NL8102865A - Inrichting voor regeling van de elektronenbundel van een beeldopneembuis. - Google Patents

Description

C/Ca/lh/127 O

Inrichting voor regeling van de elektronenbundel van een beeldopneembuis.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor regeling van de elektronenbundel van een beeldopneembuis, en meer in het bijzonder op een dergelijke inrichting voor regeling van de elektronenbundel van een beeld-5 opneembuis met een elektronenkanon van het diode-type.

Zoals algemeen bekend is,, dient bij een beel- " opneembuis de bundelstroomsterkte ter verkrijging van een beeldsignaal van optimale kwaliteit te worden geregeld.

In aanvraagsters Nederlandse octrooiaanvrage 10 80.00317 is een schakeling voor regeling van de bundel stroomsterkte beschreven, waarbij ter verkrijging van terugkoppeling een weerstand in serie met een stuurelektrode van de beeldopneembuis is geschakeld; de door de stroom naar de stuurelektrode over de weerstand veroorzaakte 15 spanningsval dient daarbij om een gewenste regelkromme te verkrijgen. Aangezien de desbetreffende weerstand een betrekkelijk hoge weerstandswaarde heeft, wordt de stuurelektrode van de beeldopneembuis met een regelsignaalbron van betrekkelijk hoge impedantiewaarde geconfronteerd, zo-" 20 dat de stuurelektrode -zeer gevoelig voor uitwendige ruisof andere stoorsignalen is. De toepassing van een dergelijke spanningsval heeft bovendien tot gevolg, dat de dimensionering van andere componenten, zoals een versterker, daaraan moet worden aangepast, hetgeen met zich meebrengt, f 25 dat met een betrekkelijk hoge voedingsspanning moet worden : gewerkt, hetgeen als een nadeel van de desbetreffende schakeling moet worden beschouwd.

De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel, een nieuw type inrichting voor regeling van de elektronen-30 bundel van een beeldopneembuis te verschaffen.

Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een dergelijke regelinrichting te verschaffen, welke in het bijzonder geschikt is voor toepassing bij een beeldopneem- 81 02 8 6 5 I 1 .· , -2- buis met een elektronenkanon van het diode-type.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een elektronenbundelregelinrichting, welke kan worden toegepast bij een beeldopneembuis met een binnen 5 een ruim gebied werkzaam elektronenkanon van het diode- type. ;

Nog een ander doel van de uitvinding is het ver- t schaffen van een inrichting van de elektronenbundel van een beeldopneembuis met een elektronenkanon van het diode-type, 10 waarbij een zodanige regeling van de stuurelektrodestroom wordt verkregen, dat het werkgebied in aanzienlijke mate wordt verruimd.

Bij een elektronenbundelregelinrichting volgens de uitvinding is in de regelsignaalbaan een verschilver-15 sterker opgenomen, waarvan de versterking wordt geregeld met de stuurelektrodestroom. Op die wijze wordt een niet-lineaire regelkromme verkregen en wordt het gebied, waar binnen een stabiele werking wordt verkregen, verruimd.

De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nu 20 volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende teke-ning van enige uitvoeringsvormen, waartoe de uitvinding zich echter niet beperkt. In de tekening tonèn:

Figuur 1 een schema van een inrichting voor regeling van de elektronenbundel van een beeldopneembuis volgens 25 een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding,

Figuur 2 een grafiek ter verduidelijking van de werking van een beeldopneembuis in geval van toepassing van dè uitvinding in vergelijking met die werking zonder toepassing van de uitvinding, 30 Figuur 3 een schema, van een inrichting voor rege ling van de elektronenbundel van een beeldopneembuis volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding en

Figuur 4 een grafiek ter verduidelijking van de werking van de beeldopneembuis volgens figuur 3.

35 De uitvinding kan worden toegepast bij een beeld opneembuis met een elektronenkanon van het diode-type, zoals hiervoor reeds is opgemerkt, of bij een beeldopneembuis van het type met zogenaamde "laminar flow".

81 02 8 6 5 -3-

Figuur 1 toont het schema van een inrichting voor regeling van de elektronenbundel van een beeldopneembuis volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Daarbij is de beeldopneembuis 1 voorzien van een 5 trefelektrode 2, een kathode 3, een eerste stuurelektrode en een tweede stuurelektrode G2· Een beeldopneembuis van dit type heeft goede "after-image"-eigenschappen; tijdens bedrijf vloeit een roosterstroom door de eerste stuurelektrode .

10 Figuur 2 toont enige karakteristieken van een beeldopneembuis met een elektronenkanon van het diode-type. Daarbij vertegenwoordigt I de signaalstroom door de tref-elektrode 2, terwijl L de hoeveelheid op de trefelektrode 2 invallend licht vertegenwoordigt. Zoals uit figuur 2 15 naar voren komt, neemt de signaalstroom I met de invallen-de lichthoeveelheid L toe. Voorts vertegenwoordigt 1^ de roosterstroom door de èerste stuurelektrode G^, terwijl EG^ de aan de eerste stuurelektrode G^ toegevoerde regel-spanning vertegenwoordigt. De roosterstroom 1^ neemt met de 20 regelspanning EG^ toe.

Bij de karakteristieken volgens figuur 2 wordt het gebied, waarbinnen een stabiele werking mogelijk is, : Weergegeven door het symbool a; dit gebied wordt aan zijn bovenzijde begrensd door het snijpunt van de gebroken kromme 25 11 en de signaalstroomkromme 8. Daarentegen is het gebied, waarbinnen onder toepassing van de uitvinding een stabiele werking kan worden-verkregen, weergegeven door b; dit gebied b van stabiele werking wordt aan zijn bovenzijde begrensd door het snijpunt van de regelspanningskromme 10 met 30 de signaalstroomkromme 8.

Bij de situatie volgens figuur 2 wordt een door de kathode 3 van de beeldopneembuis 1 afgegeven elektronenbundel door middel van de stuurelektroden G^ en Gj op de juiste wijze bestuurd voor aftasting van de trefelektrode 35 2. Als gevolg daarvan zal de signaalstroom I door de tref- s elektrode 2 vloeien. Een door deze signaalstroom Ig over een belastingsweerstand 4 opgewekte signaalspanning wordt versterkt door een voorversterker 15, waarvan het uitgangs- 8102865 .-4- signaal wordt toegevoerd aan een verschilversterker 14 met een eerste transistor en een tweede transistor Op deze wijze wordt de door de trefelektrode 2 vloeiende signaal-stroom I door de belastingsweerstand 4 omgezet in een 5 signaalspanning.

Het uitgangssignaal van de voorversterker 15 komt tevens als video-uitgangssignaal aan een aansluiting 16 ter beschikking. Het uitgangssignaal van de verschilversterker 14 wordt toegevoerd aan de basis van een transistor 10 Q3 van het PNP-type, waarvan het aan de collector verschijnende uitgangssignaal via een diode 17 en een weerstand 18 wordt teruggekoppeld naar de basis van de tweede transistor ^2 van de verschilversterker 14, waardoor de beginversterking van de verschilversterker 14 wordt ingesteld.

15 Het aan de collector van de transistor ver schijnende uitgangssignaal wordt toegevoerd aan de basis van een transistor Q^, welke aan zijn emitter een regel-spanning EG^ afgeeft, welke via een leiding 19 aan de eerste stuurelektrode van de beeldopneembuis 1 wordt toegevoerd.

20 Zolang als de stroom I naar de eerste stuurelektrode G' 9 1 ; een kleine waarde heeft, zal de regelspanning EG^ de signaal- stroom I als het ware volgen, zoals figuur 2 laat zien.

Tussen een punt van positieve voedingspotentiaal en de collector van de transistor is een serieschakeling 25 van een weerstand 20 en een diode 21 opgenomen. De stroom I naar de eerste, stuurelektrode vloeit van het genoemde punt van positieve voedingsspanning naar de kathode 3 via de weerstand 20, de diode 21, de transistor Q4, de leiding 19 en de eerste stuurelektrode G^ deze stroom neemt toe 30 met zowel L als EG^, zoals figuur 2 laat zien. Tussen de emitter van de transistor en een punt van negatieve voedingsspanning is een weerstand 22 van zeer hoge weer- standswaarde opgenomen. Als gevolg daarvan zal aan de

emitter van de transistor een van de signaalstroom I

35 afhankelijke regelspanning optreden. Het grootste gedeelte van de door de weerstand 20 vloeiende collectorstroom van de transistor Q. vormt de stroom I naar de eerste stuur-4 g elektrode G^.

81 02 8 6 5 - _5-

Aan de collector van de transistor zal derhalve een met deze stroom I naar de eerste stuurelektrode evenredige spanning optreden, welke aan de basis van een transistor Q,. wordt toegevoerd. Het collectoruitgangssignaal 5 van de transistor wordt via een weerstand 23 teruggekoppeld naar de basis van de tweede transistor van de verschilversterker 14. Wanneer de stroom I naar de eerste g stuurelektrode toeneemt, zoals langs de kromme 9 in figuur 2, zal de stroom door de weerstand 20 eveneens toenemen, 10 zodat de collectorspanning van de transistor daalt.

Als gevolg daarvan zal de collectorstroora van de transistor Qcj toenemen, evenals het aan de basis van de transistor Q2 toegevoerde ingangssignaal. De collectorstroom van de eerste transistor van de verschilversterker 14 neemt dan 15 af, zodat de collectorspanning van de eerste transistor stijgt. De basisstroom van de transistor daalt. Dit heeft tot gevolg, dat de collectorspanning van de transistor daalt, evenals de via de transistor aan de eerste stuurelektrode toegevoerde regelspanning. De verschil-20 versterker 14 staat derhalve onder negatieve terugkoppeling of tegenkoppeling van de stroom naar de stuurelektrode.

Voorts geldt, dat de signaalstroom I met de in-

O

vallende lichthoeveelheid L toeneemt. De regelschakeling werkt nu zodanig, dat de regelspanning EG^ met het aan de 25 transistor van de verschilversterker 14 toegevoerde ingangssignaal stijgt. Als gevolg van de terugkoppelwerking van de transistor varieert de regelspanning EG^ volgens de kromme 10 in figuur 2. De stijgsnelheid. van de regel— spanning EG^^ is bij een grotere hoeveelheid invallend 30 licht L betrekkelijk klein. Dit heeft tot gevolg, dat de bovengrens van het regelgebied verder komt te liggen, zoals bij b in figuur 2 is getekend. Bij een dergelijke elektro-nenbundelregeling snijdt de signaalstroomkromme 8 de regel-spanningskromme 10 bij een hoger kwantum invallend licht.

35 Daardoor wordt verhinderd, dat oscillatie in de beeldopneem-buis optreedt.

De versterking van de transistor kan door middel van de met de emitter van de transistor gekoppelde, 8102865 " . -6- variabele weerstand 24 worden gewijzigd. De mate van terugkoppeling naar de verschilversterker 14 kan derhalve naar keuze worden ingesteld, zodat een optimale regelspannings-kromme 10 (zie figuur 2) kan worden verkregen. De mate van 5 terugkoppeling naar de verschilversterker 14 kan worden geregeld door middel van de transistor Q,.. Dit wil zeggen, dat de voor detectie van de stroom I naar de eerste stuur- ζί elektrode dienende weerstand 20 een lage weerstandswaarde kan hebben.

10 Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 kan de bij de schakeling volgens de oudere Nederlandse aanvrage 80.00317 in de verbinding naar de stuurelektrode toegepaste serieweerstand worden weggelaten of een betrekkèlijk kleine waarde krijgen. Dit wil zeggen, dat de regelspanning EG^ 15 via een transmissieleiding met lage impedantiewaarde aan de stuurelektrode G^ wordt toegevoerd, zodat externé stoor-signalen weinig invloed op de regelspanning EG^ hebben.

Zoals reeds is opgemerkt, dient: de spanningsval, welke optreedt over een dergelijke in de signaalweg naar de eerste 20 stuurelektrode G1 opgenomen weerstand bij de schakeling volgens de oudere aanvrage ter verkrijging van een regel-spanningskromme 10 volgens figuur 2. Aangezien bij de inrichting volgens de uitvinding geen toepassing van een dergelijke weerstand van betrekkelijk hoge weerstandswaarde 25 plaatsvindt, behoeft de transistor slechts binnen een beperkt dynamisch gebied te werken, zodat de bij de inrichting volgens de onderhavige uitvinding toe te passen voedingsspanning aanzienlijk lager dan bij de schakeling volgens de oudere aanvrage komt te liggen.

30 Figuur 3 toont een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding. Deze is zodanig uitgevoerd, dat wanneer de door de weerstand 20 vloeiende stroom I naar de eerste y stuurelektrode G^ een voorafbepaalde waarde overschrijdt, de transistor in zijn geleidende toestand komt en terug-35 koppeling naar de verschilversterker 14 optreedt. Daartoe is de emitter van de transistor via de voor versterkings-regeling dienende, variabele weerstand 24 gekoppeld met het beweegbare kontakt of de beweegbare arm van een variabele 81 02 8 β 5 ' ' . ' -7- weerstand 25, welke dient voor bepaling van het drempelniveau, waarbij de transistor Q,- in zijn geleidende toestand komt. De aldus verkregen regelkromme 10 vertoont een knik-punt N, zoals in figuur 4 is te zien.

5 Bij de uitvoeringsvormen volgens de figuren 1 en 3 wordt door de verschilversterker 14 tussen de signaal- stroom en het elektrodestroomdetectiesignaal onderscheiden ter verkrijging van negatieve terugkoppeling of tegenkoppe- ling. Wanneer de signaalstroom I door middel van een s 10 eenvoudige versterkingstransistor van het type met geaarde . emitter tot de regelspanning EG.^ wordt versterkt, is negatieve stroom- of spanningsterugkoppeling naar de versterkingstransistor met geaarde emitter mogelijk.

Zoals uit het voorgaande blijkt, wordt volgens de 15 uitvinding de regelspanning zodanig aan de stuurelektrode van de beeldopneembuis toegevoerd, dat de aftastbundel-sterkte met de hoeveelheid op de trefelektrode invallend licht toeneemt. De stroom naar de stuurelektrode wordt gedetecteerd en naar de regelspanningsopwekschakeling tegen-20 gekoppeld. De stijgsnelheid van de regelspanning kan der-/ halve bij een toename van de stroom naar de stuurelektrode worden verminderd. De aftastbundelsterkte zal derhalve niet onbeperkt met de hoeveelheid op de trefelektrode invallend licht toenemen, waaruit een stabiele bundelregeiing 25 resulteert. Bij de bundelregelschakeling volgens de oudere aanvrage 80.00317 is in de voor toevoer van de regelspanning aan de stuurelektrode van de beeldopneembuis dienende leiding de reeds genoemde weerstand van betrekkelijk hoge weerstandswaarde opgenomen, waardoor de stijgsnelheid van 30 de regelspanning wordt verminderd. Aangezien bij de inrichting volgens dé uitvinding geen toepassing van een dergelijke weerstand van hoge weerstandswaarde plaatsvindt, is het mogelijk de regelspanning via een leiding met uiterst lage impedantiewaarde aan de stuurelektrode toe te voeren, 35 zodat de stuurelektrode niet of nauwelijks gevoelig is voor externe ruis- of andere stoorbronnen. Aangezien geen span-ningsval over een desbetreffende weerstand optreedt, kan met toepassing van een betrekkelijk gering dynamisch gebied 8102865 1 * • Na voer de rêgelspanning worden volstaan, zodat ook de bij de regelschakeling toe te passen'voedingsspanning een betrekkelijke lage waarde kan hebben.

De uitvinding beperkt zich niet tot de in het 5 voorgaande beschreven en in de tekening weergegeven uitvoeringsvormen; verschillende wijzigingen kunnen in de beschreven componenten en in hun onderlinge samenhang worden aangebracht, zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.

8102865

Claims (7)

1. Inrichting voor regeling van de elektronenbundel van een beeldopneembuis met een elektronenkanon van het diode-type, bevattende: middelen voor opwekking van een bundelregelsignaal 5 in afhankelijkheid van een door de beeldopneembuis afgegeven uitgangssignaal, en middelen voor toevoer van het bündélregelsignaal aan een stuurelektrode van de beeldopneembuis, gekenmerkt door: . 10 middelen (20,Q^,24,voor detectie van de tij-' dens bedrijf naar de,stuurelektrode (G^) vloeiende stroom (I ) en door g . ' middelen (23) voor terugkoppeling van een met de stroom naar de stuurelektrode overeenkomende signaal naar 15 de bundelregelsignaalopwekmiddelen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bundelregelsignaalopwekmiddelen een versterker (14) omvatten, waarvan de versterking in afhankelijkheid van de stroom (I ) naar de stuurelektrode (G ) wordt geregeld. 9 ·** r· 20

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de stroomdetectiemiddelen een transistor (6^) omvatten, waarvan de uitgangselektrode is gekoppeld met een verster-kingsregelaansluiting van de versterker (14) en de basis en de emitter zijn verbonden met een stroomdetectieweerstand 25 (20), via welke een met de stroom (I ) naar de stuurelektro de (G^) overeenkomende stroom vloeit.

4. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bundelregelsignaalopwekmiddelen een de verschilver-sterker (14) , een eerste transistor (Q^) en een in serie- 30 schakeling tussen de uitgangsaansluiting van een voorver- sterker (15) en de stuurelektrode (G^) opgenomen, tweede transistor (Q.) omvatten, waarbij het met de stroom (I ) ** g naar de stuurelektrode (G^) overeenkomende signaal aan de versterkingsregelaansluiting van de verschilversterker (14) 35 wordt toegevoerd.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de emitter van de tweede transistor (Q^) met de stuur- 8102865 -1.0- elektrode (G^) van de beeldopneembuis (1) is gekoppeld, terwijl de collector van de tweede transistor (Q^) via een stroomdetectieweerstand (20) met een voedingsspanningsbron is gekoppeld.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de stroomdetectiemiddelen een stroomdetectietransistor (Qt-) omvatten, waarvan de basis met de stroomdetectieweerstand (20) is verbonden en de collector met de regelaan-sluiting van de verschilversterker (14) is gekoppeld.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de emitter van de stroomdetectietransistor (öc) met een o voor bepaling van het knikpunt (N) van een regelspanning dienende, variabele instelspanningsbron (24,25) is gekoppeld. / 8102865 i