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Einrichtung zur Erzeugung kurzzeitiger scharfer Lichtimpulse, insbesondere,
für Stroboskope Die Erfindung hat eine Einrichtung zur Erzeugung kurzzeitiger Lichtimpulse
zum Gegenstand. Derartige optische Impulsgeber lassen sich für verschiedenste Zwecke
benutzen, wie z. B. bei der stroboskopischen Beobachtung von Bewegungsvorgängen
oder für die Messung der verschiedensten elektrischen Größen oder als lichtelektrischer
Modulator usw.
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Es ist bekannt, außerordentlich rasch verlaufende Vorgänge durch kurze,
aber helle stroboskopische Beleuchtung, die durch blitzartig auftretende Spannungsstöße
erzeugt -wird, zu beobachten. So ist z. B. ein Stroboskop mit durch rasch intermittierende
kurze Stromstöße aufleuchtenden Lampen, insbesondere Neonglimm-Lampen, bekanntgeworden,
bei dem der benutzte Transformator Kerneinschnürungen aufweist, durch welche die
Kurvenform der Sekundärspannung des Transformators derart verzerrt wird, daß kurze,
aber hohe Spannungsspitzen entstehen, die ein entsprechend kurzes und intensives
Aufleuchten der Glimmlampe hervorruft.
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Infolge der Trägheitslosigkeit des Leuchtens im Gebiet normaler Wechselstromfrequenzen
(Stromänderungen und die entsprechenden Änderungen der Lichtintensität erfolgen
praktisch gleichzeitig), der geringen Verluste, der sehr langen Lebensdauer und
des Fehlens beweglicher Teile hat sich der Einsatz der Glimmlampe bei der optischen
Impulserzeugung als außerordentlich brauchbar erwiesen.
Wegen des
nahezu völligen Fehlens von Wärmehysterese vermag die Glimmlampe ein stark pulsierendes
Licht zu liefern.
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Beruhend auf der Verschiedenheit der Entladungsphänomene an der Anode
und Kathode zeigt der Stromdurchgang bei der Glimmlampe eine ausgesprochene Polarität.
Um nun auch jede einzelne Halbwelle der speisenden Netzfrequenz auszunutzen und
damit eine Verdoppelung der Lichtblitzfrequenz zu erhalten; kann man, wie bereits
bekanntgeworden ist, die Glimmlampe über einen Zweiweggleichrichter speisen oder
eine zweite Glimmlampe benutzen, die an eine um iSo°' in der Phase verschobene Spannung
angeschlossen ist, so daß die zweite Glimmlampe dann leuchtet, wenn die zweite Halbwelle
des Wechselstroms auftritt.
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Mit der Erfindung wird nun eine Einrichtung zur Erzeugung kurzzeitiger
scharfer Lichtimpulse, insbesondere für Stroboskope, angegeben, die sich durch die
Herstellung besonders kurz dauernder scharfer Lichtimpulse mit einfachen technischen
Mitteln auszeichnet.
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Die Erfindung besteht danach in einer Einrichtung zur Erzeugung kurzzeitiger
scharfer Lichtimpulse, insbesondere für Stroboskope, mit einer durch Stromstöße
gespeisten Glimmlampe und einem Elektronenrohr, dessen Gitter die Netzwechselspannung
zugeführt wird und dessen Anodenstrom zum Zünden der Glimmlampe dient, welche gekennzeichnet
ist durch eine Reihenschaltung von Anodenbatterie, Glimmlampe und Anode der als
Sperröhre benutzten Elektronenröhre, deren negative Gitterspannung dem Betrage nach
ungefähr gleich dem Spitzenwert der Netzwechselspannung ist.
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Es ist bereits eine Vorrichtung für die Lichtimpulserzeugung bekanntgeworden,
in der ebenfalls der Anodenstrom einer Elektronenröhre zum Zünden der Glimmlampe
benutzt wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch die Elektronenröhre nicht
als Sperröhre eingerichtet, deren negative Gitterspannung dem Betrage nach ungefähr
gleich dem Spitzenwert der Netzwechselspannung ist, wodurch sich die Zeitdauer des
Leuchtens der Glimmlampe in besonders einfacher Weise noch erheblich verkürzen läßt,
da nur die Spitzen der Wechselspannung die Elektronenröhre stromdurchlässig machen
können.
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Für stroboskopische Messungen ist ferner ein Lichtblitzgeber mit Glimmlampe
bekanntgeworden, dessen Hauptbestandteil eine als Dynatron geschaltete Elektronenröhre
ist, deren Anode über eine Induktivität mit ihrer Spannungsquelle verbunden ist,
während der Röhre ein Kondensator parallel liegt. Das Gitter der Elektronenröhre
dieser bekannten Einrichtung ist über einen kleinen Ohmschen Widerstand, an welchem
ein Teil der Netzwechselspannung liegt, mit dem positiven Ende der Gitterspannungsquelle
verbunden. Gegenüber derartigen selbstkippenden Einrichtungen hat die Erfindung
den Vorteil, daß das Aufleuchten der Glimmlampe exakt definiert einsetzt und genau
in den Zeitpunkten der Netzwechselspannungsspitzen erfolgt. Bei selbstkippenden
Glimmlampenlichtblitzgebern kann sich dagegen leicht die Zündphase verlagern.
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An Hand der in der Zeichnung schematisch dar-. gestellten beispielsweisen
Ausführungsform sei die Erfindung noch nachstehend näher erläutert.
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In der Fig. i ist ein Lichtimpulsgeber nach der Erfindung dargestellt,
der aus der eigentlichen Glimmlampe i und einer Elektronenröhre 2 besteht. Mit A
sei der Anschluß für die Anodenspannungsquelle bezeichnet. Die Elektronenröhre 2
ist durch die negative Vorspannungsquelle 3 normalerweise gesperrt. Diese Blockierung
wird jedoch dann aufgehoben, wenn die Scheitelwerte der auf der Sekundärseite des
Transformators q. auftretenden Wechselspannung mit der Frequenz fn die negative
Gittervorspannung Eg übertreffen.
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Die Arbeitsweise läßt sich an Hand der in Fig.2 gezeigten Kurve sehr
einfach angeben. In Fig. 2 bezeichnet die Kurve 5 die Frequenz des Gitterstromkreises,
während der Abstand. zwischen den Linien o und 6 der Gittervorspannung Eg der Batterie
3, welche auf den Gitterkreis der Röhre 2 wirkt, entspricht. Die Abszissen bedeuten
in dieser Fig.2 die Gitterspannungen, während die Ordinate dem Anodenstrom
Ja entspricht. Die Kurve 7 zeigt die Kennlinie für die Röhre 2. Es geht daraus
hervor, daß der Anodenstrom I" in der Röhre 2 nur dann fließt, wenn die Spitzen
8 und 9 auftreten, d. h. wenn die Scheitelamplituden der Wechselspannung 5 die Vorspannung
Eg der Batterie übertreffen. An diesen Punkten wird die Röhre stromdurchlässig und
vermag die Glimmröhre i zu zünden.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt die Fig. 3, die gegenüber
der Ausführungsform nach Fig. i eine Verbesserung darstellt. Bei dieser Anordnung
ist zu der aus der Verstärkerröhre und der Glimmlampe i gebildeten Reihenschaltung
ein aus den Widerständen io und ii bestehender Nebenzweig vorgesehen, der derart
bemessen ist, daß der Querstrom il groß ist gegenüber dem bei Zündung der Röhre
fließenden Röhrenstrom TQ. Auf diese Weise wird eine etwa eintretende Arbeitspunktverlagerung
auf der Kennlinie 7 der Röhre :2 wirksam unterbunden. Der Kondensator 12 im Kathodenkreis
der Elektronenröhre :2 dient zur Überbrückung der Wechselspannung.
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Mit der Ausführungsform nach den Fig. i und 3 lassen sich Impulse
erzeugen, deren Frequenz mit der Frequenz f" der speisenden Wechselspannung übereinstimmt.
Eine Verdoppelung der erzeugten Lichtimpulsfrequenz läßt sich in sehr einfacher
Weise mit der in Fig. q. dargestellten beispielsweisen Ausführungsform herstellen.
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Die Anordnung nach Fig. q. besteht aus den beiden in Gegentakt angeordneten
Verstärkerröhren 13 und 1q., in deren gemeinsamem Anodenstromkreis die Glimmröhre
15 angeordnet ist und deren beide Gitter über den Gegentakttransformator 16 von
der Wechselstromfrequenz f, des
Netzes gespeist werden. Wie bei
der Anordnung nach Fig. 3, so kann auch hier wieder ein Nebenzweig mit den beiden
Widerständen io und ii vorgesehen sein, der so bemessen ist, daß der Spannungsteilerstrom
il groß ist gegenüber dem Röhrenstrom im Zündzeitpunkt.
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Um etwaige Ungleichheiten der beiden Röhren 13 und 1q. auszugleichen,
erweist es sich als zweckmäßig, die Anordnung nach Fig. q. dahingehend noch weiter
auszubilden, daß man für beide Röhren besondere Kathodenwiderstände zusätzlich noch
vorsieht.