Kathodenstrahlröhre

Kathodenstrahlröhre (Schema der magnetischen Ablenkung)
9″-Schwarz-Weiß-Bildröhre mit zugehöriger Ablenkeinheit aus einem Kassenmonitor

Die Kathodenstrahlröhre (engl. cathode ray tube, abgekürzt CRT, auch Braunsche Röhre) ist eine Elektronenröhre, die einen gebündelten Elektronenstrahl erzeugt. Dieser kann mittels magnetischer oder elektrischer Felder abgelenkt bzw. moduliert werden, so dass ein sichtbares Bild erzeugt wird, wenn der Elektronenstrahl beim Auftreffen auf eine an der Innenseite der Röhre angebrachte Leuchtstoff-Schicht trifft.

Die bekannteste Anwendung ist die Bildröhre in Fernsehgeräten, wo sie inzwischen weitgehend durch Plasma- und LC-Bildschirme abgelöst worden ist.

Für andere Zwecke wird der erzeugte Elektronenstrahl nicht zur direkten Anzeige verwendet, zum Beispiel im Elektronenmikroskop, Betatron oder der Röntgenröhre.

Geschichte

Kathodenstrahlröhre von Joseph John Thomson, 1897

Die Kathodenstrahlröhre wurde 1897 von Karl Ferdinand Braun entwickelt, weshalb sie auch Braunsche Röhre genannt wird. Anfangs war nicht bekannt, dass die von der Kathode ausgehende Strahlung aus Elektronen besteht, daher verwendete man dafür die Bezeichnung Kathodenstrahlen.

Max Dieckmann schlug bereits 1906 die Verwendung von Kathodenstrahlröhren für das Fernsehen vor, Braun tat diese Idee als „Unsinn wie das Perpetuum Mobile“ ab. Das hinderte Dieckmann nicht daran, in einer Versuchsanordnung mittels Nipkow-Scheibe mechanisch abgetastete Metallvorlagen als Schattenbilder auf der Bildröhre darzustellen.

Kenjiro Takayanagi baute im Jahre 1926 den ersten Schwarzweiß-Fernseher mit Bildröhre. Er hat zuerst ein japanisches Schriftzeichen mit Hilfe einer Braunschen Röhre übertragen. Später gelang ihm die erste elektronische Übertragung eines menschlichen Gesichts. Daher gilt er als Vater des japanischen Fernsehens.

Manfred von Ardenne hat sich große Verdienste bei der Weiterentwicklung der Braunschen Röhre zum Fernsehgerät, der Rasterelektronenmikroskope und von starken Elektronenstrahlquellen für industrielle Anwendungen erworben.

Aufbau

Die zwei Paar schräg gebogenen elektrostatischen Ablenkplatten links vom Strahlerzeugungssystem (Elektronenstrahl v.r.n.l.)

Die Kathodenstrahlröhre besteht aus einem geschlossenen, evakuierten Glaskolben mit einer Glühkathode, dem vor der Kathode sitzenden Wehneltzylinder, mehreren Fokussierelektroden und einer Anode. Der luftleere Glaskolben steht dadurch unter dem nicht unerheblichen Luftdruck von ca. 1 bar, was anschaulich einer Belastung von einem Kilogramm pro Quadratzentimeter des Kolbens entspricht. Je größer der Kolben der Röhre ist, desto stabiler muss er gebaut sein, was durch eine entsprechend dickere Glaskolbenwandung erreicht wird.

Der Wehneltzylinder dient zur Helligkeitssteuerung, soll aber auch verhindern, dass der Elektronenstrahl gleich nach seiner Erzeugung divergiert (auseinander läuft). Er umgibt die Kathode wie ein Topf und hat in seinem Boden, zum Bildschirm hin, ein kleines Loch, durch das der Strahl austreten kann.

In Kathodenstrahlröhren ist die Anode oft geteilt. Sie besteht aus:

bei Bild- und Oszilloskopröhren zusätzlich aus

Der bei Bildröhren aluminiumhinterlegte Leuchtschirm, sowie (bei Farbbildröhren) die Loch- bzw. Schlitzmaske liegen ebenfalls auf Anodenpotential. Die Aluminiumschicht erhöht zum einen die erreichbare Helligkeit (nach innen fallendes Licht der Leuchtschicht wird reflektiert), zum anderen den erreichbaren Kontrast (dunkle Stellen werden nicht mehr durch Streulicht im Kolben aufgehellt). Außerdem verhindert sie die Bildung des Ionenflecks.

Außen ist der Glaskolben je nach Röhrentyp am konischen Teil häufig mit einer dünnen, geerdeten Graphitschicht überzogen, um den Rest des Gerätes vor Ladungsausgleichsvorgängen (vgl. Faradayscher Käfig) zu schützen. Diese äußere Schicht bildet zusammen mit der inneren Anodenbeschichtung einen Kondensator zur Glättung der Anodenspannung. Es gibt auch Röhrenmodelle, bei denen der Konus selbst aus Metall besteht und seinerseits auf Anodenpotential liegt. Diese Konstruktion konnte sich aber wegen der schwierig zu beherrschenden, dauerhaften Abdichtung des Vakuums zwischen Metallkonus und Glasbildschirm sowie aus Isolationsgründen nicht durchsetzen.

Strahlerzeugung

Ansicht eines Bildröhrenhalses mit schräg eingebautem System

Wird zwischen der geheizten Kathode und der Anode eine hohe elektrische Spannung angelegt, so werden die aus der Kathode ausgetretenen Elektronen beschleunigt und durchfliegen das Beschleunigungsfeld bis zum Bildschirm, auf dem sie durch Fluoreszenz Licht erzeugen.

Im nebenstehenden Bild ist das Strahlsystem einer veralteten Fernsehbildröhre mit Ionenfalle zu sehen. Die bis zur Rotglut geheizte Kathode ist nicht zu sehen. Ganz rechts sind der Wehneltzylinder sowie die Vorbeschleunigungselektrode zu erkennen. Danach folgt links die Anode, in deren Verlauf das Strahlsystem axial zum Röhrenhals abknickt. Der Grund für diese heute nicht mehr erforderliche Konstruktion ist die Separierung der ebenfalls beschleunigten Restgas-Ionen vom eigentlichen Elektronenstrahl, die ansonsten einen Ionenfleck hervorriefen.

Die notwendige Anodenspannung für eine ausreichende Anregung des Leuchtstoffes beträgt

Es fließen Ströme im Bereich unter 1 mA pro Kathode, sodass die Gesamtleistungsaufnahme einer Bildröhre einige Dutzend Watt erreichen kann. Ein einfacher Versuch zeigt, dass das Darstellen eines sehr hellen Flecks das Glas (vom Betrachter gesehen) vor der Leuchtschicht nach einigen Minuten leicht erwärmt, während dunkle Stellen vergleichsweise kühl bleiben.

Zur Begrenzung der schädlichen Röntgenstrahlung für Personen um das Gerät wurden für Schwarzweiß- und Farbfernsehröhren die Beschleunigungsspannung per technischer Norm limitiert. Geräte wurden im Verkauf mit ihrer niedrigen Beschleunigungsspannung, etwa per Aufkleber, beworben, die Beschleunigungsspannung wurde vorschriftsgemäß an der Gehäuserückwand beschriftet. In der Röhrenfrontscheibe ist Bleiglas verbaut um die Röntgenstrahlung, die etwa an den Metallblenden entsteht, stärker zu absorbieren.

Strahlfokussierung

Damit auf der Leuchtschicht ein scharf begrenzter Fleck entsteht, ist es notwendig, den Strahl in seinem Verlauf zu fokussieren.

Dazu ist in elektrostatisch fokussierten Röhren der Anodenzylinder auf einer Länge von wenigen Zentimetern unterbrochen. An dieser Stelle ist, elektrisch isoliert, ein weiterer Zylinder größeren Durchmessers angebracht. An diesen Zylinder wird die Fokussierspannung angelegt.

In früheren Fernsehbildröhren, in Wanderfeldröhren und in Elektronenmikroskopen erfolgte die Strahlfokussierung auch durch zum Strahlverlauf axiale Magnetfelder.

Strahlablenkung

Ablenksystem einer Fernseh-Bildröhre von innen, Blick in Richtung Kathode; zu sehen sind nur die Horizontalablenkspulen

Durch Ablenkfelder (elektrische Felder bei Oszilloskopen oder magnetische Felder bei Fernseh- und Computerbildschirmen) kann der Elektronenstrahl auf jeden beliebigen Punkt des Leuchtschirmes gerichtet werden.
Die Ablenkfelder werden dabei durch elektrische Spannungen an horizontalen und vertikalen Ablenkplatten oder durch elektrische Ströme in den orthogonal angeordneten Ablenkspulen erzeugt.

In Bildröhren für Fernseher und Computerbildschirme werden magnetische Ablenksysteme verwendet, da mit ihnen ein größerer Ablenkwinkel des Strahles realisierbar und somit eine kürzere Bauweise der gesamten Röhre möglich ist.

Demgegenüber verwenden Oszilloskopröhren die elektrostatische Ablenkung, weil damit ein über weite Frequenzbereiche (bis zu mehreren GHz Bandbreite, typisch einige hundert MHz Bandbreite) konstanter Zusammenhang zwischen Ablenkspannung und Ablenkwinkel besteht. Der Ablenkwinkel und die Anodenspannung sind vergleichsweise klein, weshalb keine allzu großen Ablenkspannungen benötigt werden, im Gegenzug sind die Röhren jedoch sehr lang (bis zu 60 cm) für eine eher kleine Diagonale (typisch etwa 13 cm). Durch die große Länge sind diese Röhren auch mechanisch empfindlicher als kurze Röhren mit magnetischer Ablenkung.

Ein Problem bei Bildröhren sind Abbildungsfehler, die korrigiert werden müssen. Dazu zählen u.a.:

Beide Fehler haben ihren Ursprung in der Tatsache, dass der Leuchtschirm aus Gründen der besseren Betrachtung nicht in dem Maße gekrümmt ist, wie das für einen gleichbleibenden Abstand des Fokuspunktes von der Kathode nötig wäre.

Strahlmodulation

Zusätzlich zur Ablenkung des Strahles über den Leuchtschirm kann die Helligkeit des Leuchteindrucks geändert werden, indem der Wehneltzylinder eine mehr oder weniger große, gegenüber der Kathode negative Spannung erhält. Ändert sich diese Spannung mit einer ausreichenden Geschwindigkeit, während der Strahl kontinuierlich abgelenkt wird, so erhält man eine entsprechend der angelegten Spannung helligkeitsmodulierte Leuchtspur. Diese Funktion ist mithin eine der wichtigsten für die übliche Darstellung von Fernsehbildern mittels eines Rasters.

Während des Zeilen- und Bildrücklaufs (der Sprung auf die Ausgangspositionen) muss der Elektronenstrahl „dunkel“ gesteuert werden.

Die Modulation erfordert zur Bilddarstellung eine sehr hohe Bandbreite der Ansteuerspannung von null bis zu mehreren Megahertz. Sie wird von den Video-Endstufen bereitgestellt. Die Amplitude beträgt bei Bildröhren bis zu 300 Volt.

Farbbildröhren

"Elektronenkanone", ausgebaut aus einem Farbfernseher; links: Seitenansicht, deutlich zu erkennen die Vakuumdurchführung; rechts: Frontansicht, man sieht deutlich die Austrittslöcher der drei Elektronenstrahlen, die die drei Farben ansteuern

In Farbbildröhren befinden sich drei Elektronenstrahlsysteme, deren Strahlen sich in jeder Position im Bereich einer nahe der Leuchtschicht angeordneten Loch-, Schlitz- oder Streifenmaske kreuzen. Aufgrund deren Abschattung können sie nur jeweils eine der Fluoreszenzfarben der Leuchtschicht treffen. Das sind genau passend zur Maske angeordnete Streifen oder Punkte der Grundfarben Rot, Grün und Blau. Die Strukturabmessungen der Maske und der Leuchtstoffe sind kleiner als der Durchmesser der Elektronenstrahlen, sodass von diesem immer ein nahezu gleicher Anteil durch die Maske hindurchtritt.

Die Wehneltzylinder aller drei Strahlsysteme einer Farbbildröhre sind miteinander verbunden - man steuert die drei Strahlströme (und damit die Helligkeit der Leuchtflecke) über die Spannung der Kathoden, deren Anschlüsse dafür getrennt herausgeführt sind.

Bei Farbbildröhren sind folgende technische Anforderungen und Korrekturmaßnahmen erforderlich:

Die Konvergenz wird erreicht, indem man speziell berechnete und angesteuerte, zusätzliche Ablenkspulen verwendet. Zur Kompensation der Bildverzerrungen verwendet man anstelle gerader Sägezahn-förmiger Ströme komplexere Formen. Häufig werden verbleibende Darstellungsfehler durch das Aufkleben kleiner Permanentmagnete verschiedener geometrischer Ausbildung auf den Röhrenkolben oder am Hals bei der Bildröhren-Herstellung korrigiert.

Magnetische Gleichfelder wie z.B. das Erdmagnetfeld können die Lochmaske magnetisieren. Zur Abhilfe befinden sich um den Kolben Entmagnetisierungsspulen, die beim Einschalten des Gerätes durch einen Wechselstrom langsam abnehmender Stärke die Lochmaske entmagnetisieren. Besonders starke Magnetisierungen wie z.B. durch mutwilliges Entlangführen eines starken Magneten an der Schirmoberfläche können durch diese integrierte Entmagnetisierung nicht restlos beseitigt werden.

Verwendung

Die klassische Kathodenstrahlröhre mit Leuchtschirm zeigt in der Praxis unterschiedliche Arten der Elektronenstrahlführung:

Rasterbilder

Bildaufbau bei einem Röhrenfernseher

Zur Bilderzeugung wird auf der Schirmfläche ein Raster erzeugt. Der Elektronenstrahl wandert hier mit hoher Geschwindigkeit von links nach rechts, sowie mit einer geringeren Geschwindigkeit von oben nach unten und überstreicht dabei zeilenweise die Bildpunkte. Am Ende einer Zeile springt er an den Anfang der folgenden Zeile zurück. Ist das untere Ende des Bildschirms erreicht, springt der Strahl wieder an das obere Ende zurück, der Vorgang beginnt von neuem. So wird ein Raster erzeugt. Je schneller diese Vorgänge erfolgen, desto besser ergibt sich der durch die Trägheit des menschlichen Auges hervorgerufene Eindruck eines stehenden, flimmerfreien Bildes.

Die Elektronenstrahlen können mit hoher Geschwindigkeit in ihrer Intensität beeinflusst werden. Die momentane Intensität bestimmt die Helligkeit der einzelnen Pixel. So kann die Gesamthelligkeit eines Pixels gesteuert, wie auch eine fast beliebige Farbmischung durchgeführt werden. Der Bildinhalt wird zeitsequentiell über die Helligkeit der Strahlflecke erzeugt.

Kathodenstrahlröhren wurden in Fernsehgeräten und Computerbildschirmen verwendet. Hier sind sie jedoch fast vollständig durch Plasma- und Flüssigkristallbildschirme abgelöst worden, die prinzipbedingt einen wesentlich flacheren Aufbau besitzen. Auch in manchen digitalen Speicher-Oszilloskopen werden Rastergrafiken dargestellt, hier jedoch mit elektrostatischer Ablenkung wie bei deren Vorläufern mit Vektorgrafik-Darstellung.

Fernsehkameraröhren, wie z.B. das Vidicon, verwenden zur Abtastung des Ladungsbildes ebenfalls ein der Kathodenstrahlröhre ähnliches Prinzip mit Rasterabtastung.

In älteren Radargeräten werden Kathodenstrahlröhren zur Bilddarstellung in Polarkoordinaten verwendet, indem die Winkelablenkung durch ein rotierendes magnetisches Ablenksystem und die Entfernungsablenkung elektrostatisch erfolgt.

Raster- und Transmissions-Elektronenmikroskope enthalten Kathodenstrahlröhren zur Elektronen„beleuchtung“ der Proben.

Vektorgrafiken

Kathodenstrahlröhren werden in analogen Oszilloskopen und verschiedenen Laborgeräten (Messempfänger, Wobbelsender) zur Darstellung der Messergebnisse als Vektorgrafik in einem rechtwinkligen Koordinatensystem verwendet. Die Ordinate ist dabei entweder die Zeit, die Frequenz oder ein zweiter Messwert.

Für frühe Grafikanwendungen im Bereich der Informationsverarbeitung wurden Speicherbildröhren verwendet, bei denen ein einmal geschriebenes Bild so lange stehen bleibt, bis das gesamte Bild durch einen Löschbefehl zurückgesetzt wird. Das Bild wird hierbei in der Leuchtschicht gespeichert; dadurch wird kein Bildwiederholspeicher benötigt. In ähnlicher Weise funktionieren analoge Speicheroszilloskope.

Elektronenstrahlanwendungen

Raster-Elektronenmikroskope enthalten Kathodenstrahlröhren zur Elektronen„beleuchtung“ der Proben. Sie können häufig auch zur stofflichen Oberflächenanalyse ausgerüstet sein, entsprechende Verfahren sind beispielsweise die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX), die Elektronenstrahlmikroanalyse (ESMA) oder die Auger-Elektronen-Spektroskopie (AES).

Auch sogenannte Elektronenkanonen mit Leistungen von hunderten Kilowatt zum Elektronenstrahlschweißen sind vom Prinzip her Kathodenstrahlröhren.

Elektronenstrahlung wird zur Vernetzung von Polymeren eingesetzt (Elektronenstrahlvernetzung).

Das Betatron enthält ein Kathodenstrahlsystem zur Injektion der zu beschleunigenden Elektronen in das Beschleunigersystem.

Kathodenstrahlröhren werden bei Elektronenstrahllithografie-Verfahren zum Direkt-Schreiben bzw. Belichten in der Halbleiterfertigung und zum Mikrostrukturieren/Abgleichen von Dünnschicht-Strukturen eingesetzt.

In Wanderfeldröhren, Klystrons, Carcinotrons und Gyrotrons wechselwirkt der Elektronenstrahl mit einem Hochfrequenzfeld und dient der Erzeugung oder Verstärkung von Mikrowellen.

In Röntgenröhren trifft der Elektronenstrahl auf eine Metalloberfläche und erzeugt dort Röntgenbremsstrahlung.

Indirekte Bilderzeugung bzw. Projektion

Die nicht selbstleuchtende Blauschriftröhre oder auch Skiatron benötigt eine externe Lichtquelle. Der Elektronenstrahl trifft statt auf eine Leuchtschicht auf eine von außen sichtbare Schicht aus aufgedampften Alkali-Halogeniden, meist Kaliumchlorid. Die negative Ladung des Strahls ruft eine Verfärbung der getroffenen Stellen hervor, die je nach Typ blau bis blauviolett erscheint. Diese Spur ist sehr dauerhaft (Minuten bis Tage) und kann durch Erwärmen wieder gelöscht werden.

Das Eidophor ist ein auf einer rasterartig bestrahlten Ölschicht beruhendes Bild-Projektionsverfahren.

Herstellung von Kathodenstrahlröhren

Das Strahlerzeugungssystem wird aus gestanzten Einzelteilen mittels Lehren durch Punktschweißen maßhaltig zusammengebaut und mit dem in einem separaten Arbeitsgang erzeugten Röhrensockel an dessen Durchführungsdrähten verschweißt. Führungen und Einbettungen aus Glaskeramik entlang des Systems erhöhen die Schwingungsfreiheit des Aufbaues bei Erschütterungen. Blattfedern am Ende des Aufbaues sorgen zum einen für den elektrischen Kontakt zur Anodenbeschichtung auf der Konusinnenseite der Röhre und zum Anderen für einen stabileren Halt des Systems auf der ansonsten freischwingenden Seite.

Hals, Konus und Bildschirm werden bei Bildröhren in getrennten Arbeitsgängen erzeugt und miteinander verschmolzen. Sie bestehen aus unterschiedlichen Glassorten. Bei Oszillographenröhren wird der gesamte Kolben mitsamt Hals maschinell aus einem Stück geblasen – es bestehen geringere Anforderungen an die Röntgenabschirmung und die geringere Größe erlaubt eine geringere Festigkeit.

Bildröhren besitzen einen Implosionsschutz, der aus einer Bandage um den Bildschirm besteht und dort ansonsten im Glas auftretende Zugspannungen aufnimmt. Die Metallbänder (Rimband) tragen auch die Befestigungswinkel der Bildröhre.

In den Schirmecken von Farbbildröhren werden Schirmpins (Stahlstifte) eingeschmolzen, an denen vor dem Zusammenbau innen die Maske aus Invar-Stahl befestigt wird. Die Positionierung der Maske muss relativ zum Schirm sehr genau und mechanisch stabil sein.

An das Glas werden hohe Anforderungen gestellt:

Diese Anforderungen können oft nur durch verschiedene Glassorten erfüllt werden.

Auf die Schirminnenseite wird der Leuchtstoff aufgebracht. Um eine möglichst gleichmäßige Beschichtung zu erzielen, werden die Leuchtstoffe mit einer gegenüber dem Leuchtstoff chemisch neutralen Flüssigkeit vermischt (Suspension) und in einem komplexen, vollautomatisierten Verfahren langsam auf der Bildschirminnenseite abgesetzt (Sedimentation). Die Trägerflüssigkeit wird danach vorsichtig abgegossen und der Leuchtstoff nach dem Durchtrocknen durch Brennen fixiert.

Bei Farbfernsehröhren besteht die Leuchtschicht nicht aus einer homogenen Schicht, sondern aus vielen winzigen, passend angeordneten Punkten oder Streifen dreier verschiedener Leuchtstoffe der Grundfarben Rot, Grün und Blau. Bei Black-Matrix-Röhren sind die Streifen nochmals durch einen schwarzen Graphitstreifen voneinander getrennt. Die Strukturierung der Streifen bzw. Punkte erfolgt durch Fotolithografie mittels genau derjenigen Maske, die später eingebaut wird.

In einem weiteren Arbeitsgang wird bei Bildröhren eine dünne glatte Trennschicht zum relativ körnigen Leuchtstoff aufgebracht, auf der durch Bedampfen eine Aluminiumschicht aufgebracht wird. Diese Zwischenschicht wird danach wiederum durch Brennen entfernt.

Nach dem Zusammenschmelzen der Glasteile wird die Bildröhre, wie auch Elektronenröhren, evakuiert, entgast, gegettert und künstlich gealtert. Auch das magnetische Ablenksystem und Korrekturmagnete werden vom Bildröhrenhersteller angebracht.

Gefahren

Röntgenstrahlung

Ab einer Anodenspannung von ca. 20 kV entsteht auch in der Röhre von Fernsehgeräten Röntgenstrahlung (Bremsstrahlung). Nachdem die mit den insbesondere nach Einführung des Farbfernsehens gestiegenen Anodenspannungen verbundenen Gefahren erkannt worden waren, wurden international Strahlenschutz-Regelungen und Grenzwerte eingeführt, die in Deutschland mit der ab 1987 geltenden Verordnung über den Schutz vor Schäden durch Röntgenstrahlen, kurz Röntgenverordnung (RöV) geregelt ist. Bei einem Fernseher darf demzufolge die Ortsdosisleistung 10 cm entfernt von der Bildschirmoberfläche nicht mehr als 1µSv/h betragen.

Dem Glas des Bildröhrenkonus wird Bleioxid beigemischt. Da sich dieses Glas bei längerer Einwirkung von Röntgenstrahlung braun verfärbt, kommen in dem Glas für das vordere, sichtbare Bildschirmglas, strontium- und bariumhaltige Gläser zum Einsatz, außerdem hat es aus Stabilitätsgründen ohnehin eine sehr große Wandstärke. Beide Maßnahmen setzen die abgegebene Röntgenstrahlung herab.

Die verwendete Beschleunigungsspannung, welche die untere Grenzwellenlänge der Röntgenbremsstrahlung und somit ihre „Härte“ beziehungsweise Durchdringungsfähigkeit bestimmt, ist auf etwa 27 kV begrenzt.

In frühen Fernsehbildröhren wurde eine sogenannte Ionenfalle mit einer schräg eingebauten Elektronenkanone und einem Dauermagnet zur Ablenkung des Strahls in Richtung Schirm (Bild s.o.) verwendet.

Implosionsschutz

Die Implosion einer Kathodenstrahlröhre ist, wie auch diejenige anderer evakuierter Röhren, aufgrund umherfliegender Glasscherben sehr gefährlich. Sie muss daher vermieden werden und erfordert bei der Handhabung besondere Schutzausrüstung (Schutzbrille, Schutzkleidung). Bildröhren besitzen heute einen Implosionsschutz in Form eines vorgespannten Metallreifens (Rimband) um den Bildschirm. Er nimmt die ansonsten dort im Glas auftretenden Zugspannungen auf und trägt auch die Haltewinkel der Bildröhre. Der Implosionsschutz umfasst jedoch nicht den Bildröhrenhals. Bricht dieser, kann er durch den Bildschirm nach vorn austreten – es sei denn, der Bildschirm besitzt eine ausreichende Festigkeit (eigensichere Bildröhren). Bildröhren dürfen daher nicht am Hals gehandhabt werden.

Landet der Elektronenstrahl aufgrund fehlerhafter Ablenkung innen auf dem Röhrenhals, kann die Bildröhre aufgrund thermischer Spannungen implodieren. Vorher setzt sie aufgrund des dort dünnen Glases verstärkt Röntgenstrahlung frei. Geräte, bei denen die Anodenspannung nicht wie üblich aus den Rückschlagimpulsen der Zeilenablenkung gewonnen wird, besitzen daher oft eine Vorrichtung, die die Anodenspannung bei fehlerhafter Ablenkung abschaltet.

Die unabhängig davon arbeitende Vertikal-Ablenkschaltung ist ebenfalls oft so gestaltet, dass bei ihrem Ausfall der Strahlstrom abgeschaltet wird. Diese Maßnahme verhindert zusätzlich ein Einbrennen einer im Fehlerfalle auftretenden dünnen und sehr hellen, horizontalen Linie.

Spionage

Die durch Ablenkung und Helligkeitsmodulation der Elektronenstrahlen abgestrahlten elektromagnetischen Wellen (kompromittierende Abstrahlung) können zu Spionagezwecken aufgefangen werden, um sie mit Hilfe der Van-Eck-Phreaking-Technik auf einem zweiten Bildschirm darzustellen.

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Basierend auf einem Artikel in: Wikipedia.de
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Datum der letzten Änderung:  Jena, den: 24.01. 2022