Anordnung zur Erzeugung von gebündelten Elektronenstrahlen in einem Vakuum-Entladungsgefäss

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.

Beschreibung

[0001] 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

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] Von dem die Fokusspannung erzeugenden Bauteil wird ein relativ langes, gut hochspannungsisoliertes Kabel bis zum Fokusanschluß an der Farbbildröhre benötigt.

[0006] 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).

[0007] 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.

[0008] 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

[0009] 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

[0010] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Widerstandsteilersystem im Inneren des Vakuum-Entladungsgefässes im Vakuum angebracht ist.

Vorteile

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] 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.

[0020] 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.

[0021] Dadurch, daß sich der Bleeder im Vakuum befindet, ist er vollkommen geschützt gegen äussere Einflüsse, die zu einer Veränderung der Widerstände führen können.

[0022] 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.

[0023] Die Teile 14 und 15 der Widerstände R_l 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.

[0024] 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.

[0025] 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.

[0026] 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.

[0027] Ausserdem kann wegen der am Fußpunkt von R₂ anliegenden kleineren Spannung ein normaler Anschlußstift 16 im Sockel der Farbbildröhre benutzt werden.

[0028] 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.

[0029] 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.

Ansprüche

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.

Zeichnung