DE457902C

DE457902C - Schaltung zum Betrieb photoelektrischer Zellen

Info

Publication number: DE457902C
Application number: DEK100947D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-09-29
Filing date: 1926-09-30
Publication date: 1930-02-06

Description

Schaltung zum Betrieb photoelektrischer Zellen. Die Erfindung bezieht sich auf die Anwendung photoelektrischer Zellen jeder Art, gleichgültig, ob Hochvakuum- oder gasgefüllte Zellen, zur Umwandlung von Lichtänderungen in elektrische Zustandsänderungen, z. B. für die Zwecke der Bildfernübertragung und verwandte Gebiete. Bisher war es üblich, die anfängliche Verstärkung der mit der Belichtung schwankenden Photozellenströme mit einer Gleichstrom-Verstärkerschaltung vorzunehmen, d. h. die Photozelle lag in Reihe mit einer Gleichspannungsquelle und einem Ohmschen Widerstand, und die letzteren, aus den Schwankungen der Zellenströme resultieren den Änderungen des Spannungsabfalles wurden auf das Gitter einer Verstärkerröhre übertragen. Im weiteren Zuge der Verstärkerkaskade muBte dann gewöhnlich eine Wechselspannung von geeigneter Frequenz als Trägerwelle eingeführt werden, um das sehr breite Frequenzband der bei der Bildabtastung entstehenden Stromänderungen bequem und urverzerrt weiter verstärken zu können. Die Bildpunktfrequenzen erscheinen dabei als Modulationen der in die Verstärkerkaskade eingeführten Trägerwelle.
Bei dieser Anordnung ergaben sich nun Bedienungsschwierigkeiten des Verstärkers, welche davon herrührten, daß die Empfindlichkeit der heute vorhandenen photoelektrischen Zellen nicht -ganz konstant ist. Es änderte sich dadurch nämlich die Größe der einer bestimmten Belichtung der Photozelle entsprechenden Gittergleichspannung an demjenigen Verstärkerrohr, dessen Gittergleichpotential die Trägerfrequenz überlagert wird und damit sowohl die Amplitude als auch der Modulationsgrad der Trägerschwingungen. Steuerten diese einen drahtlosen Sender, so schwankte in gleicher Weise auch dessen Aussteuerung hin und her, wodurch bei der Bildübertragung Schwierigkeiten entstanden.
Die Erfindung vermeidet diesen Gbelstand dadurch, daß an der photoelektrischen Zelle als Saugspannung für die vom Lichte entbundenen Elektronen eine Wechselspannung eingeführt wird, deren Frequenz gleichzeitig die weiter zu verstärkende Trägerfrequenz bestimmt. Es kann eine reine Wechselspannung verwendet werden oder aber die Wechselspannung wird einer konstanten Gleichspannung überlagert; auch kann eine internüttierende Gleichspannung, erhalten durch Gleichrichten von Wechselspannung, benutzt werden. Zur Erzielung der gewünschten Wirkung ist sowohl die eine wie die andere Anordnung möglich. Dadurch, daß als Saugspannung der Elektronen ein Wechselpotential dient, wird gewährleistet, daß der Strom dieser Trägerfrequenz bei Dunkelheit stets voll ausgesteuert wird, da dann die Photozelle undurchlässig ist. Ferner wird es dadurch möglich, schon in dem ersten Verstärkerrohr, auf dessen Gitter die Photozellenströme einwirken, eine rein lineare Verstärkung anzuwenden, und die Bedienung der Anordnung wird frei von Schwierigkeiten, welche bei Anwendung einer reinen Gleichspannung als Saugspannung an der photoelektrischen Zelle bestehen. Die Höhe der saugenden Wechselspannung bzw. der Summe von Gleich- und Wechselspannung wird man in der Praxis so wählen, daß in gasgefüllten Zellen die Glimmspannung während der Scheitelwerte der Wechselspannung nahezu erreicht oder sogar überschritten wird. Man erhält dadurch eine zusätzliche positive Ionisation und so einen größeren Stromeffekt in Abhängigkeit vom Lichte. Es ist auf diese Weise möglich, die Zellenströme bis zum Einsatz des Glimmlichtes zu treiben, dabei aber durch das auffallende veränderliche Licht noch quantitativ zu steuern, weil eben infolge der Wechselspannung eine etwa einsetzende Glimmentladung im folgenden Spannungsminimum bzw. Spannungswechsel stets wieder gelöscht wird. Die Frequenz der Wechselspannung muß in passendem Verhältnis zur höchsten Bildpunktfrequenz, die noch übertragen werden soll, gewählt werden, d. h. entsprechend größer' sein als diese.
Um bei vorstehendem Verfahren die schädliche Wirkung der Elektrodenkapazität der Photozelle auszuschließen, muß der kapazitiv durch die Zelle fließende Wechselstrom kompensiert werden. Hierzu kann irgendeine Art von Kompensationsschaltung benutzt werden, z. B. die in der Abbildung angegebene Brückenschaltung. In dieser bedeutet i die photoelektrische Zelle, die zusammen mit der regelbaren Kompensationskapazität 3 und den Wechselstromwiderständen q. und 5 die Zweige der Brücke z darstellt. An den Klemmen 6 wird die Wechselspannung in, passender Frequenz und Amplitude eingeführt. Eine beliebige Gleichspannung kann außerdem in Reihe mit i geschaltet sein. Bei Gleichheit der Wechselstromwiderstände q. und 5 muß die verstellbare Kapazität 3 der Elektrodenkapazität der Zelle i gleichgemacht werden. Bei dieser Anordnung ist also der kapaziti.`ve Stromfluß durch die Zelle vollkommen durch denjenigen über 3 kompensiert und erzeugt zwischen Gitter und Kathode der Verstärkerröhre 7 keine Potentialdifferenz. Die dort auftretenden Wechselspannungen werden lediglich durch den Elektronen- und Ionenleitungsstrom bei Belichtung der Zelle i ausgelöst und schwanken in ihrer Amplitude entsprechend den Belichtungen. Die Weiterverstärkung kann dann bequem über eine Transformatorenkopplung ä erfolgen, durch welche die Wechselspannungen auf weitere Röhren übertragen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCFIE: i. Schaltung zum Betrieb photoelektrischer Zellen jeder Art, insbesondere zur Umsetzung von Lichtänderungen in elektrische Zustandsänderungen für Bildübertragung und verwandte Zwecke, wobei die Photozellenströme in Modulationen einer zu verstärkenden Trägerfrequenz umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß, eine Wechselspannung, die zugleich die Trägerschwingung der Bildpunktmodulationen bildet, unmittelbar als Saugspannung an der Photozelle angelegt ist. a. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine reine Wechselspannung als Saugspannung an den Elektroden der Photozelle wirkt. 3. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die als Saugspannung benutzte Wechselspannung :einer konstanten, in Reihe mit der Photozelle liegenden Gleichspannung überlagert wird. 4. Schaltung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der über die Kapazität der Photozellen-Elektroden fließende kapazitive Wechselstrom kompensiert wird, so daß nur die Änderungen des Leitungsstromes in der Zelle auf den Verstärker einwirken. 5. Schaltung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation des kapazitiven Zellenstromes eine Brückenschaltung benutzt wird, in deren kompensierendem Zweige eine regelbare Kapazität von der Größenordnung der Kapazität der Photozellen-Elektroden liegt.