EP0036901A1 - Anordnung zur Erzeugung von gebündelten Elektronenstrahlen in einem Vakuum-Entladungsgefäss - Google Patents

Anordnung zur Erzeugung von gebündelten Elektronenstrahlen in einem Vakuum-Entladungsgefäss Download PDF

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EP0036901A1
EP0036901A1 EP80101721A EP80101721A EP0036901A1 EP 0036901 A1 EP0036901 A1 EP 0036901A1 EP 80101721 A EP80101721 A EP 80101721A EP 80101721 A EP80101721 A EP 80101721A EP 0036901 A1 EP0036901 A1 EP 0036901A1
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discharge vessel
vacuum discharge
divider system
voltage
resistor
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EP80101721A
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Hans Joachim Preusse
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Norddeutsche Mende Rundfunk KG
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Norddeutsche Mende Rundfunk KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/96—One or more circuit elements structurally associated with the tube

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for generating bundled electron beams in a vacuum discharge vessel, preferably a television picture tube or oscillograph tube, with an electron beam generator system with electrodes of different potentials that can be generated by a resistance divider system.
  • band 2-78 / 79 of the group Roederstein 12 silicon high voltage on page - a cascade of the high voltage generation in color televisions offered, which in their interior molded into a synthetic resin include a bleeder.
  • the bleeder is part of a resistance divider system that is used to generate the focus voltage of the color picture tube.
  • the bleeder R 1 forms a voltage divider with a resistor R 2 , which is also cast into the synthetic resin and whose base is guided outwards to the earth via a film rotation resistor, from which the focus voltage is tapped.
  • a relatively long, well high voltage insulated cable is required from the component generating the focus voltage to the focus connection on the color picture tube.
  • Such a cable is not only expensive, but above all it has the unpleasant property of acting as an antenna for very high-frequency vibrations, the magnetic fields of which, in the case of high-energy flashovers inside the picture tube Printed circuit boards and other cabling induce high voltages and high currents, which destroy the semiconductors located there (transistors, IC's, diodes, etc.).
  • it is customary to install spark gaps directly at the connecting pins of the color picture tube in order to derive the internal high-voltage flashovers and protective or damping resistances (see, for example, DBP 11 92 245).
  • the anodes and the focusing electrode are closely adjacent in the interior of the color picture tube in the electron gun system high-voltage flashover in the picture tube, which usually emanates from the anode, the focusing electrode is hit with full energy, and therefore a very complex protective spark gap and a special expensive protective resistor are necessary on the outside of the picture tube holder to catch the high-energy discharge.
  • the object is to avoid all of the above-mentioned disadvantages by means of a fundamentally different arrangement and, overall, to arrive at a more cost-effective arrangement.
  • the object is achieved in that the resistance divider system is mounted inside the vacuum discharge vessel in a vacuum.
  • the high-voltage cable required to supply the focus voltage is no longer required. It is replaced by a simple cable with normal insulation.
  • the expensive 7 kV spark gap can be replaced by a much cheaper one.
  • An inexpensive standard version is sufficient for the protective resistor.
  • Socket and base can be simplified considerably.
  • the special additional plug can be omitted.
  • the connection for the outer film resistance can be compared to the other connections within the socket. Special measures are no longer necessary.
  • FIG. 1 shows the state of the art.
  • a vacuum discharge vessel in this example a color picture tube 1 contains one Base circuit 2, in which connection contacts for the heating, the cathodes, the grid 1 and the grid 2 (screen grid) are arranged.
  • connection 3 for the focus (G 3 ) is also located within this base circuit, but this requires a special high-voltage plug.
  • the contact 4 for the anode voltage, which is approximately 25 kV, is located on the conical part of the color picture tube.
  • a high DC voltage of approximately 25 kV is generated from an AC voltage supplied.
  • the high-voltage generator unit contains, for example, a so-called cascade and a voltage divider, consisting of the resistors R 1 and R 2 for generating the focus voltage of approximately 7 kV.
  • a film rotation resistor 6 is connected from the outside, with which the focus voltage can be set to the required value within the given tolerances.
  • the bleeder is, for example, a meandering layer made of a conductive paste, which is applied to the substrate and is baked on the substrate, according to the known technique of thick-film circuits.
  • the resistance layer has connection points lo, 11 and 12.
  • the connection point lo is connected to a socket pin 13.
  • the connection point 11 is connected to the focus electrode G 3 and the connection point 12 to the anode A.
  • the electron gun system which consists of the individual electrodes, is held together (not shown here) by two longitudinal struts.
  • the bleeder resistor can easily be accommodated either directly or as a component on one of these longitudinal struts.
  • the bleeder is in a vacuum, it is completely protected against external influences, which can lead to a change in the resistance.
  • connection points 10, 11 and 12 to the associated electrodes are advantageously short.
  • the parts 14 and 15 of the resistors R 1 and R 2 are designed in the form of their printing so that they are known in a known manner by a laser beam inserted laterally into the meander can be cut, whereby the value of the resistors R 1 and / or R 2 can be changed.
  • bleeder resistors R 1 and R 2 can be adjusted within certain limits even after installation in the picture tube in the operational state by sending a laser beam through the glass onto the resistors.
  • Figures 3 and 4 show different circuit options. In Figure 3, only the focus voltage is adjusted by the resistor 6 connected here via the bleeder resistors R 1 and R 2 .
  • the circuit is the same as in the prior art Figure 1, but here the components described above, such as e.g. the special spark gap 7 (Fig. 1), the high-load resistor 8, the special connector pin 3 with the associated special plugs, the high-voltage cable as a feed to G3, etc.
  • a normal pin 16 in the base of the color picture tube can be used because of the smaller voltage present at the base of R 2 .
  • Figure 4 shows the possibilities that result from a subsequent adjustment of the bleeder resistors R 1 and R 2 .
  • the screen grating G 2 is also connected to the connecting pins 16 here.
  • the screen grid voltage and thus the so-called "cut-off point" of the color picture tube can now be set with the film rotation resistor 17.

Landscapes

  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Eaeugung von gebündelten Elektronenstrahlen in einem Vakuum-Entladungsgefäss, vorzugsweise Fernsehbildröhre oder Oszillographenröhre, mit einem Elektronenstrahlerzeugersystem mit Elektroden verschiedener durch ein Widerstandsteilersystem erzeugbarer Potentiale, wobei Teile des Widerstandsteilersystems am Elektronenstrahlerzeugersystem entlang vorzugsweise in Form einer auf einem Substrat (9) eingebrannten Widerstandsbahn (R1 + R2) angeordnet sind, die mittels eines Laserstrahls im Betriebszustand des Vakuum-entladungsgefässes abgleichbar sind.
Abbildung 1 zeigt den Stand der Technik, Abbildung 2 ein schematisches Beispiel für eine körperliche Ausführung und die Abbildungen 3 und 4 verschiedene Beispiele für Innenbeschaltungen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von gebündelten Elektronenstrahlen in einem Vakuum-Entladungsgefäss, vorzugsweise Fernsehbildröhre oder Oszillographenröhre, mit einem Elektronenstrahlerzeugersystem mit Elektroden verschiedener durch ein Widerstandsteilersystem erzeugbarer Potentiale.
    • Stand der Technik
  • Es ist bekannt, die Hochspannung führenden Elektroden von Vakuum-Entladungsgefässen mittels sehr hochohmigen Widerständen mit der Schaltungsmasse zu verbinden, um nach dem Ausschalten der Betriebsspannung eventuelle Wandbeläge des Vakuum-Entladungsgefässes, die auf eine hohe Spannung aufgeladen sind und nach Art einer Leydener Flasche eine Kapazität bilden, zu entladen, um bei eventuellen Handhabungen am Entladungsgefäss oder der angeschlossenen Schaltung elektrische Unfälle zu vermeiden. Bei Fernsehbildröhren sind diese hochohmigen Widerstände als sogenannte "Bleeder" allgemein bekannt.
  • Im Katalog "Kaskaden und Baugruppen" Band 2-78/79 der Firmengruppe Roederstein werden auf Seite 12 Silizium-Hochspannungs- kaskaden für die Hochspannungserzeugung in Farbfernsehgeräten angeboten, die in ihrem Inneren, eingegossen in Kunstharz, einen Bleeder enthalten. Der Bleeder ist hier Teil eines Widerstandsteilersystems, das zur Erzeugung der Fokusspannung der Farbbildröhre dient. Der Bleeder R1 bildet mit einem ebenfalls mit in das Kunstharz eingegossenen Widerstand R2, dessen nach aussen geführter Fußpunkt über einen Schichtdrehwiderstand nach Masse geführt ist, einen Spannungsteiler, an dem die Fokusspannung abgegriffen wird.
  • So gut auch die hochspannungsführenden Widerstände im Inneren der Kaskade gegen äussere Einflüsse wie Verstaubung, Feuchtigkeit, Beschädigung usw. geschützt sind, so groß sind doch noch die Nachteile, die im anschliessenden schaltungstechnischen Aufwand liegen.
  • Von dem die Fokusspannung erzeugenden Bauteil wird ein relativ langes, gut hochspannungsisoliertes Kabel bis zum Fokusanschluß an der Farbbildröhre benötigt.
  • Ein solches Kabel ist nicht nur teuer, sondern es hat vor allem die unangenehme Eigenschaft, bei energiereichen Hochspannungsüberschlägen im Inneren der Bildröhre als Antenne für sehr hochfrequente Schwingungen zu wirken, deren Magnetfelder in Leiterplatten und anderen Verkabelungen hohe Spannungen und starke Ströme induzieren, die die dort befindlichen Halbleiter (Transistoren, IC's, Dioden, usw.) zerstören. Um diese Antennenwirkung zu reduzieren, ist es üblich, unmittelbar an den Anschlußstiften der Farbbildröhre Funkenstrecken zur Ableitung der internen Hochspannungsüberschläge und Schutz- bzw. Dämpfungswiderstände anzubringen (vgl. z.B. DBP 11 92 245).
  • Ein weiterer Nachteil ist die Kompliziertheit von Fassung und Sockel für die Farbbildröhre. Bekanntlich sind am Sockel der Farbbildröhre zahlreiche Anschlußstifte auf engem Raum angebracht. Unter diesen Anschlußstiften befindet sich der Anschluß der Fokuselektrode, die eine Spannung von einigen 1000 Volt führt (meist etwa 7000 Volt). Dies führt zu Isolationsproblemen bei Fassung und Sockel. Fassung und Sockel der Farbbildröhre sind auf die Dauer starker Verschmutzung ausgesetzt. Ausserdem ist mit Feuchtigkeitseinwirkung zu rechnen, vor allem dann, wenn bei der Anlieferung eines Farbfernsehgerätes dieses vorher z.B. in einem Lieferwagen im Winter längere Zeit in der Kälte gestanden hat und dann bei einem Kunden in ein warmes Wohnzimmer gebracht wird und das Gerät dort betaut. Fassung und Sockel müssen daher für den Fokusanschluß ein aufwendiges Kammersystem haben, das den Fokusanschluß umhüllt und für ausreichend lange Kriechstrecken sorgt, um einen Funkenüberschlag zu verhindern. Für den Fokusanschluß ist ein spezieller zusätzlicher Stecker notwendig.
  • Da im Inneren der Farbbildröhre im Elektronenstrahlerzeugersystem die Anoden und die Fokussierelektrode dicht benachbart sind, wird bei einem Hochspannungsüberschlag in der Bildröhre, der meist von der Anode ausgeht, die Fokussierelektrode mit voller Energie getroffen, und es ist daher aussen an der Bildröhrenfassung eine sehr aufwendige Schutzfunkenstrecke und ein spezieller teurer Schutzwiderstarid notwendig zum Auffangen der energiereichen Entladung.
    • Aufgabe
  • Es besteht die Aufgabe, durch eine grundsätzlich andere Anordnung alle oben angeführten Nachteile zu vermeiden und im ganzen zu einer kostenmässig günstigeren Anordnung zu kommen.
    • Lösung der Aufgabe
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Widerstandsteilersystem im Inneren des Vakuum-Entladungsgefässes im Vakuum angebracht ist.
    • Vorteile
  • Dadurch, daß nur'noch das erdseitige Ende über den Sockelstift des Vakuum-Entladungsgefässes nach aussen geführt ist und an diesem Sockelstift eine kleinere Spannung anliegt, werden die Isolationsprobleme gemildert und Bildröhrenfassung und -Sockel werden einfacher.
  • Das für die Zuführung der Fokusspannung notwendige Hochspannungskabel entfällt. Es wird durch ein einfaches Kabel mit einer normalen Isolation ersetzt. Die teuere 7 kV-Funkenstrecke kann durch eine wesentlich billigere ersetzt werden. Für den Schutzwiderstand genügt eine preiswerte Normalausführung.
  • Fassung und Sockel können wesentlich vereinfacht werden. Der spezielle zusätzliche Stecker kann entfallen. Der Anschluß für den äusseren Schichtdrehwiderstand kann innerhalb der Fassung den übrigen Anschlüssen gleichgestellt werden. Sondermaßnahmen sind nicht mehr notwendig.
    • Erläuterung der Erfindung
  • An den nachstehenden Ausführungsbeispielen soll die vorliegende Erfindung näher erläutert werden.
    • Abbildung 1 zeigt den Stand der Technik.
    • Abbildung 2 zeigt ein Aufbauschema für das Elektronenstrahlerzeugersystem mit aufgesetztem Bleeder.
    • Abbildung 3 zeigt eine innere Verbindung des Bleeders mit den Elektroden des Elektronenstrahlerzeugersystems für den Fall, daß lediglich die Fokusspannung von aussen eingestellt werden soll.
    • Abbildung 4 zeigt einen justierbaren Bleeder mit einer solchen Verbindung mit den Elektroden des Elektronenstrahlerzeugersystems derart, daß die Fokusspannung durch internen Abgleich und die Schirmgitterspannung durch äussere Einstellung justierbar wird.
  • Abbildung 1 zeigt den Stand der Technik. Ein Vakuum-Entladungsgefäss, in diesem Beispiel eine Farbbildröhre 1, enthält eine Sockelbeschaltung 2, in der Anschluß-Kontakte für die Heizung, die Kathoden, das Gitter 1 und das Gitter 2 (Schirmgitter) angeordnet sind.
  • Innerhalb dieser Sockelbeschaltung liegt auch der Anschluß 3 für den Fokus (G3), wofür jedoch ein besonderer Hochspannungsstecker erforderlich ist. Am kegelförmigen Teil der Farbbildröhre liegt der Anschlußkontakt 4 für die Anodenspannung, die etwa 25 kV beträgt.
  • In einer Hochspannungserzeugereinheit 5 wird aus einer zugeführten Wechselspannung eine hohe Gleichspannung von etwa 25 kV erzeugt. Die Hochspannungserzeugereinheit enthält in diesem Falle z.B. eine sogenannte Kaskade und einen Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen R1 und R2 zur Erzeugung der Fokusspannung von etwa 7 kV. An den Fußpunkten des Widerstandes R2 ist von aussen ein Schichtdrehwiderstand 6 angeschlossen, mit dem die Fokusspannung auf den erforderlichen Wert innerhalb der gegebenen Toleranzen eingestellt werden kann.
  • Da bei Hochspannungsüberschlägen innerhalb der Farbbildröhre meist die Fokus-Elektrode, das Gitter 3, getroffen wird, ist eine Schutzanordnung notwendig, die aus der Funkenstrecke 7 und dem Schutzwiderstand 8 besteht.
  • Dieser Schaltung haften die schon eingangs erwähnten Nachteile Abbildung 2 zeigt die erfindungsgemässe Anbringung des Bleeders R1 + R2 im Inneren der Farbbildröhre 1 entlang dem Elektronenstrahlerzeugersystem. Der Bleeder ist beispielsweise eine nach der bekannten Technik der Dickschichtschaltkreise auf einem Substrat 9 angebrachte, vorzugsweise mäanderförmige Schicht aus einer leitenden Paste, die auf dem Substrat eingebrannt ist. Die Widerstandsschicht hat Anschlußstellen lo, 11 und 12. Die Anschlußstelle lo ist mit einem Sockelstift 13 verbunden. Die Anschlußstelle 11 ist mit der Fokus-Elektrode G3 und die Anschlußstelle 12 mit der Anode A verbunden.
  • Das Elektronenstrahlerzeugersystem, das aus den einzelnen Elektroden besteht, wird (hier nicht gezeichnet) durch 2 Längsstreben zusammengehalten. Auf einer dieser Längsstreben läßt sich der Bleeder-Widerstand ohne weiteres entweder direkt oder als Bauteil getrennt unterbringen.
  • Dadurch, daß sich der Bleeder im Vakuum befindet, ist er vollkommen geschützt gegen äussere Einflüsse, die zu einer Veränderung der Widerstände führen können.
  • Auch das Potential-Gefälle entlang dem Bleeder paßt sich in etwa dem Potential-Gefälle im Elektronenstrahlerzeugersystem an. Die Verbindungen von den Anschlußstellen lo, 11 und 12 an die zugehörigen Elektroden sind vorteilhaft kurz.
  • Die Teile 14 und 15 der Widerstände Rl und R2 sind in der Form ihrer Bedruckung so ausgeführt, daß sie in bekannter Weise durch einen seitlich in das Mäander eingeführten Laserstrahl eingeschnitten werden können, wodurch die Widerstände R1 und/oder R2 in ihrem Wert veränderbar sind.
  • Es besteht also der große Vorteil, daß die Bleeder-Widerstände R1 und R2 auch nach dem Einbau in das Bildrohr im betriebsmässigen Zustand in gewissen Grenzen abgeglichen werden können, indem durch das Glas hindurch ein Laserstrahl auf die Widerstände geschickt wird.
  • Die Abbildungen 3 und 4 zeigen verschiedene Schaltungs-Möglichkeiten. In Abbildung 3 wird durch den hier angeschlossenen Drehwiderstand 6 über die Bleeder-Widerstände R1 und R2 lediglich die Fokusspannung abgeglichen.
  • Die Schaltung ist die gleiche wie nach dem Stand der Technik Abbildung 1, jedoch entfallen hier vorteilhafterweise die bereits eingangs beschriebenen Bauelemente, wie z.B. die Spezialfunkenstrecke 7 (Abb. 1), der Hochlastwiderstand 8, der besondere Anschlußstift 3 mit den dazugehörigen speziellen Steckern, das Hochspannungskabel als Zuführung zu G3, usw.
  • Ausserdem kann wegen der am Fußpunkt von R2 anliegenden kleineren Spannung ein normaler Anschlußstift 16 im Sockel der Farbbildröhre benutzt werden.
  • Abbildung 4 zeigt die Möglichkeiten, die sich aus einem nachträglichen Abgleich der Bleeder-Widerstände R1 und R2 ergeben. Im Gegensatz zu Abbildung 3 ist hier auch das Schirmgitter G2 an den Anschlußstiften 16 angeschlossen. Mit dem Schichtdrehwiderstand 17 kann jetzt die Schirmgitterspannung und damit der sogenannte "Cut-off-Punkt" der Farbbildröhre eingestellt werden.
  • Dadurch, daß jetzt mit dem Schichtdrehwiderstand 17 das Fußpunkt-Potential des Bleeder-Widerstands R2 bestimmt ist, muß eine Möglichkeit geschaffen werden, das Spannungsteiler-Verhältnis zwischen R1 und R2 so zu ändern, daß die Fokussier-Spannung an G3 stimmt. Dazu ist ein Abgleich von R1 und/oder R2 notwendig. Dieser kann - wie oben beschrieben - mittels eines Laserstrahls im betriebsfertigen Zustand der Farbbildröhre vorgenommen werden derart, daß die individuellen Toleranzen des Elektronenstrahlerzeugersystems dadurch optimal ausgeglichen werden.

Claims (6)

1. Anordnung zur Erzeugung von gebündelten Elektronenstrahlen in einem Vakuum-Entladungsgefäss, vorzugsweise Fernsehbildröhre oder Oszillographen-Röhre mit einem Elektronenstrahlerzeugersystem mit Elektroden verschiedener durch ein Widerstandsteilersystem erzeugbarer Potentiale, dadurch gekennzeichnet , daß das Widerstandsteilersystem im Inneren des Vakuum-Entladungsgefässes im Vakuum angebracht ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Widerstandsteilersystem mit dem Elektronenstrahlerzeugersystem eine bauliche Einheit bildet.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein oder mehrere Anschlußpunkte des Widerstandsteilersystems mit Sockelstiften des Vakuum-Entladungsgefässes verbunden sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Widerstandsteilersystem aus der Reihenschaltung zweier Widerstände besteht, deren Endanschlüsse mit der Anode und einem Sockelstift und deren Verbindungspunkt der beiden Widerstände mit der Fokussierelektrode des Elektronenstrahlsystems verbunden sind.
5. Fernsehbildröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Sockelstift, der zum Gitter 2 führt, mit dem der Anodenseite entgegengesetzten Endanschluss des Widerstandsteilersystems verbunden ist.
6. Verfahren zum Abgleich eines Widerstandsteilersystems einer Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein oder mehrere Widerstände des Widerstandsteilersystems während des Betriebes des Vakuum-Entladungsgefässes von aussen durch die Glaswand hindurch mittels eines Laserstrahls abgeglichen werden.
EP80101721A 1980-04-01 1980-04-01 Anordnung zur Erzeugung von gebündelten Elektronenstrahlen in einem Vakuum-Entladungsgefäss Withdrawn EP0036901A1 (de)

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