DE957675C - Elektronenstrahlröhre, bei der das Licht des Leuchtfleckes auf dem Fluoreszenzschirm einem photoelektrischen Element zugeführt wird - Google Patents
Elektronenstrahlröhre, bei der das Licht des Leuchtfleckes auf dem Fluoreszenzschirm einem photoelektrischen Element zugeführt wirdInfo
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K29/00—Pulse counters comprising multi-stable elements, e.g. for ternary scale, for decimal scale; Analogous frequency dividers
Landscapes
- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 21. FEBRUAR 1957
p 36802 VIII c12igD
ist als Erfinder genannt worden
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
mit einer Elektronenstrahlröhre, in der das Elektronenstrahlbündel
eine Anzahl stabiler Stellungen einnehmen kann.
Solche Vorrichtungen können z. B. als Wählerschalter
bei einem selbsttätigen Signalsystem, als Zählröhre bei einer elektrischen Rechenmaschine,
als Regelschaltung zur Erzeugung von in regelmäßigen ZeitiiitervaJlen auftretenden Spannungsimpulsen, als Regelvorrichtung für Servomechanismen,
zur Frequenzteilung oder -Vervielfachung verwendet werden.
Bei bekannten Vorrichtungen vorstehend erwähnter Art wird eine Elektronenstrahlröhre verwendet,
die mit zwei oder mehr Fangelektroden versehen ist, die derart gestaltet und in bezug auf
das Bündel angeordnet sind, daß in bestimmten Lagen des Bündels der Bündelstrom sich über zwei
Fangelektroden verteilt. Die Fangelektroden sind weiter derart mit dem die Elektronenstrahlröhre
umgebenden Ablenksystem gekoppelt, daß bei geringer Abweichung des Bündels aus der stabilen
Lage die dem Ablenksystem zugeführte Spannung oder der Strom einen solchen Wert annehmen, daß
das Bündel nach der stabilen Lage zurückgetrieben 25, wird.
Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, daß die Elektronenstrahlröhre mit besonders gestalteten
Fangelektroden versehen sein muß, so daß keine üblichen Elektronenstrahlröhren verwendbar
sind. Es ist auch praktisch nicht möglich, auf einfache Weise die Anzahl oder die Anordnung der
■ stabilen Lagen zu ändern, z. B. zur Änderung eines Kode bei einer Zählschaltung.
Es sind ebenfalls Vorrichtungen bekanntgeworden, die eine Elektronenstrahlröhre aufweisen und
wobei diese Röhre mit Mitteln zur Erzeugung eines Elektronenstrahlbündels versehen ist und wobei
weiterhin Mittel zum Verlegen des Aufprallpunktes des Elektronenstrahls auf einen fluoreszierenden
Auffangschirm vorgesehen sind. Hierbei wird das
ίο Licht des Leuchtfiecks auf den Fluoreszenzschirm
einem photoelektrischen Element zugeführt. Wenn das Licht das photoelektrische Element trifft, so
steuert dieses Element die Ablenkmittel der Kathodenstrahlröhre derart, daß der Elektronenstrahl
nach einer Stelle hin verstellt wird, wo das Licht des Leuchtflecks das photoelektrische Element
nicht mehr trifft. Es handelt sich hierbei um Vorrichtungen zur Strahlrückführung, während die
Erfindung im Gegensatz hierzu eine Vorrichtung
ao betrifft, bei der der Strahl in einer von einer Mehrzahl
möglicher Lagen selbsttätig festgehalten wird. Es handelt sich hier also um eine Strahlstabilisieroder
Festhalteeinrichtung.
Die Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlröhre, die mit Mitteln zur Bildung eines Elektronenstrahlbündels
und mit Mitteln zum Verlegen des Auftreffpunktes des Strahls auf einem fluoreszierenden
Auffangschirm versehen ist, wobei das Licht des Leuchtflecks auf dem Fluoreszenzschirm
einem photoelektrischen Element zugeführt wird, das elektrisch mit den Verlegungsmitteln des
Strahls gekoppelt ist.
Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen ist erfindungsgemäß die Ablenkspannung eine Funktion
der das photoelektrische Element treffenden Lichtmenge, und es ist wenigstens ein. optischer
Schirm vorhanden, der in einer Mehrzahl bestimmter Lagen des Strahles den Leuchtfleck
wenigstens teilweise gegen das photoelektrische Element abschirmt, und zwar derart, daß der Strahl
selbsttätig in diesenLagen festgehalten ist. Er kann also nur eine bestimmte Anzahl stabiler Lagen
einnehmen.
Vorzugsweise wird das photoelektrische Element über einen Verstärker mit den Verlegungsmitteln
des Bündels gekoppelt. Die Erfindung schafft weiter Mittel zur Verlegung des Bündels von einer
stabilen Lage nach einer anderen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der verschiedene Ausführungsbeispiele und Vorrichtungen gemäß der Erfindung
dargestellt sind. Angenommen wird, daß diese Vorrichtungen für Zählzwecke verwendet werden.
In Fig. 2 ist eine Abart der Vorrichtung nach Fig. ι dargestellt, bei der zwei Elektronenstrahlröhren verwendet werden, wobei die eine Röhre die eigentliche Zählröhre bildet, während die zweite Röhre zur optischen Anzeige der Bündellage der ersten Röhre dient.
In Fig. 2 ist eine Abart der Vorrichtung nach Fig. ι dargestellt, bei der zwei Elektronenstrahlröhren verwendet werden, wobei die eine Röhre die eigentliche Zählröhre bildet, während die zweite Röhre zur optischen Anzeige der Bündellage der ersten Röhre dient.
Die Fig. 3 und 4 stellen das Bild des Fangschirms bei einer solchen Anzeigeröhre dar.
Fig. 5 stellt eine weiter ausgearbeitete Schaltung dar.
Fig. ι stellt schematisch eine Elektronenstrahlröhre
ι dar, die mit einer Kathode 2, einem schematisch dargestellten Elektrodensystem 3 zur Erzeugung
eines Elektronenstrahlbündels 4 und einem aus zwei Ablenkplatten 5 und 6 bestehenden Ablenksystem
zur \^erlegung des Aufprallpunktes des Bündels über einen fluoreszierenden Auffangschirm
7 versehen ist.
Gegenüber dem Auffangschirm 7 ist eine Photozelle 9 angeordnet, deren Emissionsstrom von Licht
gesteuert wird, das vom Lichtfleck auf dem Fluoreszenzschirm kommt. Es ist ersichtlich, daß
das Licht nicht notwendigerweise direkt der Photozelle zugeführt werden muß, -sondern daß
auch flache oder gekrümmte Spiegel verwendbar sind, die das Licht auf die Photozelle richten, so
daß die Photozelle z.B. seitlich von der Elektronenstrahlröhre
angeordnet werden kann. Es kann auch erwünscht sein, zwischen dem Schirm 7 und der
Photozelle ein Linsensystem vorzusehen, das das Licht des Lichtflecks auf die Kathode der Photozelle
konzentriert.
Die Photozelle 9 ist über ein Koppelnetzwerk 10 mit dem Ablenksystem der Elektronenstrahlröhre
gekoppelt, so daß die Ablenkung des Elektronenstrahlbündels, wenigstens in der statischen, Lage,
durch die Lichtmenge bedingt ist, die von der Photozelle aufgefangen wird.
Zwischen dem Fluoreszenzschirm und der Photozelle ist eine Anzahl optischer Schinne 8.1, 8.2, 8.3
und 8.4 vorgesehen, die z. B. von einer mit Löchern oder Schlitzen versehenen Metallplatte oder von
an die Glaswand der Elektronenstrahlröhre geklebten Papierstreifen gebildet werden können.
Naturgemäß kann die Zahl der Schirme sowohl größer als auch kleiner als die hier angegebene Zahl
sein. Infolge des Vorhandenseins dieser Schirme ist die von der Photozelle empfangene Lichtmenge
eine Funktion der Lage des Elektronenstrahlbündels. Liegt der Lichtfleck zwischen zwei
Schirmen, so ist der Lichtstrom maximal, ist die Mitte des Lichtflecks jedoch hinter einem der
Schirme, so wird der Fleck ganz oder teilweise abgeschirmt, und der Photozelle wird nur eine geringe
Lichtmenge oder überhaupt kein Licht zugeführt.
Das Bündel kann eine Anzahl stabiler Lagen n0
einnehmen, wobei der Lichtfleck hinter einem der Fenster eines der optischen Schirme liegt, und zwar
in Abhängigkeit von dem Sinne, in dem die von der Photozelle erzeugte Steuerspannung dem Ablenksystem
zugeführt wird, am linken oder am rechten. Rand der Schirme. Entsprechen z. B. die
rechten Ränder stabilen Lagen des Bündels, so entsprechen die linken Ränder instabilen Bündellagen.
Bewegt sich der Lichtfleck aus einer stabilen Lage nach links, so wird der Lichtfleck mehr vom
Schirm abgeschirmt, und der Lichtstrom zur Photozelle und damit die Emission dieser Zelle
nimmt ab, und das Potential der Ablenkplatte 6 steigt an, wodurch der Bewegung des Bündels nach
links entgegengewirkt und das Bündel in die sta-
bile Lage zurückgetrieben wird. Erfährt das Bündel jedoch eine Abweichung nach rechts in bezug
auf eine stabile Lage, so steigert sich der Lichtstrom
und das Potential der Ablenkplatte 6 sinkt ab, so daß das Bündel auch in die stabile Lage
zurückgeführt wird.
Im allgemeinen ist die Änderung der Ablenkspannung etwas verzögert in bezug auf eine Änderung
des Liehtstroms infolge der stets vorhandenen,
ίο Eigenkapazitäten z. B. des Ablenksystems oder der
dem Koppelnetzwerk io zugeordneten Kondensatoren. Wird einer solchen Kapazität eine solche
Ladung erteilt, daß das Bündel eine Lage einnimmt, die nicht einer stabilen Lage entspricht, so
wird das Bündel sich nach der zunächst liegenden stabilen Lage bewegen. Liegt der Lichtfleck z. B.
zwischen dem linken Rand des Schirms 8.3 und dem linken Rand des Schirms 8.2, so Avanciert der
Lichtfleck zur stabilen Lage am rechten Rand des Schirms 8.2.
Diese Eigenschaft wird benutzt, um das Bündel von einer stabilen Lage nach einer anderen zu verlegen.
Wird das Bündel mittels eines Impulses, der einer der Ablenkplatten oder dem Koppelnetzwerk
10 zugeführt wird, außerhalb der »Anziehungssphäre« einer stabilen Lage geführt, so wird das
Bündel diese stabile Lage verlassen und sich in eine andere stabile Lage einstellen. Wenn Impulse
dem Netzwerk 10 oder den Ablenkplatten zugeführt werden, kann das Bündel auf diese Weise von
einer stabilen Lage nach der nächstfolgenden stabilen Lage verlegt werden, so daß nacheinander
alle stabilen Lagen eingenommen werden.
Wenn die Anfangslage des Bündels dem rechten Rand von 8.4 entspricht, wird vom ersten Impuls
das Bündel nach einer Lage zwischen dem linken Rand von 8.4 und dem linken Rand von 8.3 verlegt,
worauf das Bündel die stabile Einstellung am rechten Rande von 8.3 aufsucht. Die Größe des
Impulses ist also nicht besonders kritisch. Der nächstfolgende Impuls verlegt das Bündel zum
rechten: Rand von 8.2 und der dritte Impuls zum rechten Rand von 8.1.
Um das Bündel wieder in die Anfangslage zurückzuführen, kann eine nicht in der Zeichnung
dargestellte Photozelle verwendet werden, die an einer solchen Stelle gegenüber dem Fluoreszenzschirm
7 angeordnet ist, daß diese Zelle Licht vom Lichtfleck empfängt, wenn dieser bis jenseits des
linken Randes des letzten Schirms 8.1 verlegt wird. Mit der Photozelle kann eine an sich bekannte
Triiggerschaltuiig gekoppelt sein, die reagiert, sobald
die Photozelle zu emittieren anfängt und einen so starken negativen Impuls dem Ablenksystem
zuführt, daß das Bündel in die Anfangslage zurückgeführt wird. Dieser Impuls kann einer
zweiten, in ähnlicher Weise eingerichteten Zählvorrichtung zugeführt werden zum Verlegen des
Bündels in der zugehörigen Elektronenstrahlröhre von einer stabilen Lage nach einer folgenden, so
daß das zweite Bündel nur um eine Stufe verlegt wird, wenn das erste Bündel alle Stellungen durchsetzt
hat.
Es ist auch möglich zu bewirken, daß die Vorrichtung zurückzählt, indem Impulse entgegengesetzten
Vorzeichens dem Ablenksystem zugeführt werden.
Wenn die Photozelle 9 nicht genügend empfindlich ist, um unmittelbar die erforderliche Steuerspannung
für das Ablenksystem erzeugen zu können, muß dem Koppelnetzwerk 10 ein Verstärker
zugeordnet werden.
Es ist ersichtlich, daß anstatt des in Fig. 1 dargestellten
elektrostatischen Ablenksystems auch ein magnetisches System verwendbar ist.
Die Bündellage kann unter Zuhilfenahme einer zweiten Elektronenstrahlröhre kenntlich gemacht
werden. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt, bei der die zweite Elektronenstrahlröhre
mit 11 bezeichnet ist. Die Kathoden, Anoden und
Ablenkplatten der Röhren 1 und 11 sind parallel
zueinander geschaltet. Unter diesen Bedingungen nehmen die Bündel in den beiden Röhren entsprechende
Lagen ein. Die Oberfläche in der Anzeigeröhre 11 ist mit einer Rechteckverteilung von
der in Fig. 3 dargestellten Art derart versehen, daß der Lichtfleck in der Röhre 11 innerhalb eines bestimmten
Rechtecks liegt, wenn das Bündel in der anderen Röhre 1 eine bestimmte stabile Lage einnimmt.
'
Wenn, wie vorstehend angegeben wurde, zwei Zählvorrichtungen in Kaskade arbeiten, ist es möglich,
die Bündellagen in den zwei Elektronenstrahlröhren gleichzeitig unter Zuhilfenahme einer einzigen
Anzeigeröhre erkennbar zu machen. Zu diesem Zweck ist die Anzeigeröhre mit zwei Ablenksystemen
versehen, wodurch das Bündel in zwei zueinander senkrechten Richtungen abgelenkt werden
kann, und. diese Ablenksysteme werden je parallel zu den. Ablenksystemen der Elektronenstrahlröhre
der Zählvorrichtungen geschaltet.
Die Oberfläche der Anzeigeröhre 11 kann in
diesem Fall mit einer Rechteckverteilung versehen werden, wie diese in Fig. 4 dargestellt ist. Die
Lage im Lichtfleck zeigt an, daß die Zahl der zugeführten
Impulse 4+3 = 7 ist.
Fig. 5 stellt eine in ausführlicheren Einzelheiten angegebene. Schaltung der beschriebenen .Vorrichtung
dar, wobei die Photozelle 9 mit dem Ablenksystem der Elektronenstrahlröhre 1 durch einen
von zwei Röhren V1 und; V2 gebildeten Gleichstromverstärker
gekoppelt ist.
Die Anode der Photozelle 9 ist mit einer Anzapfung der Batterie Ba verbunden, während die
Kathode über den Widerstand R1 mit dem Minuspol dieser Batterie gekoppelt und weiter mit1 einer
Steuerelektrode 21 der Entladungsröhre V1 verbunden
ist. Die Kathode der Röhre V1 ist mit einer passend gewählten Anzapfung der Batterie Ba verbunden.
Die Anode 22 von V1 wird über den Widerstand R2 gespeist und ist mit einer Steuerelektrode
23 der zweiten Entladungsröhre V2 verbunden. Der
Anodenkreis von V2 enthält die Parallelschaltung
eines Widerstandes R1 und eines Kondensators C.
Die Ablenkplatte 6 der Elektronenstrahlröhre 1 ist mit der Anode der Röhre F, verbunden.
Wenn der Lichtfleck am Fluoreszenzschirm von V1 von einem der optischen Schirme 8 abgeschirmt
wird, ist die Photozelle 9 nicht leitend, und die Röhre V1 wird von einem verhältnismäßig
niedrigen Strom durchflossen, so daß über den Widerstand R2 nur eine geringe Spannung entwickelt
wird und die Röhre V2 stark leitet. Der Kondensator C lädt sich nun, wodurch das Potential
der Ablenkplatte 6 herabsinkt und das Bündel nach links verlegt wird.
Sobald der Lichtfleck den linken Rand des Schirmes erreicht, empfängt die Photozelle Licht und
wird leitend, wodurch das Potential der Steuerelektrode 21 von V1 ansteigt und der Anodenstroni
von V2 herabsinkt, so daß der Kondensator C sich
nicht weiter lädt. Der Lichtfleck kommt somit am linken Schirmrand zum Stillstand.
Ist das Bündel jedoch aus irgendeinem Grunde über die stabile Lage hinaus gewandert, so empfängt
die Photozelle mehr Licht, als der stabilen Lage entspricht, so daß Röhre V1 verhältnismäßig
mehr und die Röhre V2 verhältnismäßig weniger
leitend wird, der Kondensator C sich entlädt und die Bewegungsrichtung des Bündels sich umkehrt,
bis die stabile Lage erreicht wird.
Das Bündel kann von einer stabilen Lage nach einer folgenden Lage verlegt werden, indem dem
Punkt 26 ein Stromimpuls zugeführt wird, so daß die Ablenkspannung sich plötzlich ändert und das
Bündel nach einer Lage verlegt wird, die innerhalb der »Anziehungssphäre« der nächstfolgenden stabilen
Lage liegt. Ein solcher Stromimpuls kann sich z. B. ergeben, indem ein Spannungsimpuls
einer Steuerelektrode einer der Verstärkerröhren zugeführt wird.
Das Bündel kann in eine Anfangslage verlegt werden, indem der Kondensator C z. B. über Kontakt
vS" entladen oder auch indem dem Punkt 26 oder
einer Steuerelektrode der Röhren ein passend gewählter Impuls zugeführt wird.
Die Vorrichtung kann auf einfache Weise zur Anwendung als elektronischer Schalter geeignet
gemacht werden, z. B. als Wählerschalter in einem selbsttätigen Signalsystem, indem die Elektronenstrahlröhre
mit einem Zeilenfokus versehen wird und eine Anzahl von Hilfsphotozellen derart gegenüber
dem Fluoreszenzschirm angeordnet wird, daß eine Zelle nur Licht empfängt, wenn das Bündel
eine bestimmte stabile Lage einnimmt. Ein anderer Teil im Licht des Lichtflecks, z. B. das von
dem unteren Teil des Flecks kommende Licht, wird der Photozelle 9 zugeführt, um das Bündel auf die
vorstehend beschriebene Weise in der stabilen Lage festzulegen.
Der einer Hilfsphotozelle zugeführte Lichtstrom kann durch Änderung der Bündelstärke oder durch
Aufdrücken einer Modulationsspannung auf die Ablenkspannung des Bündels moduliert werden.
Claims (4)
1. Elektronenstrahlröhre, die mit Mitteln zur Bildung eines Elektronenstrahlbündels und mit
Mitteln zum Verlegen des Auftreffpunktes des Strahls auf einem fluoreszierenden Auffangschirm
versehen ist, wobei das Licht des Leuchtflecks auf den Fluoreszenzschirm einem photoelektrischen
Element zugeführt wird, das elektrisch mit den A^erlegungsmitteln des Strahls
gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspannung eine Funktion der das photoelektrische
Element treffenden Lichtmenge ist und wenigstens ein optischer Schirm vorhanden ist, der in einer Mehrzahl bestimmter Lagen
des Strahls den Leuchtfleck wenigstens teilweise gegen das photoelektrische Element abschirmt,
und zwar derart, daß der Strahl selbsttätig in diesen Lagen festgehalten ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch
die dem Ablenksystem zum Zweck der Verlegung des Bündels von einer stabilen Lage
nach einer anderen ein Impuls zugeführt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites photoelektrisches
Element derart gegenüber dem Fluoreszenzschirm angeordnet ist, daß dieses Element Licht empfängt, wenn der Lichtfleck
über eine äußerste Lage hinaus verlegt wird, und Mittel vorhanden sind, die darauf reagieren
und dem Ablenksystem oder dem zwisehen dem ersten photoelektrischen Element und dem Ablenksystem
eingeschalteten Koppelnetzwerk zum Zweck der Verlegung des Bündels nach einer bestimmten stabilen Lage einen Impuls zuführen.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Anzahl von Photozellen derart gegenüber dem Fluoreszenzschirm der Elektronenstrahlröhre
angeordnet ist, daß eine Photozelle nur Licht vom Lichtfleck empfängt, wenn das Bündel
eine bestimmte stabile Lage einnimmt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 843441;
britische Patentschrift Nr. 315362;
deutsche Patentschrift Nr. 540 923.
Französische Patentschrift Nr. 843441;
britische Patentschrift Nr. 315362;
deutsche Patentschrift Nr. 540 923.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 609 801
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE957675C true DE957675C (de) | 1957-01-17 |
Family
ID=582183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT957675D Expired DE957675C (de) | Elektronenstrahlröhre, bei der das Licht des Leuchtfleckes auf dem Fluoreszenzschirm einem photoelektrischen Element zugeführt wird |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE957675C (de) |
-
0
- DE DENDAT957675D patent/DE957675C/de not_active Expired
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