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Betrieb von Gasentladungsröhren mit positiver Säule für Fernsehzweeke.
Für die unverzerrte Wiedergabe einer Fernsehsendung muss bei einwandfreiem Arbeiten aller 'Übertragungsglieder die Bedingung erfüllt sein, dass sich die Lichtstärke der gesteuerten Lichtquelle proportional den Gitterspannungsschwankungen der Endröhre des Empfangsverstärkers ändert.
Setzt man im einfachsten Falle voraus, dass die gesteuerte Lichtquelle direkt im Anodenkreis dieser Endröhre liegt, so ist die oben ausgesprochen Bedingung dann erfüllt, wenn einerseits zwischen Gitterspannung und Anodenstrom und anderseits zwischen Anodenstrom und Lichtstärke eine lineare Beziehung besteht. Für die Proportionalität zwischen Gitterspannungssehwankung und Anodenstromschwankung ist es notwendig, dass die Arbeitskurve eine Gerade ist, was wiederum nur dann zutrifft, wenn beim Arbeiten im geradlinigen Gebiet der statischen Charakteristiken der Röhre der Wechselstromwiderstand des Anodenkreises (in diesem Falle im wesentlichen der gesteuerten Lichtquelle) konstant ist.
Während bei den bisher verwendeten Fernsehlichtquellen, z. B. Glimmlampen und Lichtspritzen, die Erfüllung dieser Bedingungen auf fast keine Schwierigkeiten stiess, traten bei den neuerdings für Fernsehzwecke benutzten, mit positiver Säule arbeitenden Entladungsröhren, wie z. B. den neuen Na- Flächenleuchten, bei der Steuerung ausserordentlich grosse Schwierigkeiten auf, da, wie genaue Untersuchungen ergeben haben, der Weehselstromwiderstand dieser Liehtquellen nicht konstant war und ausserdem auch zwischen ihrer Liehtstärke und ihrer Betriebsstromstärke kein linearer Zusammenhang bestand. Erfindungsgemäss liessen sich jedoch diese Schwierigkeiten durch die Einstellung einer ganz bestimmten Betriebstemperatur zum grössten Teil beseitigen.
Im folgenden soll auf Grund genauer Versuchsergebnisse der Erfindungsgedanke an dem speziellen Beispiel einer Na-Flächenleuchte erläutert werden, doch gelten dieselben Betrachtungen auch für andere Entladungsröhren mit positiver Säule und geheizter Kathode. Bei der Na-Flächenleuchte wird, wie bekannt, eine äussere Zusatzheizung angewendet.
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verluste der Leuchte zu verhindern, so dass die Leuchte sich ihre Betriebstemperatur selbst erzeugt. In letzterem Fall kann die erfindungsgemässe Einstellung der Betriebstemperatur durch eine passend gewählte Wärmeisolation oder entsprechende Wahl der mittleren Betriebsstromstärke erzielt werden.
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drei verschiedenen Betriebstemperaturen.
Wie das Diagramm zeigt, sind alle drei Charakteristiken fallend, doch ist nur eine, u. zw. diejenige bei zirka 180 C annähernd linear, so dass in diesem Falle der Weehselstromwiderstand innerhalb eines gewissen Strombereiches annähernd konstant ist. Fig. 2 zeigt für die gleiche Leuchte bei den drei in Fig. 1 dargestellten Betriebstemperaturen die Abhängigkeit der Lichtstärke von der Stromstärke. Das Diagramm zeigt, dass nur bei einer einzigen bestimmten Betriebstemperatur, nämlich bei 1800 C, die Liehtstärke genau proportional der Stromstärke ist, dagegen bei Temperaturen, die nur 300 ober- oder unterhalb derselben liegen, sehr stark von der geforderten Proportionalität abweicht.
In Fig. 3 ist für die gleiche Leuchte bei drei verschiedenen Stromstärken die Abhängigkeit der Lichtstärke von der Temperatur eingetragen. Aus diesem Diagramm geht hervor, dass bei der als günstigst gefundenen Betriebstemperatur von 1800 C durch die maximalen Stromamplituden von zirka 100 bis 140 mA (bei etwa 50-70mA mittleren Ruhestrom) annähernd auch die maximale Lichtstärke, welche die Leuchte überhaupt liefern kann, erzeugt wird. Erfindungsgemäss wird also bei Steuerung der Leuchten diejenige Betriebstemperatur eingestellt, bei welcher 1. die Lichtstärke sich proportional der
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auch erfüllt, wenn er z. B. Null ist, das bedeutet aber, dass die Spannung an der Leuchte konstant ist.
In Fig. 4 wird gezeigt, dass man durch Anwendung einer in ihrer Stärke passend gewählten Hochfrequenz- überlagerung über den Betriebsgleichstrom die Charakteristik der Leuchte so umbilden kann, dass die Spannung an der Leuchte über den grössten Teil des bei der Aussteuerung verwendeten Strombereiches konstant, dass also mit anderen Worten der Wechselstromwiderstand annähernd Null ist. Die Lichtstärke der Lampe bleibt praktisch von dem überlagerten Hochfrequenzstrom unbeeinflusst.
Ausser der eingangs geforderten Konstanz des Wechselstromwiderstandes der Leuchte und der Linearität zwischen Lichtstärke und Arbeitsstromstärke (Lichtstärkecharakteristik) konnten Verzerrungen in der Wiedergabe des Fernsehbildes eventuell auch dadurch vermieden werden, dass die Inkonstanz des Wechselstromwiderstandes durch eine entsprechende Nichtproportionalität der Lichtstärkecharakteristik kompensiert würde, was man wieder durch passende Wahl der Betriebstemperatur erreichen kann. Natürlich ist ausserdem durch Verschieben des Arbeitspunktes auf der Röhrenkennlinie eine weitere Kompensationsmöglichkeit gegeben. Die zuletzt genannten beiden Verfahren wird man jedoch im allgemeinen kaum anwenden.
Wenn bisher von dem Wechselstromwiderstand der Leuchte gesprochen wurde, so war dabei im wesentlichen an den Wechselstromwiderstand gedacht, wie er sich aus den statisch aufgenommenen Charakteristiken der Leuchte ergibt. Der Wechselstromwiderstand kann aber auch noch von der Frequenz bzw. von dem unmittelbar vorhergehenden Betriebszustand der Leuchte abhängen.
Dadurch wird jedoch das der Einfachheit halber auf die statischen Kennlinien bezogene Bild vom Arbeiten der Leuchte nicht wesentlich geändert. Die angenommenen Voraussetzungen treffen auch dann noch im Prinzip zu.
Alle im vorstehenden angestellten Betrachtungen sowie die in Fig. 1 bis 4 gezeigten Diagramme gelten zunächst, wie schon erwähnt, für den Fall, dass die Entladungsrohren mit Gleichspannung betrieben werden. Sie lassen sich jedoch sinngemäss auch dann anwenden, wenn die Entladungsröhren nur mit
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glieder auftreten, auch durch entsprechende Wahl der Betriebstemperatur der Entladungsröhre ausgleichen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Steuerungsverfahren für Entladungsröhren mit positiver Säule und geheizter Kathode, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebstemperatur der Entladungsröhren so eingestellt wird, dass die Leuchtdichte eine im wesentlichen lineare Funktion der Gitterspannung der die Entladungsröhre steuernden Elektronenröhre ist.