DE969769C

DE969769C - Elektronenstrahlschaltroehre, vorzugsweise fuer Codierungszwecke

Info

Publication number: DE969769C
Application number: DES31527A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Habil Hermann Hinderer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-12-17
Filing date: 1952-12-17
Publication date: 1958-07-17

Description

AUSGEGEBEN AM 17. JULI 1958

S 31527 VIIIc12ig

Bekanntlich läßt sich ein Elektronenstrahl in einer Elektronenstrahlröhre nicht beliebig scharf bündeln; bei höheren Stromstärken treten vielmehr innerhalb des Strahles gegenseitige Abstoßungen der Elektronen auf, durch die der Elektronenstrahlquerschnitt vergrößert wird. Bei Schaltröhren ist jedoch vielfach für ein genaues Einsetzen des Schaltvorganges eine sehr scharfe Begrenzung des Elektronenstrahles erforderlich. Von besonders großer Bedeutung wird diese Forderung nach einem scharf gebündelten Elektronenstrahl beispielsweise bei einer bereits vorgeschlagenen Einrichtung zum Codieren elektrischer Signale. Bei dieser Anordnung ist eine größere Anzahl äquidistanter und unter sich kongruenter Auffangelektroden vorgesehen, die durch einen in bestimmter Weise gesteuerten Elektronenstrahl nacheinander abgetastet werden. Hierbei ist es wichtig, daß der Elektronenstrahl die einzelnen Auffangelektroden in einer ganz bestimmten Zeitfolge nacheinander trifft. Die einzelnen Zeitpunkte, zu denen der Elektronenstrahl nacheinander voll auf die Auffangelektroden trifft bzw. voll durch die Zwischenräume zwischen den Elektroden hindurchtritt, können nur dann scharf definiert sein, wenn der über die Auffangelektroden hinweglaufende Elektronenbildfleck des Steuerstrahles scharf begrenzt und im Durchmesser kleiner als die Elektrodenabmessungen bzw. deren

809 571/12

gegenseitige Abstände ist. Aus Raumgründen können die Elektroden und deren Abstände nicht beliebig groß gewählt werden, und aus Energiegründen kann der Elektronenstrahl nicht beliebig scharf gemacht werden.

Durch die deutsche Patentschrift 814920 ist bereits ein Elektronenrelais bekanntgeworden, bei dem wenigstens zwei Schaltbahnen parallel geschaltet sind, wobei die Hilfskathode der Schaltbahnen und auch die Anoden galvanisch miteinander verbunden sind.,

Weiter ist durch die deutsche Patentschrift 824 523 eine Elektronenröhre mit Anodenstromsteuerung durch Ausblenden eines Elektronenstrahls bekanntgeworden, bei der der Elektronenstrahl in mehrere, durch verschiedene Steuerspannungen selbständig bewegliche Teilfächer unterteilt ist.

Die Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlröhre, insbesondere für Codierungszwecke, mit mehreren räumlich getrennten Elektronenbahnen für gleiche Schaltvorgänge, die parallel geschaltete Stromkreise bilden, bei der erfindungsgemäß die Elektronenstrahlen derartig im Raum verteilt sind, daß sie ein schachbrettförmiges Elektronenbild vor einer kongruenten schachbrettförmigen Rasterelektrode erzeugen, wobei die Auslenkrichtung der Elektronenstrahlen derart orientiert ist, daß das Elektronenbild beim Abtasten periodisch mit dem Raster der Elektrode zur Deckung kommt.

Gemäß einer besonderen Ausbildung werden in einer an sich bereits vorgeschlagenen Anordnung für periodisch aufeinanderfolgende Speicher- und' oder Schaltvorgänge, welche mehrere äquidistante Auffangelektroden aufweist, verschiedene gleich abständige Elektronenstrahlen derart erzeugt, daß die Elektronenstrahlen beim Abtasten der Elektroden abwechselnd sämtlich die Elektroden treffen oder sämtlich durch deren Zwischenräume treten. Hierbei sind die Elektronenstrahlen vorzugsweise fächerartig in der Auslenkebene der Strahlen angeordnet, während die Auffangelektroden miteinander eine parallel zur Auslenkrichtung verlaufende gerade Linie bilden.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der beschriebenen Anordnung beispielsweise dargestellt. In Fig. ι ist der Querschnitt einer Elektronenstrahlschaltröhre dargestellt, die zum Codieren elektrischer Signale dient. 1 bedeutet eine als Rasterblende ausgebildete erste Auffangelektrode, deren einzelne Rasterelektroden untereinander kurzgeschlossen sind. Hinter dieser Elektrodenanordnung befindet sich eine zweite, gleichzeitig die Anode bildende Auffangelektrode 2. Die einzelnen Rasterstege der Elektrode 1 sind unter sich kongruent, insbesondere rechteckige Streifen, zwischen denen sich Lücken befinden, die sowohl untereinander als auch den Rasterstegen kongruent sind Es werden von einer gemeinsamen Kathode mehrere Elektronenstrahlenbündel 3 erzeugt. Dies geschieht mittels einer Rasterblende 4, die vor der Kathode 5 angeordnet ist und den Wehnelt-Zylinder 6 abschließt. 7 bedeutet die Hilfsanode. Mittels einer Elektronenlinse 8 werden die Elektronenstrahlen derart gebündelt, daß in der Ebene der Blende 1 ein solches elektronenoptisches Bild der Blende 4 entsteht,- welches bei der Auslenkung der Elektronenstrählen 3 mittels des Ablenkplattenpaares 9 abwechselnd mit den Stegen und den Öffnungen der Blende 1 zur Deckung kommt. Die Anzahl der Stege der Blende 1 ist im Beispielsfalle gleich der Summe der Anzahl der Stege der Blende 4 und der Anzahl der gewünsch+en Schaltbzw. Abtaststufen, so daß auch bei verhältnismäßig starker Auslenkung der Elektronenstrahlen stets sämtliche Strahlen gleichzeitig auf die Raster- /5 blende 1 treffen.

Die schalttechnische Wirkungsweise der Anord nung ist an sich bereits vorgeschlagen und für den Erfindungsgegenstand selbst nicht wesentlich. Es braucht daher nur angedeutet zu werden, daß durch eine geeignete Steuerung der Elektronenstrahlen mittels des Ablenkplattenpaares 9, in Abhängigkeit von einer zu codierenden Amplitude, auf der Auffangelektrode 2 S teuer spannungen erzeugt werden, die in bereits vorgeschlagener Weise mit dem Ablenkplattenpaar 9 rückgekoppelt sind.

Der besondere Vorteil der beschriebenen Ausbildung des Elektronenstrahlbündels besteht darin, daß durch den flächenhaften Querschnitt ein starker Strahlstrom erreicht werden kann, ohne daß dabei _go die Stromdichte eine für die Abbildungsqualität zulässige Grenze überschreitet. Mit der schachbrettartigen Unterteilung wird die Hälfte dei größtmöglichen Fläche, nämlich des nicht unterteilten Quadrats, ausgenutzt, gleichzeitig aber die erforderliche Ablenkspannung für einen Wechsel des Stromes zur Auffanganode herabgesetzt.

Zur Erzeugung eines schachbrettförmigen Elektronenbildes nach Fig. 2 "ist gemäß Fig. 3 noch eine zusätzliche Rasterblende 10 vorgesehen, die aus zu den Stegen der Blende senkrecht, verlaufenden Stegen besteht. Das schachbrettartige Elektronenbild ermöglicht in derselben Weise wie ein Elektronenstrahl mit punktförmigem Auftreffpunkt eine zweiparametrige Ablesung, die in beiden Richtungen völlig gleichwertig ausgebildet werden kann.

Die für die praktische Verwirklichung dieser Anordnung sich ergebende Aufgabe, Elektronenbild und Auffängerblendenanordnung genau miteinander zur Deckung, zu bringen, kann auf verschie- no dene Weise gelöst werden. So kann beispielsweise eine räumlich justierbare Kombination von vorzugsweise zwei magnetischen Linsen mit veränderlichen Brennweiten und entgegengesetzt gerichteten Feldern dafür, vorgesehen sein.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß man die Rasteröffnungen mit dem Elektronenbild dadurch genau zur Deckung bringt, daß man unter Anwendung einer über die normale Betriebsspannung hinaus erhöhten Spannung die Elektronen des Bildes selbst dazu benutzt, um in eine, auf einem geeigneten Träger (Netz usw.) befindliche Folie die Rasteröffnungen einzuschmelzen- Wenn sowohl bei diesem Einbrennvorgang als auch im Betrieb magnetische Felder einschließlich Erdfeld und sonstige Störquellen sorgfältig abgeschirmt werden,

kommen. Elektronenbild und Rasteröffnung mit hoher Präzision zur Deckung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

I. Elektronenstrahlschaltröhre, insbesondere für Codierungszwecke, mit mehreren, räumlich getrennten Elektronenbahnen für gleiche Schaltvorgänge, die parallel geschaltete Stromkreise bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrahlen derartig im Raum verteilt sind, daß sie ein schachbrettförmiges Elektronenbild vor einer kongruenten schachbrettförmigen Rasterelektrode erzeugen, wobei die Auslenkrichtung der Elektronenstrahlen derart orientiert ist, daß das Elektronenbild beim Abtasten periodisch mit dem Raster der Elektrode zur Deckung kommt.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung zweiparametrisch erfolgt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für alle oder mehrere Elektronenstrahlen eine gemeinsame Kathode als Elektronenquelle vorgesehen ist, vor der zur Erzeugung der Elektronenstrahlen eine zweckentsprechende Blende, insbesondere Raster blende, angeordnet ist.
4. Verfahren zur Herstellung uer Rasterauffangelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangelektrode zunächst als ungerasterte Folie in der Röhre — zweckmäßig auf einem Stützgitter — montiert wird und die Rasteröffnungen durch die kurzzeitigen, bei hoher Stromstärke erzeugten Elektronenstrahlen eingebrannt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 664083, 729911, 920, 819 112, 823 910, 824 523; britische Patentschriften Nr. 313882, 328680: USA.-Patentschriften Nr. 1 130043, 2 185 693; Elektrotechnische Zeitschrift, Ausgabe A, Bd. 73,

Heft

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©509600/113 12.55 (809 5Ϊ1/12 7.58)