DE2104586C - Strahlungsenergie Analysator - Google Patents
Strahlungsenergie AnalysatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rückführung für einen Strahlungsenergie-Analysator und im besonderen in
einem (Jltui tigcn Rückführzweig liir einen Strahlungsenergie-Analysator
vorgesehene Sell al tun ge η zur geeigneten Vorspanmmgsregelung und zum
('berlasischut/ des Strahlungsdetektors in einem derartigen
Strahlungsenergie-Analysator.
Auf dem Gebiet der Zweistrahl- oder /weikanal-Strahlungsenergie-Analysator ist es allgemein
üblich, einen der Strahlengänge /ur Urzeugung
eines Be/ugssinnals zu verwenden, mit welchem ein
durch den anderen, die Probe enthaltenden Strahlengang
erzeugtes Probcnsignal verglichen wird. Zweck einer derartigen Anordnung ist die Hlimimerung ν on
Schwankungen und Änderungen, welche sowohl das
ΙΊoben- wie auch das Uezugssignal beeinflussen. Hin
Verfahren dieser Art besteht darin, daß man das Bezugssignal
zur Steuerung bzw. Regelung der einem Strahlungsdetektor, wie beispielsweise einem Photomultiplier,
zusieführten elektrischen Vorspannung verwendet und auf diese Weise die Empfindlichkeit
des Photomultipliers nach Maßgabe von in dem Bezuüssignal auftretenden Schwankungen steuert bzw.
regelt. Auf diese Weise wird die Auswirkung von Schwankungen, welche sowohl in dem Proben- wie
auch in dem Bezugsstrahlengang auftreten, in dem von dem Photomultiplier erzeugten Probensignal im
wesentlichen unterdrückt.
Auf der deutschen Offenlegungsschrift 1 547 136 ist eine Verstärkerschaltung für photoelektrische
Spektrophotometer bekannt, bei denen die von einer Lichtquelle ausgehende Strahlung abwechselnd über
ein Bezugsobjekt und über ein Meßobjekt geleitet und danach auf einen gemeinsamen Lichtdetektor
gerichtet wird. Es ist hierbei vorgesehen, daß der Anodenstromkreis des als Lichtdetektor dienenden Photomultipliers auf die Dynoden in solcher Weise gegengekoppelt ist, daß der Anodenstrom im wesentlichen konstant ist. Hierdurch so'l der Arbeitsbereich
des dem Lichtdetektor nachgeschalteten logarithmischen Verstärkers eingeschränkt werden.
Aus der USA.-Patentschrift 2474 098 ist eine
Photometerschaltungsanordnung bekannt, die aus Elektronenröhren aufgebaut ist und eine automatische Verstärkungsregelung für einen Photomultiplier
aufweist. Ls soll hierdurch erreicht werden, daß die Ausgangssignale nur von der Wellenlänge des auf
den Photomultiplier fallenden Lichts, nicht aber von der schwankenden Lichtstärke beeinflußt werden.
Die Vorspannung für den Photomultiplier wird im allgemeinen von einer Hochspannungsquelle geliefert, die ihrerseits nicht innerhalb der Rückführschleife liegt. Die Steuerung bzw. Regelung der dem
Photomultiplier zugeführten hohen Vorspannung erfolgt über eine in der Vorspannungszuleitung zu dem
Photomultiplier liegenden Regelröhre. Dabei sind im Zusammenhang mit dem Betrieb der Regelschaltbauteile bei der für den Photomultiplier erforderlichen
hohen Spannung erhebliche Schwierigkeiten aufgetreten. Wegen der hohen Spannung waren Festkörper- bzw. Halbleiterschaltanordnungen ausgeschlossen und mußten Elektronenröhren verwendet werden. Die Vermeidung der Regelung bzw. Steuerung
der Vorspannung auf einem derartig hohen Spannungspotential ist eines der kritischsten Probleme,
welchem sich die Konstrukteure von Photomultiplier-Rückführsystcmen gegenübersahen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geregelte Hoehspannungsversorgungsschaltung für
den PholomultiDlier eines Zweistrahlohotometers
aus/uneben, bei dem diese Schwierigkeiten \ermieiIlh
werden.
Die Erfindung Wist diese Aufuahe durch einen
/we ist ralil-Strahlungsenergie-Analysator mit einem
Proben- und einem l$e/uüsstrahlen»ang, die abwechselnd
auf den Analysator sielenkt werden, sowie nut
einer Rückführsteuerurm bzw. -regelung /ur Steuerung
der Gleichspannung an der Vorspannelektn .Ie des Strahlungsdetektors in Abhängigkeit \om Bein
/ugssignal. welche folgende Teile aufweist: einen Strahlungsdetektor, der an einer Ausgangs- oder Siiinalelektrode
ein elektrisches Weehselsignal mit jeweils der Strahlungsenergie im Proben- und im Be-/ugsslrahienuang
entsprechenden Proben- bzw. Be/ugs-Signalkomponenten erzeugt, dessen Betrag
\on der an einer Vorspannelektrode ties Strahlungsdetektors anliegenden Vorspannung abhängt, und
einen selektiven Detektor, der nur auf die Bezugsstnhlkomponente des elektrischen Ausgangssignals
des Strahlungsdetektors a· -pricht und als Ausgangsgröße ein elektrisches Bezuirsignal erzeugt, dessen
Betrag proportional der Amplitude der Bezugsstrahlkomponente des elektrischen Ausgangssignals des
Strahlungsdetektors ist, der gekennzeichnet ist durch einen Oszillator zur Erzeugung eines Wechselsignals,
dessen Amplitude umgekehrt proportional dem Betrag des von dem selektiven Detektor als Ausgangssignal erzeugten Bezugssignal ist, wobei der Oszillator zwei Ausgangsklemmen, zwischen welchen das
Ausgangswechselstromsignal erzeugt wird und eine Eingangssteuerklemme aufweist, welcher das elektrische Ausgangssignal des selektiven Detektors zugeführt wird, aufweist, sowie durch eine Gleichrichtschaltung, welcher die Ausgangsgröße des Oszillators
zugeführt wird und die in Abhängigkeit hiervon als Ausgangsgröße ein veränderliches Gleichstromsignal
erzeugt, dessen Betrag proportional der Amplitude des Ausgangswcchselsignals des Oszillators ist und
das der Vorspannelektrode des Strahlungsdetektors zugeführt ist.
Durch die Erfindung wird in einem derartigen Strahlungsenergie-Analysator für den Strahlungsdetektor eine veränderliche, innerhalb der Rückführschleife liegende Vorspannungsquelle geschaffen.
wobei die Steuerung bzw. Regelung der Vorspannung auf Signalspannungspcgeln erfolgt. Die mit
einer derartigen innerhalb der Rückführschleife angeordneten Vorspannquelle notwendigerweise verbundenen unterschiedlichen Anstiegs- und AbIaIl-Zeitkonstanten werden vorteilhafterweise durch eine
Kompensationsschaltung kompensiert. Ferner wird der Strahlungsdetektor bei der erfindungsgemäl.ien
Anordnung gegen Beschädigung durch Überlastung vorteilhafterweise mittels einer Überlastungsschutz-SS
schaltung gesichert, weiche auf das Auftreten eines großen Ausgangssignals am Strahlungsdetektor rasch
im Sinne einer Verringerung der Vorspannung des Strilhlendctektors anspricht. Die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung gestattet die Verwendung von Festkörper- bzw. > Halblcitcrbautcilen und macht
Hochspaiinungs-Regclröhrcn entbehrlich.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben, wobei gleiche bzw. entsprechende Teile jeweils mit gleiclien, Bezugsziffern bezeichnet sind. In der Zeichnung;
zeigt
Fig. I ein Blockschaltbild zur Veranschaulicluint;
des Erfindunusnrinzins.
Fig.2 ein detailliertes Schaltbild eines bevorzug- lung ό2 ist mit dem Gleichrichter 20 verbunden; dictcn Ausfülmingsbcispicls der Erfindung. scr weist eine Diode 66 auf, deren Kathode mit der
In dem Blockschaltbild von Fig. I ist mit4 ein Anode einer weiteren Diode 64 verbunden ist; dieser
Strahlungsdetektor bezeichnet, dem Strahlung von Knotenpunkt ist mit dem einen Ende der Ausgangseinem Strahlcngangselcktor 6 zugeführt wird, der 5 wicklung 62 verbunden. Das andere Ende der Ausscincrscits unter der Wirkung einer Steuerung 8 ab- gangswicklung 62 ist mit einem Widerstand 68 verwechselnd zwischen einem Proben- und einem Bc^ bunden, der seinerseits mit dem Knotenpunkt zweier
ziigsstrahlcngang umschaltet. Das Steuerorgan 8 Kondensatoren 70 und 72 verbunden ist. Die andere
kann beispielsweise ein Motor sein, der eine rotic- Elektrode des Kondensators 72 ist mit der Kathode
rende Zcrhackerschcibc bzw. ein Zcrhackerblatt an- io der Diode 64, und entsprechend die andere F.lcktrcibt. Das von dem Strahlungsdetektor 4 erzeugte trodc des Kondensators 70 mit der Anode der Diode
elektrische Signal wird einem selektiven Detektor 10 66 verbunden. Der Knotenpunkt zwischen dem Konzugeführt, der unter der Stcuerwirkung der Stcuc- dcnsator 70 und der Diode 66 ist ferner mit einem
rung 8 aus dem jeweils dem Proben- bzw. Bc- Widerstand 74 verbunden, der seinerseits mit einem
zugsstrahl entsprechenden Teilen des vom Strah- 15 Kondensator 76 verbunden ist. Der andere Belag des
lungsdclcktor gelieferten Signals entsprechenden Kondensators 76 ist mit dem Knotenpunkt zwischen
Proben- und Bczugssignalc ableitet. Der selektive dem Kondensator 72 und der Diode 64 und außer-Dctcktor 10 kann beispielsweise ein Synchrondctck- dem mit Masse verbunden. Der Knotenpunkt zwitor mit durch den Stcucrmotor 8 betätigter mcchani- sehen dem Kondensator 76 und dem Widerstand 74
scher Umschaltung sein. Das Probcnsignal wird einer 20 ist mit der Vorspannungsclcktrodc oder Anode des
Anzeigevorrichtung 12 zugeführt, das Bczugssignal Photomultiplicrs 22 verbunden, wodurch die Rückeiner Zeitkonstanzkompensation 14, die ihrerseits führschleife geschlossen wird. Die nicht bezeichneten
mit einem ampliludcnmodulicrtcn Oszillator 18 vcr- Schaltbauteilc sind für das Verständnis und die Anbundcn ist. Zwischen dem Ausgang des Strahlungs- wcndung der Erfindung nicht erforderlich und diedctcklors4 und dem Eingang des amplitudenmodu- »5 "c" nur zur Veranschaulichung einer typischen
liertcn Oszillators 18 liegt ein Überlastungsschutz 16. S tiallungskonfiguratton gemäß der Erfindung,
die Ausgangsgröße des amplitudenmodulierten Os- Im folgenden soll nun die Wirkungsweise des er-
zillators 18 dient nach Gleichrichtung in einem findungsgcmäßcn Rückführsystems für den Strah-Glcichrichlcr 20 als elektrische Vorspannung für den lungscncrgk-Analysalor erläutert werden:
Strahlungsdetektor 4, wumii die Rückführechlsife gc- 3<
> Der Photomultiplier 11 erzeugt ein elektrisches Sischlosscn ist. gnal an der Signalclcktrodc 26 nach Maßgabe der
Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform weist auf diese einfallenden Strahlungsenergie. Diese
der Strahlungsdetektor 4 einen Photomultiplier 22 Strahlungsenergie wird abwechselnd aus einem Bemit einer Vorspannungsclcktrodc 24 und einer Signal- zugs- und einem Probcnstrahlcngang zugeführt. Das
elektrode 26 auf; die Signalelcktrodc ist mit einem 35 elektrische Ausgangssignal des Photomultiplicrs wird
Vorverstärker 28 verbunden. Der Überlastungsschutz nach Verstärkung in dem Verstärker 28 in dem se-16 ist mit dem Ausgang des Vorverstärkers 28 vcr- lektiven Detektor 10 nachgewiesen, wobei der Schalbunden und weist zwei Reihenwiderstände 30 und 32 tcr 36 unter der Stcuerwirkung der Steuerung 8 abauf. mit deren Knotenpunkt die Anode einer Diode wechselnd den dem Bczugsstrahlengang cntsprcchcn-34 verbunden ist. Das andere linde der Reihenwider- 40 den Teil des Signals an den Kondensator 40 und den
stände bildet eine Vorspannungsklcmmc, an welcher dem Probcnstrahlcngang entsprechenden Teil des Sicinc eine Schwelle definierende Spannung angelegt gnals an den Kondensator 38 gelegt. An dem Konwird. Der Solcktivdctektor 10 weist einen von einer densator 38 tritt daher ein Probcnsignal und an dem
Steuerung 8 betätigten Schalter 36 auf. welcher ab- Kondensator 40 ein Bczugssignal auf. In dem Maße,
wechselnd das Ausgangssignal des Strahlungsdetck- 45 wie das Bczugssignal im positiven Sinn im Ausgang
tors 4 an Kondensatoren 38 und 40 anlegt. Die an des Verstärkers 44 zunimmt, wird die Diode 48 leiden Kondensatoren 38 und 40 auftretenden Signale tend, wodurch der Widerstand 46 überbrückt und
werden in Verstärkern 42 und 44 verstärkt und da- der Kondensator 50 schnell aufgeladen wird, wonach der Anzeige- oder Wiedergabevorrichtung 12 durch eine kurze Zeitkonstantc zustande kommt. So-
bzw. der Zeitkonstanz-Kompensation 14 zugeführt 50 bald das Bezugssignal in negativem Sinne abnimmt,
werden. Die ZcitkonManz-Kompensation 14 weht wird die Diode 48 nichtleitend, and der Kondensatoi
einen Widerstand 46 parallel zu einer Diode 48 auf; SO entlädt sich über den Widerstand 46, wodurch
die Kathode der Diode 48 ist mit dem Knotenpunkt eine längere Zeitkonstante zustande kommt, als in
zwischen dem Widerstand 46 und einem Kondensa- dem Zustand, wo der Widerstand 4t durch die (leitor 50 verbunden. Dieser Knotenpunkt ist ferner mit 55 tendc) Diode 48 überbrückt war. Auf diese Weise
der Kathode der Diode 34 in der Überlastschutz- kommen für zunehmende oder abfallende Bezugssig
schaltung 16 verbanden, sowie mit dem einen Ein- nale unterschiedliche Zeitkonstanten zustande; dei
gang eines Verstärkers 52, der Teil des amplituden- Zweck und die Ausnutzung dieses Effekts ergibt siel
modulierten Oszillators 18 ist. Der amplitudenmodu- aus der weiter unten folgenden Beschreibung de1
licrtc iKzillator 18 weist ferner ein Transistorpaar 54 60 Gleichrichters 20.
aiii. da«, mit einem Transformator 56 verbunden ist. Es sei betont, daß für die Zwecke der Erfinduni
der seinerseits zwei Rückführwicklungen 58. eine auch kompliziertere Kompensationsschaltungen 1Cr
1 inganpswicklung 60 und eine Ausgangswicklung 62 wendet werden können. Beispielsweise kann in R?ih
iiiilwcist. wodurch ein frei schwingender Multivibra- mit dem Kondensator 50 ein Widerstand vorgesehci
iiir-Os/illatof ivbildet wird. Der Ausgang des Ver- 65 werden, der für die Reibenkombinaüon eine Min
vliirkers 52 i t mit einer Mittclan/apfung der Ein- destimnedanz für hohe Frequenzen ergibt. Außer de
i.;uM's»icUiin·: 60 verbunden, über welche die Strom- erwünschten Zcitkonstanten-Kompe-.<sati.>n bildet di
/iiluhr /ti »lt/ni Oszillator erfolgt. Die Ausgangswick- Kombination auch eine Mindestimpedanz für di
um cine genauere Anpassung der Zeitkonstanten zu ermöglichen, falls diese erwünscht ist. Umgekehrt
wird die der Aufladung der Kondensatoren 70 und 72 sowie 76 entsprechende kurze Zeitkonstante
5 durch die erhöhte Zaitkonstante kompensiert, welche
der Widerstand 46 und der Kondensator 50 im nichtleitenden Zustand der Diode 48 bilden.
Die Wirkungsweise des Überlastschutzes 16 ist wie folgt: Wird der Photomultiplier 22 unbeabsichtigt
weiter unter beschriebene Überlastschutzschaltung 16. Außerdem kann diese Schaltungskombination die
Erzielung einer gewünschten Verstürkungsfaktor- und Phasciicharaktcristik der Rückkopplung durch
das Auftreten des dem Fachmann bekannten »breakfrcqucncy«-Effckts unterstützen. Auch kann in Reihe
m:l der Diode 48 ein Widerstand zur Erzielung einer genauer angepaßten Zeitkonstantcn-Kompcnsation
vorgesehen werden.
Das am Knotenpunkt der Schaltbautcilc 48, 46 io einem hohen Strahlungspegcl ausgesetzt, so wird im
und 50 auftretende Bezugssignal wird verstärkt und Ausgang des Verstärkers 28 ein großes positives
iritt im Ausgang des Verstärkers 52 auf. Der Vcr- Ausgangssignal erzeugt. Da das eine Ende des
stärker 52 stellt eine Spannungsquelle niedriger Aus- Widerstands 32 mit einer negativen Spannung vergangsimpedan/.
dar, welche die Amplitude der von bunden isl und der Ausgang des Verstärkers 28 sich
dem aus dem Transistorpaar 54 und dem Transfor- 15 üblicherweise auf einem Potential nahe Massepotcnniator
56 bestehenden Multivibrator erzeugten tial befindet, wie übrigens auch der Eingang zu dem
Schwingung bestimmt. Das Bezugssignal wird durch amplitudenmodulierten Oszillator 18, ist die Diode
den Verstärker 52 invertiert und so versetzt, daß ein 34 normalerweise in Spcrrichtung vorgespannt und
am Hingang des Verstärkers 52 zugeführtes positiv daher nichtleitend. Das normalerweise negative Poanstcigeiulcs
Bczugssignal ein abnehmendes positives ao tential der Anode der Diode 34 gegenüber der Ka-Ausgangssignal
im Ausgang des Verstärkers 52 zur thode wird nun von dem großen positiven Signal im
Folge hat. Demzufolge nimmt, wenn das am Eingang Ausgang des Verstärkers 28 übertroffen. Sobald diedes
Verstärkers 52 zugeführtc Bezugssignal positiv ses Signal im Knotenpunkt der Widerstände 30 und
ansteigt, die Amplitude der von dem durch das Tran- 32 eine Spannung erzeugt, die positiver als die am
sistorpaar 54 und den Transformator 56 gebildeten 25 F.ingang des amplitudenmodulierten Oszillators 18
Vibrator erzeugten Schwingung infolge der abneh- auftretende Spannung ist, wird die Diode 34 in
menden Ausgangsgröße des Verstärkers 52 ab. Die Durchlaßrichtung vorgespannt und damit leitend.
Amplitude der Schwingung wird durch den Gleich- Die Schaltung wirkt als Schweinehaltung, welche
.ichter 20 demoduliert, der als Spannungsverdopplcr- eine Ausgangsspannung erzeugt, falls die Eingangsschaltung
geschaltet ist. Der Widerstand 68 begrenzt 30 spannung einen vorgegebenen Schwellwert überden
Spitzenstrom, der durch die Dioden 64 und 6ö steigt. Sobald die Diode 34 leitet, wird die an ihrer
fließen kann, und wirkt so als Stromschutz für diese Anode auftretende zunehmende positive Spannung
Dioden. Die Dioden 64 und 66 leiten jeweils ab- dem Eingang des amplitudenmodulierten Oszillators
wechselnd während auf einandcrfolgcndcr Halbpe- zugeführt, wodurch der aus dem selektiven Detektor
rioden der Ausgangsspannung der Wicklung 62, der- 35 10 und der Zeitkonstantcn-Kompensation 14 besteart.
daß die jeweilige an der Wicklung 62 auftretende liende Teil des Rürkführzweigs überbrückt wird.
Schcitclspannung an den beiden Kondensatoren 70 Dies bewirkt ein rasches Ansprechen des amplitu-
und 72 mit solcher Polarität angelegt wird, daß die dcnmodiilicrtcn Oszillators auf das im Ausgang des
zweifache Scheltelspannung zwischen dem Knoten- Verstärkers 28 auftretende positive Signal, wodurch
punkt des Kondensators 70 und der Diode 66 und 40 die Schwingungamplitude und damit die an den
dem Knotenpunkt des Kondensators 72 und der Photomultiplier angelegte Vorspannung rasch verrin-Diode
64 auftritt, was einer Verdopplung der nor- gert werden. Da unter Überlastbedingungen der Phomalerweise
aus der Wicklung 62 verfügbaren Span- tomultiplier einen hohen Strom führt, wird die an
nunj: entspricht. Diese verdoppelte Spannung wird den Photomultiplier angelegte Vorspannung rasch
durch den Widerstand 74 und den Kondensator 76 45 auf einen durch den Überlastschutz 16 bestimmten
weiter gefiltert und schließlich als Vorspannung an Wert herabgesetzt. Nach Fortfall der überstarken Beden
Photomultiplier 22 gelegt. strahlung des Photomultipliers sinkt das von dem Da der Widerstand 68 und der Innenwiderstand Verstärker 28 abgegebene positive Signal ab, und der
der Wicklung 62 wesentlich kleiner als der Widei- (_ berstschutz 16 schaltet sich durch die Wiederher-
stand 74 und der von dem Photomultiplier 22 gebil- 50 stellung des normalerweise nichtleitenden Zustands
detc Lastwiderstand sind, kommen durch den der Diode 34 ab.
Widcrstand 68 vergrößern, um dies Zeitkonstap.t«?n bunden sein, die das Auftreten eines Überlastzustananzugleichen, so würde sich hierd* "h die an den 55 des anzeigt. Beispielsweise kann eine gesonderte
damit die verfügbare Vorspannung für den Photo- schutz 16 als Antrieb für eine derartige Anzeigevor-
multiplier 22 erheblich verringern. S'att dah^r die richtung vorgesehen werden, oder die Anzeigevor-
Zeitkonstanten in dieser Weise, welche das G'.cich- richtung kann direkt von der Diode 34 beaufschlag
richtverhalten beeinträchtigen würde, auszugleichen 60 werden. Die Anzeigevorrichtung kann wenigsten:
zu versuchen, ist die Zeitkonstanten-Kompensation einen Transistor aufweisen, der normalerweise h
14 vorgesehen. Somit wird die Entladung der Kon- Sperrichtung vorgespannt ist und im Überlastzustanc
densatoren 70, 72 und 76, welche eine lange Zeit- in Durchlaßrichtung eingeschaltet wird und Strom ai
konstante ergibt, durch die Leitung der Diode 48 eine Anzeigeleuchte oder eine akustische Alannan
kompensiert, welche den Widerstand 46 überbrückt 65 zeige liefert.
und eine kurze Zeitkonstante mit dem Kondensator Das vorstehend beschriebene und erläuterte Strafa
50 ergibt. Wie weiter oben erwähnt, kann in Reihe !ungsenergie-Analysator-Rückführsystem eignet sie
mit der Diode 48 ein Widerstand vorgesehen werden, zur Speisung eines beliebigen Strahlungsdetektor;
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für welchen eine elektrische Vorspannungsquelle wie auch ein Schutz gegen Strahlungsenergie hoher Intensität
erforderlich ist. Die beschriebene Schaltung bildet eine Vorspannungsquelle, in welcher nur
Halbleiter- oder Festkörperschaltelcmcntc verwendet werden und die bisher allgemein für Hochspannungsrcgclzwccke
erforderliche Regelröhre entbehrlich wird. Außerdem ist bei der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung die Vorspannungsqucllc so in
10
den Rückführzweig eingefügt, daß die notwendigerweise mit dieser verbundenen unterschiedlichen Anstiegs-
und Abfall-Zcitkonstanten durch eine Zeitkonstantcr-Kompcnsationsschaltung
ausgeglichen werden. Zwar wurden die mit Rückführschaltungen
verbundenen Stabilitätsproblcme hier nicht im einzelnen diskutiert; jedoch läßt sich die erforderliche
Stabilität mit den allgemein hierfür erforderlichen Verfahren erzielen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Zweistrahl-Strahlungscnerüie-Analysator
mit einem Proben- und einem Bezugsstrahlcngang,
tue abwechselnd auf den Analysator gelenkt u erden, sowie mit einer RückfühSteuerung
bzw. -regelung, welche folgende Teile aufweist: einen Strahlungsdetektor, der an einer Ausgangsoder
.Signalelektrode ein elektrisches Wechselsignal mit jeweils der Strahlungsenergie im Proben-
und im Bezusisstrahlengang entsprechenden Proben-
bzw. Bezugs-Signalkomponenten erzeugt, dessen Betrag \on der an einer Vorspannungseleklrode
des Strahlungsdetektors anliegenden Vorspannung abhängt, und einen selektiven Detektor,
der nur auf die Bezugsstrahlkomponente des c ".'sehen Ausgangssignals des Strahlungsdetektors anspricht und als Ausgangsgröße ein
elektrisches Bezugssignal erzeugt, dessen Betrag proportional der Amplitude der Bezugsstrahlkomponente des elektrischen Ausgangssignals des
Strahlungsdetektors ist, gekennzeichnet
durch einen Oszillator (18) zur Erzeugung eines Wechselsignals, dessen Amplitude umgekehrt proportional dem Betrag des von dem selektiven Detektor (10) als Ausgangssignal erzeugten Bezugssignals ist, wobei der Oszillator
(18, F i g. ?) zwei Ausgangsklemmen, zwischen welchen das Ausgangswerhselstromsignal erzeugt
wird (bei 62) und eine Eingangssteuerklemme aufweist, welcher das elektrische Ausgangssignal
des selektiven Detektors (10) zugeführt wird, aufweist, sowie durch eine Gleichrichtschaltung (20),
welcher die Ausgangsgröße des Oszillators (18) zugeführt wird und die in Abhängigkeit hiervon
als Ausgangsgröße ein veränderliches Gleichstromsignal erzeugt, dessen Betrag proportional
der Amplitude des Ausgangswechselsignals des Oszillators (18) ist und das der Vorspannelektrode (24) des Strahlungsdetektors (22) zugeführt
ist.
2. Strahlungsenergie-Analysator nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem Eingang des selektiven Detektors (10) und dem Eingang des Oszillators (18) eine Überlastschutzschaltung (16) vorgesehen ist, welche eine
Leitungsverbindung zwischen den Eingängen des selektiven Detektors und des Oszillators bildet,
sobald die Amplitude des elektrischen Signals am Eingang des selek'iven Detektors einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, während die Überlastschul/schaltung (16) nichtleitend ist, sobald
die Amplitude des elektrischen Signals am Eingang des selektiven Detektors kleiner als der vor-
gegebene Schwellwert ist.
3. Strahlungsenergie-Analysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlastschutzschaltung (16) einen ersten, mit dem
Eingang des selektiven Detektors (10) verbündencn Widerstand (30), einen mit dem ersten
Widerstand (30) verbundenen zweiten Widerstand (32), eine Diode (34), deren Anode mit
dem Knotenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstand (30; 32) und deren Kathode
mit dem Eingang des Oszillators (18) verbunden ist, sowie eine mit dem anderen Ende des zweiten
Widerstands (32) verbundene Spannurtgsquellc ( V) zur Erzeunutiü der \orgegebencn Schwellwertspannuim
am Knotenpunkt zwischen den beiden Widerständen aufweist, wobei die Diode
(34) durch diese Sdnvellwertspannung normalerweise in den Sperrzustand vorgespannt ist und
nur dann in den leitenden Zustand umgeschaltet vvi,d wenn der Betrat; des dem Eingang des selektiven
Detektors (10) /ugeiührten elektrischen Signals die vorgegebene Schwellwertsptnmmg
übersteigt.
4. Strahluiiiisenereie-Anulysator nach einem
»Her mehreren der "vorhersehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator einen Transformator (56) mit einer Eingangswicklung
(60) Rückführvvicklunsieii (58) und cmc Aus-
»angswickluim. (62) aufweist, daß die Ausgangswickluna.
(62) mit der Gleichrichtschaltung (20) und eine Mittelanzapfung der Eingangswicklung
(60) mit dem Ausgang des selektiven Detektors (10) verbunden sind, und daß zwischen der Eingangswicklung (60) und den Rückführwicklungen
(58) des Transformators (56) zwei Transistoren (54) vorgesehen sind, die zusammen mit dem
Transformator einen frei schwingenden Multivibrator bilde 1.
5. Strahlungsenergie-Analysator nach Anspruch 4, dadurch "gekennzeichnet, daß die
Gleichrichtschaltung (20) wenigstens eine mit der Ausgangswicklung (62) des T-ansformators des
Oszillators (18) verbundene Gleichrichtdiode (64 oder 66) sowie ein RC-GIied (70, 72, 74) aufweist, dessen Eingang mit der Diode (64 bzw. 66)
und dessen Ausgang mit der Vorspannelektrode und dessen, Ausgang mit der Vorspannelektrode
(24) des Strahlungsdetektors (22) verbunden sind, und daß das KC-Glied in Richtung von seiiu-m Eingang zu seinem Ausgang nur eine langsam veränderliche Gleichstromvorspannung
überträgt.
6. Strahlungsenergie-Analysator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem Ausgang des selektiven Detektors (10) und dem Eingang des Oszillators (18) eine Zeitkonstanten-Kompensationsschaltung (14) vorgesehen
ist, welche bei Zufuhr eines zunehmenden elektrischen Signals von dem selektiven Detektor eine
erste Zeitkonstante und bei Zufuhr eines abnehmenden elektrischen Signals von dem selektiven
Detektor eine von der ersten Zeitkonstanten verschiedene zweite Zeitkonstante erzeugt, derart,
daß eine Kompensation bezüglich entsprechender, dem Gleichrichter innewohnender Zeitkonstanten bewirkt wird.
7. Strahlungsenergie-Analysator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstanten-Kompcnsationsschaltung
einen zwischen dem Ausgang des selektiven Detektors (10) und dem Eingang des Oszillators (18) liegenden
Widerstand (46), eine parallel zu dem Widerstand geschaltete Diode (48), deren Kathode mit
dem Eingang des Oszillytors (18) verbunden ist, sowie einen zwischen dem Eingang des Oszillators
(18) und Masse liegenden Kondensator (50) aufweist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US780770A | 1970-02-02 | 1970-02-02 | |
US780770 | 1970-02-02 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2104586A1 DE2104586A1 (de) | 1971-08-12 |
DE2104586B2 DE2104586B2 (de) | 1973-02-01 |
DE2104586C true DE2104586C (de) | 1973-08-16 |
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