CH133347A - Verfahren zur trägheitslosen Steuerung von Intensitätsschwankungen eines Lichtstrahlenbündels mittelst Kerrzelle. - Google Patents

Description

  Verfahren zur     trägheitslosen    Steuerung von     Intensitätsschwankungen     eines     Liehtstrahlenbündels    mittelst     Kerrzelle.       Bei Benutzung von     Kerrzellen,    besonders  zur     trägheitslosen    Steuerung der Intensitäts  schwankungen eines Lichtstrahlenbündels, wie  für Zwecke der elektrischen Bildübertragung  und des Fernsehens, entstehen Störungen ver  schiedener 'Art.

   In diesen     Kerrzellen    werden  Nitrobenzol als Flüssigkeit und Messingelek  troden verwendet; beim Betrieb unter Ver  wendung hoher Feldstärken treten jedoch  zwischen     derFüllflüssigkeitund    den Elektroden  leicht chemische Reaktionen,     Zerstäubung,     Niederschlagsbildung, elektrolytische Vor  gänge usw. auf, durch die eine Verschmutzung  der Füllflüssigkeit und damit eine Herab  setzung der Durchschlagsfestigkeit statt  findet.. Überschlagende Funken gehören aber  zu den empfindlichsten Störungen der Bild  übertragung.  



  Zur Vermeidung dieser Störungen hat  man der Zelle eine Gleichspannung als Vor  spannung in der Höhe von 100 Volt und    und darüber erteilt, die eine Reinigung der  Flüssigkeit und damit eine Erhöhung der  Durchschlagsfestigkeit bewirkt. Anderseits  wollte man mit geringeren Wechselspan  nungen auf den steilen Teil der Zellencharak  teristik kommen. Das bisherige Verfahren  hat jedoch den Nachteil, dass dabei auf den  Elektroden ein Belag entsteht und ein weiterer  entsteht im folgenden:  In     Abb.    1 stellen die     Abszissenwerte    die  an die Zelle gelegte Spannung dar, während  die Ordinaten den durch die     Polarisations-          einrichtunggehendenLichtmengen    entsprechen.

    Die Änderung dieser Lichtmengen in Ab  hängigkeit von den elektrischen Spannungen  erfolgt gemäss der Kurve 1. Arbeitet man  nun mit     Vorspannung    b, der auf der Kurve 1  der Arbeitspunkt a entspricht, und wird  dieser Spannung eine kleine Wechselspan  nung mit der Amplitude c, c' überlagert, denen  die Lichtintensitäten<I>d</I> und<I>d'</I> entsprechen,      so wird das     Zeitlichtintregal        praktisch    nicht  verändert, da die Lichtvermehrung bis d  durch die Verminderung bis d' nahezu wieder  aufgehoben wird.

   Es entstehen so zwar ab  wechselnd hellere und dunklere Punkte, der  gesamte     Schwärzungseindruck,    den das Auge  erhält, ist aber derselbe, als ob die Vor  spannung allein wirkte, und zwar innerhalb  eines gewissen Bereichs der     Trägerstromam-          plituden.    Gelangen dagegen grosse Amplituden  in die Zelle, so entsteht durch die     Vorspan-          nung    eine Unterdrückung der einen Halbwelle  der     Trägerfrequenz.    Hat der Trägerstrom in  diesem Falle zum Beispiel die Amplituden  e und e', so gibt die der einen Halbwelle  entsprechende     Liehtmenge    f zwar     eilte     starke Aufhellung,

   die der andern Halbwelle  entsprechende f' aber praktisch gar keine.  Bekanntlich entsprechen nun den Spannungs  schwankungen im Tempo der Trägerfrequenz       Lichtscbwankungen,    die nur zu einer feinen  Schraffierung des aufgenommenen Bildes quer  zu den     Abtastzeilen    führen. Diese Schraffierung  macht sich störend bemerkbar, besonders,  wenn die Trägerfrequenz die höchste Frequenz  der Bildströme nicht wesentlich übertrifft.  Durch die beschriebene Unterdrückung der  einen Halbwelle wird nun der Abstand dieser  Linien. und damit ihre Wirkung doppelt so  gross, als wenn jeder Halbwelle der Träger  frequenz eine Aufhellung des Lichtrelais ent  spräche.  



  Die Nachteile des bisherigen Verfahrens  zur     trägheitslosen    Steuerung von Intensitäts  schwankungen eines Lichtstrahlenbündels  mittelst     Kerrzelle,    insbesondere für die  Zwecke der elektrischen Bildübertragung  und des Fernsehens mittelst modulierten  Trägerwellen, werden gemäss     Jer    Erfindung       dadui?ch    vermieden, dass der Nullpunkt der  Zellencharakteristik zumindest angenähert als  Arbeitspunkt genommen wird.  



  Unter Charakteristik wird hierbei die Ab  hängigkeit der durchgelassenen Lichtmenge  von der angelegten Spannung verstanden.  



  Zur Durchführung des neuen Verfahrens  wird     vorteilhafterweise    eine     Kerrzelle    benutzt,    deren an die Flüssigkeit     angrenzende        Elek-          trodenflächen    und Füllflüssigkeit aus Mate  rialien bestehen, die miteinander keine Wech  selwirkungen in Form von chemischen Reak  tionen,     Zerstäubung,    Niederschlagsbildung,       elektrolytischen    Vorgängen und dergleichen  eingehen, die zu einer     Veränderung    der Be  schaffenheit eines oder beider Materialien  führen.  



  Die Verhältnisse bei einem Arbeiten auf  dem Nullpunkt der Charakteristik gemäss  einer Ausführungsform der Erfindung zeigt       Abb.    2. Nach dein Verfahren werden beide  Halbwellen der modulierten     Trägerfrequenz          ausgenützt.    Dadurch, dass bei einer Erhöhung  der angelegten     Wechsel,pannung    von     g,    g'  auf<I>i, i'</I> die Aufhellung     voll        lt    nach     1c        bezw.     von     h'    nach     k'    auf beiden Kurvenästen im  gleichen     Masse-    eintritt,

   werden die durch den  Trägerstrom selbst hervorgerufenen Licht  schwankungen. auf dein wiederzugebenden  Bild so dicht, dass sie nicht mehr auffallen.  Wird dabei die Aussteuerung so bemessen,  dass bei der     Steueramplitude    0 immer noch  eine gewisse     Trägerstromamplitude    besteht  (Restamplitude), etwa vom Werte     g;    so wird  vermieden, dass der flachste Teil der Kurven  linien<I>f</I> zwischen     6t    und<I>lt'</I> ausgesteuert wird.

   Die  Aussteuerung setzt vielmehr erst von den Punk  ten     h        undh'    ab aufwärts ein, so dass     alsoinfolge     der dort herrschenden Steilheit die     Enrpfirrd-          lichkeit    der Zelle relativ gross     wird.    Dadurch  tritt auch bei den geringsten Änderungen  der     Trägerstromamplitude        eitle        Vermehrung     der     hindurchgelretrden    Lichtmenge ein.

   Da  die     Kerrzelle    nunmehr mit reiner Wechsel  spannung betrieben wird, fällt die     Abschei-          dung    von Niederschlägen auf     dort    Elektroden  fort. Den gewünschten Wert     derRestamplitude     kann man entweder durch schwache Aus  steuerung des Senders oder durch Zusatz     voll     Trägerstrom am Empfänger herstellen.  



  Im Rahmen der     Erfindung    würde die Be  nutzung einer kleinen     Gleichstromvorspan-          nungliegen,    wobei     derArbeitspunkt    nur soweit  vom Nullpunkt der Zellencharakteristik ent  fernt ist, dass die Steuerung nach beiden Sei  ten auf nahezu gleichem Betrage erfolgt.      Durch das Fortfallen der Gleichstrom  vorspannung müssen besondere Mittel ange  wendet werden, um eine     Verschmutzung    der  Flüssigkeit und die damit verbundenen Stö  rungen beim Betrieb zu verhindern.  



  Diese Störungen werden behoben, falls  die angeführten, zwischen dem Elektroden  material und der Füllflüssigkeit eintretenden       Wechselwirkungen    mit ihren Folgen ver  mieden oder wenigstens herabgesetzt werden.  Dies kann durch entsprechende gegenseitige  Anpassung der     Materialien    der     Kerrzelle    er  reicht werden, und zwar einerseits der Elek  troden, anderseits der Flüssigkeit.

   Edel  metalle, wie zum Beispiel     Pt.,    Au. oder     Ag.     sind als     Elektrodentnaterialien    in vielen Flüs  sigkeiten, zum Beispiel Nitrobenzol, für diesen       Zweck    ungeeignet, da sie stark zur     Zer-          stäubung    unter Einfluss hoher Feldstärken  neigen. Dafür haben sich aber     Ni-Elektroden     als sehr geeignet erwiesen; bereits eine gute       Vernickelung    von     Cu-Elektroden    reicht für  diesen Zweck aus.

   Bei andern Flüssigkeiten,  zum Beispiel     Paraldehyd    oder Chlorbenzol,  kann eines der oben angeführten Metalle am       günstigsten    sein. Gleichzeitig muss aber da  für Sorge getragen werden, dass die     Kerr-          zellenflüssigkeit,    wie zum Beispiel     Nitroben-          zol,    durch vollständiges Fehlen von gelöstem       H.20    mit dem     Elektrodenmaterial    nicht in       Wechselwirkung    tritt.

   Auch ein     Ausheizen     der     Elektroden    und der Gefässwandung im       Hochvakuum    zwecks Entfernung der absor  bierten Wasserhaut ist förderlich. Die reinsten  handelsüblichen Präparate von Nitrobenzol  haben sich bei Verwendung als     Kerrzellen-          flüssigkeit    als nicht genügend rein erwiesen.

    Wiederholte Anwendung von     Auspumpen     dieser     Flüssigkeit    im Hochvakuum, ihrer  fraktionierten Destillation     (untervermindertem     Druck) und fraktionierter Kristallisation, ge  trennt oder     kombiniert,    gestattet für den ge  gebenen Zweck geeignetes     Nitrobenzol    zu  gewinnen; dieses weist nicht nur hohen       @,#Tiderstand    auf, sondern tritt auch nicht in       Wechselwirkung    mit     wenig-zerstäubendem          Elektrodenmaterial,    wie zum Beispiel Nickel.  



  Es empfiehlt sich dafür Sorge zu tragen,    dass diese Füllflüssigkeit beim Betrieb durch  Aufnahme von Wasser oder andern störenden  Stoffen aus der Atmosphäre, wie das bei den  üblichen     offenen    Zellen stets stattfindet, sich  nicht verschlechtert. Dies kann durch einen  gas- oder wasserdichten     Abschluss    des     Kea-          kondensators    von der Aussenatmosphäre er  reicht werden. Dieser Abschluss muss so be  schaffen sein, dass Stoffe, welche die Elek  troden oder die Füllflüssigkeit irgendwie an  greifen, verschmutzen und ihre Wechselwir  kung verstärken würden, nicht durch den  Abschluss gelangen können.

   Als Beispiel  solcher Stoffe seien erwähnt Wasser oder  Wasserdampf, oxydierende oder     reduzierende     Beimengungen oder Verunreinigungen der  Atmosphäre.  



       Besonders    empfehlenswert ist die Ver  wendung der     Kerrzelle    als Vakuumzelle,  wobei sich über der Füllflüssigkeit nur deren  Dampf befindet. Hierzu kann dienen ent  weder eine vollständig verschmolzene Glas  hülse mit eingeschmolzenen     Elekrodendurch-          führungen    oder eine     Verbindung    der einzelnen  Teile der luftdicht     abgesehlossenen        Keazelle     mittelst eines Kittes, welcher von der Füll  flüssigkeit (oder deren Dämpfen) nicht ange  griffen und durch welchen die Füllflüssigkeit  auch nicht verunreinigt wird, so zum Bei  spiel mittelst eines Emaillekittes zum Ver  binden der Glasteile.

   Es empfiehlt sich das  Einfüllen des reinen Nitrobenzols unter     Aus-          scbluss    feuchter Luft, also zum Beispiel durch  Destillation, wobei der     Kerrzellenbehälter    als  Vorlage dient. Um Störungen zu vermeiden,  welche beim Betrieb durch undichten Ab  schluss des     Kerrzellenbehälters    bedingt werden,  können in letzterem absorbierende Mittel un  tergebracht werden, für solche     Stoffe,    welche,  wie zum Beispiel Wasser, die Wechselwir  kung zwischen den Elektroden und der Füll  flüssigkeit begünstigen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur trägheitslosen Steuerung von Intensitätsschwankungen eines Lichtstrah lenbündels, mittelst Keazelle, insbesondere für die Zwecke der elektrischen Bildübertra gung und des Fernsehens mittelst modulierten Trägerwellen, dadurch gekennzeichnet, dass der Nullpunkt der Zellencharakteristik zu mindest angenähert als Arbeitspunkt genom men wird.

   PATENTANSPRU0H Il: Kerrzelle zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeich net, dass die an die Flüssigkeit angrenzenden Flächen der Elektroden und die Füllflüssig keit der Kerrzelle aus Materialien bestehen, die miteinander keine Wechselwirkungen in Form von chemischen Reaktionen, Zerstäu- bung, Niederschlagsbildung, elektrolytischen Vorgängen und dergleichen eingehen, die zu einer Veränderung der Beschaffenheit eines oder beider Materialien führen. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Trägerstrom bei der Modulation stets eine gewisse Restamplitude behält. 2. Kerrzellen nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die an die Kerrzellenflüssigkeit grenzenden Elektroden mindestens an deren Oberfläche aus einem Stoff bestehen, welcher in Nitrobenzol unter den Betriebsbedingungen nicht zer stäubt. 3. Kerrzelle nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Kerrzel- lenflüssigkeit grenzenden Elektroden min destens an der Oberfläche aus Nickel be stehen.

   4. Kerrzelle nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Füllflüssigkeit durch einen gas- oder wasserdichten Ab schluss des Behälters der Kerrzelle vor der Aufnahme von Wasser aus der freien Atmosphäre geschützt ist. 5. Keazelle nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Füllflüssigkeit bei vakuumdichtem Abschluss des Kerr- zellenbehälters nur unter dem Druck ihres eigenen Dampfes steht.

   G. Kerrzelle nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass im Kerrzellenbehälter absorbierende Mittel für Stoffe, welche die Wechselwirkung zwischen den Elek troden und der Füllflüssigkeit begün stigen, untergebracht sind.