DE950561C - Anordnung mit einer Kathodenstrahlroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen mit Kathodenstrahlröhren, und zwar auf Farbwieideirgaberöhren, Kameiraröhren und andere Kathodenstrahlröhren, bei welchen ein aus mehreren Elektroden bestehender Schirm vorhanden ist, der eine oder mehrere aus parallelen Drähten bestehende Elektroden oder andere nicht steife Elektroden enthält, welche von den Elektronen durchsetzt werden.

Bei Kathodenstrahlröhren dieser Art besteht seit langem das Problem der Vibration der Elektrodendrähte, das z.B. bei Fairbwiedergaberöhren zu Farbfehlern und anderen Bildfehlern führen kann. Zuir Beseitigung dieser Farbfehler u. dgl. bei einem Schirm mit streifenfotrmigen Leuohtstofffbeilegungen verschiedener Farbe ist bereits eine Drahitelektrode aus parallelen Drähten bekannt, deren Abstand durch mehrere sehr dünne und rechtwinklig zu • den erwähnten Drähten veirilaufende Drähte gesichert wird. Diese dünnen Verstärkungsdrähte rufen aber selbst bei sehr geringer Dicke Schatten-Wirkungen in dem Schirmbild hervor. Gemäß einem anderen bekannten Vorschlag werden verhältnismäßig dicke verstärkende und zur Dämpfung der Drahtvibrationen dienende Drähte vorgesehen, zusammen mit einer Anzahl von Hilfseilektrodenlinsen, welche den Elektronenstrahl nach der Auf-

spaltung durch diese Verstärkungsdsrähte wieder ■vereinigen. Diese und andere. Vorschläge führen aber zu einem komplizierten und daher kostspieligen Elektircdeniauifbau.

Der Hauptzweck der Erfindung· besteht aber darin, die Drahtvibratienen in den erwähnten Kathodenstrahlröhren zu beseitigen und dadurch eineFarbfälschung, einen Bildkontrastverlust u.dgl. erheblich zu vermindern oder ganz zu vermeiden. ίο Gemäß der Erfindung ist dies auf sehr einfache und billige¹ Weise möglich.

Auf dem Gebiet der Farbwiedergaberöhren sind zwei Röihrentypen entwickelt worden, nämlich eine Naahbesahleunigungsröhre, d. h. eine Röhre mit einer nach der Ablenkung stattfindenden Beschleunigung, und später auch eine Röhre mit einer mach der Ablenkung stattfindenden Verzögerung. Bei der letaleren Type wird der Elektronenstrahl nach der Ablenkung und vor dem Auftreffen auf den Schirm

mo einer Verzögerung unterworfen. Eine derartige Röhre kann zwei Drahtnetze in einem Abstand von nur einem Biruchteil eines Zentimeters und mit einer Potentialdifferenz bis zu 5 kV enthalten. Diese beiden Elektroden liegen auf verhältnismäßig hohen

■35 Spannungen von etwa 15 bis 20 kV. Bei einer Änderung des Biildinfraltes ändert sich aiuch die Belastung der Spannungsquellen, so daß die Spannungen an den Elektroden schwanken. Bezüglich der Farbreinheit sind verhältnismäßig große Spannungs-

,30 Schwankungen nicht aillzu störend, sofern das Verhältnis der beiden Spannungen konstant bleibt. Mit Rücksicht auf eine Konstanz der Ablenkung ist es jedoch häufig erwünscht, die Spannungssohwankungen auf kleine Beträge, beispielsweise auf 0,5 °/o,

:35 zu begrenzen, und man hat daher vielfach entsprechende Spannungsregler verwendet. Bei Röhren der ersten Type bestehen ähnliche Verhältnisse für die Spannung zwischen dem Leuchtschirm und einer aus Drähten bestehenden Hilfselektrode, die von dem Elektronenstrahl vor dem Auftreffen auf den Schirm durchsetzt werden muß.

Es konnte festgestellt werden, daß die durch Belastungsändeirungen hervorgerufenen Spannungsschwankungen sich periodisch verändernde elektro- statische Kräfte zwischen den Elektroden von solcher Amplitude hervorrufen, daß mechanische Schwingungen der Drähte· selbst bei Benutzung einer verhältnismäßig guten Spannungsregelung auftreten. Es hat daher zunächst den Anschein, als wenn man zur Vermeidung solcher Spannungsschwankungen eine sehr viel bessere Spannungsregelung benutzen müsse, die jedoch bei den heute zur Verfügung stehlenden Hilfsmitteln sehr viel teurer wäre. Jedoch ist es nach der Erfindung gelungen, Vibrationen infolge von Spannungsschwankungen ohne Verwendung derartig genau arbeitender Spannungsregler unschädlich zu machen.

Die Erfindung betrifft somit eine Anordnung für Kathodenstrahlröhren, deren Schirm eine nicht steife Elektrode und eine zweite Elektrode enthält, welche beide mit bestimmten Spannungen betrieben werden und von denen wenigstens eine Spannungsschwiankungen erfährt, deren Frequenz mechanische Schwingungen der nicht steifen Elektrode .hervorruf an kann, und-zeichnet sich dadurch aus, daß an der anderen Schirmelektrode gleichsinnige. Spanuungsschwainkungen künstlich erzeugt werden.

Wenn man" beispielsweise annimmt, daß das vertikale Austastsignal aine Belastungisschwankung mit einer Grundwelle von 60 Hz und ihren Oberwellen an der Spannungsquelle für die eine Schirmelektrode hervorruft, so· wird gemäß der Erfindung eine Spannungsschwiankung von der gleichen Amplitude uhd Phase an der zweiten Schirmelektrode erzeugt, und es werden dadurch die Schwankungen der Differenzspannung zwischen den beiden Elektroden beseitigt oder stark vermindert und die elektrostatischen Kräfte zwischen den Elektroden stabilisiert.

Die Erfindung bezweckt somit ferner zur Vermeidung von Drahtvibrationen die Spannungsschwankungen einer Elektrode auf die andere zu übertragen.

Weiterhin sollen die an einer mit einer gegebenen Spannung betriebenen Elektrode auftretenden Spannungsschwankungen -auf eine benachbarte mit einer anderen Spannung betriebene Elektrode übertragen werden.

Ferner sollen an beiden Elektroden dieselben durch Belastungsänderungen hervorgerufenen. Wech seiströme auftreten.

Fig. ι veranschaulicht schematisch eine Dreifarbenwiedergaberöhre mit einer Nachverzögerung;

Fig. i.a zeigt die Spannungsverteilung in der Röhre nach Fig. 1;

Fig. 2 zeigt ein zur Erläuterung der Erfindung dienendes Frequenzspektrum;

Fig. 3 zeigt eine Auisführungsform der Erfindung in der Anwendung auf eine Röhre mit Nachverzögerung, beispielsweise auf die Röhre nach Fig. 1;

Fig. 4, 5 und 6 veranschaulichen, verschiedene zusätzliche Verbesserungen der Erfindung bei Nachverzögeriuingsröhren nach Art der Fig. 1;

Fig. 7 zeigt eine Dreifarbenwiedergaberöhre mit einer Nachbeschleunigung;

Fig. 7 a zeigt die Spannungsverteilung in der Röhre nach Fig. 7;

Fig. 8 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung bei einer Röhre nach Fig. 7 ;

Fig. 9 ist ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung;'

Fig. 10 veranschaulicht eine wiederum andere Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 11 und 11 a sind sahematiisohe Darstellungen weiterer Ausfüihrungsformen der Erfindung in der Anwendung auf eine andere Art von Wiedergaber Öhren.

In Fig. ι ist mit 10 eine Dreifarbenwiedergaberöhire mit Nachverzögerung bezeichnet. Innerhalb eines Kolbens 12 befinden sich drei Elektronenstrahlerzeuger 14, deren· Strahlen auf die roten, grünen und blauen Leuchtstoffbelegungen auf dem Schirm 16 von subelemenitairer Breite auf treffen. Mit R₁ G und B iist die Reihenfolge dieser Leuchtstoff belegungen auf dem Schirm 16 angedeutet. Die Elektronenstrahlen werden durch eine an eine ge-

eignete positive SpannungequeMe angeschlossene erste Anode 20 voirbeschleunigt und werden beispielsweise durch ein elektromagnetisches Ablenkjoch 22 in üblicher Weiise rastermäßig abgelenkt. S Mit einem Fokuisisierungsgitter 24 wird eine Fokussierung der Elektronenstrahlen auf dem Schirm erreicht. Bei einer Nachverzögerungsiröhre entsteht diese Fokussierung mittels eines elektrostatischen Feldes, welches in der sogenannten negativen Richtang wirkt, d. h. daß dais Fokussierungsgitter eine Zone geringerer Beschleunigung von einer Zone größerer Beschleunigung näher am Schirm trennt. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß bei einer sogenannten positiven Feldänderung, d. h. daß bei Elektronen, die aus einer Zone größerer Beschleunigung in eine Zone kleinerer Beschleunigung übertreten, eine Divergenz des'Strahls hervorgerufen wird. Ein aus Drähten bestehendes ■ Hilfsgitter 26 und der Schirm mit den Leuchtstoffbelegungen 16 schließen das Fokussierungsgitter 24 ein. DieDrähte des Hilf sgitters 26 verlaufen senkrecht zu denen des Fokussierungsgitters und daher senkrecht zuir-Richtang der Leuchtstoffstreifen R, G und B. Die Röhre 10 kann als eine Nachverzögerungsröhre betrieben werden, wobei ihre zweite Anode 28 und dus- Hilfsgitter 26 auf einer Spannung von beispielsweise 20 kV und das Fokussierungsgitter 24 auf derselben -Spannung wie der Leuchtschirm 16, nämlich auf 15 kV liegt. Eine wichtige Aufgabe des Hilf sgittere in einer Nachvarzögerungsröhre beisteht darin, eine Farbfälischung zu vermeiden, welche durch ein Zurückfallen von Sekundärelektronen, die durch den Elektromenisitrahl auf dem Schirm 16 frei gemacht werden, entstehen würde. Fig. ι a veranschaulicht den Spannungsverlauf in der Röhre 10.

Wie oben bereits bemerkt, ändert sich die Belastung der Hoehspanmingisquelle 30 in Fig. 1 in Abhängigkeit von dem wechselnden Strahlstrom, und diese Belaisitungsschwankungen rufen somit auch Spainnungsschwankungen hervor. Bei einer Abnahme der Belastung steigt daher die Klemmenspannung ' der Spannungsquelle. Bei Belastungsschwankungen durch, die Röhre 10, d. h. wenn deren Strahl von einer helleren Bildstelle auf eine dunklere übergeht oder während der Rücklauf zeiten ausgetastet wi.rd, ändert sich auch die Auisgangsspannung an den. beiden Klemmen der Spannungsquelle 30.

Wenn Spannungsregler, "die auf etwa ¹A⁰Zo regeln, in einer Nachverzögerungsröbre nach Fig. 1 verwendet werden, in der die Gitter 24 und 26 einen Abstand von etwa 3 mm odier weniger haben können und in der eine Potentialdifferenz von, 5 kV oder mehr besteht, so wurde gefunden, daß die durch den vertikalen Austastimpuls oder durch andere niedrige im Videosignal enthaltene Frequenzen hervorgerufenen SpannungsKchwankungen. in der Differenzspannung zwischen den Gittern 24 und 26 Weeihselkomponenten der vertikalen Abtastfrequenz und ihrer Harmoniischen von solcher Amplitude erzeugen, daß mechanische Vibrationen eines oder beider Gitter, auftreten, da gewisse Oberwellen mit den mechanischen Resonanzfrequenzen einiger Drähte in den beiden Gittern zusammenfallen.

Fig. 2 veranschaulicht ein Frequenzspektrum zwiischen 10 Hz und 4,5 MHz, welches zeigt, wie die Energieverteilung in einem -Videosignal hauptsächlich auf die Abtastfrequenzen und ihre¹ Harmo-.nischen konzentriert ist. Die Belastangisscbwankiungen und die entsprechenden SpannungsBchwankungen können bei allen diesen· Frequenzen auftreten. Jedoch haben die Frequenzen über etwa iokHz im allgemeinen eine vernachlässigbare Amplitude, da sie über'die Kapazität zwischen den Gittern 24 und 26 und durch die Kapazität in den Spannungsquellen kurzgeschlossen werden. Ferner sind diese hohen Frequenzen gewöhnlich viel höher als die mechanischen Resonanzfrequenzen der Drähte. Die Schwankungen der vertikalen Abtastfrequenz und ihrer Harmonischen liegen innerhalb des Bereichs der mechanischen Resonanzfrequenzen der meisten Gitterdrähte, der in Fig. 2 mit P₁^ angedeutet ist und haben auch, eine ausreichende Amplitude, um unerwünschte Vibrationen der Gitterdrähte hervorzurufen.

Wenn daher beispielsweise Schwankungen von Va % in der 20-kV-Spannung und sehr viel kleinere Schwankungen von beispielsweise V2o°/o in der 15-kV-Spiannung auftreten (die Belastung der 15-kV-Spannung ist nämlich kleiner), ,so' enthält die Differenzspannung zwischen den Gittern außer der gewünschten Gleichspannung von 5 kV noch eine Wechselkomporaente von 100 Volt minus 7,5 Volt oder von 92,5 Volt. Eine solche Spannutigssöbwankung ruft störende Vibrationen der Drähte hervor. Es ist vorgeschlagen worden, diese Vibrationen durch eine sehr viel bessere Spannungsregulierung zu beseitigen, die jedoch die Kosten zu stark erhöhen würde und in Heimempfängern unter Be-nutzung der üblichen Schaltelemente zu viel Platz beanspruchen würde.

Die Erfindung schlägt daher vor, die Drahtv/ibrationen dadurch auszuschalten, daß die Spannungsschwankungen an den Gittern niedrigerer Spannung bis auf den Betrag der Spiannungsschwankungen an dem Gitter höherer Spannung erhöht werden,, so· daß in der Differenzspannung die Schwankungen ganz verschwinden·. Obwohl dabei das Spannungsverhältnas an den beiden Gittern nicht mehr in der bisher üblichen Weise konstant gehalten wird, wird durch die geringe absichtliche gemäß der Erfindung eingeführite Änderung des· Spanniingisverhältniisses keine Farbfälischung hervorgerufen, wenn die beiden Spannungen sich gleichphasig ändern. Bei der bisher üblichen Betriebsweise wird somit V₂JV₁ konstant gehalten, um eine Farbfälschung zu vermeiden. -Für Spannungsänderungen von etwa 100 Volt oder weniger ist jedoch nach den Feststellungen des Erfinders zur Vermeidung von Drah-tvdbirationen eine konstante Differenz V₂ —V₁ vorzuziehen.

Die einfiachisite Ausfühnungsform der Erfindung ist in Eig. 3 dargestellt, in welcher eine Nachverzögeru-ngsTÖhre 10 mit einem dreiteiligen Schirm, bestehend aus dem Leuchtschirm 16, dem Fokussie-

rungsgiitter 24 und dem Hilfisgitter 26, dargestellt ist. Der Schirm 16 und das Fokussierungsgitter 24 liegen, an einer Spannungsquelle 30, welche 15 kV liefert, während das Gitter 26 und die zweite Anode 28 der Röhre an einer 20-kV-Klennme liegen. Wenn man eine Bei as tungis änderung von 60 Hz durch den vertikalem. Austastimpuls der Röhre 10 oder durch niedrige Frequenzen des Videosignals annimmt, so tritt an der 20-kV-Klemme eine Wechselspannungskomponente von 100 Volt von Spitze zu Spitze gemessen auf, d. h. eine um 92,5 Volt größere Spannung als an der 15-kV-Kletmme. Da diese Amplitude Drahtvi'brationen hervorrufen würde, ist in der Ausführungsform nach Fig. 3 ein großer Kondensator34 zwischen die 20-kV- und die 15-kV-Klemitne zur Ankopplung· der Spannungsschwankung vom Gitter 26 auf das Gitter 24 vorgesehen. Wenn der Kondensator 34 groß genug ist, d. h. beispielsweise 0,03 Mikrofarad beträgt, um die SpannungsBchwankungen ohne erhebliche Amplituden oder Phasenänderungen zu übertragen,, und wenn sein Scheinwiderstand klein gegenüber denjenigen der Spannungsquellen ist, so beseitigt er praktisch die Wecihiaelspanniungskomponente in der Differenzspannung zwischen den Gittern 24 und 26, so daß die Vibrationen verschwinden.

Die in Fig. 3 dargestellte, von. der bisherigen Übung ganz abweichende Schaltung stellt eine einfache, aber sehr wirksame Methode zur Ausschaltung der Vibrationen dar.

Fig. 4 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Erfindung in. der Anwendung auf Nachverzögerungsröhren und zeigt einen Schirm 16, ein Fokussierungsgiiitter 24 und ein Hilfsgitter 26, wobei das letztere aus einer Spannungsquelle 3o_a mit 20 kV gespeist wird. Die Spannungsquelle von 15 kV für das Gitter 24 und den. Schirm 16 besteht aus der puniktieirit umrandeten Spannungsquelle 30&, welche beispielsweise eine Gleichspannung von 15 kV enthalten kann, die durch Gleichrichtung der Rüoklaufspannungen erzeugt werden kann.

Diese Gleichspannung wird mittels der Kondensatoren 38 und 42 und des Widerstandes 40 gefiltert. Gewöhnlich wird der Ausgangskorndensator 42 eines Filters dieser Art so hoch gewählt, daß die Wechselbelasitung nur verschwindend kleine Spannungsischwankungen hervorruft. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung ist der Kondensator 42 viel kleiner und bewirkt somit eine viel geringere Ausregelung der niederfrequenten Belastungsschwankungen, so· daß die Spannung«Schwankungen des 15-kV-Giitters gleich denen des 20-kV-Gitters werden, obwohl das Gitter 24 viel weniger belastet wird als das Gitter 26. Der kleinere Kondensator 42 erzeugt somit Belasitungsschwankungen, die zu Spannungsschwankungen der 15-kV-Quelle von gleicher Größe wie in der 20-kV-Spannung und von gleicher Phase führen, da in einem kleineren Kondensator bei gleicher Ladung größere Spannungen auftreten als in einem größeren.

Die Verkleinerung des Kondensators 42 erhöht somit den inneren Widerstand der Quelle 3O₅, so daß das Produkt ihres Belastungsstromis und ihres inneren Widerstandes die Größe des entsprechenden Produktes der 20-kV-Quelle annimmt.

In der Auisführungsfcrm nach Fig. 5, welche wieder einen Schirm 16, ein Foikusisierungsgitter 24 und ein Hillfsgititer 26 enthält, wird die 20-kV-Spannung für das letztgenannte Gitter von der Quelle 3O₀ geliefert. Die Quelle 3O₆ für das Fokussierungsgitter 24 enthält eine geeignete Gleichspannung und eine im Nebenschluß liegende Regelröihre44 von an sich bekannter Art. Der Ableitwidenstand 46 überträgt die Belastungsschwankungen des Gitters 24, so daß an der Klemme 47 eine diesen Bdastungsschwankungen entsprechende Spannung auftritt. Bei den üblichen Reglern, dieser Art wird diese Spannung einem Gitter 44' der Regelröhre über ein Filter mit den. Nebenschluß kondensatoren 48 und -49 und einem Serienwiderstand 50 zugeführt. Nach der bisher üblichen Betriebsweise werden diese Kondensatoren so klein gemacht, daß sie nur die hohen Frequenzen,, welche unerwünschte Schwingungen hervorrufen, abschwächen. Gemäß der Erfindung sind diese Kondensatoren so groß, daß die 15-kV-Spannung hinsichtlich der niederfrequenten Schwankungen nur sehr wenig geregelt wird. Bei der Schaltung nach Fig. 5 können wie bei Fig. 4 die Kondensatoren in üblicher Weise berechnet werden, sobald die Eigenschäften der Spannungsquelle und der Regelröhre bekannt sind.

Die Anordnung nach Fig. 6 enthält einen Schirm 16, ein Fokussierungsgitter 24 und ein Hilfsgitter 26 einer Nachverzögerungsfarbwiedergaberöhre. Das Hilfsgitter 26 wird von einer Spannungsquelle 30_a mit 20 IcV gespeist. Belastungsschwankungen des Gitters- 26 rufen entsprechende Spannungs-.Schwankungen am Spannungsteiler 51 hervor, wenn der Spannungsteilerwiderstand groß gegenüber dem Kopplusngskondensator 51' ist. Die Spannungsquelie 3O₆ enthält einen Ableitwidersitand 52 und eine Regel röhre 54, ähnlich wie in Fig. 5. Statt die Röhre 54 nur mit einem Teil der am Widerstand 52 auftretenden Spannung zu steuern, ist ihre Kathode 54' über ein Filter 56 an einen Punkt des Spannungsteilers 51 der 20-kV-Quelle angeschlossen. Auf diese Weise werden die Schwankungen dieser letzteren Spannungsquelle auf die Regelröhre übertragen, so daß bei einer Abnahme der Belastung des Gitters 26 die Spannung am Widerstand 51 zunimmt und daher auch die positive Vorspannung der Kathode der Röhre 54 zunimmt. Diese Röhre führt dann weniger Strom, so daß die Spannung am Gitter 24 erhöht wird. Die verschiedenen Schaltelemente werden dabei so gewählt, daß Spannungsänderungen am Gitter 24 gleich groß und gleichphasig mit den Spannungsäiiderungen am Gitter 26 werden.

In Fig. S und 6 kann eine entsprechende Schaltung auch für den Fall getroffen werden, daß die Regelröhren in Serie statt im Nebenschluß liegen. Wenn die Röhre 54 in Fig. 6 in Serie geschaltet wird, muß die Spannung vom Spannungsteiler 51 ihrer Steuerelektrode statt ihrer Kathode zugeführt werden.

Die bisherige Beschreibung bezog sich auf Ausführungsformen mit einem dreiteiligen· Schirm einer Nachverzögerungsrähre. Die Erfindung· ist aber auch auf Nachbeschileunigungsröhren mit einem zweiteiligen Schirm, d. h. mit einem Fokussierungsgitte-r vor einem leuchtschirm anwendbar. Eine solche Röhre ist in Fig. 7 dargestellt, in welcher eine Dreifarbenwiedergaberöhre im ganzen mit 60 bezeichnet ist. Diese enthält drei Elektronenstr.ählerzeuger 62, eine erste Anode 64, die an eine positive Spannung angeschlossen ist, eine zweite Anode 66 in Form eines Wandibelags, einen Leuchtschirm 68 aus einer Vielzahl von Leucbtstoffstreifen von roter, grüner und blauer leuchtfarbe-und aus einem Fokussierungsgitter 70, dessen Drähte· parallel zu den Leuahtstoffstreifen verlaufen.

Die Nachbeschleunigungsröhre ist an sich bekannt und bedarf keiner eingehenden Beschreibung. Es sei lediglich erwähnt, daß die Elektronenstrahlen

ao auf dem Schirm 68 durch die elektrostatischen Linsen des Gitters 70 fokussiert werden. Die Potentialverteilung in der Röhre 60 entspricht der Fig. 7 a. Die Elektronen durchlaufen zwischen.dem kathodenseitigen Ende der Anode 66 und dem FokussierungisgiitJter 70 eine Zone mit konstantem Potential von 5 kV, da die Anode 66 und das Gitter 70 an die 5-kV-Klemme der Spannungsquelle 72 angeschlossen sind. Zwischen dem Gitter 70 und dem Schirm 68 steigt das Potential von 5 auf 20 kV an,.

SO' daß die Elektronen einer Sammellinsen wirkung unterliegen. Bei Änderungen des" Strahlstroms ändert sich .auch die Spannung der 20-kV-Quelle,~so daß wegen der unvollkommenen Regelung dieser Spannungsquelle eine Wechselkomponente' einer bestimmten Amplitude auftritt. Das Fokussierungsgitter 70 liegt nur auf einer Spannung von ¹A der Leuchtschirmspannung und führt einen kleinen Strom, so· daß die Spannungsschwankungen der 5-kV-Spannung sehr viel kleiner sind als der 20-kV-Spannung. Infolgedessen, treten in den beiden Spannungen, verschieden große Wechselkomponenten auf und daher auch Vibrationen¹ der Gitterdrähte. Wenn die Sekundäremission des Gitterdrähte 40 größer als 1 ist, ist der diesem Gitter zugeführte Strom negativ statt positiv,, und die Spannunigssahwankungen der 20-kV-Spannung haben daher die umgekehrte Polarität, so daß die Wechselkomponente der Differenzspannung sogar noch, größer wird und die Vibrationen sogar noch stärker werden.

Um verschieden große Wechselkompananten in den Elektrodenspannungen zu vermeiden, zeigt die Fig. 8, daß der Leuchtschirm 68 und das Fokussierungsgitter 70, an welchem Spannungen von 20 kV bzw. von 5 kV von der Spannungsquelle 72 geliefert werden,, über einen großen Kopplungskondensator 74. miteinander verbunden sind. Wie bei der Anordnung nach Fig. -3 muß der Kondensator 75 groß genug sein, um die Wechselkomponente der Span-So nung des Schirmes 68 auf das Gitter 70 ohne merklichen Amplitudenverlust oder merkliche Phasendrehung zu übertragen. Im allgemeinen läßt sich sagen, daß die Übertragung der Wechselkomponente am Leuchtschirm auf das Fokuissierungsgiitter sowohl nach Amplitude wie nach Phase um' so besser gelingt, je größer der Kondensator 74 ist. Seine Kapazität muß so groß sein, daß sein Blindwiderstand weit unter dem inneren Widerstand der Spannungsquelle liegt. Durch diese Übertragung der Spannungsschwankungen vom Leuchtschirm 68 auf das Gitter 70 wenden die Wechselkomponeniten in der Differenzspannung and somit dieDrahtvibrationen vermieden.

Eine andere in Fig. 9 dargestellte' Ausführungsform enthält eine Nacfobeschleunigungsröhre mit einem Leuchtschirm 68 und einem Fokussierungs-. gitter 70. Die Ieuditschirmelektrode dieses'zweiteiligen Schirmes wird mit einer Spannung von 20 kV aus einem Stromversorgungsgerät >]2._α gespeist. Die. Spannung für das Eokussierungsgitter 70 wird von einer 5-kV-Quelie 72_& geliefert. In dieser befindet sich ein Ableitwiderstand 76 und eine Regelröhre 78, deren Steuerelektrode an einer Anzapfung des Widerstandes jß liegt. Um die Vibrationen der Gitterdrähte 70 zu vermeiden, enthält die Schaltung nach Fig. 9 einen Kondensator 80 und einen Spannungsteiler 82 zur Ankopplung der Kathode 78' der Röhre 78 an die Wechselkomponente am Schirm. 68. Wenn man somit beispielsweise annimmt, daß die Belastung am Schirm 68 go entsprechend dem vertikalen Austastimpuls und den Niederfrequenzkomponenten des Bildsignals, schwankt, treten entsprechende Schwankungen in der 20-kV-Spannung auf. Wenn man ferner annimmt, daß beispielsweise im Austastintervall die 95 , Belastung am Schirm 68 sinkt, so siteigt die Ausgangsspannung der Quelle 72_a. Dieser Spannungsanstieg wird auf die - Kathode 78' der Röhre 78 übertragen· und vermindert den Stromdurchgang durch diese Röhre, so daß auch die Belastung der 5-kV-Spannung sinkt und die Spannung, am Gitter 70 ansteigt, wobei der Abgreifpunkt am Spannungsteiler 82 so eingestellt wird, daß die Wechselspannung zwischen Gitter 70 und Schirm 68 annähernd oder ganz verschwindet.

Die Fig. 10 zeigt eine Auisführiungsform der Erfindung für ein© Nächverzögerungsrähre 10 mit einem Leuchtschirm 16, einem Fokuisisierungsgitter 24 und einem Hilfsgitter 26 sowie einer üblichen zweiten Anode 28, ersten Anode 20 und mit den Strahlerzeugern 14. Der Leuchtschirm 1.6 und das FokuBsierungsgiitter 24 werden von der Spannungs-, quelle 30 mit eimer Spannung von 15 kV gespeist, während am Gitter 26 und an der Anode 28 eine Spannung von 20 kV liegt, Da gemäß der Erfindung die Spannung an jeder-Elektrode mit der Belastung gleich stark schwanken soll, enthält die· Fig. 10 noch Einrichtungen zur Feststellung der Belastungsscfowankungen und zur Ankopplung derselben an die 15-kV-Klemme, an, der ja geringere Spannungsschwankungen als an der 20-kV-Klemme auftreten. Zu diesem Zweck sind die Elektronenstrahlerzeuger 14 an eine geeignete Vorspannungsquelle, nämlich an den Widerstand 90 zwischen Erde und einer positiven Spannung angeschlossen^ so daß der Belastungsstrom d'er Röhre am Punkt9"x'

vorhanden ist. Der Beliastungsstrom fließt über den Teil des Widerstandes 90 zwischen dem Anzapfpunkt 91' und Erde, so daß ein von der Belastung· abhängiger Spannungsabfall an diesem Teil des Widerstandes auftritt. Wenn auch die Wechselkomponente dieser Spannung größtenteils über den Kondensator 96 abgeleitet wind, so ist doch ein kleiner Teil der Niederfrequenzkomponenten noch vorhanden. Diese Spannung wird dem Verstärker 92 zugeführt, dessen Ausgangsseite über den Kondensator 94 am Gitter 24 liegt. Der Widerstand 97 verhindert einen Kurzschluß des über den Kondensator 94 übertragenen Signals durch die .Spannungsquelle. Durch geeignete Justierung der Ver-Stärkung des Verstärkers 92 kann die Amplitude der Spannungsschwankung am Gitter 24 gleich derjenigen am Gitter 26 gemacht werden. Die Spannungsschwankungen an den beiden Klemmen für die Spannungszuführungen an die Gitter können also· gleich groß gemacht werden.

Die Erfindung läßt sich außer auf Nachverzögerungsröhren und Naehibeschleunigungsröbren der eingangs genannten Art auch noch auf solche Röhren anwenden, in denen farbige Fernsehbilder mittels- eines einzigen Strahls und eines Mehrfarben-Streifens chi rmes durch Umschaltung des Strahls auf die verschiedenen Farbstreifen erzeugt werden. Im allgemeinen wird diese Einschaltung des Strahls für die verschiedenen Farbstreifen durch Strahlablenkelektroden, z. B. durch zwei parallele Drahtgitter in derselben Ebene und im Wege des Elektronenstrahls bewerkstelligt. Zwischen den beiden Systemen von parallelen Drähten liegt eine Umschaltspannung. Wenn der Strahl auf den einen Farbstreifen auffallen: soll, liegt an beiden Draihtsystemen dasselbe Potential, während, wenn der Strahl die Streifen der zweiten Leuchtfarbe treffen soll, das eine Strahlsystem positiver gemacht wird als das andere und der Strahl dadurch nach dem positiveren System hin. abgelenkt wird.

Fig. 11 zeigt die wichtigsten Bestandteile einer solchen Röhre für Farbumschaltung, und zwar für eine Nachbeschleunigung, und enthält einen Leuchtschirm 100 mit einer Vielzahl von Leuchtstoffes streifen mit in der Vertikalrichtung in der Reihenfolge Roit-Grün-Rot-Blau-Rot aufeinanderfolgenden Leuchtstoffstreifen. Der Leuchtschirm 100 ist an eine Quelle 102 von 20 kV angeschlossen. Die Umschaltgitter sind mit 104 und 106 bezeichnet und können an einer Spannungsquelle von einer mittleren Spannung von 5 kV als Nachverzögerungsspannung liegen.. Eine geeignete Schaltspannungsquelle 110 legt an die Gitter 104 und 106 entgegengesetzte Phasen einer sinusförmigen oder rechteckförmigen Spannung über den Transformator 112, dessen Sekundärwicklung· eine geerdete Mittelanzapfung besitzt. Somit kann ein Elektronenstrahl vor dem Schirm durch verschiedene Spannungen zwischen den Gittern 104 und 106 zwischen den roten, den grünen und den blauen Leuchtstoff-Streifen umgeschaltet werden. Es sei jedoch bemerkt, daß die von Bei astungs änderungen hervorgerufenen Spannungsschwankungen der Spannungsquelle 102 im allgemeinen viel großer sind als die entsprechenden Schwankungen der 5-kV-Spannung. Da für den ordnungsgemäßen Betrieb dieser Röhre die zwei Gitter enitsprechend der Umschaltspannung der SpannungsqueJle 110 verschiedene Spannungen annehmen müssen, können sie nicht gleichzeitig an den Leuchtschirm 100 wie bei Röhren ohne eine solche Farbumschaltung angekoppelt werden. Man kann die Vibrationen der Gitterdrähte trotz dieser Schwierigkeit auf folgende Weise beseitigen. Da die Gitter 104 und 106 mit einer Umschaltspannung von 15 000 Hz oder höher gespeist werden, muß man diese Umscbaltspannung von 15 000 Hz von der niedrigen Frequenz (60 Hz und einige ihrer Oberwellen), welche Gittervibrationen hervor rufen, trennen. Die Gitter 104 und 106 können an die 5-kV-Ouelle 108 über frequenzabhängige Widerstände 114 und 116 angeschlossen werden, die Induktivitäten oder Tiefpaßfilter sein, können. Der Blindwiderstand jeder Induktivität ist direkt proportional der Frequenz, so daß die Blindwiderstände 114 und 116 für die 15 ooo-Hz-Spannung verhältnismäßig hoch sind, aber für die Frequenzen, welche Drahitvibrationen hervorrufen, verhältnismäßig niedrig. Vermöge der Blindwiderstände 114 und 116 können daher die Sahaltspannungen den Gittern zugeleitet werden, und gleichzeitig können go an den Gittern Spannungsschwankungen, die in Größe und Phase denjenigen der 20-kV-Spannung entsprechen:, hervorgerufen: werden. Diese letzteren Spannungsschwankungen werden durch den Kondensator 118 übertragen,, der, wie in Fig. 3 und 8, genügend groß sein muß, um die Spannungsschwankungen vom Schirm 100 auf die beiden Gitter ohne wesentliche Änderung in Amplitude oder Phase zu übertragen.

Eine Vereinf achung der Anordnung nach Fig. 11 ist in Fig. 11 a dargestellt. Dort sind die Induktivitäten 114 und 116 fortgelassen, und die 5-kV-Spannung für die Gitter ist an die Mittelanzapfung ii2_a des Transformators 112 angeschlossen. Da die beiden Hälften der Sekundärwicklung praktisch reine Induktivitäten sind, ändern sich ihre Blindwiderstände mit der Frequenz und stellen einen verhältnismäßig hohen Blindwiderstand für die 15 ooo-Hz-Spannung dar und einen verhältnis·=· mäßig niedrigen Blindwiderstand für die Frequenzen der- Gittervibrationen. Ferner fließen die Umladungisiströme dieser niedrigen Frequenzen durch die Sekundärwicklung des Transformators in entgegengesetzten Richtungen, so> daß ihre Magnetisierungswirkungen auf den Transformatorkern· sich gegenseitig aufheben. Der Kondensator 118 überträgt daher die Spannungsschwankungen, am Schirm 100 auf die Gitter 104 und 106, so daß die Wechselkomponente in der Differenzspannung verschwindet. iao

Bei den, Ausführangsformen nach Fig. 11 und na werden also die Gitter 104 und 106 gemeinsam kapazitiv an den Leuchtschirm im Bereich' der Gittervibrationsfrequenzen angekoppelt, ohne daß die kapazitive Belastung für die Spannungsquelle erheblich steigt, da frequenzabhängige Blind-

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widerstände zwischen den Gittern und dem großen Kondensator 118 liegen.

Aus Fig. ι bis Ii a ergibt sich somit, daß gemäß der Erfindung die Gittervibrationen in einer Kathc-denstrahköhre in ganz anderer und viel einia-.-Wer Weise als bisher beseitigt werden können. Di-³JS gelingt bei manchen der beschriebenen Ausführung'sformen durch Ankopplung der von Belastungsschwankungen hervorgerufenen Spannungs-

ίο Schwankungen von der Elektrode höherer Spannung an die Gitterelektrode tieferer Spannung, d. h. dadurch, daß an der Elektrode tieferer Spannung dieselben Spannungsschwankungen erzeugt werden wie an der ersterwähnten Elektrode.

Die Vorteile der Erfindung sind folgende-: Während die Ausbildung eines Netzanschlufigeräias mit einer besseren, Regelung, d. h. mit einem geringen, inneren Widerstand notwendig seine Kosten erhöht, 'kann man bei einer Ausbildung mit weniger güter

so Spannungsregelung, d. h. mit e^nem höheren inneren Widerstand die Kosten senken, da kleinere Schaltelemente verwendet werden können. Ein* naheliegender Weg, die SpanHungsschwankungen infolge von Belastungsanderungen und damit- die

Gittervibrationen zu. vermeiden, würde darin bestehen, die Spannungsregelung· in der stärker schwankenden Spannungsquelle zu verbessern, d. h. ihren inneren Widerstand zu verkleinern. Dies würde jedoch die Kosten der Spannungsquelle er-

höhen. Gemäß der Erfindung kann jedoch die weniger stark schwankende Spannung weniger geregelt wenden, und es können daher im ganzen die Kosten für die Stromversorgungsquellen gesenkt werden. Es ist beispielsweise wirtschaftlich nicht möglich,

eine Spannungsquelle von 15 kV und eine Spannungsquelle für 20 kV für einen Heimfarbenempfänger so zu bemessen, daß die Spannungsscbwankungen in keiner der beiden Spannungsquellen ■ 20 Volt übersteigen. Es ist jedoch nicht annähernd so. teuer, eine Spannungsquelle für 20kV zu schaffen., welche um 100 Volt schwankt und eine Spannungsquelle für 15 kV, welche um 90 Volt schwankt. Bei derartigen Spannungsquellen treten keine Gittervibrationen auf, da die Spannungsdifrerenz nur 10 Volt beträgt, wobei keine Vibrationen erregt werden. Daher sind unter gleichen Spannungsschwankungen im Sinne der vorliegenden Beschreibung auch Fälle zu verstehen, in denen die Spannungsdifferenzen so gering sind, daß keine

merklichen Gittervibrationen durch die sich ändernden elektrostatischen Kräfte hervorgerufen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Anordnung mit Kathodenstrahlröhre, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Katho^- €0 denstrahlen beaufschlagte Schirm eine nicht steife und eine weitere Elektrode auf verschiedenen Spannungen enthält und wenigstens an einer dieser Elektroden Spannungsschwankungen auftreten, deren Frequenz mechanische Schwingungen der nicht steifen Elektrode hervorrufen kann und daß an der anderen Schirmelektrode gleichsinnige Spannungsschiwankungen künstlich erzeugt werden.

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an. der Elektrode miit kleine- ren Spannungsschwankungen zusätzliche Spannungsschwankungen hervorgerufen werden.

   3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden mit Spannungsquellen verbunden sind und an der Spannlingsquelle der Elektrode von_ kleineren oder verschwindenden Spannungsschwankungen künstlich Spannungsschwankungen bei Belastikngsänderungen hervorgerufen werden.

   4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an je eine Elektrode eine Spannungsquelle angeschlossen ist und daß die-Spannungssohwankungen der Elektrode höherer Spannung auf die Elektrode niedrigerer Spannung übertragen werden.

   5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch, gekennzeichnet, daß der innere Widerstand der Quelle der tieferen Spannung und dadurch die Amplitude ihrer von Belastunigsänderungen abhängigen Spannungsschwankung erhöht wird.

   6. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kopplungsmittel zwischen den Elektroden zur "Übertragung der an der einen Elektrode auftretenden Spannungsscbwankungen auf die andere vorbanden sind.

   7. Anordnung mach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmittel aus einem Kondensator zwischen den Elektroden bestehen (Fig. 3).

   8. Anordnung nach einem der vonstehenden ■Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungssehwankungen von der einen Elektrode auf die andere ohne erhebliche Amplituden- oder Phasenänderung, übertragen werden.

   9. Anordnung nach Anspruch. 5, bei der mit der Quelle der niedrigeren Spannung ein Kondensator· parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser so klein ist, daß die Ausgangsspannung mit Belastungsänderungen schwankt (Fig. 4).

   10. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle der niedrigeren Spannung eine Spannungsreglerröhre und einen Spannungsteiler enthält, daß eine Kopplungseinrichtung zwischen einem Punkt des. Spannungsteiilers und einem Steuergitter der Regelröhre zur Übertragung einer Spannung von dem Spannungsteiler auf die Regelröhre vorhanden ist, welche die Stromdurchlässigkeit der Regelröhre zur Kompensation von Änderungen ihrer mittleren Belastung beeinflußt und damit die mittlere Spannung der niedrigeren Spannungsquellen regelt und daß die Kupplungsmittel so beschaffen sind, daß die Schwankungen des Stromes der Regelröhre bei Belastungsänderun-

   gen abgeschwächt werden und daher die Regelung der Ausgangs spannung vermindert wird (Fig. S).

   ii. Anordnung nach Anspruch ιό, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel aus einem Filter bestehen, das so ausgebildet ist, daß der Abisohwächunigsbereich des Filters mit dem Frequenzbereich der mechanischen Vibrationen zusammenfällt.

   ίο 12. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle der niedrigeren Spannung eine Spannungsregelröhre zur Konstanthaltung ihrer mittleren Ausgangs spannung bei Belastungsänderungen· besitzt und daß die Spannungsschwankungen von der Quelle höherer Spannung auf die Regelröhre so übertragen werden, daß die niedrigere Spannung etwa gleich stark und phasengleich mit der höheren Spannung schwankt (Fig. 6).

   ao 13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch

   ■giekennzeichnet, daß ein Filter zur Übertragung der Spannungsschwankungen von der höheren Spannung auf die Regelröhre vorhanden ist und daß der Durchlaßbereich des Filters mit dem Frequenzbereich der mechanischen Vibrationen übereinstimmt (Fig. 6).

   14. Anordnung nach Anspruch 3, bei der die nioht steife Elektrode aus zwei Drahtsystemen besteht, mit denen ein Elektronenstrahl in einer von einer Umsohaltspannung abhängigen Richtung abgelenkt werden kann, indem' die Umsohaltspannung die Polarität des einen Systems gegenüber dem anderen' verändert und die Drähte in einer zur zweiten Elektrode parallelen Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Umschaltspannung hoch gegenüber der Frequenz der Belastungsschwankungen ist, daß frequenzabhängige Mittel in der Verbindungsleitung der beiden Systeme liegen und einen verhältnismäßig hohen Scheinwider- 40-stand für die hochfrequente Umsohaltspannung und einen verhältnismäßig niedrigen Scheinwiderstand für die Spannungssahwankungen infolge Belastungsänderungen besitzen und daß die Spannungsschwankungen über die frequenzabhängigen Mittel auf die Drähte übertragen werden (Fig. 11).

   15. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Verstärkers die Spannungsschwankungen infolge Belastungsänderungen der' Spannungsquelle verstärkt werden und daß die Ausgangsseite des Verstärkers an die Elektrode mit kleinerer oder verschwindender Spannungssohwankung zur Steuerung ihrer Spannung angeschlossen ist (Fig". 10).

   16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an der Elektrode mit kleinerer oder verschwindender Span-Bungssc!'wankung abhängig vom Strahlstrom geändert und ^er Verstärker eingangsseitig an den Elektronenstrahlerzeuger angeschlossen ist (Fig. 10).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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