Funktionsweise von Schwarz-Weiß- und Farbbildröhren

Schwarz-Weiß-Bildröhren: Grundlagen und Funktion

Dieses Gerät ist für die Umwandlung von Leuchtdichte-Informationen in Form von elektrischen Signalen in ein zweidimensionales Bild auf dem Bildschirm zuständig.

Grundlegende Bestandteile einer Bildröhre

Die Hauptkomponenten, aus denen eine Bildröhre besteht, sind:

• Die Elektronenkanone: Sie emittiert kontinuierlich einen dünnen Strahl von Elektronen, abhängig vom gescannten Bild.
• Ablenkspulen: Diese ermöglichen es, den Elektronenstrahl horizontal und vertikal zu lenken.
• Der Leuchtschirm: Er erzeugt Licht, sobald er erfolgreich vom Elektronenstrahl getroffen wird.

Das Ablenksystem

Damit die emittierten Elektronen jeden Punkt auf dem Bildschirm erreichen, ist es notwendig, dass der Auftreffpunkt präzise gesteuert wird. Es gibt zwei Möglichkeiten für diesen Prozess: die elektrostatische Ablenkung und die magnetische Ablenkung.

Bei der elektrostatischen Ablenkung werden die Eigenschaften von Elektronen zwischen zwei elektrisch geladenen, leitenden Platten mit entgegengesetzter Polarität genutzt. Die magnetische Ablenkung hingegen erfolgt durch ein Magnetfeld, das von zwei Spulen erzeugt wird, durch die Strom fließt.

Ablenkströme

Der Stromverlauf in den Spulen sollte eine Sägezahnform aufweisen, damit der Maximalwert schnell wieder auf den Ausgangswert zurückspringt.

Kontrast und Helligkeit

Die Kontrastregelung dient zur Kontrolle der Amplitude des Video-Eingangssignals, um den Unterschied zwischen hellen und dunklen Bildtönen anzupassen. Die Helligkeitsregelung addiert ein Spannungsniveau zum Videosignal, wodurch die Gesamthelligkeit des Bildes erhöht wird.

Andere TV-Einstellungen: Durch die Anpassung der horizontalen und vertikalen Zentrierung kann das Bild korrekt im Rahmen ausgerichtet werden.

Die Farbbildröhre

Eine Farbbildröhre erzeugt drei Elektronenstrahlen, einen für jede Grundfarbe. Die Betriebsspannungen sind dabei unterschiedlich:

• Kathode: 100–150 V
• Gitter (G1): 30 V
• Erste Anode (G2): 500–1000 V
• Fokusgitter (G3): 2–7 kV
• Endanode (G4): 25–30 kV

Leuchtstoffschicht und Auflösung

Das Bild wird auf einer Phosphorschicht auf dem Bildschirm gebildet, die aus Kombinationen der Farben Rot, Grün und Blau besteht. Bei Schwarz-Weiß-Röhren ist die leuchtende Schicht hingegen weiß.

Etwa 500.000 lumineszierende Punkte bestimmen die Auflösung des Bildschirms. Ursprünglich waren diese Leuchtpunkte als Triaden angeordnet, heute werden sie meist als schmale vertikale Streifen (In-Line) ausgeführt.

Arten von Farbbildröhren

Es gibt verschiedene Anordnungen der Elektronenkanonen in Bildröhren:

• Delta-Anordnung: Die drei Elektronenkanonen sind in den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks montiert.
• In-Line-Anordnung: Eine Verbesserung der Kanonenanordnung, die zu einem allgemein ausgerichteten System führte, das heute üblich ist.
• Trinitron-Röhre: Ein System mit einer speziellen Anordnung, das drei Kathoden in einer Linie verwendet.

Autokonvergente Bildröhren

Eine Vereinfachung der Konvergenzeinstellungen führte zu autokonvergenten Bildröhren. Hierbei werden Reinheit und statische Konvergenz bereits während des Herstellungsprozesses korrigiert, sodass im Betrieb keine weiteren Anpassungen mehr notwendig sind.