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Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Dezember 1924 ab Das Hauptpatent
hat angefangen am 3. Oktober 1924 Die Erfindung betrifft eine Verbesserung und weitere
Ausgestaltung des Patents 458133-In dem Hauptpatent wird das Bild .erzeugt durch
eine Menge von Punkten gleicher Größe, aber wechselnder Dichte, wodurch die Effekte
von Licht und Schatten wiedergegeben «-erden. Um das Verständnis der vorliegenden
Erfindung zu erleichtern, soll noch einmal kurz auf das Verfahren gemäß dem Hauptpatent
zurückgegriffen werden. Im allgemeinen besteht die Erfindung im Prinzip darin, die
verschiedenen Intensitäten von Licht und Schatten in gleichförmigen Impulsen wiederzugeben,
die durch Pausen verschiedener Länge getrennt sind, bzw. es werden nacheinander
Teile des Bildes in aufeinanderfolgende elektrische Impulse gleicher Dauer, aber
verschiedener Zahl pro Zeiteinheit übertragen. Auf diese Weise kann man Bilder auf
Telephon-, Telegraph- oder Radioanlagen übertragen und stets die ganze Energie der
Sendevorrichtung -ausnutzen, wodurch Verzerrungen der feinen tonalen Unterschiede
durch atmosphärische Störungen u. dgl. auf das Mindestmaß gebracht werden. Die Schreibvorrichtung
zur übertragung des Bildes besteht in ihrer einfachsten Form aus einer Trommel mit
einem darumgewickelten Gewebe, auf dem das Bild reproduziert wird. Ein Schreibstift
wird beispielsweise durch einen Elektromagneten derart gesteuert, daß er mit dem
Gewebe während der Zeit in Berührung ist, wo ein Impuls empfangen wird. Die Empfängertrommel
läuft synchron mit der Sendetrommel, wobei der Längsvorschub zwischen Stift und
Trommel proportional dem Vorschub des Bildes an der Sendestelle ist. Durch dieses
Verfahren erhält man ein Bild, bestehend aus Punkten, das eine gewisse Ähnlichkeit
mit den wohlbekannten Halbtonstichen, hat. Es ist jedoch zu beachten, daß bei dem
vorliegenden Verfahren die Punkte alle gleiche Größe, aber verschiedene Abstände
voneinander haben, während sie bei Halbtönstichen verschiedene Größe, dagegen gleichmäßigen
Abstand bezüglich ihrer Mittelpunkte voneinander haben. Bei der Ausführung des Verfahrens
gemäß dem Hauptpatent hat sich herausgestellt, daß, um tiefes Schwarz zu erhalten,
die Punkte genügend dicht aneinanderliegen
müssen, so daß sie in
eine einzige Linie ineinanderlaufen, so daB die Geschwindigkeit, mit der die Punkte
für tiefschwarze Stellen des Bildes gesendet und empfangen werden können, ein Maßstab
für die Grenze dex Geschwindigkeit ist, mit der das Bild übertragen werden kann.
Da ferner tiefschwarze Werte als eine schnelle Reihe von Punkten übertragen werden
müssen, verlangt das vorliegende Verfahren beträchtliche Relaisarbeit und starke
Abnutzung nicht nur des »Photomodulators«, nämlich des Apparates zur Umwandlung
der Lichtintensitäten in Stromimpulse, sondern auch des Senders selbst.
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Diese Nachteile sollen durch die vorliegende Erfindung beseitigt werden,
und zwar durch ein Verfahren, bei dem Lichtwerte unterhalb einer -bestimmten Intensität
nicht durch eine Reihe von Punkten dicht nebeneinander wiedergegeben werden, sondern
durch Impulse, deren Länge gemäß der Stärke des Schattens variiert.
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Kurz gesagt, werden starke Lichter als gleichmäßige kurze Impulse
oder Punkte übertragen, die durch verschieden lange Pausen getrennt sind, wie bei
dem Hauptpatent, bis ein bestimmter Grauwert erreicht ist; von da ab werden die
Impulse und die Pausen zwischen den Impulsen, von gleicher Zeitdauer. Bei Schattenwerten,
die stärker als diese sind, wird der Wert wiedergegeben durch Vergrößerung der Länge
oder Dauer der Impulse bei gleichen Pausen. Dieses erkennt man aus Abb. g der beiliegenden
Zeichnung, wo die Linie A aufeinanderfolgende Werte der Lichtintensität des Senders
wiedergibt, beginnend mit schwarz, abklingend nach weiß und dann zurückkehrend zu
dunkelgrau. B zeigt die Energie- oder Stromleistung des Senders, der gemäß dem Verfahren
nach dem Hauptpatent arbeitet; C zeigt eine Aufzeichnung, die durch die Impuls:enexgie
gemäß B erhalten ist; D zeigt die Energie-oder S'trornimpulse gemäß dem Verfahren
nach der vorliegenden Erfindung, E zeigt die Aufzeichnung bei einem Senden gemäß
der Kurve D.
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Man erkennt, daß der Teil ganz links der Linie A in der Linie
D durch einen einzelnen langen Strich wiedergegeben wird, wie er in E gezeigt
ist. Der nächste Teil geringerer Intensität wird in den entsprechenden Teilen von
D und E wiedergegeben, wobei man erkennt, daß die Impulse von kürzerer Dauer sind.
Der nächste Teil der Linie A kann als Zwischenteil angesehen werden, wo eine Wende
auftritt, und es sind hier die Impulse und die Pausen von gleicher Dauer und einander
gleich. Von diesem Punkt nach rechts zu sind die Impulse von gleicher Dauer, aber
von verschiedenem Abstand gemäß der LinieB. Das Ende ganz rechts, das . wieder dunkler
ist als der Zwischenteil, wird wieder durch Punkte dargestellt. Die Linie F zeigt
die Strom- oder Energieimpulse bei einem Stufengang' der Lichtintensität von hell
zu dunkel, und wenn dieses mit kleiner Geschwindigkeit ausgeführt, wird, so ergibt
es eine Aufzeichnung, wie in Linie G dargestellt.
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Da jedoch die dunklen. Teile durch Striche anstatt durch Punkte wiedergegeben
sind, besteht kein Hindernis, die Geschwindigkeit von Sender und Empfänger beliebig
zu vermehren. Dieses ist mit dem Verfahren nach dem Hauptpatent nicht möglich, aus
dem Grunde, daß, wenn man den Apparat zu schnell laufen ließe, die Punkte, die durch
den linken Teil der Linie C dargestellt werden, durch Pausen getrennt werden würden,
die auf dem Schreibeapparat als weiße Zwischenräume erscheinen würden, so, da.ß
demnach das ganze Bild in seinem Effekt zu hell sein würde; das heißt, alle verhältnismäßig
dunklen Teile des Bildes würden einen helleren Wert haben, als sie haben sollen,
und mehr verändert erscheinen als die helleeren Teile, wodurch das tonale Gleichgewicht
des Bildes zerstört werden würde.
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Gemäß dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann man nun die
Geschwindigkeit von Sender und Empfänger auf das Doppelte erhöhen, ohne dieses tonale
Gleichgewicht zu zerstören. Dieses erkennt man klar aus der Linie H, die eine Übertragung
durch Stromimpulse gemäß der Linie F zeigt, wenn die Geschwindigkeit des Apparates
gesteigert wird; man erkennt dieses auch aus Abb. 5, die eine Reproduktion eines
Bildes zeigt, die in der Hälfte der Zeit gemacht ist wie bei dem früheren Verfahren.
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Vergleicht man die Linie H Zeit der Linie Gr, so erkennt man,
daß die dunklen Teile des Bildes noch ihre richtigen Werte behalten und das tonale.Gleichgewicht
des Bildes nicht beeinträchtigt ist. Dieser Punkt ist von großem praktischen Vorteil,
da naturgemäß eine Verringerung der zur Übermittlung erforderlichen Zeit auch eine
Verringerung der zur Übertragung erforderlichen Energie und aller damit zusammenhängenden
sonstigen Kosten zur Folge bat.
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Abb. r zeigt eine Schaltung zur Umwandlung der Lichtintensität in
Stromimpulse. Die Lichtwerte, die auf einer Seite eines willkürlichen Grenzwertes
liegen, werden als Impulse gleicher Dauer übertragen, die durch verschiedene Pausen
getrennt sind, während Lichtintensitäten, die auf der anderen Seite dieses Grenzwertes
liegen, als Impulse verschiedener Dauer übertragen werden, die durch gleiche Pausen
getrennt sind. Die
Lichtintensitäten von der Größe des Grenzwertes
werden als gleiche Impulse übertragen. die durch gleiche Pausen getrennt sind, beide
im wesentlichen gleich in ihrer Länge und ihrer Intensität.
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In Abb. i ist i die lichtempfindliche Zelle in einem lichtdichten
Gehäuse 2 mit einer öffnung 3. 'Die Linse und die Lichtquelle sind so anZeordnet,
daß das Licht von allen Teilen des Bildes nacheinander durch die Öffnung 3 und auf
die lichtempfindliche Zelle geworfen wird. q. ist eine Spannungsquelle von etwa
300 Volt, 5 ein Widerstand.
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Das Gitter der Verstärkerröhre 6 ist mit dem einen Ende dieses Widerstandes
; und der Glühdraht mit dem anderen Ende des Widerstandes verbunden, derart, daß,
wenn in dem Widerstande entsprechend dem Stromfluß durch die Zelle i ein Spannungsabfall
erfolgt, das Gitter der Röhre 6 gegenüber dem Glühdraht auf einer negativen Spannung
gehalten wird. Mit dem Anodenkreis sind die Vorspannungsbatterien g und
13 und die Widerstände io, ii und 12 verbunden.
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ist eine zweite Verstärkerröhre, deren Anodenkreis mit einem Punkt
zwischen dem Widerstand 12 und der Vorspannbatterie 13 verbunden ist und deren Gitter
durch die Vorspannungsbatterie 8 mit einem Punkt zwischen den Widerständen io und
ir verbunden ist. B ist eine Spannungsquelle. Die Gitter der Röhren 14. und 15 sind
mit den Klemmen der Batterie g und 13 verbunden, die auf der anderen Seite
der Widerstände ro und r2 liegen.
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16 und 17 sind Kondensatoren, und es ist ferner ein Schwingungskreis
gebildet von der Anode der Röhre 14 zu der einen Klemme der Batterie 20, durch die
Relaisspule 32 zum Kontakt 23 und, bei der gezeichneten Stellung des Ankers 22,
zu einer gemeinsamen Glühdrahtleitung und der negativen Klemme B.
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Ein ähnlicher Kreis verläuft von der Anode der Röhre 15 nach der einen
Klemme der Batterie 21 durch die Relaisspule 33 zum Kontakt 24. Die Kontakte 23
und 24 sind durch Widerstände 27 und 28 verbunden und ein Punkt zwischen diesen
Widerständen zu -f- B geführt. 18 und ig sind Verstärkerröhren, deren Gitter mit
der negativen Klemme der Batterien 2ö und 21 verbunden sind, während die positiven
Klemmen dieser Batterien mit der einen Seite der Kondensatoren r6 und 17 und auch
mit den Anoden der Röhren 14 und 15 verbunden sind.
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Die Anoden der Röhren 18 und ig sind durch Relaisspulen 25 und 26
mit -E-- B verbunden. Relaisspulen 32 und 33 betätigen den Anker 29, indem sie ihn
gegen die Kontakte 30 oder 31 anziehen, wodurch wahlweise die Leitung 35 durch Stromumsteuerungen
von der Batterie 3.4 her gespeist wird. Die Wirkungsweise ist folgende: Die Anordnung
enthält zwei Systeme gemäß dem Hauptpatent, die derart miteinander verbunden sind,
daß das eine System die Dauer der Impulsperioden steuert oder verändert, ohne die
Dauer der Pausen zu ändern, während das andere die Länge der Pausen steuert oder
verändert, ohne die Dauer der Impulse zu beeinflussen. Diese Systeme sind so kombiniert,
daß für Lichtwerte, die auf der einen Seite einer Grenzzone liegen, nur eins der
Systeme die Dauer der Perioden moduliert oder verändert, während das andere System
Minimumperioden von im wesentlichen konstanter Dauer erzeugt. Wenn die Lichtintensität
nach der anderen Seite des Grenzgebietes geht, werden die Bedingungen umgekehrt,
d. h. das System, das vorher die Dauer der Perioden moduliert oder verändert hat,
erzeugt jetzt '-%kIinimumperioden von konstanter Dauer; während das andere die Länge
seiner Perioden moduliert.
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Man erhält also Ergebnisse, die denen ähnlich sind, die man erhalten
würde, wenn das eine System sozusagen umgekehrt würde. wenn die Lichtintensität
einen bestimmten Wert erreichte. Dieses erkennt man klar aus der Linie 13 in Abb
. 3, deren rechter Teil praktisch derselbe ist wie der linke Teil, ausgenommen,
daß die beiden Pausen und Markierungsperioden umgekehrt sind.
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Bei der in Abb. r gezeigten Stellung des Relais 22 ist der Kondensator
16 vollkommen kurzgeschlossen. Der Kreis verläuft demnach von der unteren Belegung
des Kondensators 16 zu dem Anker 22, Kontakt 23, durch Relaisspule 32, zu der oberen
Belegung von 16. Infolgedessen kann keine Ladung im Akkumulator aufgespeichert werden.
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Die Vorspannungsbatterie 2o hat einen solchen Wert, daß das Gitter
der Röhre 18 unter diesen Bedingungen stark negativ ist und der im Relais fließende
Anodenstrom im wesentlichen null ist.
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Andererseits ist der Kondensator 17 nicht kurzgeschlossen, so daß
er eine Ladung aufspeichern kann. Da die negative Klemme der Batterie B mit der
einen Seite des Kondensators 17 und die positive Klemme durch Widerstand 28 und
Spule 33 mit der anderen Seite verbunden ist, hat dieser Kondensator die Tendenz,
sich zu laden, gesteuert durch den Wert des Widerstandes 28 und durch den Anodenstrom
aus Röhre 15. Es soll für den Augenblick angenommen werden, daß Röhre 15 keinen
Anodenstrom führt. Schließlich
wird Kondensator 17 so hoch geladen,
daß seine Spannung gleich der Spannung von B ist. Wenn die Ladung diesen Wert erreicht,
wird die Spannung des Gitters von Röhre ig, die durch die Vorspannungsbatterie 21
stark negativ gehalten war, allmählich überwunden, und es wird, wenn der Kondensator
seine höchste Ladung erreicht, die Spannung des Gitters von Röhre ig über das Knie
der Kurve geführt werden und der Anodenkreis von Röhre ig plötzlich beginnen, Strom
aufzunehmen. Dieser Strom, der durch Wicklung 26 geht, zieht den Anker 22 von dem
Kontakt 23 ab, nach dem Kontakt 2@4 zu.
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Das Anlegen des Ankers 22 an. den Kontakt 24 ermöglicht einen Stromfluß>
von der einen Seite des Kondensators 17 durch Relaisspule 23, Kontakt 24, Anker
22 nach der anderen Seite von Kondensator 17. Dieser Kondensator hat sich aber gerade
bis zur höchsten Spannung aufgeladen. Er wird deshalb durch den .eben beschriebenen
Stromweg entladen, wodurch der Anker 29 an 31 angezogen und dadurch die Leitung
35 unter Strom gesetzt wird, wodurch die Sendetaste nach der einen Richtung geworfen
wird. Zweckmäßig wird in die Leitung von Anker 22 nach -Bein Widerstand eingefügt.
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Es soll hierbei darauf hingewiesen werden, daß die Betätigung der
Anker 2.2 und 29 praktisch gleichzeitig erfolgt. Man kann da= her erforderlichenfalls
den Anker 29 ganz fortlassen und den Anker 22 zur Steuerung des Senders benutzen.
Röhre i9 und die damit verbundenen Kreise sind nun also, untätig gemacht. Der Kondensator
17, der durch den Anker 22 kurzgeschlossen ist, kann keine Ladung aufnehmen. Die
Batterie 21 hält daher das Gitter von Röhre i g stark negativ, und diese Röhre hört
nun mit der Anziehung des Anodenstromes auf. Ein identischer Arbeitszyklus tritt
nun bei Röhre 18 auf, das heißt Kondensator 16 beginnt sich in einem Maße entsprechend
dem Widerstand 27 und dem durch die Röhre 14 angezogenen Strom aufzuladen. Wenn
er seine höchste Ladung erreicht hat, wird die' negative .Vorspannung auf das Gitter
der Röhre ig durch die Vorspannungsbatterie, 2 o überwunden; der Anodenkreis von
Röhre 18 beginnt Strom aufzunehmen, der Anker 22 wird am den Kontakt 23 angezogen
und der Kondensator 16-durch die Relaisspule 32 entladen, wodurch der Anker 29 an
den Kontakt 3o gezogen, der andere Kreis geschlossen und der Schalter in die andere
Richtteig geworfen wird.
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Wenn nun die Kondensatoren 16 und 17, die Röhren 18 und ig und die
Widerstände 27 und 28 gleich sind, so ist offenbar die Zeit zur maximalen Aufladung
der Kondensatoren 16 und 17 dieselbe, und man erhält ein schwingendes System, das
heißt die Anker 22 und 29 werden sich zusammen vorwärts Lind rückwärts von den linken
Kontakten nach den rechten Kontakten bewegen mit einer Periode, die von dem Wert
der Widerstände 27 und 28 und der Größe der Kondensatoren 16 und 17 abhängt, vorausgesetzt,
daß die Röhren 14 und 15 keinen Ancdenstrom führen. Unter diesen Bedingungen und
vorausgesetzt, daß der (nicht gezeichnete) Sender auf irgendeine Weise gesteuert
wird, werden gleichmäßige Impulse übertragen, die durch gleichmäßige Pausen voneinander
getrennt sind, wobei die Markierungsperioden und die Pausen einander gleich sind.
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Diese Bedingung kann als der Ausgangspunkt bei der Erläuterung der
Funktion der Röhren, 14 und 15 betrachtet werden. Wenn man Mittel vorsehen kann,
durch die die Röhre 14 die Länge der Markierungsimpulse steuert und keinen Einfluß
auf die Pausen hat, und wenn die Röhre 15 so angeordnet werden kann, daß sie die
Länge der Pausen steuert, ohne die Markierungsimpulse zu beeinflussen, so gibt das
System die gewünschten Resultate.
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Es ist oben schon darauf hingewiesen, daß, wenn der Anker 22 sich
vom Kontakt 23 nach rechts fortbewegt, der Kondensator 16 sich zu laden begann und
daß, wenn er seine Höchstladung erreicht hatte, seine Spannung genügt, um die Spannung
der Vorspannungsbatterie vollständig zu überwänden, so daß die Röhre 18 plötzlich
begann Strom aufzunehmen. Wenn jedoch Röhre 14 gleichzeitig mit der Ladung des Kondensators
16 Strom aufnimmt, wird, da diese beiden Ströme von der Welle B durch den
Widerstand 27 geliefert werden, offensichtlich eine größere Zeitdauer erforderlich,
um den Kondensator voll aufzuladen. Der Betrag des Stromes, der durch die Röhre
14 aufgenommen wird und daher die Zeit, in der der Kondensator 16 einen Punkt höchster
Ladung erreicht, wird durch die Lichtstärke in dem Bild durch die lichtempfindliche
Zelle hindurchgesteuert.
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Für starke Lichter wird dem Gitter von Röhre 6 durch die Wirkung der
Zelle i und des Widerstandes 5 eine hohe negative Spannung aufgedrückt. Hierdurch
wird der Anodenstrom unterbrochen, der in Röhre 6 fließt, und die Spannung der Anode
steigt in dem Maße des Abnehmens im Abfall durch die Widerstände io, i i und dem
äußeren Widerstand der Röhre. Dieses ist eine bei Verstärkern bekannte Erscheinung.
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Wenn die Vorspannungsbatterie 9 so gewählt ist, daß beim Eintreten
dieser Änderung die Spannung des Gitters der Röhre 14 zu einem positiveren Punkt
gebracht wird,
als der Punkt, bei denn die Röhre Strom aufzunehmen
beginnt, dann wird der von der Röhre 1d. aufgenommene Strom um so größer sein, je
größer die auf die Zelle fallen -i Lichtstärke ist und daher je länger die Zeit
ist, die der Kondensator 16 braucht, um seinen Volladungszustand zu erreichen. :@iigenommen,
daß die Röhre 15 nicht Strom aufnimmt, dann sind die Pausen- und '-Markierungsimpulse
oder die Tätigkeit der Anker 22 und 29 nicht länger gleichmäßig wie zuvor. Die Kontakte
bewegen sich nach links, öffnen den Kreis um den Kondensator i-, der sich in derselben
Zeit wie zuvor lädt, und veranlassen dadurch ein Anziehli des Ankers nach rechts
in der gewöhnlichen Zeit.
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"Wenn nun die Betriebsbedingungen bezüglich der Röhre 1'.I wie beschrieben
sind, lädt sich der Kondensator 16 nur langsam und bleiben die Ankereine beträchtlich
längere Zeit an den rechten Kontakten als bevor, ;wobei die Länge der Zeit für den
Zvreck der vorliegenden Erfindung durch die Lichtstärke gesteuert wird, das heißt
je stärker das Licht auf dem Bilde ist, um so größer ist die negative Vorspannung
an der Röhre 16, urn so größer die positive Spannung der Anode von Röhre 6, um so
größer die positive Spannung am Gitter der Röhre 1:I, um so größer der Strom, der
durch den Anodenkreis von Röhre 14 aufgenommen wird, und um so länger die Zeit zur
Ladung von Kondensator 1ö. Wenn andererseits kein Strom von Röhre 1d. aufgenommen
wird und Strom von Röhrcc 1 5 aufgenommen wird, dann ist die Zeit zur Höchstladung
des Kondensators 1; und z1.11' Bewegung der Relaiskontakte- nach rechts stark vergrößert,
genau wie es bei der Röhre 1d. beschrieben ist. Damit diese beiden steme nicht zusammen
arbeiten, das heißt damit die Markierungszeiten nicht an Dauet zu wachsen beginnen,
bis die Pausenzeiten ihre Geringstdaner erreicht liaficil, bra;ic'it man nur dafür
zu sorgen, daß, wenn eine der Röhren rd. oder 15 wegen des NTegativwe_-dens ihres
Gitters mit der Stromaufnahme aufhört, die andere dieser bei len heihren gerade
Strom aufzunehmen beginnt: die Wirkung hiervon ist, daß beim Betrieb entweder Kondensator
16 oder 17 sich stets normal aufladet.
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Die Wirkungsweise, durch die- diLichtstärke den Stromfluß durch Röhre
1.1. steuert, ist schon beschrieben. Die Steuerung der Röhre 15-ist ähnlich, ausgenommen,
.laß die Phasen umgekehrt sind. Zu beachten ist. daß für ein verhältnismäßig starkes
Licht die Anode von Röhre 6 ihre positive Spannung vergrößert und dabei die positive
Spanming in dem Gitter von Röhre 1d. vergrößert. In gleicher Weise wird die positive
Spannung am Gitter von Röhre 7 vergrößert. Dieses hat einen Anodenstrom in ::cihr
e 7 111111 einen Spannungsabfall an der Anode dieser Röhre zur Folge, wodurch das
Gitter von Röhre 15 geniigend negativ wird, um das Fließen von Strcm zu verhindern.
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Auf diese Weise wird Röhre 14 aktiv beim Steuern der Ladezeit von
Kondensator 16 für starkes Licht in der Zelic und Riibre 15 aktiv beim Steuern des
Maßcs der Ladung von Kondensator 17, wenn kein Licht auf die Zelle geworfen wird.
Bei dies--r le@-zteren Bedingung ist Röhre 1d. dadurch unwirksam geworden, daß ihr
Gitter negativ wird.
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Um die Wirkungsweise klarer zti machen, soll angenommen werden, daß
die Gitter der Röhren 1d. und 15 um 18o° außer Phase sind. Theoretisch sollte das
Gitter einer dieser Röhren nicht genügend positiv werden. um das Fließen eines Stromes
darin zu gestatten, bis, nachdem das Gitter der anderen gerade negativ geworden
ist, um das Fließen des Anodenstromes zu sperren.
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Die Wirkung der verschiedenen Röhren erkennt man aus Abb. .1, in der
die Gitterspannungen der Röhren 6, 7, 1.1. und 15 für Lichtänderungen als Kurven
a, b, c und d aufgezeichnet sind. Die punktierte senkiechte Linie zeigt den
Punkt, an dem die Impulsperioden an Dauer den Pausen gleich sind.
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Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, nicht mit Anodenstrom
zu arbeiten, der in den Röhren 1.4 und 15 genau an diesem Punkt gesperrt ist, sondern
eine leichte überlappung vorzusehen, wie die Kurven c und d zeigen, so daß das Gitter
der einen Röhre genügend positiv zu werden beginnt, um einen schwachen Anodenstrom
fließen zu lassen, bevor der Anodenstrom in der anderen Röhre ganz zu fließen aufgehört
hat.
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Es wird darauf hingewiesen, daß, wenn der Betrag der Überlappung vergrößert
wird, die Änderungen in den Pausen und Markierungszeiten nicht unabhängig voneinander
sind. Wenn z. B. diese Überlappung stark vergrößert wird, indem man mit Impulsen
von verhältnismäßig geringer Länge und weitem Abstand beginnt; so werden, wie die
Pause abnimmt, die Impulse in ihrer Länge vergrößert, und umgekehrt, wenn die Impulse
verhältnism , , t' .-ßi- lan- werden und nur durch kleine Pausen getrennt
sind, werden die Pausen zwischen ihnen größer, wie die Impulse in ihrer Länge kürzer
werden.
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Zweckmäßig arbeitet man nur mit der geringen dargestellten Überlappung,
da dann sich nur eine der Impulsgruppen so mit der Lichtstärke ändert und :es unter
diesen Bedingungen leichter ist, den Apparat einzustellen.
Der Grund
hierfür ist, daß es für alle Darstellungen von Lichtstärke in Strommaß vorteilhaft
ist, daß die Summierung der Stromperioden eine treue Darstellung der Lichtstärke
ist. Dieses bedeutet, daß eine lineare Beziehung bestehen soll zwischen dem Werte
der Zeitdauer, in der der Strom fließt, bei einer gegebenen Zeiteinheit und der
Lichtstärke. Es ist leichter, dieses Verhältnis dem theoretisch genauen Verhältnis
anzunähern, wenn die Pausen oder Markierungsperioden unabhängig voneinander geändert
werden, ausgenommen für die Grenzbedingungen in der Mitte der Lichtskala. In diesem
Punkt muß man eine bestimmte Überlapp@ung haben, um eine lineare Beziehung zwischen
der Zeit, wo, der Strom fließt, und der Lichtstärke entsprechend der Krümmung der
Röhrencharakteristik in der Grenzstellung. In dieser Verbindung ist das Problem
der Verzerrung bei Hörfrequenzverstärkern und seine Lösung durch die Verwendung
von Zweiwegeverstärkern analog.
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In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die Verwendung von mechanischen
Relais zu vermeiden, besonders um zuverlässigere Arbeit zu erhalten. Solche Anordnung
zergt Abb. 2, bei der der Anker 22 und die Kontakte 23 und 24 weggelassen sind und
ihre Funktion ,_iurch Röhrenrelais übernommen ist. Hier sind die Zelle mit ihren
Röhren 6 und 7, Widerstände io, ii und 12, die Batterie 9 und 13 und die Röhren
36 und 37 im wesentlichen identisch mit der Anordnung gemäß ebb. i.
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In Verbindung mit der Anode von Röhre 36 sind Widerstände 38
und 40 vorgesehen. Die positive Klemme der Anodenbatterie ist (nit dem freien Ende
von Widerstand 38 verbunden. Das andere Ende von Widerstand 40 ist mit der einen
Belegung von Kondensator 42 verbunden, dessen andere Belegung mit (lcr gemeinsamen
Glühdrahtleitung verbunden ist. Mit der Anode von Röhre 37 sind Widerstände 39 und
41 in gleicher Weise verbunden, während die Anodenbatterie mit dein frci-en Ende
von Widerstand 39 verbunden ist. Zwischen dem anderen Ende von Widerstand 41 und
der gemeinsamen Glübdrahtlcitung liegt der Kondensator 43. Von der oberen von Kondensator
43 ist eine Verbindung gemacht durch Relaisspulen 53. Kondensator 5o und
zu der Anode von Verstärker 46, die durch Widerstand 48 mit der positiven Seite
der Anodenbatterie verbunden ist.
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Das Gitter von Röhre 46 ist durch die Vorspannungsbatterie 44 mit
der oberen Beleng von Kondensator 42 verbunden. In gleicher Weise ist ein Kreis
mit der Anode von 36 vorgesehen, der Relaisspule 52 und Kondensator 51 enthält und
zur Anode von Verstärker 47 führt, dessen Gitter durch eine Vorspannungsbatterie
46 mit der oberen Belegung von Kondensator 43 verbunden ist. Die positive Klemme
der Anodenbatterie ist mit der Anode von 47 durch den Widerstand 49 verbunden. Spulen
52 und 53, Anker 54, Kontakte 55 und 56 und Leitung 57 entsprechen den Spulen 32
und 33, Anker 29, Kontakten 30 und 31 und Leitung 35 von Abb. i.
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Prinzipiell ist die Wirkungsweise der Anordnung dabei wie bei Abb.
i. Die linke Röhre 46 bestimmt die Pause, die rechte Röhre 45 das Markierungsintervall,
und der Anodenstrom in diesen Röhren wird durch die Spannung an den Kondensatoren
42 und 43 gesteuert. Kondensator 42 wird durch die in Reihe geschalteten Widerstände
38 und 4o geladen. Kondensator 43 wird in gleicher Weise durch die Widerstände 39
und 41 geladen. Nimmt man für einen Zeitpunkt an, daß das Gitter von 36 genügend
negativ ist, so daß diese Röhre keinen Strom aufnimmt, so ladet sich Kondensator
42 in einem Maße, (las durch die Größe der Widerstände 38 und 4o und durch die Spannung
der Stromquelle B bestimmt ist. Die Spannung an der oberen Belegung von Kondensator
42 steigt an, bis sie den Effekt der Gittervorspannungsbatterie 44 übersteigt und
Röhre 46 Strom durch Widerstand 48 aufnehmen läßt. Wenn diese Wirkung erreicht ist,
gehe man nun zur rechten Seite des Systems zu Röhre 47 über, die in einem solchen
Augenblick des Kreislaufes angenommen ist, daß Kondensator 43 sich zu laden beginnt,
angenommen, daß Kondensator 42 seine größte Ladung aufgenommen hat.
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Kondensator 43 ladet sich in einem Maße auf, das durch den Wert der
Widerstände 39 und 41 und die Spannung der Stromquelle B bestimmt ist. Wenn Kondensator
43 sich auf einen solchen Wert aufgeladen hat, daß die Wirkung der Vorspannungsbatterie
45 überwunden wird und der Anodenkreis von 47 Strom aufzunehmen beginnt, entwickelt
sich eine neue Lage. Wenn Röhre 47 Strom aufzunehmen beginnt, tut sie es sehr schnell,
was einen starken Spannungsabfall an der Anode der Röhre zur Folge hat. .
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Die rechte Platte von Kondensator 51 ist direkt mit der Anode von
Röhre 47 verbunden, so daß dieser Abfall durch Widerstand 49 den Kondensator 51
auf einem solchen Wege passiert, daß der Kondensator einen Teil der Ladung aufnimmt,
die schon im Kondensator 42 aufgesammelt war. Mit anderen Worten wird Kondensator
51 durch die Wirkung von Röhre 47, die plötzlich Anodenstrom aufzunehmen beginnt,
plötzlich
tätig als ein zu Kondensator 42, im NTebenschluß geschalteter
Kondensator.
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Diese Bedingung soll an Hand der Elektronentheorie näher erläutert
werden. Angenommen, daß Kondensator .12 auf sein =ii vcllen Wert geladen ist, so
wird an der unteren Belegung von :12 ein Elektronenüberschuß und an der oberen Belegung
ein Elektronenmangel entsprechend der Spannung der Stromquelle B herrschen. Solange
Röhre 47 keinen Strom aufnimmt. ist die Spannung der Belegung von Kondensator 51
dieselbe ,#vie die der oberen Belegung von Kondensator .12, d.li. an dieser Belegung
wird ein Elektronenmangel sein entsprechend der positiven Spannung von B. Da jedoch
die rechte Seite von Kondensator 51 auch mit der positiven Seite von B verbunden
ist, haben beide Platten dieses Kondensators dieselbe Spannung, so daß dieser ohne
Ladung ist. Angenommen nun, Röhre 47 beginnt in seinem Anodenkreis Strom aufzunehmen,
so wird ein Elektronenstrom nach der Anode von :17 und nach der rechten Seite von
Kondensator 5i entstehen und dadurch teilweise der Elektronenmangel ausgeglichen.
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Die rechte Platte von Kondensator 5 r fällt so in ihrer Spannung herunter
und stört das elektrostatische Gleichgewicht zwischen diesen Platten; dadurch veranlaßt
die Gleichgewichtsänderung dieses Kondensators, die von dein Elektron.enfluß nach
der rechten Platte herrührt, einen Elektronenfluß von der linken Platte durch Spule
52 nach der oberen Platte von Kondensator .12, wodurch teilweise die schon auf Kondensator
42 befindliche Ladung neutralisiert wird. Hierdurch wird nunmehr die Gitterspannung
von Röhre 46 erniedrigt, so daß der darin fließende Anodenstrom abnimmt.
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Jedoch beginnt nunmehr Kondensator .12, sich sofort wieder zu laden,
mit der Tendenz, (las Gitter von .16 auf solche Spannung zu bringen, daß diese Röhre
wieder Anodenstrom aufzunehmen beginnt. Dann beginnt die Spannung der Anode von
.16 abzufallen, und es ändert sich das Ladungsgleichgewicht von Kondensator 5o,
dessen beide Seiten vorher die Spannung der positiven Seite von Stromquelle B besaßen.
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Ebenso verläuft die Sache bei Kondensator 5o. Dieser wird plötzlich
als paralleler Nebenschluß zti Kondensator 53 wirksam und nimmt einen Teil der Ladung
von Kondensator .13 in derselben Weise auf, in der Kondensator 51 einen Teil der
Ladung von .12 aufgenommen hat.
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Wir haben so einen Kreislauf von Operationen. bestehend aus Ladung
von KondensatOr 42, auf solcher Höhe, daß Röhre .16 Anodenstrom aufzunehmen beginnt,
wodurch die Ladung von Kondensator .13 teilweise durch Kondensator 5o aufgenommen
wird und dabei der Anodenstrom in ,4; abgeschnitten wird. Dann beginnt sich Kondensator
.13 wieder zu laden, worauf Röhre .17 wieder Anodenstrom aufzunehmen beginnt, was
zur Folge hat, daß Kondensator 51 einen Teil der Ladung von Kondensator .12 aufnimmt
und so den Anodenstrom von Röhre 46 abschneidet. Kondensator 42 beginnt sich wieder
zu laden, worauf sich der Kreislauf wiederholt.
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Die Zeit, die der Kondensator .12 zur Ladung braucht, bestimmt die
Periode zwischen der Zeit, wo: Anodenstrom in Röhre .17 zu fließen beginnt, und
der Zeit, wo er durch das Entstellen des Anodenstromes von Röhre -16 abgeschnitten
wird, und umgekehrt; die Zeit, die der Kondensator .13 zur Ladung braucht, bestimmt
die Periode zwischen der Zeit, wo Anodenstrom in Röhre 46 zu fließen beginnt, und
der Zeit, wo er durch das Anwachsen des Anodenstromes in Röhre .17 abgeschnitten
%vird.
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Der praktische Effekt hiervon ist, daß in den Röhren ¢6 und 47 abwechselnd
der Anodenstrorn fließt und daß das Umwechseln nicht langsam und gradweise erfolgt,
sondern plötzlich und sehr scharf, selbst wenn das Svstem eine kleine Anzahl von
Schwingungen pro Sekunde erzeugt: Offenbar muß in diesen Kreisläufen eine begrenzende
Wirkung sein, derart, daß dic Kondensatoren :12 und .l3 niemals in ihrer Gesamtspannung
über einen bestimmten Punkt hinauskommen. Angenommen z.B., daß wir bei einem gegebenen
Kreislauf zu einem solchen Punkt angekommen sind, daß der Kondensator .l2 seine
volle Ladung hat unr1_ das Fließen eines Anodenstromes in Röhre 4.6 veranlaßt. Hierdurch
nimmt Kondensator 5o einen Teil der Ladung von Kondensator .13 und wird das Fließen
des Anodenstromes in Röhre 47, wie oben beschrieben, gestoppt.
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Unter diesen Bedingungen steigt die Spannung der rechten Platte von
Kondensator 51 so, daß sie wirksam die Ladung an Kondensator .12 zurückgibt, der
diese Ladung vorher von ihr genommen hat. Das Ergebnis dieser umkehrenden Tätigkeit
verursacht kumulativ ein sehr starkes Ansteigen der Spannung auf Kondensator .42,
wenn dieser erst eine solche Ladung erhalten hat, daß die Wirkung der Vorspannbatterie
.4d. überwunden wird und Röhre :16 Anodenstrom aufzunehmen bcginat.
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Durch geeignete Bemessung der Spulen 52 und 53 kann man eine quasi-regenerative
Wirkung erreichen, indem man diese nämlich in dem richtigen Verhältnis aufbaut,
um die Ladung von Kondensator 42 auf einen höheren
Wert zu bringen,
sobald er einmal über die Spannung steigst, die das Fließen von Anodenstrom in Röhre
46 gestattet. Bleibt er jedoch auf diesem Wert, so würde eine weitere Wirkung aufhören,
wenn nicht unter Berücksichtigung der Tatsache, daß eine bestimmte begrenzende Wirkung
aufträte, die verhindert, daß die Ladung von Kondensator -12 einen bestimmten Wert
überschreitet. Dieses kommt daher, daß das Gitter von 46 direkt durch die Batterie
C hindurch mit der oberen Platte von Kondensator 42 verbunden ist. Wenn die Spannung
von Kondensator 42 einen bestimmten Punkt überschreitet, beginnt der Gitterkreis
von 46 Strom aufzunehmen und so zu arbeiten, daß er einen Ladungsabfall zur Folge
hat, derart, daß die Ladung an einem Überschreiten eines bestimmten Grenzwertes
verhindert -ist.
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Dies ist ein wichtiger Faktor, um von dem System eine »reine Relaiswirkung«
zu erreichen, da es stets an demselben Punkt und unter denselben Bedingungen beginnt
ohne Rücksicht darauf, ob die vorhergehende Periode lang oder kurz gewesen ist.
Die Wirkung hiervon ist, daß die eine Seite des Systems, z. B. die Markierungsseite,
die Dauer der Markierungsperioden genau in Übereinstimmung mit der Lichtintensität
steuert ohne Rücksicht auf die Bedingungen in der Pausenseite, und umgekehrt.
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Die verschiedenen Widerstände sind so bemessen, daß diese Bedingung
immer verwirklicht wird, mit anderen Worten, wenn Kondensator 51 eine Ladung direkt
an Kondensator 42 zurückgibt, wird jeder Ladungsüberschuß durch den Gitterkreis
von 46 gehen, so daß dort immer ein bestimmter und .identischer Anfangspunkt besteht.
Dasselbe gilt für Röhre 47 und Xondensator 43. Um diese Wirkung zu unterstützen,
ist es manchmal vorteilhaft, die Röhren 46 und 47 so zu konstruieren, daß sie einen
verhältnismäßig großen Betrag des Gitterstromes durchlassen. Zu diesem Zwecke gibt
man dem Gitter eine größere Anzahl von Windungen, als die jetzt .marktgängigen Röhren
besitzen, jedoch kann man dieses Resultat auch auf andere Weise erreichen, beispielsweise
durch die Verwendung eines gewebten Schirmgitters, eines perforierten Plattengitters
o. dgl.
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Die Markier:ungs- und Pausenzeiten können bei der Anordnung nach Abb.
i durch Röhren 36 und 37 variiert wenden. Je größer der durch Röhre 36 aufgenommene
Anodenstrom ist, um so länger Zeit braucht Kondensator 42, um seine höchste Ladung
zu erreichen und den nächsten Teil des Kreislaufes einzuschalten; dasselbe gilt
für Röhre 37.
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Anker 54 wird von Kontakt 56 nach Kontakt 55 und zurück durch Entstehen
eines Stromes durch die Spule 52 und 53 geworfen, immer wenn die Kondensatoren 42
und 51 bzw. 43 und 5o ihre Ladungen teilen, wie oben auseinandergesetzt. Natürlich
kann dieses Relais den Sender direkt steuern, oder es kann ein zweites Relais steuern,
das dann erst den Sender steuert. Vorteilhaft verwendet man ein zweites Relais zur
Steuerung des Senders als Bugdrossel, wie sie in der Telegraphie bekannt ist, um
Reaktionen von den Linienverbindungen auf die Röhrenkreise zu verhindern, und auch,
um die Betätigung des Relais 54 mit kleineren Strömen zu ermöglichen, als zulässig
waren, wenn dieses Relais den Senderkreis direkt steuern sollte.
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Zur Erläuterung der obigen Darlegungen folgt eine Tabelle, die die
verschiedenenWerte bei einer Ausführungsform zeigt, die gute Resultate ergaben hat,
unter Verwendung von Radiotronröhren gor - A.
| Widerstände Kapazitäten in Spannung |
| in Ohm Mikrofarad in Volt |
| 5 27 8 |
| 10 28 |
| 11 42 13 |
| 12 43 20 |
| 38 50 21 |
| 39 51 B |
| 40 44 |
| 41 45 |
| 48 |
| 49 |