DE1497557B1

DE1497557B1 - Registriergeraet zur Messung des zirkularen Dichroismus

Info

Publication number: DE1497557B1
Application number: DE19651497557
Authority: DE
Inventors: Grosjean Dr-Ing Marc
Original assignee: Roussel Uclaf SA
Current assignee: Sanofi Aventis France
Priority date: 1960-06-29
Filing date: 1965-01-29
Publication date: 1969-10-16
Also published as: FR85336E; CH384894A; DE1472207B2; NL150908B; US3257894A; DK115436B; GB1089953A; GB979712A; SE316027B; NL6501511A; BE605571A; DE1209772B; US3471240A; DE1472207A1; BE659360A; CH429226A; DE1497558B1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung und wei- Polarisationsmodulator, durch den das Licht vor tere Ausbildung von Registriergeräten zur Messung dem Durchgang durch die Probe periodisch vom des zirkulären Dichroismus optisch aktiver Stoffe, rechtszirkularen in den linkszirkularen Polarisationswie sie im Hauptpatent 1209 772 beschrieben sind. zustand und wieder zurück moduliert wird, einen Durch die Erfindung soll die Genauigkeit der Mes- 5 Gleichstromtrennverstärker, auf den das Ausgangssung erhöht werden und die Benutzung sicherer und signal der Fotozelle gegeben wird, einen Gleichbequemer gemacht werden. stromverstärker, auf den die.Glßichstromkomponente

Bei dem Gerät nach Patent 1209 772 wird ein am Ausgang des Gleichstromtrennverstärkers gemonochromatisches Lichtbündel erzeugt, bei dem geben und durch den sie symmetrisch gemacht wird, der Polarisationszustand von der rechtszirkularen io einen Wechselstromverstärker, auf den die Wechsel-Polarisation bis zur linkszirkularen Polarisation Stromkomponente am Ausgang des Gleichstromzyklisch verändert wird und bei dem dieses Licht- trermverstärkers gegeben wird, einen Synchrongleichbündel durch eine Probe des optisch aktiven, zu richter, der an den Wechselstromverstärker angeuntersuchenden Stoffes geschickt wird und das- so schlossen ist und durch die Frequenz des Polaribeeinflußte Lichtbündel in ein elektrisches Signal 15 sationsmodulators gesteuert wird, einen Potentioumgewandelt wird, bei dem man die Wechselstrom- meterwiderstand eines Registriergerätes, auf den die komponente und die Gleichstromkomponente trennt Ausgangsspannung des symmetrisierenden Gleich- und dann die Wechselstromkomponente gleichrichtet Stromverstärkers gegeben wird und dessen Schleifund bei dem durch die Gleichstromkomponente und kontakt, der fest mit dem Registrierstift des Regidie gleichgerichtete Wechselstromkomponente dieses ao striergerätes verbunden ist, durch einen Servomotor Signals eine Registriereinrichtung gesteuert wird, die bewegt wird, der durch die Spannungsdifferenz angedas Verhältnis zwischen diesen Komponenten liefert, trieben wird, die zwischen dem Schleifkontakt und wobei diese Registriereinrichtung den zirkulären Di- dem Synchrongleichrichter besteht, wobei das Steuerchroismus der zu untersuchenden Probe mißt. Da die signal der Registriereinrichtung so auf den Servofür diese Messungen interessierenden Spektralgebiete «5 mechanismus wirkt, daß diese Differenz durch die vom Ultraviolett bis zum anderen Ende des sieht- Verschiebung des Schleifkontaktes auf Null gehalten baren Spektrums reichen, erteilt man dem Licht- wird.

bündel einen Wellenlängengang, der viel langsamer Diese Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß

ist als seine Modulation der Polarisation, damit das man einen symmetrisierenden Gleichstromverstärker gesamte gewünschte Wellenlängenspektrum über-30 benötigt, mit dessen Hilfe die Gleichspannung an die

strichen wird und die Änderungen des zirkulären beiden Enden des Potentiometerwiderstandes des

Dichroismus der zu untersuchenden Probe direkt als Registriergerätes gelegt wird.

Funktion der Wellenlänge des die Probe durch- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zusetzenden Lichtes aufgezeichnet werden. gründe, diesen Nachteil zu beseitigen.

Für dieses Gerät wird ein optischer Quarz- oder 35 Dies wird bei einer Vorrichtung zur Messung des Gittermonochromator verwendet, dessen Disper-- zirkulären Dichroismus von optisch aktiven Subsionssystem in Abhängigkeit von der Zeit nach einem stanzen nach Patent 1209772 erfindungsgemäß dabekannten und reproduzierbaren Gesetz angetrieben durch erreicht, daß eines der Enden des Potentiowird, wobei die Spalte des Monochromator durch meterwiderstandes der Verhältnisregistriereinrichtung einen Servomechanismus betätigt werden, der durch 40 mit Masse verbunden ist, daß die am Ausgang des die Differenz zwischen der Spannung der Gleich- Gleichstromtrennverstärkers abgenommene Gleichstromkomponente des elektrischen Signals und einer spannung über ein Filter an das andere Ende des einstellbaren Vergleichs- oder Eichspannung ge- Potentiometerwiderstandes angelegt wird und daß steuert wird. Die Umwandlung des Lichtflusses in ein der Mittelabgriff der Sekundärwicklung des Transelektrisches Signal erfolgt durch einen Fotomulti- 45 formators, der den Gleichrichter speist, mit einem plikator, an den sich ein Gleichstromtrennverstärker einstellbaren Läufer verbunden ist, dessen Stellung anschließt, an dessen Ausgang einerseits die Wechsel- beliebig auf dem Potentiometerwiderstand einstellstromkomponente verstärkt und dann in einem bar ist.

Gleichrichtersystem synchron mit der Basisfrequenz Eine derartige Meßvorrichtung weist den Vorteil

des Polarisationsmodulators gleichgerichtet wird, der 50 auf, daß man den symmetrisierenden Gleichstrom-

im optischen System des Geräts vorgesehen ist, wäh- verstärker einsparen kann, wodurch man die Nach-

rend andererseits die Gleichstromkomponente bezug- teile ausschaltet, die sich durch die Verwendung von

lieh der Masse symmetrisiert wird. In der Registrier- Gleichstromverstärkern, insbesondere durch einen

einrichtung werden die beiden so behandelten Korn- entstehenden Drift, ergeben.

ponenten verglichen, so daß man das Verhältnis 55 Eine andere Lösung der vorliegenden Aufgabe

ihrer Werte erhält. besteht darin, daß eines der Enden des Potentio-

Bei diesem Gerät wird die Empfindlichkeit vor meterwiderstandes der Registriereinrichtung mit

allem durch das Verhältnis des Signals zu dem vom Masse verbunden ist, daß an das andere Ende des

Fotomultiplikator stammenden Rauschen begrenzt. Potentiometerwiderstandes eine konstante Vergleichs-

Die anderen Störungsquellen können praktisch durch 60 spannung angelegt ist und daß der Mittelabgriff der

entsprechenden Aufbau und sorgfältige Auswahl der Sekundärwicklung des Transformators, der den

Bestandteile der Kreise vernachlässigbar klein ge- Gleichrichter speist, mit einem einstellbaren Läufer

macht werden. In dem Patent 1209 772 wird verbunden ist, dessen Stellung auf dem Potentio-

eine Vorrichtung zur Messung des zirkulären Dichro- meterwiderstand beliebig einstellbar ist. Hierdurch

ismus angegeben, bei der polarisiertes Licht auf die 65 erhält man den Vorteil, daß man an Stelle einer

zu untersuchende Probe auftrifft, hinter der sich eine wenig verwandten Verhältnisregistriereinrichtung

Fotozelle befindet und die Vorrichtung selbst die eine gewöhnliche Registriereinrichtung verwenden

folgenden Teile enthält: einen an sich bekannten kann, die wesentlich billiger ist. Für die Anwendung

einer derartig aufgebauten Meßvorrichtung ist es jedoch erforderlich, daß die am Ausgang des Fotomultiplikators auftretende Gleichspannung mit ausreichender Genauigkeit durch die in dem Hauptpatent angegebenene Mittel konstant gehalten wird.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, in der ein detaillierteres Schema der elektrischen Schaltung dargestellt ist.

Der Ausgang des Fotomultiplikators 19 wird auf einen Verstärker 20 gegeben, dessen Verstärkung g = 1 ist und der aus einem Gleichstromverstärker besteht, der zwei Doppeltriodenstufen und eine Ausgangs-Kathodenverstärkerstufe enthält. Die Aus- · gangs-Kathodenverstärkerstufe ist gegen die Eingangsstufe vollständig gegengekoppelt und, genauer, auf das zweite Gitter der Doppeltriode gelegt, deren erstes Gitter das Signal der Fotozelle aufnimmt. Die Verstärkung des Verstärkers braucht nicht genau gleich Eins zu sein, da die beiden Komponenten, die ao Wechselstromkomponente und die Gleichstromkomponente, durch den ganzen Verstärker laufen und daher ihr Wertverhältnis gegenüber dem nicht verstärkten Signal nicht verändert wird.

Das wirkliche Schaltbild des Verstärkers, der den Gleichstrom durchläßt, enthält die üblichen Mittel zur Rückstellung auf Null und zur Verhinderung von Schwingungen, die aus Gründen der einfacheren Darstellung in der Zeichnung weggelassen sind.

Am Ausgang von dem Verstärker 20, der eine niedrige Impedanz aufweist, liegen drei Stromkreise: ein Wechselstromverstärker 21, ein Eingang des Servomechanismus, nämlich eine Filterkette 30, und ein Eingang der Steuerung der Registriereinrichtung, nämlich eine Filterkette 29. Der Verstärker 21 ist ein Verstärker mit Gegenkopplung, dessen Gegenkopplungsspannung von einer zusätzlichen Wicklung seines Ausgangstransformators 24 abgenommen wird. Diese Gegenkopplung dient insbesondere zur Verbesserung der Stabilität der Verstärkung und zur Verbesserung der Linearität seines Ansprechens als Funktion der Eingangsspannung. Die Verstärkung kann bei Gegenkopplung z. B. größenordnungsmäßig 100 betragen. Das Ausgangssignal von 21 ist ein zusammengesetztes Signal, bei dem immer eine Kornponente mit der Frequenz der Modulation von dem Modulator, z. B. von 50 Hz (man könnte vorteilhaft diese Frequenz auch erhöhen, insbesondere um die Messungen zu beschleunigen), vorherrscht, wobei auch ungerade Harmonische auftreten. Diesem nutzbaren Signal überlagert sich ein Signal, das auf dem Rauschpegel beruht, der häufig viel größer ist als das nutzbare Signal, und der Verstärker muß daher so ausgebildet sein, daß er in keinem Augenblick durch dieses Rauschen weder gesättigt noch blökkiert wird, damit das nutzbare Signal später richtig gleichgerichtet werden kann. Bei der Darstellung von 21 wurden zur Vereinfachung die zur Unterdrückung der Schwingung dienenden Kreise weggelassen.

Das an der Sekundärseite des Transformators 24 verfügbare Signal wird durch einen Vibrationssynchrongleichrichter 22 linear gleichgerichtet, wie dies bekannt ist, wobei man den Vorteil erhält, daß die Verhältnisse der Amplitude beiderseits und in der unmittelbaren Umgebung von Null erhalten bleiben. Die Störsignale werden abhängig von ihrer Phasenverschiebung geschwächt, da es sich um einen Synchrondetektor handelt. Bezüglich des Rauschpegels verhält sich die gesamte, aus dem Verstärker 21 und dem Gleichrichter bestehende Anordnung wie ein Selektiwerstärker mit schmalem Durchlaßbereich doppelt so groß wie der der Filteranordnung 25, die sich an den Gleichrichter anschließt. Das Restrauschen enthält keine mittlere Gleichstromkomponente und stört daher nicht bei der Steuerung der Registriereinrichtung. Dem Filterkondensator 25, an dessen Klemmen die Spannung VgW abgenommen wird, ist ein sehr großer Widerstand zugeordnet, damit das gleichgerichtete Signal ein Mittelwertsignal ist, wodurch die auf dem Rauschen im Signal beruhende Störung vermindert wird. Die von der Wechselstromkomponente und vom Rauschen der Fotozelle befreite Spannung V₀ wird über das Filter 29, das die gleiche Charakteristik wie das Filter 25 besitzt, an den Potentiometerwiderstand 32 der Registriereinrichtung 23 angelegt, und ein längs dieses Widerstandes einstellbarer Schleifkontakt 31 fixiert die Spannung des Mittelpunktes der Sekundärwicklung des Transformators 24. Bei dieser Anordnung wird die gleichgerichtete Spannung VgW von dem Punkt an gezählt, der als Nullpunkt für die Bestimmung des Vorzeichens von VgW dient. Der restliche Aufbau ist üblich, die Spannung VgW wird in dem DifEerentialverstärker 26 mit der Spannung V₀ verglichen oder, genauer, mit demjenigen Bruchteil der Spannung V₀, der am Schleifkontakt 28 vom Potentiometerwiderstand 32 abgenommen wird, sodann wird die Differenz verstärkt und auf den Motor 27 gegeben.

Damit dieser Registrier-Servomechanismus gut arbeitet, kann man z. B. die Spannung V₀ fast konstant halten. Hierzu steuert man durch die Spannung V₀, die im Filter 30 gefiltert worden ist, beispielsweise einen Servomechanismus 33, der je nach Wunsch der Bedienungsperson die öffnung der Spalte der Monochromatoranordnung vermittels des Motors 34 einstellt, oder man steuert die Verstärkung des Fotomultiplikators 19 durch Einstellung der Hochspannung 35 über den Motor 36. Diese beiden Mittel stehen vorzugsweise der Bedienungsperson zur freien Wahl zur Verfugung.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Messung des zirkulären Dichroismus von optisch aktiven Substanzen, nach Patent 1209772, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Enden des Potentiometerwiderstandes (32) der Verhältnisregistriereinrichtung (23) mit Masse verbunden ist, daß die am Ausgang des Gleichstromtrennverstärkers (20) abgenommene Gleichspannung über eine Filterkette (29) an das andere Ende des Potentiometerwiderstandes (32) angelegt ist und daß der MittelabgrifE der Sekundärwicklung des Transformators (24), der den Gleichrichter (22) speist, mit einem einstellbaren Läufer (31) verbunden ist, dessen Stellung beliebig auf dem Potentiometerwiderstand (32) einstellbar ist.

2. Vorrichtung zur Messung des zirkulären Dichroismus von optisch aktiven Substanzen, nach Patent 1209 772, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Enden des Potentiometerwiderstandes (32) der Registriereinrichtung (23) mit Masse verbunden ist, daß an das andere Ende des Potentiometerwiderstandes (32) eine konstante Vergleichsspannung angelegt ist und daß

der Mittelabgrifi der Sekundärwicklung des Transformators (24), der den Gleichrichter (22) speist, mit einem einstellbaren Läufer (31) verbunden ist, dessen Stellung auf dem Potentiometerwiderstand (32) beliebig einstellbar ist.

Hierzu 1 platt Zeichnungen