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Anordnung zum Ausgleich der Trägheit von Selenzellen beim Umwandeln
von Lichtänderungen in elektrische Strom4nderungen unter Anwendung einer Elektronenröhre,
an welcher der eine besondere Stromquelle enthaltende Stromkreis einer- Selenzelle
angeschlossen ist Die zur Umwandlung von Lichtänderungen in veränderliche elektrische
Ströme dienenden Selenzellen weisen bekanntlich eine gewisse Trägheit auf, da jich
ihre Leitfähigkeit nicht proportional mit den Lichtänderungen verändert, sondern
von der Proportionalität um so mehr abweicht, je größer die Frequenz der Lichtänderungen
ist.
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Bei Übertragung von Schall oder Schrift mit Selenzellen verzerre ihre
Trägheit den wiederzugebenden Schall, die Schrift o. dgl. Um diesem Übelstand abzuhelfen,
ist vorgeschlagen worden, bei übertragung von Bildern Lichtsignale von gleich langen
Impulsen anzuwenden, wodurch die Abhängigkeit der Trägheit von der Periodenzahl
ohne Einfloß bleibt. -Diese Übertragungsweise ist indessen zur Schallübertragung
unanwendbar, weil ein Schall naturgemäß nicht in gleich lange Lichtstöße umgewandelt
werden kann.
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Bei Schallübertragung muß die Trägheitswirkung durch Mittel aufgehoben
werden, die in entgegengesetzter Richtung wie die Trägheit der Selenzelle wirken.
Da nun die Trägheit um so größer ist, je höher die Frequenz ist, so hat man vorgeschlagen,
zum Ausgleich der durch die Benachteiligung der hohen Frequenzen entstehenden verzerrenden
Wirkung der Trägheit in die betreffende Schaltungsanordnung solche Elemente einzufügen,
welche die hohen Frequenzen bevorzugen.
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Bisher werden zu diesem Zweck die veränderlichen elektrischen Ströme,
bevor sie eine Einwirkung auf die Selenzelle verursachen, einer Verzerrung unterworfen,
die der von der Selenzelle dann hervorgerufenen Verzerrung entgegengesetzt ist,
d. h. die die hohen Frequenzen bevorzugenden Elementewerden_ -vor der Selenzelle
eingeschaltet.
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Gegenstand der Erfindung ist nun eine Anordnung zum Ausgleich der
Trägheit der Selenzellen beim Umwandeln von Lichtänderungen in elektrische Stromänderungen
unter Anwendung einer Elektronenröhre, an welche der- eine besondere Stromquelle
- enthaltende Stromkreis einer Selenzelle angeschlossen ist, welcher -ein Schaltelement
enthält, dessen Impedanz proportional zur Frequenz der vom Licht erzeugten Stromänderungen
schwankt und das ferner dem Gitterstromkreis derart angeschlossen ist, daß der veränderliche
Strom es durchfließt und in ihm einen Spannungsabfall erzeugt, der sich proportional
zu
den auf d% Selenzelle fallenden Lichtschwankungen und unabhängig
von ihrer Frequenz ändert und das Gitterpotential derart beeinflußt, daß sich der
Anodenstrom proportional zu den genannten Lichtschwankungen verändert. Es sind also
die die höheren Frequenzen bevorzugenden Elemente hinter der Selenzelle eingeschaltet.
Durch passende Wahl der Batteriespannung im Stromkreise der Selenzelle können die
Spannungsänderungen, die durch die Änderungen in der Leitfähigkeit der Selenzelle
hervorgerufen werden, derart bemessen werden, daß bei Verwendung von Verstärkerröhren
hinter der Selenzelle die genannten, dem Gitter des Verstärkerrohres aufgedrückten
Spannungsänderungen immer innerhalb der zulässigen Grenze der Änderungen des Gitterpotentials
bleiben, so daß auch keine neue Verzerrung durch das Verstärkerrohr entsteht.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die von den Beleuchtungsänderungen
in der Leitfähigkeit der Selenzelle hervorgerufenen Änderungen umgekehrt proportional
zur Frequenz der Lichtänderungen sind, vorausgesetzt, daß die Frequenz einige hundert
Perioden je Sekunde übersteigt. Es werden deshalb die zum Ausgleich des Trägheitseinflusses
dienenden Elemente derart bemessen, daß sie den Einfluß der Stromschwankungen im
Stromkreis der Selenzelle auf das Gitterpotential um so mehr begünstigen, je höher
diese Frequenz ist.
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Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
in schematischer Darstellung, und zwar zeigen Abb. i und 2 zwei verschiedene Verbindungssysteme
für eine Selenzelle und eine Elektronenröhre und Abb. 3 und q. zwei entsprechende
Verbindungssysteme für eine Selenzelle in Verbindung mit zwei kaskadengeschalteten
Elektronenröhren.
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In den Abbildungen ist i eine Selenzelle; sie ist gemäß Abb. i mit
einer Batterie 2 und einer Induktionsspule 3 in Reihe geschaltet. Bei Änderung der
Belichtung der Selenzelle i werden im Stromkreis der Selenzelle Stromänderungen
auftreten, die Änderung: in dem Spannungsunterschied an den Enden der Selbstinduktionsspule
3 erzeugen. Diese Spannungsänderungen sind proportional zu den Stromänderungen und
deren Frequenz. Da die Stärke der Stromänderungen nicht nur proportional zur Intensität
der Lichtänderungen ist, sondern auch umgekehrt proportional zur Frequenz dieser
Änderungen, wenn letztere einige hundert Perioden oder mehr in der Sekunde betragen,
so sind offenbar die erwähnten Spannungsänderungen in der Selbstinduktionsspule
proportional zu den Belichtungsänderungen und unabhängig von ihrer Frequenz, vorausgesetzt,
daß der Wechselstromwiderstand der Selbstinduktionsspule für "die betreffende Periodenzahl
klein ist im Verhältnis zum Widerstand der Selenzelle und auch im Verhältnis zum
Widerstand zwischen dem Gitter q. und der Kathode 5 der Elektronenröhre 6, in deren
Gitterstromkreis die Selbstinduktionsspule in Reihe mit einem Kondensator 7 eingeschaltet
ist. Im Anodenstromkreis C des Vakuumrohres 6 werden alsdann Stromänderungen erzeugt,
die proportional zu den Spannungsänderungen in der Selbstinduktionsspule 3 und somit
auch proportional zu den Belichtungsänderungen sind. Falls die Belichtungsänderungen
z. 'B. von einem Telephonstrom in bekannter Weise erzeugt sind, werden die von einem
Telephon 9 im Stromkreis C der Anode 8 wiedergegebenen Töne verzerrungsfrei. 20
ist die Anodenbatterie des Rohres 6.
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Da .die Trägheit der Selenzelle bei abnehmender Periodenzahl nicht
ahne Grenzen, verringert wird, sich vielmehr einer bestimmten Grenze nähert, so
ist es, da Stromänderungen sehr geringer Periodenzahl vorkommen können, notwendig,
einen Widerstand i o in. Reihe mit der Selbstinduktionsspule 3 einzuschalten. Es
ist sehr einfach, den zweckmäßigsten Wert dieses Widerstandes durch Aufnahme einer
Kurve festzustellen, die die Empfindlichkeit des Selens in Abhängigkeit von der
Frequenz der Belichtungsänderungen darstellt.
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Anstatt Spannungsänderungen in einer Selbstinduktionsspule' 3 mittels
der Stromänderungen im Stromkreis der Selenzelle zu erzeugen, ist es auch möglich,
die genannten Stromänderungen in andere Stromänderungen umzusetzen, die proportional
zu der Frequenz der ersteren sind und in einem Stromkreis erzeugt werden, in welchem
die Spannungsänderungen an den Enden eines Ohmschen Widerstandes bewirken, der parallel
zum Gitter des Vakuumrohres geschaltet ist. Abb. 2 zeigt eine derartige Ausführungsform.
Der veränderliche Strom im Stromkreis A, der Selenzelle i bewirkt, daß Stromänderungen
im Stromkreis B entstehen, der einen Kondensator 17, einen Widerstand 13,
eine Batterie i q. und einen Widerstand 15 enthält. Vorausgesetzt, daß die Impedanz
des Kondensators 17 bei der in Betracht kommenden Periodenzahl im Verhältnis zu
sämtlichen .eingeschalteten Widerständen groß ist, werden die im Stromkreis' B entstehenden
Stromänderungen proportional zur Frequenz, und im Widerstand 13 werden dann Spannungsänderungen
erzeugt, die ebenfalls proportional zur Frequenz der Stromänderungen im Stromkreis
A der Selenzelle sind. Dem Kondensator 17 ist zur besseren Wiedergabe
der
niedrigen Frequenzen ein Widerstand 16 parallel geschaltet. Der Gitterstromkreis
des Vakuumrohres 6 ist an den Stromkreis B angeschlossen.
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Falls die Selenzelle in Verbindung mit mehreren kaskadengeschalteten
Vakuiunröhren verwendet wird, wie dies in Abb. 3 und q. z. B. in Verbindung mit
zwei Elektronenröhren 6 und i i dargestellt ist, so kann eine Kompensierung der
Trägheit der Selenzelle dadurch erreicht werden, daß Spannungsänderungen, die proportional
zu den im Stromkreis der Selenzelle erzeugten Stromänderungen sind, im Gitterstromkreis
des ersten Vakuumrohres i i mittels eines Ohmschen Widerstandes 12 bewirkt werden,
während eine Selbstinduktionsspule 3 (Abo. '3) oder ein Kondensator 77 (Abo. q.),
die der Selbstinduktionsspule 3 in Abb. i bzw. dem Kondensator 17 in Abb. z entsprechen,
im Gitterstromkreis des darauffolgenden Vakuumrohres 6 - oder wenn mehr als zwei
Vakuumröhren zur Verwendung gelangen - im Gitterstromkreis einer der folgenden Vakuumröhren
eingeschaltet wird. Die Impedanz der Selbstinduktionsspule 3 muß in diesen Falle
dem inneren Widerstand des Anodenstromkreises =des vorhergehenden Vakuumrohres i
i sowie dem Widerstand des Gitterstromkreises des Vakuumrohres. 6 gegenüber gering
sein.