Verstärker für photoelektrische Zellen. Die Erfindung richtet sich auf Verstär ker für Photozellen, die zur Verstärkung von Impulsen verschiedener Frequenzen, wie sie zum Beispiel beim Fernsehen auftreten, be stimmt sind.
Photoelektrische Zellen und deren Lei- tungsdrähte besitzen .eine verhältnismässig hohe verteilte Kapazität. Bei Verbindung solcher photoelektrischer Zellen oder derglei chen Einrichtungen mit Verstärkern hatte dies unangenehme Folgen, die sich in einer verminderten Verstärkung und am Ausgangs kreis .des Verstärkers in Verzerrungen äusser ten. Die der Erfindung zugrunde liegenden Versuche ergaben, dass diese Verluste gröss tenteils auf die verteilte Kapazität des Ver- stärkereingangskreises zurückzuführen sind.
Diese Kapazität setzt sich aus der Kapazität der photoelektrischen Zelle, des Verstärker gitters und der Verbindungsleitungen zusam men.
Die Erfindung macht es sich zur Auf gabe, diese Nachteile zu beheben und einen Verstärker vorzusehen, bei dem die Effekte der genannten verteilten Kapazität kompen siert werden. Dadurch ist eine verzerrungs freie Übertragung in einem gegebenen Fre quenzbereich gewährleistet.
Die Erfindung wird anhand der beilie genden Zeichnung, die ein Ausführungsbei spiel des erfindungsgemässen Verstärkers darstellt, erläutert.
In der Abbildung ist 5 eine photoelek trische Zelle, die einen. Verstärker steuert. Sie besitzt eine verhältnismässig hohe verteilte Kapazität, die bei 6 angedeutet ist. Diese Kapazität setzt sich aus der Kapazität der photoelektrischen Zelle und ihrer Zuleitungen 7, 8 und 12 zusammen. Die Photozelle wird von einer geeigneten, in bekannter Weise in Serie geschalteten Batterie 9 gespeist.
Der angeschlossene Verstärker kann be liebig ausgebildet sein. In dem vorliegenden Beispiel wird ein normaler widerstandsge koppelter Verstärker verwendet, der aus den Entladungsröhren 10 und 11 besteht. Zwecks Erhöhung der Verzerrungsfreiheit ist im Eingangskreis der ersten Stufe ein Gitter widerstand 13 und in den Ausgangskreis. 14 ein Anodenwiderstand 15 eingeschaltet. Die zweite Vers.tärkerstufe besteht aus ähnlichen Ein- bezw. Ausgangskreisen 16 bezw. 17 mit entsprechenden Widerständen 1.8 bezw. 19.
Die Verstärkerröhren erhalten passende Vor spannungen, Anoden- und Heizbatterien, und zwar dienen hierfür die Batterien 20, 21 und 22.
Die beiden Verstärkerstufen sind durch eine geeignete Kapazität 23 gekoppelt. Eine ähnliche Kapazität 24 koppelt die zweite Stufe über Leitungen 25 und 2.6 an eine nach folgende Stufe bezw. einen Lautsprecher. Die Leitung 26 geht in dem vorliegenden Aus führungsbeispiel durch den ganzen Verstär ker hindurch.
Die Leitungen 7 und 8 der photoelek trischen Zelle und die verteilte Kapazität 6, sind bei 2'7 bezw. 28 an den Eingangskreis des Verstärkers angeschlossen. Bei dieser Schaltung liegt die verteilte Kapazität 6 im Verstärkerkreis. Die Folge davon ist .eine Verminderung der Steuerspannungen. Im vorliegenden Beispiel sinkt die Spannung zwischen Kathode und Gitter. Dieser Span nungsverlust wächst mit steigender Fre quenz, anders ausgedrückt: Die verteilte Ka pazität 6 wird mit einem der photoelektri schen Zelle - oder .einem .sonstigen Steuer organ - entnommenen Strom aufgeladen.
Infolgedessen sinkt bei den höheren Frequen zen die Gitterspannung .der ersten Röhre bezw. die Spannung im Eingangskreis des Verstärkers. Dieser Spannungsverlust ist höchst unerwünscht, denn die Steuerspannun gen sind schon gewöhnlich sehr gering und es ist äusserst wichtig, an dieser Stelle Ver luste zu vermeiden.
Gemäss der Erfindung werden derartige Spannungsverluste und entsprechende Ver zerrungen durch einen Korrektionsstrom ver hindert. Dieser Strom wird zweckmässig einer folgenden Verstärkerstufe entnommen und .dem Kreis zugeführt, in dem sich die absorbierende Kapazität befindet. Man nimmt für diesen Zweck eine sol- che Stufe, dass der dem Kreis, Hilfsstrom die richtige Phase besitzt.
Man kann diesen Hilfsstrom einem ganz beliebig gearteten Eingangskreis zuführen, wenn in diesem Stromkreis eine Kapazität vorhan den ist, die normalerweise bei bestimmten Frequenzen Spannungsverluste zur Folge ha-t. Der Korrektionsstrom lässt sich dem Aussen kreis irgend einer Verstärkerstufe entnehmen, die mit dem Eingangsstrom der .ersten Ver- stärkerstufe in der richtigen Phasenbeziehung steht.
Der Korrektionsstrom wird dem Ein gangskreis an der Gitterseite über eine Kopp lungskapazität 20, sowie eine Leitung 30 zu geführt. Die Kapazität 29 ist vorzugsweise - wie gezeichnet - variabel, kann jedoch auch fest sein. In dem Ausgangskreise des zweiten Verstärkers ist zweckmässig ein Widerstand 19 eingeschaltet. Dieser Wider stand kann als Potentiometer ausgebildet sein.
Die Speiseleitung 30 des Korrektions- stromes wird dann zweckmässig an den Schiebekontakt 31 angeschlossen und von die sem .der kompensierende Strom abgenommen und dem Eingangskreis der ersten Ver- stärkerstufe zugeführt.
Bei dieser Schaltung ist die Kopplungs kapazität zweckmässig so lange zu verstellen, bis man eine gewünschte Stromstärke erhält. Hierauf lässt man diese Einstellung im we sentlichen unverändert. Durch Verschieben des Kontaktes :31 erhält man die richtige Spannung, die erforderlich ist, um dem Ein gangskreis und der verteilten Kapazität 6 den gewünschten Korrektionsstrom zuzufüh ren. Gegebenenfalls kann man auch die Spannung bei 19 konstant halten und den Korrektionsstrom durch Veränderung der Kapazität 29 regeln.
Bei andern Verstärker typen kann man auch andere geeignete Ein richtungen vorsehen, um .den Korrektions- strom von dem Ausgangskreis einer Verstär- kerstufe abzuleiten. Praktisch lässt sich der Korrektionsstrom sowohl mit der Kapazität 29, als auch mittelst der Spannungsquelle 19 regeln und auf diese Weise der gewünschte Stromfluss der zu kompensierenden Kapazität zuzuführen.
Es wird also der Korrektionsstrom von einem Potentiometer 19 vom Ausgangskreis der zweiten Verstärkerstufe abgenommen und über eine Stromleitung und eine Kapazität seiner Verwendung zugeführt. Die verteilte Kapazität entnimmt der Photozelle oder dem Eingangskreis keinen Strom und die Steuer spannung des Eingangskreises - im vorlie genden Falle des Gitterkreises der Röhre 10 - bleibt im wesentlichen unberührt.
Überdies hat diese Anordnung den Vorteil, dass Spannungsverluste vor der ersten; Ver- stärkerstuIe vermieden .sind. Der Verstärker wird also empfindlicher, was insbesondere bei Fernsehapparaturen mit Tageslicht abtastung von Wichtigkeit ist. Für derartige Anordnungen erweist sich die Korrektion als besonders geeignet.
Korrigiert man die Kapazität im Ein gangskreis eines Verstärkers mittelst eines Ausgleichsstromes, dann werden die Steuer spannungen dieses Kreises um ein Vielfaches grösser sein als ohne Korrektion. Ohne Kor rektionsstrom müsste der Gitterwiderstand gering sein, wenn man lineare Verstärkung erhalten will, denn bei den hohen Frequen zen werden durch die Kapazität des Ein gangskreises dessen Spannungen verhältnis mässig stärker verringert und die von der Photozelle gelieferten Impulse verzerrt.
Bei dem Verstärker, wie er im Vorstehen den beschrieben ist:, hat der Widerstand 13 normalerweise, das heisst ohne Anwendung einer Kompensation, eine Grösse von etwa 1/4 Megohm. Bei einem solchen Widerstands werte werden die von der photoelektrischen Zelle gelieferten Frequenzen im wesentlichen linear verstärkt. Bei Anwendung einer Kom pensation, wie sie zum Beispiel der anliegen den Zeichnung zu entnehmen wäre, kann der Widerstand 13 mehrere TH egohm betragen, wobei die im wesentlichere flache Charak teristik in keiner Weise beeinträchtigt wird und die Ausgangsspannungen den Eingangs spannungen im wesentlichen proportional bleiben.
Photoelectric cell amplifier. The invention is directed to amplifiers for photocells that are used to amplify pulses of different frequencies, such as those occurring in television, be true.
Photoelectric cells and their lead wires have a relatively high distributed capacity. When such photoelectric cells or similar devices were connected to amplifiers, this had unpleasant consequences, which manifested themselves in reduced amplification and distortions at the output circuit of the amplifier. The tests on which the invention was based showed that these losses were largely distributed among the Capacity of the amplifier input circuit.
This capacity is made up of the capacity of the photoelectric cell, the amplifier grid and the connecting lines.
The invention makes it the task to remedy these disadvantages and to provide an amplifier in which the effects of said distributed capacitance are compensated. This ensures distortion-free transmission in a given frequency range.
The invention is explained with reference to the accompanying drawing, which shows an exemplary embodiment of the amplifier according to the invention.
In the figure, 5 is a photoelectric cell, the one. Amplifier controls. It has a relatively high distributed capacity, which is indicated at 6. This capacity is made up of the capacity of the photoelectric cell and its leads 7, 8 and 12. The photocell is fed by a suitable battery 9 connected in series in a known manner.
The connected amplifier can be designed as desired. In the present example, a normal resistor-coupled amplifier consisting of the discharge tubes 10 and 11 is used. In order to increase the freedom from distortion in the input circuit of the first stage, a grid resistor 13 and in the output circuit. 14 an anode resistor 15 switched on. The second stage consists of similar inputs and Output circles 16 respectively. 17 respectively with corresponding resistances 1.8. 19th
The amplifier tubes receive the appropriate voltage, anode and heating batteries, and batteries 20, 21 and 22 are used for this purpose.
The two amplifier stages are coupled by a suitable capacitance 23. A similar capacity 24 couples the second stage via lines 25 and 2.6 to a subsequent stage BEZW. a loudspeaker. In the present exemplary embodiment, the line 26 goes through the entire amplifier.
The lines 7 and 8 of the photoelectric cell and the distributed capacity 6 are respectively at 2'7. 28 connected to the input circuit of the amplifier. In this circuit, the distributed capacitance 6 is in the amplifier circuit. The consequence of this is a reduction in the control voltages. In this example, the voltage between the cathode and grid drops. This voltage loss increases with increasing frequency, in other words: the distributed capacitance 6 is charged with one of the photoelectric cells - or with one of the other control organs.
As a result, the grid voltage decreases at the higher frequencies .der respectively the first tube. the voltage in the amplifier's input circuit. This voltage loss is highly undesirable because the control voltages are usually very low and it is extremely important to avoid losses at this point.
According to the invention, such voltage losses and corresponding distortions are prevented by a correction current. This current is expediently taken from a subsequent amplifier stage and fed to the circuit in which the absorbing capacity is located. For this purpose one takes such a level that the circuit, auxiliary current has the correct phase.
You can feed this auxiliary current to any type of input circuit if there is a capacity in this circuit that normally results in voltage losses at certain frequencies. The correction current can be taken from the outer circuit of any amplifier stage that has the correct phase relationship with the input current of the first amplifier stage.
The correction current is fed to the input circuit on the grid side via a coupling capacitance 20 and a line 30. The capacity 29 is preferably - as shown - variable, but can also be fixed. A resistor 19 is expediently switched on in the output circuit of the second amplifier. This counter stand can be designed as a potentiometer.
The feed line 30 of the correction current is then expediently connected to the sliding contact 31, and the compensating current is taken from it and fed to the input circuit of the first amplifier stage.
In this circuit, the coupling capacitance is expediently adjusted until a desired current level is obtained. This setting is then left essentially unchanged. By moving the contact: 31 you get the correct voltage, which is necessary to supply the required correction current to the input circuit and the distributed capacitance 6. If necessary, you can also keep the voltage at 19 constant and regulate the correction current by changing the capacitance 29 .
With other types of amplifiers, other suitable devices can also be provided in order to derive the correction current from the output circuit of an amplifier stage. In practice, the correction current can be regulated both with the capacitance 29 and by means of the voltage source 19 and in this way the desired current flow can be fed to the capacitance to be compensated.
The correction current is thus taken from the output circuit of the second amplifier stage by a potentiometer 19 and fed to its use via a power line and a capacitance. The distributed capacity takes no current from the photocell or the input circuit and the control voltage of the input circuit - in the present case, the grid circle of the tube 10 - remains essentially unaffected.
In addition, this arrangement has the advantage that voltage losses before the first; Amplifier drops are avoided. The amplifier is therefore more sensitive, which is particularly important for television sets with daylight scanning. The correction proves to be particularly suitable for such arrangements.
If the capacitance in the input circuit of an amplifier is corrected by means of a compensating current, the control voltages in this circuit will be many times greater than without a correction. Without Kor rektionsstrom the grid resistance would have to be low if you want to get linear amplification, because at the high frequencies, the capacitance of the input circuit reduces its voltages proportionally more and the pulses delivered by the photocell are distorted.
In the case of the amplifier as described above, the resistor 13 normally, that is to say without the use of compensation, has a size of about 1/4 megohm. With such a resistance, the frequencies supplied by the photoelectric cell are amplified essentially linearly. When using a compensation, such as the drawing attached, the resistor 13 can be several TH egohm, the essentially flat Charak teristik is in no way affected and the output voltages remain essentially proportional to the input voltages.