DE2443138B2 - Schaltungsanordnung zur belichtungszeiteinstellung des verschlusses einer fotographischen kamera - Google Patents
Schaltungsanordnung zur belichtungszeiteinstellung des verschlusses einer fotographischen kameraInfo
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- G03B7/081—Analogue circuits
- G03B7/083—Analogue circuits for control of exposure time
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Belichtungszeiteinstellung des Verschlusses einer photographischen
Kamera, mit e'nem abhängig von der VerschluBbetätigung aufladbaren Kondensator, dessen
Ladespannung bei Erreichen eines vorgegebenen Spannungswertes zum Schließen des Verschlusses
ausgenutzt wird und dessen Ladezeitkonstante durch den Wer« eines variablen ohmschen Widerstandes
bestimmt ist.
Bekannte Schaltungen zur manuellen Einstellung der Belichtungszeit arbeiten abhängig von der Zeitkonstanten
einer Reihenschaltung, die aus dem Kondensator und dem einstellbaren Widerstand besteht. Derartige
Schaltungen zeigen jedoch ein nachteiliges Verhalten. Der einstellbare Widerstand kann nur mit geringer
Genauigkeit im Bereich niedriger Widerstandsweric eingestellt werden, so daß unerwünschte Spannungsänderungen
bzw. -abweichungen bei niedrigen Spannungswerten auftreten. Wenn es erforderlich ist, die
Belichtungszeit innerhalb eines großen Bereichs einzustellen, so muß der Eimteüwidersiand zwischen einem
sehr hohen und einem sehr niedrigen Widerstandswert geändert werden können. Bekanntlich ist die Herstellung
solcher Widerstände aber sehr schwierig. Ein weiterer Nachteil der bekannten Schaltungen besteht
darin, daß bei Verwendung von Halbleiterelementen der Schaltungsaufbau kompliziert ist und Schwierigkeiten
bei der Verwirklichung einer Schaltung entstehen, die gute Temperatureigenschaften haben soll. Dies ist
auf den kumulativen Einfluß der Umgebungstemperatur auf die Halbleiterelemente zurückzuführen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Schaltungsanordnung zur Einstellung der Belichtungszeit
zu schaffen, die wesentlich verbesserte Temperatur- und Spannungsänderungseigenschaften
auch bei niedrigen Spannungswerten zeigt und die innerhalb eines großen Bereichs verstellt werden kann,
jedoch einen Einstellwiderstand enthält, der dabei nur einen kleinen Variationsbereich hat.
Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß
derart ausgebildet, daß der variable Widerstand Teil einer rückgekoppelten Transistorschaltung ist, deren
Transistor aus einer Konstantstromquelle gespeist wird, und daß an den Kollektor dieses Transistors außer dem
Rückkopplungsstromzweig ein mit diesem gleichartig aufgebauter Steuerstromzweig für einen im Ladestromkreis
des Kondensators angeordneten weiteren Transistor angeschaltet ist.
Eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung zeigt eine gegenüber den bekannten Schaltungen wesentlich
verbessertes Verhalten insbesondere bei niedrigen Spannungswerten. Durch Verwendung einer aus einer
Konstantstromquelle gespeisten rückgekoppelten Transistorschaltung, in deren Rückkopplungszweig der
einstellbare Widerstand angeordnet ist, ergibt sich bei Änderung des Rückkopplungsstromes eine sehr genaue
und stabil einstellbare Kollektorspannungsänderung, die dann über den Steuerstromzweig zur Einstellung des
weiteren, die Ladung des Kondensators bestimmenden Transistors dient. Da der Rückkoppljngsstromzweig
und der Steuerstromzweig gleichartig aufgebaut sind, bilden sie durch ihre Zusammenschaltung am Kollektor
des rückgekoppelten Transistors eine symmetrische Anordnung, die Temperaturkompensationseigenschaften
hat. Durch Anordnung des einstellbaren Widerstands in einer rückgekoppelten Transistorschaltung
ergibt sich schließlich ein Verstärkungseffekt, der bei relativ kleinen Widerstandsänderungen vergleichsweise
große Spannungsänderungen hervorruft, so daß ein Widerstand mit kleinem Variationsbereich die Einstellung
sehr großer Belichtungsunterschiede möglich macht.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.
In der dargestellten Schaltungsanordnung ist ein Feldeffekttransistor 1 vorgesehen, der eine selbsttätig
arbeitende Vorspannungseinstellung aufweist, die über einen Widerstand 2 erfolgt. Dieser ist an die Source- und
an die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors 1 angeschaltet. Der Widerstand 2 ist ferner mit dem
Kollektor eines NPN-Transistors 3 verbunden, dessen Emitter mit einer die Betriebsspannung liefernden
Gleichspannungsquelle 17 verbunden ist. Diese ist an
ihrem anderen Anschluß mit der Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors 1 verbunden. Ein Rückkopplungstransislor
4 ist mit seiner Basis an die Gate-Elektrode des Transistors 1 angeschaltet, mit den Kollektor an
den positiven Anschluß der Gleichspannungsqueüe 17, ^
mit dem Emitter an die Basis des Transistors 3 über eine Diode 5, die bezüglich der Gleichspannungsquelle 17 in
Durchlaßrichtung geschaltet ist. Zwischen Basis und Emitter des Transistors 3 ist ein variabler Wide stand 6
angeschaUct.
In ähnlicher Weise wie die Serienschaltung des Rückkopplungstransistors 4, der Diode 5 und des
variablen Widerstandes 6 sind ein Steuertransistor 7, eine Diode 8 und ein einstellbarer Widerstand 9
miteinander in Reihe an die Spannungsquelle 17 angeschaltet. Die Basis des Steuertransistors 7 ist mit
der Basis des Rückkopplungstransistors 4 verbunden.
Ein Zeitsteuerschalter 10 und ein Zeksteuerkondensator
11 sind zueinander parallel geschaltet. Der eine Anschluß dieser Parallelschaltung ist mit dem positiven
Anschluß der Gleichspannungsquelle 17, der andere mit dem Kollektor eines Dehnungstransistors 12 verbunden,
dessen Emitter mit dem negativen Anschluß der Gleichspannungsquelle 17 und dessen Basis an die
Verbindung der Diode 8 mit dem einstellbaren Widerstand 9 angeschaltet ist. Eine Zenerdiode 13 ist
mit einem Widerstand 14 in Reihe und in Sperrichtung an die Gleichspannungsquelle 17 angeschaltet.
Ein Schaltverstärker 15 mit zwei Steuereingängen ist mit einem Eingang an den Verbindungspunkt der
Zenerdiode 13 mit dem Widerstand 14 und mit dem anderen Eingang an den Verbindungspunkt zwischen
dem Zeitsteuerkondensator 11 und dem Kollektor des Transistors 12 angeschaltet Der Ausgang des Schaltverstärkers
15 ist mit dem positiven Anschluß der Gleichspannungsquelle 17 über einen Elektromagneten
16 verbunden, der den Kameraverschluß betätigt.
In dieser Schallungsanordnung arbeitet der selbsttätig
vorgespannte Feldeffekttransistor 1 als Konstantstromquelle, und der Transistor 3 empfängt an seinem
Kollektor einen konstanten Strom. An seiner Basis erscheint ein Rückkopplungssignal über den Rückkopp-Iungstransistor4
und die Diode 5.
Im folgenden werden das Funktionsprinzip und die Arbeitsweise dieser Schaltung beschrieben. Wenn die
Gate-Source-Spannung des Feldeffekttransistors 1 mit Vas und der Widerstandswert des Widerstandes 2 mit
R\ bezeichnet wird, so kann der Source-Strom is des Feldeffekttransistors 1 durch die folgende Formel
ausgedrückt werden:
(H
Diese Formel zeigt, daß der Feldeffekttransistor 1 und der Widerstand 2 eine Konstantstromquelle bilden.
Der Kollektorstrom U des Transistors 3 ist durch seine Basis-Emitter-Spannung V/j/i bestimmt, und ein Rückkopplungssignal
wird der Basis des Transistors 3 über den Rückkopplungstransistor 4 und die Diode 5 an dem
variablen Widerstand 6 zugeführt. Deshalb kann die Basis-Emitter-Spannung Vm:\ des Transistors 3 folgendermaßen
ausgedrückt werden:
Dabei ist K die Boltzmann-Konstante,
T die absolute Temperatur,
q die elektrische Elementarladung,
*> ein konstanter Strom,
q die elektrische Elementarladung,
*> ein konstanter Strom,
Vo die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 3
bei dem Kollektorstrom ic = λ
In der Forme! 2 kann der Quotient K T/q mit K\
bezeichnet werden. Dann ergibt sich:
Γ,,,, -■■ K1Io, '·' -I11. (31
Wenn andererseits der Widerstandswert des variablen Widerstandes 6 mit Ri bezeichnet wird, so ergibt sich
für den Emitterstrom /1 des Transistors 4:
(4)
Die Basis-Emitter-Spannung V1112 des Transistors 4
und die an der Diode 5 abfallende Spannung Vm können folgendermaßen ausgedrückt werden:
K.lou ' · I11
1 m K1 hui
Wenn der Kollektorstrom des Transistors 12 mit /': bezeichnet wird, so ergibt sich für die Basis-Emitter-Spannung
VniA des Transistors 12:
l0i-
(7)
Wenn der Widerstandswert des einstellbaren Widerstandes
9 mit Ri bezeichnet wird, so ergibt sich für den Emitterstrom /1 des Transistors 7:
Daher können die Basis-Emitter-Spannung Viir, des
Transistors 7 und die an der Diode 8 abfallende Spannung Vn, folgendermaßen ausgedrückt werden:
55
60 K1 Ιομ
Ιομ
IK)I
Es zeigt sich, daß eine Schaltungsanordnung mit dem beschriebenen Aufbau der folgenden Beziehung genügt:
Cl
Durch Einsetzen der Formeln 3, 5, 6, 7,9 und 10 in die
Formel 11 ergibt sich:
Aus dieser Formel läßt sich erkennen, daß der Kollektorstrom « des Transistors 12, der als Zeitsteuerstrom
dient, durch Erhöhen von /Ί um den Faktor j/2 und
gleichzeitiges Beibehalten von is und is auf konstanten Werten verdoppelt werden kann. Dies bedeutet, daß der
Zeitsteuerstrom entsprechend einer geometrischen Reihe mit der Basis 2 durch Änderung des Widerstandswertes
/?2 des variablen Widerstandes 6 gemäß der folgenden Beziehung geändert werden kann:
R2 --- K1, 2-Hierbei
ist R» eine Konstante.
113)
Wenn der Zeitsteucrschaltcr 10 geschlossen wird, so wird der Elektromagnet 16 durch den Schaltverstärker
15» eingeschaltet und der Kamera Verschluß geöffnet. Bei Öffnung des Zeitsteuerschalters 10 beginnt dann die
Ladung des Kondensators 11. Wenn die Spannung an dem Kondensator 11 einen Wert erreicht, bei dem die
Zenerdiode 13 in Funktion tritt, so wird der Schaltverstärker
15 umgesteuert und schaltet den Elektromagneten 16 aus, so daß der Kameraverschluß
geschlossen und somit eine vorbestimmte Belichtungszeit erreicht wird, die von der Ladedauer des
Kondensators 11 abhängt.
Der einstellbare Widerstand 9 ermöglicht einen Abgleich des Ladestromkreises für den Kondensator 11
beispielsweise derart, daß für eine Anfangseinstellung des variablen Widerstandes 6 eine ganz bestimmte
Ladezeit bzw. Belichtungszeit erreicht wird. Wie aus der Formel 11 ersichtlich ist, wird dadurch lediglich die
Spannung Viua am Transistor 12, nicht aber die
Symmetrie des Rückkopplungsstromzweiges zum Steuerstromzweig geändert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung zur Belichtungszeiteinstellung des Verschlusses einer photographischen
Kamera, mit einem abhängig von der Verschlußbetätigung aufladbaren Kondensator, dessen Ladespannung
bei Erreichen eines vorgegebenen Spannungswertes zum Schließen des Verschlusses ausgenutzt
wird und dessen Ladezeitkonstante durch den Wert eines variablen ohmschen Widerstandes
bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der variable Widerstand (6) Teil einer
rückgekoppelten Transistorschaltung ist, deren Transistor (3) aus einer Konstantstromquelle (1)
gespeist wird, und daß an den Kollektor dieses Transistors (3) außer dem Rückkopplungsstromzweig
(4,5,6) ein mit diesem gleichartig aufgebauter
Steuerstromzweig (7, 8, 9) für einen im Ladestromkreis des Kondensators (11) angeordneten weiteren
Transistor (12) angeschaltet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekonnzeichnet, daß der Rückkopplungsstromzweig
(4, 5, 6) aus der an die Betriebsspannung (17) angeschalteten Reihenschaltung des variablen
Widerstands (6), einer ersten Diode (5) und eines Rückkopplungstransistors (4) besteht, dessen Basis
mit dem Kollektor des Transistors (3) der Transistorschaltung verbunden ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch τ,ο
gekennzeichnet, daß der Rückkopolungsstromzweig (4, 5, 6) und der Steuerstromzweig (7, 8, 9) an dem
Verbindungspunkt von Diode (5; 8) und variablem Widerstand (6; 9) mit der Basis des Transistors (3)
der Transistorschaltung bzw. des weiteren Transistors (12) verbunden sind.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Konstantstromquelle durch einen mit dem Transistor (3) der Transistorschaltung in Reihe geschalteten
Feldeffekttransistor (1) gebildet ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Steuerstromzweig einen einstellbaren Widerstand (9) enthält, der zwischen Basis und Emitter des
weiteren Transistors (12) geschaltet ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1973106923U JPS5611052Y2 (de) | 1973-09-12 | 1973-09-12 | |
JP10692373 | 1973-09-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2443138A1 DE2443138A1 (de) | 1975-04-10 |
DE2443138B2 true DE2443138B2 (de) | 1976-02-26 |
DE2443138C3 DE2443138C3 (de) | 1976-10-14 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2443138A1 (de) | 1975-04-10 |
GB1447598A (en) | 1976-08-25 |
JPS5611052Y2 (de) | 1981-03-12 |
JPS5054148U (de) | 1975-05-23 |
US3970874A (en) | 1976-07-20 |
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Legal Events
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