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Anordnung zur Umformung von elektrischen Spännungs- oder Stromänderungen
in proportionale Änderungen einer Lichtintensität Als Anordnung zur Umformung von
elektrischen Spannungs- oder Stromänderungen in proportionale Änderungen einer Lichtintensität
sind bisher bekannt der sprechende Lichtbogen, eine manometrische Flamme, welche
durch Schallschwingungen beeinflußt wird, sowie Glimmlichtröhren, bei denen die
Ausdehnung des Glimmlichtes variiert. Diesen Arten von Lichtrelais wird durch nachstehend
beschriebene Erfindung eine neuartige Anordnung zu demselben Zweck zugefügt.
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Der Verwendungszweck ist folgender: Es sei die Aufgabe gestellt, eine
lichtelektrische Zelle durch Licht wechselnder Intensität zu erregen oder etwa einen
photographischen Film mit Licht wechselnder Intensität zu belichten. Hierbei soll
der Wechsel der Lichtintensität proportional einem anderen Vorgange sein, z. B.
proportional den Schallschwingungen der Sprache.
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Es ist seit langem bekannt, daß Kathodenstrahlen, welche Fluoreszenzschirrne
treffen, ein Aufleuchten hervorrufen. Diese Erscheinung ist bisher bereits in der
Wissenschaft dazu benutzt worden, den Verlauf der Kathodenstrahlen und die Wirkung
beschleunigter und verzögernder Felder zu beobachten.
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Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um die Benutzung solcher
mit Fluoreszenzschirmen und Steuerelementen versehenen Kathodenstrahlröhren für
den Zweck der Schaffung einer Anordnung, um elektrische Strom- und Spannungsänderungen
quantitativ in Lichtänderungen umzuwandeln. Eine solche Anordnung sei nachfolgend
kurz als Lichtrelais bezeichnet.
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Man hat vorgeschlagen, diese -Aufgabe durch Anordnungen zu lösen,
bei denen die Anode der Kathodenstrahlröhre zur Aufrechterhaltung der Kathodenstrahlen
dient und gesondert hiervon als lichtaussendendes Element die leuchtende Gasfüllung
der Kathodenstrahlröhre zu benutzen.
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Erfindungsgemäß wird nun im Gegensatz hierzu die Aufgabe der Umwandlung
von elektrischen Spannungs- oder Stromänderungen in proportionale Änderungen einer
Lichtintensität mittels einer solchen Anordnung gelöst, bei der auf der Anode selbst
das lichtabgebende Element angeordnet ist. Auf diese Weise erhält man eine vereinfachte
Anordnung, die in vielen Fällen ausreichend ist.
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Das Wesen der Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
In der Abbildung ist schematisch die erfindungsgemäße Anordnung gezeigt.
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Die auf die Membran r eines Mikrophons o. dgl, auftreffenden Schallschwingungen
werden in bekannter Weise unter Zwischenschaltung einer Batterie 2 und eines Transformators
3 in elektrischen Wechselstrom übergeführt. Dieser Wechselstrom bzw. die Wechselspannung
wird der Steuerstrecke eines Entladungsgefäßes ¢ zugeführt, welches beispielsweise
eine Glühkathode g, ein Gitter 6 und eine Anode 7 enthält. Die Anode ist über eine
Spannungsquelle
8 mit der Kathode verbunden. Die Kathode wird durch eine Batterie g geheizt. Das
Entladungsgefäß q. enthält nun erfindungsgemäß ein Element, welches in an sich bekannter
Weise unter der Einwirkung der Entladung innerhalb des Entladungsgefäßes Licht aussendet,
deren Intensität von der Stärke der Entladung in dem Gefäß abhängt. Wird nun durch
das Steuerorgan wieder die Intensität der Entladung in dem Gefäß geändert, so schwankt
auch entsprechend die ausgesandte photographische Strahlung.
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Der erläuterte prinzipielle Gedanke läßt sich in einfachster Weise
verwirklichen. Zum Beispiel kann die Anode 7 aus einem Glimmerblättchen bestehen,
welches mit einem schwach leitfähigen und unter der Einwirkung des auftreffenden
Entladungsstromes fluoreszierenden Material- überzogen ist. Hierfür sind -alle-Materialien
geeignet, welche die Eigenschaft der Fluoreszenz zeigen, z. B. Bariumplatincyanür,
Chininsulfat, Fluoreszein usw. Da das Zinksulfit bekanntlich gegen Wärmestrahlung
sehr empfindlich ist, so kann es nur als Anodenbelag benutzt werden, wenn es vor
Wärmestrahlen geschützt, also keine Glühkathode, sondern eine kalte Kathode vorhanden
ist, z. B. eine lichtelektrische Kathode beliebiger Art, welche durch ständige konstante
Belichtung zu einer Elektronenquelle gemacht wird. Auf diese Weise kann man jede
Wärmewirkung ausschalten. Auch kann man in bekannter Weise die Wärme oder sonstige
schädlichen Strahlen durch gegebenenfalls innerhalb des Entladungsgefäßes angebrachte
Filter absorbieren.
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Bei dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel würde die Anode 7
selbst :eine Lichtausstrahlung ergeben, welche entsprechend den Schwankungen der
Steuerspannung am Gitter 6 variiert. Dieses Licht bringt man etwa zum Zwecke der
photographischen Niederschrift direkt oder unter Zwischenschaltung von Spalten,
Linsen o. dgl. auf den photographischen Film =o zur Wirkung, welcher mittels der
Rollen 1r, 12 an der Röhre vorbeigeführt wird. Man erhält dann auf dem Film eine
Schwärzung, welche proportional der ausgesandten Strahlung ist, welche ihrerseits
proportional den auf die Membran x auftreffenden Schallschwingungen ist.
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Zwischen dem Mikrophon = und dem Lichtrelais q. kann, wenn nötig,
eine Reihe von Verstärkern bekannter Art, vorzugsweise Glühkathodenverstärker, angeordnet
werden. Statt eines Mikrophons wird zweckmäßig, wenn es sich um die Aufnahme von
Schallschwingungen handelt, .ein elektromagnetisch oder elektrostatisch wirkendes
Mikrophon verwendet (Telephon oder Membrankondensator), um die Wirkungen der bei
einem Körnermikrophon unvermeidlichen Stromunruhe auszuschalten. Es versteht sich
von selbst, daß die Einrichtung q. bis 12 auch verwendet werden kann, wenn es sich
um die Niederschrift anderer Arten von variierenden elektrischen Intensitäten handelt,
z. B. um die Niederschrift der von einem Maschinengeber ausgesandten und auf einer
Empfangsstation zu empfangenden Morsezeichen.
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Mit der zwischen der Kathode g und dem Steuer 6 geschalteten Spule
kann in - diesem Falle direkt die auf die Empfangswelle abstimmbare Empfangsantenne
gekoppelt werden. Die Einrichtung arbeitet nun ganz analog wie in dem eben beschriebenen
Beispiel der Umwandlung von Sprechströmen in Schwankungen einer Lichtintensität,
und zwar folgendermaßen. Ist nötigenfalls unter Benutzung einer Gittervorspannungsbatterie
in an sich. bekannter Weise -die Anodencharakteristik des Relais auf den unteren
Knick eingestellt, so erhält man bei Auftreffen hochfrequenter Impulse auf die Steuerspule
des Lichtrelais in demselben ein Kathodenstrahlenbüschel mittlerer Intensität, das
den fluoreszierenden Überzug der Anode 7 zu einer Leuchterscheinung anregt. Wenn
nun die hochfrequenten Impulse in der Empfangsantenne im Rhythmus der Morsezeichen
erfolgen, so bekommt man in demselben Rhythmus auf .dem Film zo eine Schwärzung
und hat damit eine Niederschrift der Morsezeichen.
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Die beschriebene Einrichtung eignet sich nicht nur zur Niederschrift,
sondern auch zur Wiedergabe - von Stromänderungen. In diesem Falle wird an Stelle
des Films xo eine lichtelektrische Zelle beliebiger Art gesetzt. Die schwankenden
Licht- oder Strahlungsintensitäten des Elements 7 werden dann durch die lichtelektrische
Zelle in Stromschwankungen umgesetzt und können in deren Stromkreis direkt oder
nach Verstärkung abgehört werden. In diesem Falle können die dem System q. zugeführten
veränderlichen Ströme oder Spannungen ihrerseits herrühren von einem wechselnd belichteten
Filmband zo, durch welches hindurch Licht auf 1 eine lichtelektrische Zelle geworfen
wird. Im Stromkreis der lichtelektrischen Zelle treten dann Strom- oder Spannungsschwankungen
auf, welche der Steuerstrecke des Lichtrelais q. zugeführt werden -können.
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An Stelle der Batterie 8 kann auch eine Hochfrequenzquelle zur Anwendung
gelangen. Abgesehen davon, daß man hiermit bequem die zur Erzielung ausreichender
Lichtintensitäten notwendigen hohen Anodenspannungen erzeugen kann, wird man von
_. der Verwendung einer Hochspannungsbatterie befreit und hat, was beispielsweise
für transportable Geräte notwendig sein kann, die Möglichkeit, die erforderlichen
Betriebsspannungen aus dem Lichtnetz zu nehmen.
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Für eine solche Hochfrequenzquelle kommt
ein Hochfrequenzgenerator
beliebiger Art, z. B. einVakuumröhrenschwingungserzeuger, inFrage.