DE627933C

DE627933C - Photocell for the purpose of reproducing optical sound

Info

Publication number: DE627933C
Application number: DE1930627933D
Authority: DE
Original assignee: INFRAM GmbH
Current assignee: INFRAM GmbH
Priority date: 1930-09-06
Filing date: 1930-09-06
Publication date: 1936-03-26

Description

Photozelle für Zwecke der Lichttonwiedergabe Die für die Lichttonwiedergabe verwendeten Photozellen müssen hohe Empfindlichkeit, geringe Frequenzabhängigkeit und absolute Rauschfreiheit aufweisen. Um genügende Empfindlichkeiten zu erhalten, pflegt man gasgefüllte Zellen zu verwenden, denn durch passende Gasfüllung konnten schon Elster und Geite l an hydrierten Kaliumzellen mit einer primären Elektronenemission von etwa i Mikroamp./Lumen die Steuerleistung durch Ionisation auf den 2o- bis 5ofachen Wert steigern. In der Tonfilmpraxis pflegt man sich allerdings mit einer io- bis i5fachen Ionisationsvervielfachung zu begnügen, um die mit steigendem Vervielfachungsfaktor eintretenden Trägheitserscheinungen sowie das einsetzende Rauschen in genügend kleinen Grenzen zu halten.Photocell for the purpose of optical sound reproduction The one for optical sound reproduction Photocells used must have high sensitivity and low frequency dependence and have absolute freedom from noise. To get sufficient sensitivities, It is customary to use gas-filled cells, because with a suitable gas filling one could already Elster and Geite l on hydrated potassium cells with a primary electron emission of about 1 microamp./lumen the control power through ionization to the 2o to 5 times Increase value. In sound film practice, however, one tends to use an io- bis i5fold ionization multiplication to be satisfied with the increasing multiplication factor occurring inertia as well as the onset of noise in sufficiently small To keep boundaries.

In neuerer Zeit ist man dazu übergegangen, die früher ausschließlich verwendeten reinen bzw. hydrierten Alkalischichten durch sog. Kunstschichten zu ersetzen, welche durch Einwirkung heißen Alkalimetalls auf ein Oxyd erzeugt werden. Diese Schichten weisen eine wesentlich verminderte Austrittsarbeit und außerordentlich stark erhöhte Rotempfindlichkeit auf, so daß man mit ihnen eine primäre Elektronenemission von io bis i:2 Mikroamp.iLumen und mehr erreichen kann.In more recent times one has gone over to this, which previously exclusively used pure or hydrogenated alkali layers through so-called artificial layers replace, which are generated by the action of hot alkali metal on an oxide. These layers have a significantly reduced work function and are extraordinary greatly increased red sensitivity, so that one with them a primary electron emission from io to i: 2 microamp. iLumen and more.

Überraschenderweise lassen sich jedoch mit den zuletzt beschriebenen Kunstschichten durch Füllung der Zelle mit einem Gase von der bei Kaliumzellen üblichen Dichte keine ausreichenden Gasverv ielfachungen ' erzielen; so gibt C a m p b e 11 z. B. an, daß er bisher im besten Falle nur eine 3- bis 5fache Ionisationsvervielfachung in gasgefüllten Kunstschichtzellen gegenüber gasfreien Kunstschichtzellen erzielen konnte. Der Grund für diese merkwürdige Erscheinung dürfte in erster Linie darin liegen, daß diese Schichtei sehr langsame Elektronen abgeben, die infolge der Rauhigkeit ihrer Oberfläche überdies unter den verschiedensten Winkeln austreten und die daher die Ausbildung von Raumladungen begünstigen, welche den weiteren Elektronenaustritt behindern bzw. zu Rauscheffekten und einem vorzeitigen Durchschlagen der Glimmentladung führen.Surprisingly, however, can be with the last described Artificial layers by filling the cell with a gas of the kind used in potassium cells Density do not achieve sufficient gas multipliers; so gives C a m p b e 11 z. B. suppose that so far, in the best case, only a 3 to 5-fold ionization multiplication Achieve in gas-filled artificial layer cells compared to gas-free artificial layer cells could. The reason for this strange appearance is believed to be primarily therein lie that these layers give off very slow electrons, which are due to the roughness their surface also emerge at various angles and therefore favor the formation of space charges, which further electron escape hinder or to noise effects and a premature breakdown of the glow discharge to lead.

Versuche haben gezeigt, daß man diese Schwierigkeiten überwinden und auch mit Kunstschichten der oben beschriebenen Art zu hoher, völlig rauschfreier Gasvervielfachung, d. h. zu einer Tonwiedergabe von überraschender Reinheit und Stärke gelangen kann, wenn man den Gasdruck innerhalb der Zelle so weit erniedrigt, daß es im Bereich der üblichen Betriebsspannungen auch bei stärkerer Beleuchtung der Zelle nicht mehr zur Ausbildung von Raumladungen im Zelleninneren kommen kann. Ein typisches Kennzeichen für die Annäherung an diesen eigenartigen Zustand besteht darin, daß die sog. Zündspannung, d. h. das Einsatzpotential der raumladungsbeschwerten Glimmentladung bei weiterer Gasdruckerniedrigung plötzlich steil ansteigt und in Zellen üblicher Form und Größe den Wert von i ooo Volt rasch überschreitet. Gleichzeitig tritt eine merkliche Verbesserung der Frequenzkurve ein, und es rückt das Einsatzpotential der Townsend-Entladung aus dem Bereiche der üblichen Arbeitsspannungen heraus, so daß auch diese Entladungsform als Störfaktor ausscheidet.Experiments have shown that one can overcome these difficulties and even with artificial layers of the type described above, too high, completely free of noise Gas multiplication, d. H. to a sound reproduction of surprising purity and Strength can be achieved if the gas pressure within the cell is lowered so much that that it is in the range of the usual operating voltages even with stronger lighting the cell can no longer form space charges inside the cell. A typical characteristic of approaching this peculiar state is there in that the so-called ignition voltage, d. H. the application potential of the space charge weighted When the gas pressure is further reduced, the glow discharge suddenly rises steeply and turns into Cells more common Shape and size rapidly exceed the value of 100 volts. At the same time there is a noticeable improvement in the frequency curve and it moves forward the application potential of the Townsend discharge from the range of the usual working voltages out, so that this form of discharge is also ruled out as a disruptive factor.

Bei welchem Gasdruck die beschriebenen Erscheinungen jeweils auftreten, hängt teilweise von der Anordnung der Elektroden, in 'erster Linie hingegen von der Größe des Zellengefäßes ab, da der Abstand seiner Wandungen von der Kathode für die Entstehungsmöglichkeit von Raumladungen bestimmend ist.At which gas pressure the phenomena described occur in each case, depends partly on the arrangement of the electrodes, but primarily on the size of the cell vessel, since the distance between its walls and the cathode is decisive for the possibility of space charges arising.

Die Charakteristik der erfindungsgemäßen Zellen zeigt eine deutliche Abhängigkeit der Empfindlichkeit von der Zellenspannung und ermöglicht es, eine io- bis 25fache Ionisationsvervielfachung der primären Elektronenemission zu erhalten, ohne daß Nebenerscheinungen auftreten, welche die Tonwiedergabe stören oder die Lebensdauer der Zelle beeinträchtigen. Die besondere Bedeutung der vorbeschriebenen Zelle für die Lichttonwiedergabe liegt in ihrer völligen Rauschfreiheit, ihrer großen, durch die Unmöglichkeit einer von Elektrodenbewegungen hervorgerufenen RaumladungsänderungbegründetenErschütterungsunabhängigkeit und vor allem in dem flachen Verlauf ihrer Charakteristik, der auch bei großen Reibungswiderständen eine verzerrungsfreie Tonwiedergabe gewährleistet.The characteristics of the cells according to the invention show a clear one Dependence of the sensitivity on the cell voltage and allows a to obtain io- to 25-fold ionization multiplication of the primary electron emission, without side effects occurring which interfere with the sound reproduction or the Impair the service life of the cell. The special meaning of the above Cell for optical sound reproduction lies in its complete freedom from noise, its large, due to the impossibility of a change in space charge caused by electrode movements and above all in the flat course of their characteristics, even with high frictional resistance a distortion-free sound reproduction is guaranteed.

Claims

PATENT CLAIM: The use of gas-filled photocells, the following, individually known properties, namely i. a light-sensitive layer, which is obtained by the action of an alkali metal on an oxide and 2. a gas filling of such a low density that the ignition voltage, ie the starting potential of the glow discharge burdened by space charge, exceeds 100 volts, but is still below 5000 volts, for purposes of optical tone reproduction.