kontakt versehen, der durch die Wandung der Röhre hindurchragt in irgendeiner passenden Lage längs des Wandteils 2 oder der Schulter 3. Von diesem Kontakt ist ein streifenförmiger Leiter 24 vorgesehen, der sich längs der äußeren Wandung der Röhre bis zur Vorderkante des Glasfensters 6 erstreckt. Wenn die Röhre in ein Kameragehäuse hineingeschoben wird, so kann man es einrichten, daß der Leiter 24 einen Kontakt berührte, wodurch er mit der positiven Klemme einer Gleichstromquelle verbunden ist und bezüglich Hochfrequenzströmen durch einen Kondensator 25 entkoppelt ist, von dem eine Belegung mit der Erde verbunden ist. Die andere Anode 10 ist über einen Stift 12 verbunden und mit der Erde entkoppelt über einen Kondensator 23 derselben Art, wie die Röhre, die in Fig. 2 beschrieben ist. Um zu vermeiden, daß das Streufeld von den Ablenkspulen 17 in den Anodenteil 13 induziert wird, kann ein elektrostatischer Schirm 26, der der Form der Röhre angepaßt ist, über die Schulter 3 angeordnet werden, so daß er sich teilweise über die Anode 10 und ganz über die Anode 13 erstreckt. Der Schirm 26 wird auf Erdpotential gehalten, und das kann in der Weise erfolgen, daß man den Kontakt mit dem Zylinder 19 mit Hilfe eines Federstreifens 2J sicherstellt.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung ist die Röhre genau wie in Fig. 1 beschrieben hergestellt. Die Gleichstromspeisung zur Anode 13 wird dadurch erreicht, daß man eine dünne Drahtleitung 28 vom Kontakt 14 längs der Röhrenwandung mit dem Kontakt 12 verbindet. Da diese Leitung dicht am Abtastfeld entlang läuft, so kann es als notwendig empfunden werden, diesen Draht in eine elektrostatische Abschirmung einzuschließen, die auf Erdpotential gehalten wird.

Obwohl bei dieser Konstruktion die beiden Anöden mit demselben Punkt, soweit Gleichstrom in Frage kommt, verbunden sind, so liegen sie bei verschiedenen Punkten bezüglich der Hochfrequenzströme infolge der Induktanz des Verbindungsstreifens 11, der die Anode 10 und den Stift 12 ver- bindet. Die Entkopplung beider Anoden wird durch einen einzigen Kondensator 23 bewirkt.

Selbstverständlich kann eine elektrostatische Abschirmung ähnlich 26, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, mit den Röhrenkonstruktionen, wie sie in Fig. 1, 2 und 4 dargestellt sind, verwendet werden, und

außerdem kann die Röhrenkonstruktion, wie sie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ebenfalls ein Ionenfallennetz 16, wie in Fig. 1 und 4 dargestellt, enthalten.

Die Anbringung eines Ionenfallennetzes bildet eine elektrostatische Abschirmung zwischen der Zielelektrode 9 und der Anode 10 und dient hierdurch gleichzeitig dazu, Störsignale herabzusetzen, die durch die Zielelektrode 9 aufgenommen werden können.

In jeder der Konstruktionen, die oben in Verbindung mit den Fig. 1 bis 4 beschrieben sind, ist der Schulterteil 3 der Röhre ohne Überzug dargestellt, da es gemäß der Erfindung wesentlich ist, daß der Anodenteil 10 sich nicht wesentlich über diese Fläche erstreckt. Natürlich kann aber in gewissen Röhrenkonstruktionen der Anodenteil 13 sich über die Schulter 3 erstrecken, vorausgesetzt, daß man sich versichert, daß die beiden Anodenteile keine Verbindung haben.

Die bemerkenswerte Verbesserung, die durch die Erfindung hergestellt ist, wird durch die folgenden experimentellen Ergebnisse gezeigt. In einer Röhre, die eine Wandanode hat, die sich über den Hauptteil und den vergrößerten Endteil und über die Schulter der Hülle erstreckt, und mit einem Ionenfallennetz, das mit der Wandanode verbunden ist, versehen ist, und eine Verlangsamungselektrode besitzt, die über einen Kondensator geerdet ist, wurde festgestellt, daß die Kapazität zwischen der Wandanode und der Signalelektrode ΐ,ο/ί/tF war. In einer Röhre, die im wesentlichen ähnlich gebaut war, ausgenommen, daß die Wandanode von der¹ Schulter weggelassen war und das Netz mit dem kleineren Teil der Wandanode verbunden war, war die Kapazität geringer als 0,002 μμ F. In einer der zuletzt erwähnten ähnlichen Röhre, aber mit weggelassenem Netz, war die Kapazität 0,018 μμ F. Waren indessen die beiden Teile der Wandanode miteinander über einen niedrigen Widerstand verbunden, so stieg die Kapazität auf 0,74 μμ F.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Schaltungsanordnung mit einer auf oder annähernd auf Kathodenpotential stabilisierten Ladungsspeicherungsaufnahmeröhre, enthaltend einen Elektronenstrahlerzeuger, einen Schirm mit einer Signalelektrode, und zwischen dem Elektronenstrahlerzeuger und dem Schirm eine Anode, die von elektromagnetischen Ablenkmitteln umgeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus zwei im Abstand voneinander befindlichen ringförmigen Teilen gebildet wird, wobei die elektromagnetischen Ablenkmittel nur den Anodenteil umgeben, der von der Sigrialelektrode abgewandt ist, und daß Mittel vorgesehen sind zur Haltung dieser Anodenteile auf im wesentlichen demselben Gleichstrompotential und ferner Mittel zur Haltung des der Signälelektrode benachbarten Anodenteils bezüglich der hohen Frequenzen auf Erdpotential, wodurch Spannungsschwankungen, die in dem ersten Anodenteil infolge der Betätigung der' Ablenkmittel induziert werden, im wesentlichen gehindert werden, den zweiten Anodenteil zu erreichen, so daß die Aufnahme von Störsigna- . len daraus durch die Signalelektrode wesentlich herabgesetzt wird.
2. Schaltungsanordnung mit einer Ladungsspeicherungsaufnahmeröhre nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß ein leitender Überzug auf der äußeren Wandung der Hülle der Röhre vorgesehen ist, der sich im wesentlichen . wie der Anodenteil erstreckt, der der Signalelektrode benachbart ist, so daß der Überzug damit eine Kapazität mit der Wandung der Hülle bildet, die als Dielektrikum wirkt.
3. Schaltungsanordnung mit einer Ladungsspeicherungsaufnahmeröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, um eine elekirische Verbindung mit dem Anodenteil, der von der Signalelektrode abgewendet ist, herzustellen, dafür ein Kontakt am Elektronenstrahlerzeugerende der Röhre herausgeführt ist, und um eine elektrische Verbindung mit dem An-

- odenteil, der der Signalelektrode zunächst liegt, herzustellen, ein Kontakt hierfür am Schirmende der Röhre herausgeführt ist.
4. Schaltungsanordnung mit einer Ladungsspeicherungsaufnahmeröhre nach Anspruch 3, go dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Kontakte der zwei Anodenteile miteinander durch eine leitende Verbindung, die im wesentlichen dem äußeren Umriß der Hülle folgt, verbunden sind, wobei die leitende Verbindung durch Mittel zur elektrostatischen Abschirmung abgedeckt ist.
5. Schaltungsanordnung mit einer Ladungsspeicherungsaufnahmeröhre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gitterelektrode, die sich quer durch die Röhre erstreckt, vorgesehen ist, wobei die Gitterelektrode in der Gegend des Anodenteils, der def.Signalelektrode zunächst liegt, angeordnet ist und wobei ferner die Gitterelektrode direkt mit dem Anodenteil verbunden ist oder mit Hilfe einer getrennten Verbindung mit einem Punkte, der auf demselben Potential liegt wie der zweite Anodenteil.

Angezogene Druckschriften:

»Telefunken-Hausmitteilungen«, 20. Jahrgang, Juli 1939, Heft 81, S. 51 bis 54;

Buch »Television« von Zworykin, 1940, S. 268, 305; ' "5

Buch »Einführung in die neue deutsche Fernsehtechnik« von Dillenburger, 1950, S. 146;

deutsche Patentschriften Nr. 742 002, 702 243, 742802, 896055;

französische Patentschrift Nr. 825 557.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen."