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Magnettonfilm wurde bis vor wenigen Jahren nur in der Studiotechnik und nur in Form durchgehend beschichteter Filmstreifen verwendet. Bei der Herstellung dieses Filmmaterials wird die Magnetschicht auf breite Bahnen des Trägermaterials aufgegossen.

Die weitere Ausbreitung des Magnettonverfahrens führte zur Verwendung von Bildfilm mit aufgegossenen Magnetit spuren, wie sie z.B. beim Vierkanal-CinemaScope-Film und beim 16mm-Bildfilm mit Magnetton-Randspur benutzt wird.

Beim Beschichten solcher Filme werden auf die Blankseite des fertig entwickelten Bildfilms neben dem Bild eine oder mehrere schmale, sauber begrenzte Streifen aufgegossen. Nach dem Aufgießen kann dann die bildsynchrone Überspielung des Tones von einem getrennt aufgenommenen Tonstreifen vorgenommen werden.

Damit ist auch die Möglichkeit zur nachträglichen Vertonung vorher aufgenommener Bildfilme gegeben. (S. hierzu auch den Artikel: „Nachsynchronisation auf Theaterkopie" auf S. 2 dieser Ausgabe.) Für das Aufgießen der Magnetitspuren wurde von Siemens & Halske unter der Bezeichnung „Ferrostrip" eine Bespurungsanläge herausgebracht, die auf der photokina 1956 erstmals gezeigt wurde und aus der eigentlichen Bespurungsmaschine (Bild unten Mitte), einem Vorlaufschrank (links) und einem Trockenschrank (rechts) sowie den zugehörigen Schalteinrichtungen besteht. Das Aufbringen der Magnetitpaste erfolgt durch sog. „Gießköpfe", die mit entsprechenden Ziehdüsen ausgestattet sind.

Die Magnetitpaste wird den Gießköpfen über ein Umlauf System zugeführt. Im Trockenschrank werden die aufgegossenen Spuren mit Warmluft getrocknet. Der zu bespurende Film wird der Maschine durch den Vorlaufschrank zugeführt, dessen Filmvorrat es gestattet, die Bespurungsmaschine weiter laufen zu lassen, wenn eine neue Filmrolle an die durchlaufende angeklebt werden soll. Auf diese Weise wird eine kontinuierliche Bespurung über beliebige Filmlängen ermöglicht. Die Durchlaufgeschwindigkeit des Filmes durch die Ferrostrip- Bespurungsmaschine entspricht der Laufgeschwindigkeit des Normalfilms (45,6 cm/sek.) - Anmerkung : (also quasi in Echtzeit), das bedeutet eine Stundenleistung von 1.640m Film. (Werkbild Siemens).

Die Blende des Filmprojektors hat die Aufgabe, den Lichtstrahl, der vom Beleuchtungssystem zum Bildfenster geworfen wird und die Projektion des Filmbildes erzielt, während des Schaltvorganges und auch während der Projektion zu unterbrechen. Das bedeutet, daß nur etwa 50% des ausgestrahlten Lichts zur Projektion genutzt werden. Man unterscheidet im wesentlichen folgende Blendentypen:

1. Scheibenblende
2. Kegelblende
3. Trommelblende
4. Einflügelblende

Mit Ausnahme der letztgenannten Einflügelblende, die mit doppelter Geschwindigkeit rotiert (2.880 Umdrehungen/Minute), läuft die normale Blende beim Tonfilm bei einer Projektionsgeschwindigkeit von 24 Bilder/sec. mit 1.440 Umdrehungen pro Minute.

Wobei zu beachten ist, daß die Blendenachse mit dem Filmtransportmechanismus über ein Zahnradsystem starr gekuppelt ist, um auch die geringsten Temposchwankungen zu vermeiden.

Der hohen Umlaufgeschwindigkeit entsprechend sind die Filmprojektor-Blenden aus leichtem Material hergestellt, um eine möglichst geringe Schwungmasse zu ergeben. Nur in vereinzelten Fallen wird bei Schmalfilmprojektoren zur Erzielung eines sicheren Gleichlaufs eine Blendenkonstruktion angewendet, die gleichzeitig Eigenschaften eines Schwungrades aufweist.

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Schematische Darstellung eines Scheibenblenden-Systems in seitlicher Ansicht
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gehört zu den Urtypen unter den Blendensystemen. Sie entspricht konstruktiv der Einflügelblende, ist aus einer dünnen Blechscheibe hergestellt und weist zwei Ausschnitte auf. Von den beiden Flügeln deckt der eine jeweils den Zeitraum des Filmtransports ab, während der andere zur Verhinderung von Flimmererscheinungen das projizierte Bild nochmals unterbricht.

Im allgemeinen liegt die Scheibenblende aus konstruktiven Gründen nicht dicht hinter dem Projektorwerk. Die Flügelbreite der Blende wird von der Breite des Lichtstrahls bestimmt, der an der Stelle, an der dieser die Blende durchläuft, unbeschnitten zum Bildfenster gelangen muß. Diese Flügelbreite bestimmt dann den Wirkungsgrad der Blende, so daß man bestrebt ist, die Blende möglichst dicht hinter dem Bildfenster anzubringen.
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Aus konstruktiven Gründen läßt sich die Kegelblende besonders dicht hinter dem Projektionsfenster anbringen, so daß sie den Lichtstrahl an der Stelle unterbricht, an der dieser den kleinsten Querschnitt hat. Dementsprechend verringert sich die Breite des Abdeckflügels einer Kegelblende und ist wesentlich kleiner als die einer Scheibenblende.

Da der Lichtgewinn und -Verlust proportional der gesamten Lichtleistung ist, ergibt die Kegelblende besonders bei Projektoren mit großem Spiegeldurchmesser und hoher Stromstärke Vorteile.

Gegenüber der Scheibenblende beträgt der Lichtgewinn etwa 30 bis 35% bei hohen Stromstärken, liegt aber bei Spiegeldurchmessern unter 356mm unterhalb 30%.

Wesentliches Merkmal der Kegelblende: Während ein Abdeckflügel der Blende im Strahlengang liegt, befindet sich der zweite Abdeckflügel außerhalb desselben.

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Blick in das Blendengehäuse des Askania-Projektors AP XII, der mit einer Kegelblende ausgerüstet ist. Die umgelegten Flügelenden ergeben zusätzlich eine ventilierende Wirkung
Darstellung einer Kegelblenden-Konstruktion, von oben gesehen
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Während die Kegelblendenachse etwa im Winkel von 60° zur optischen Achse des Beleuchtungssystems angeordnet ist, befindet sich die Achse der Trommelblende rechtwinklig hierzu. Auch die Flügel selbst weisen bei der Trommelblende eine rechtwinklige Anordnung zur Blendenscheibe auf. Bei der Kegelblende sind sie konisch, kegelförmig (daher der Name) so angeordnet, daß die gedachte Verlängerung der Blendenseiten mit der Achsverlängerung in einem Punkt zusammentrifft.

Die Nachteile der Trommelblende sind der schematischen Darstellung entsprechend offensichtlich: Während ein Blendenflügel den Strahlengang vollkommen freigibt, deckt der zweite bereits teilweise ab, da beide Sektoren direkt durch den Strahlengang hindurchgehen.

Da auch die Trommelblende sehr dicht hinter dem Projektionsfenster angeordnet werden kann und das Licht direkt am Bildfenster unterbricht, besitzt sie einen erheblich höheren Wirkungsgrad als die Scheibenblende, erreicht aber nicht den der Kegelblende.

Trommel- und Kegelblenden werden vielfach so konstruiert, daß sie neben ihrer Hauptaufgabe auch noch die einer ventilierenden Aufgabe erfüllen, so daß die Blende durch sinnreiche Anordnung von kleinen Flügelschaufeln zur Absaugung der warmen und Zuführung kühler Luft dient. Dietrich B. Sasse

Bild
Schematische Darstellung einer Trommelblende in Seitenansicht

Eine neue Zusatzeinrichtung zum Nachsynchronisieren, deren integrierender Bestandteil ein Tonfilmprojektor FH 77 mit zusätzlicher Rücklaufeinrichtung ist, wurde von Frieseke & Hoepfner entwickelt.

Diese neue Nachsynchronisiereinrichtung wird mit wirtschaftlichen Mitteln allen Anforderungen im Filmatelier gerecht. Der Projektor dient zum wahlweisen Nachsynchronisieren und Aufzeichnen einer Tonspur auf eine der beiden äußeren Magnetspuren einer damit beschichteten normalen Theaterkopie.

Filme, die mit Untertiteln laufen sollen sowie Werbe-Kurzfilme lassen sich nun ohne großen technischen Aufwand mit der gewünschten Sprache oder Musik versehen. Die Nachsynchronisationseinrichtung gestattet das Nachsynchronisieren fremdsprachiger Filme direkt auf die Theaterkopie und der bisher mit dem Nachsynchronisieren verbundene Umkopierprozeß für Bild und Ton entfällt.

Die neue Anlage eignet sich besonders für Fälle, bei denen das übliche Nachsynchronisieren unwirtschaftlich wäre und schafft praktisch eine dreisprachige Kopie mit Lichtton im Original und zwei nachsynchronisierten Fassungen. In mehrsprachigen Ländern, z. B. der Schweiz, Belgien, Tschechoslowakei oder in Orten mit gemischter Grenzbevölkerung kann die gleiche Kopie abwechselnd in verschiedenen Sprachen vorgeführt werden.

Mit geringsten Mitteln kann der Verleih die Nachsynchronisation selbst vornehmen. Sie kann aber auch selbst im Lichtspieltheater auf derselben Maschine erfolgen, mit der am Abend die Vorstellung gefahren wird. Nach Auswertung einer Synchronisation kann diese gelöscht und beliebig häufig durch eine andere ersetzt werden.

Um die Aufnahme der Dialoge oder Musikaufzeichnungen für die einzelnen Szenen zu ermöglichen, ist der Projektor mit Rücklaufeinrichtung versehen und je nach Laufrichtung tritt der entsprechende Aufwickelmotor in Tätigkeit.

Beide Aufwickelmotoren sind gleicher Art und arbeiten getrennt vom Hauptantriebsmotor. Das Magnettongerät ist mit einem Aufsprech- und Wiedergabe- Magnetkopf für zwei Spuren ausgestattet und besitzt zusätzlich zwei Löschköpfe. Ein Umschalter am Magnettongerät ist mechanisch mit den beiden Löschköpfen gekoppelt, so daß das wahlweise An- und Abschalten der zu besprechenden Spur möglich ist.

In Mittelstellung sind beide Magnetköpfe abgeschaltet und die Löschköpfe von der Spur abgehoben. Das Magnettongerät arbeitet nicht als Durchzugsgerät, da die Transporttrommel von der Vorwickelwelle synchron mit angetrieben wird.

Ein Schwinghebel zwischen Transporttrommel und Filmkanal bietet konstanten Filmzug und filtert eventuell aufkommende Unruhe aus der oberen Filmtrommel aus. Zur Überprüfung der Magnet- und Löschköpfe und, um bei einem späteren Wechsel oder Austausch den Arbeitspunkt der Köpfe zu kontrollieren oder abzustimmen, ist eine Steckbuchse eingebaut, die während des normalen Betriebs mit einem Kurzschlußstecker versehen ist.

In Verbindung mit dem von der Firma Telefunken hergestellten Magnettonverstärker KTV 751 läßt sich damit eine einfache Synchronisierungseinrichtung zusammenstellen, mit der folgende Magnettonaufnahmen möglich sind:

1. über Mikrofon
2. über Magnetbandgerät
3. über Plattenspieler
4. über Rundfunk
5. Mischung von Mikrofon mit einem der unter 2-4 ausgeführten Geräte
6. Trickaufnahme (um Sprachaufnahme mit Musik zu untermalen). edm-

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Tonfilmprojektor FH 77 (Rechtsmaschine), ausgestattet als Rücklaufprojektor zur Nachsynchronisation auf die Theaterkopie - (Werkfoto: F & H)

Die Gegenkopplung ist aus der modernen Verstärkertechnik nicht mehr wegzudenken. Obwohl noch nicht einmal 20 Jahre alt (= aus 1937), hat sich dieses Spezialgebiet heute zu einer ausgefeilten Technik entwickelt.

Der Grund für die rasche Einführung der Gegenkopplung liegt wohl neben der Herabsetzung der Verzerrungen in der Möglichkeit, nur bestimmte Frequenzen oder Frequenzgebiete gegenzukoppeln, um so die Frequenzkurve eines Verstärkers „zurechtzubiegen".

Schließlich läßt sich der Grad der Gegenkopplung verändern, so daß regelbare Entzerrer oder Klangfarbenregler entstehen. Daneben übt die Gegenkopplung noch stabilisierende Wirkungen auf die Schaltung aus, d. h. Änderungen der Röhreneigenschaften, der Betriebsspannungen und anderes wirken sich mit Gegenkopplung weit weniger aus als ohne.

• Anmerkung : Werfen Sie einen Blick auf die Patente des Amerikaners Frank McIntosh, der einen ganz besonderen Ausgangsübertrager so geschickt in die Gegenkopplung der Endstufen einband, daß sogar ungleiche Endröhren noch sauber funktionieren.

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Wird ein Teil der Ausgangswechselspannung eines Verstärkers bzw. einer Verstärkerstufe zum Eingang dieser Verstärkerstufe zurückgeführt, so spricht man allgemein von „Rückkopplung".

Ist die Phasenlage der rückgeführten Spannung dabei so, daß sie die Eingangsspannung unterstützt, ist es eine positive Rückkopplung oder Mitkopplung. (Es darf wohl als bekannt vorausgesetzt werden, daß sich gleichphasige Spannungen verstärken und ungleichphasige ganz oder teilweise aufheben.)

Die Mitkopplung erhöht also die Verstärkung und kann so weit getrieben werden, daß Selbsterregung eintritt, die Schaltung also ins Schwingen kommt. Das ist dann der Fall, wenn die Rückkopplungsspannung größer als die Eingangsspannung wird.

Ist die Phasenlage der rückgeführten Spannung derart, daß sie die Eingangsspannung schwächt - also gegenüber dieser um 180° phasenverschoben -, spricht man von negativer Rückkopplung oder Gegenkopplung.

Der Nachteil der Gegenkopplung ist, daß durch die Schwächung der Eingangsspannung die Verstärkung scheinbar herabgesetzt wird. Ein gegengekoppelter Verstärker benötigt daher evtl. eine zusätzliche Verstärkerstufe.

Da aber in dem gleichen Maße wie die Eingangsspannung auch die in der Stufe entstehenden Verzerrungen und Störspannungen verringert werden, wird dieser Nachteil gern in Kauf genommen.

Hinsichtlich der Art der Gewinnung der Gegenkopplungsspannung unterscheidet man Stromgegenkopplung und Spannungsgegenkopplung. Dabei ist eine Kombination beider Arten zur gemischten Gegenkopplung möglich.

Die Rückführung der Gegenkopplungsspannung kann sowohl parallel als auch in Serie mit der Eingangsspannung erfolgen. Durch die Gegenkopplung werden die Röhrenkonstanten: Steilheit, Durchgriff und Innenwiderstand geändert.

Man hat es hierdurch in der Hand, durch entsprechende Bemessung der Gegenkopplung die Eigenschaften einer
Röhre weitgehend zu ändern, also z. B. einer Penthode etwa die Eigenschaften einer Triode zu geben. Bevor auf die Gegenkopplungsarten näher eingegangen wird, sollen noch einige grundsätzliche Betrachtungen angestellt werden.
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Führt man bei einem Verstärker mit der Verstärkung V = Ua/Ue einen Bruchteil a x Ua der Ausgangswechselspannung gegenphasig zum Eingang zurück, so verringert sich die Eingangswechselspannung um den Betrag a a Ua = Ggk, also Ué = Ue-Ugk. Hierbei bedeuten Ue die Höhe der Eingangsspannung ohne, und Ué mit Gegenkopplung.

Der Faktor „a" ist der Gegenkopplungsfaktor. Da er von der Verstärkung unabhängig ist, ist a kein Maß für den Grad der Gegenkopplung, sondern bedeutet lediglich den Bruchteil der rückgeführten Ausgangswechselspannung.

Der Gegenkopplungsgrad p dagegen ergibt sich aus V/V´, also aus dem Verhältnis der Verstärkung ohne Gegenkopplung zu der Verstärkung mit Gegenkopplung.

Der Gegenkopplungsfaktor a bestimmt den Gegenkopplungsgrad p und somit den Verstärkungsrückgang. Da p=1-(axV), ergibt sich die Verstärkung mit Gegenkopplung aus:
V´=V / (1 - a x V)

Wie leicht zu erkennen ist, nimmt mit zunehmendem Gegenkopplungsgrad die Verstärkungsminderung zu. In dem gleichen Maße werden aber auch die in dem Schaltungsteil entstehenden nichtlinearen Verzerrungen verringert, da ja ein immer größerer Teil der die Verzerrungen enthaltenen Ausgangsspannung zu ihrer Kompensation benutzt wird.

Wird allerdings die Röhre bis in den gekrümmten Teil der Kennlinie ausgesteuert, so entstehen neue Verzerrungen, die durch die Gegenkopplung nicht mehr beeinflußt werden können, da durch die Steilheitsänderung auch die erzeugte Gegenspannung kleiner wird.

Aus der Tatsache heraus, daß sich jede Gegenkopplungsschaltung Änderungen der Ausgangswechselspannung bzw. des Ausgangswechselstromes entgegensetzt - eine Eigenschaft, die ebenfalls mit steigendem Gegenkopplungsgrad zunimmt - erklärt sich die schon oben erwähnte stabilisierende Wirkung gegenüber den Verstärkungseigenschaften bei Betriebsspannungsschwankungen oder Röhrendatenänderung sowie ein Ausgleich linearer Verzerrungen.

Da bekanntlich bei einer Verstärkerstufe die Anodenwechselspannung gegenüber der Gitterwechselspannung um 180° verschoben ist, braucht die Phasenlage der rückgeführten Spannung bei Gegenkopplung nicht mehr gedreht zu werden. Man muß aber auch darauf achten, daß durch phasendrehende Schaltmittel die Phasenlage nicht ungewollt geändert wird, da sonst u. U. die Gegenkopplung in eine Mitkopplung umschlägt.

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Verstärker ohne Gegenkopplung
Verstärker mit Gegenkopplung
Prinzip der Stromgegenkopplung über Rgk
Prinzip der Spannungsgegenkopplung über Spannungsteiler Rgk
Prinzip einer gemischten Gegenkopplung
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Die Stromgegenkopplung ist dem Ausgangsstrom proportional, weil bei ihr die Gegenkopplungsspannung an einem vom Ausgangsstrom durchflossenen Widerstand gewonnen wird.

Weil bei Penthoden infolge ihres hohen Innenwiderstandes der Ausgangsstrom nahezu konstant bleibt, wird die Stromgegenkopplung überwiegend bei Trioden angewendet. Die Stromgegenkopplung widersetzt sich in ihrer Wirkungsweise allen Änderungen des Ausgangsstromes.

Da der Gegenkopplungswiderstand vom Ausgangsstrom durchflossen wird, ist Ugk auch bei fehlender Eingangsspannung am Gitter wirksam. Dadurch stellt sich ein geringerer Anodenstrom ein, was einer scheinbaren Vergrößerung des Innenwiderstandes gleichkommt.

Ändert sich jetzt der Außenwiderstand, so wird bei kleinerem Ra der Anodenstrom größer; dadurch steigt die Gegenspannung an und regelt den Anodenstrom wieder zurück.

Umgekehrt wird bei größerem Außenwiderstand infolge des geringeren Ausgangsstromes auch die erzeugte Gegenspannung kleiner. Hierdurch wird bei einer gegebenen Eingangsspannung die Steuerspannung größer, wodurch sich ein höherer Ausgangswechselstrom ergibt.

Man erkennt also deutlich die Stabilisierung des mittleren Ausgangsstromes bei Stromgegenkopplung. Die angeführte Änderung des Außenwiderstandes kann z. B. infolge von Belastungsschwankungen auftreten oder auch dann, wenn Ra frequenzabhängig ist, wie beispielsweise der Ausgangsübertrager in Endstufen.

Der gleiche Effekt tritt natürlich auch dann auf, wenn sich der Anodenstrom infolge Schwankungen der Betriebsspanung ändert. Da die Stromgegenkopplung den Ausgangswechselstrom verringert, wird die Steilheit der Röhre scheinbar verkleinert.

Die einfachste Form einer Stromgegenkopplung entsteht, wenn in einer Verstärkerstufe der Überbrückungskondensator des Kathodenwiderstandes weggelassen wird. Der Ausgangswechselstrom erzeugt dann ebenso wie der Anodengleichstrom einen Spannungsabfall an Rk.

Da diese Wechselspannung mit der Eingangsspannung in Reihe liegt, wird der Eingangswiderstand der Stufe vergrößert. Sind zum Erreichen der richtigen Gittervorspannung mit dem gewünschten Gegenkopplungsgrad unterschiedliche Widerstände erforderlich, so wird Rk entsprechend aufgeteilt.

Ist für die Gittervorspannung ein größerer Widerstand erforderlich, als für die Gegenspannung, wird ein Teil des Kathodenwiderstandes wie üblich mit einem Kondensator überbrückt. Im umgekehrten Fall wird das Steuergitter über den Ableitwiderstand an einen Abgriff des Rk gelegt.
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Die Spannungsgegenkopplung ist im Gegensatz zur Stromgegenkopplung der Ausgangswechselspannung proportional.

Es wird hier die Gegenspannung von einem parallel zum Außenwiderstand liegenden Spannungsteiler abgegriffen. Dieser Spannungsteiler muß genügend hochohmig sein, um den Außenwiderstand nicht unnötig zu belasten.

Meistens wird der Spannungsteiler nicht gesondert aus Widerständen aufgebaut, sondern es werden bereits in der Schaltung liegende Schaltelemente mit zur Spannungsteilung herangezogen. Da in solchen Fällen der Spannungsteiler nicht ohne weiteres zu erkennen ist, wird das „Lesen" der Schaltungen moderner Verstärker - insbesondere solcher, welche mit mehreren Gegenkopplungskanälen etwa zur Höhen- und Tiefenregelung arbeiten - natürlich sehr erschwert.

Man muß in solchen Fällen sozusagen „zwischen den Zeilen der Schaltung" lesen. Die Spannungsgegenkopplung wirkt stabilisierend auf die Ausgangswechselspannung. Jede Erhöhung der Ausgangsspannung hat auch eine Erhöhung der Gegenkopplungsspannung zur Folge, weil diese ja ein Teil der Ausgangsspannung ist.

Höhere Gegenspannung bedeutet aber einen größeren Verstärkungsrückgang und damit ein Herabsetzen der Ausgangswechselspannung. Auch hier können Änderungen der Ausgangswechselspannung infolge Schwankungen der Betriebsspannungen oder Änderungen des Außenwiderstandes auftreten.

Darum liegt das Hauptanwendungsgebiet der Spannungsgegenkopplung auch bei Penthoden, weil sich hier Änderungen des Außenwiderstandes infolge des hohen Innenwiderstandes der Penthoden mehr auf die Ausgangsspannung als auf den Ausgangsstrom auswirken.

Ist der Außenwiderstand ein Bestandteil des Gegenkopplungsspannungsteilers, so zieht eine Änderung von Ra auch eine Änderung des Spannungsteilerverhältnisses und demzufolge der Gegenspannung nach sich.

Wo die Ausgangswechselspannung möglichst unabhängig von dem Außenwiderstand werden soll - z. B. zum Ausgleich linearer Verzerrungen -, muß ein hochohmiger Spannungsteiler parallel zu Ra vorgesehen werden.

Verringert sich jetzt infolge größer werdenden Außenwiderstandes der Anodenstrom, so geht am Innenwiderstand Ri (gemeint ist hier immer der Innenwiderstand für Wechselstrom) der Spannungsabfall zurück, während er am Außenwiderstand ansteigt.

Hierdurch wird die Gegenkopplungsspannung ebenfalls größer, wodurch über die Verstärkungsminderung wieder das Gleichgewicht hergestellt wird. Da der Spannungsabfall an Ri bei verringertem Anodenstrom zurückgeht, wird bei Spannungsgegenkopplung scheinbar der Innenwiderstand der Röhre verkleinert.

Gleichzeitig tritt eine Erhöhung des Durchgriffs D auf, da die Anodenwechselspannung jetzt scheinbar stärker an der Steuerung des Gitters beteiligt ist. Die Steilheit S bleibt dagegen bei Spannungsgegenkopplung unverändert.

Der kleinere Innenwiderstand der Röhre hat den Vorteil, daß Resonanzerscheinungen nichtlinearer Außenwiderstände - z. B. Übertrager und Drosseln - gedämpft werden bzw. nicht zur Auswirkung kommen.

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Ausführung einer Spannungsgegenkopplung über Rgk und Rg, CTr als Gleichstromsperre
Praktische Ausführung einer Stromgegenkopplung bei unterschiedlichen Werten für Rk und Rgk
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Bei der Leistungsanpassung braucht die Änderung von Ri allerdings nicht beachtet zu werden, da diese nach anderen Gesichtspunkten vorgenommen wird. Da bei der Spannungsgegenkopplung Ugk in der Regel parallel zur steuernden Gitterspannung liegt, wird der Eingangswiderstand der Röhre verkleinert.

Eine Spannungsgegenkopplung läßt sich in einfachster Weise durch Einschalten eines Widerstandes Rgk zwischen Steuergitter und Anode der gegenzukoppelnden Röhre erreichen. Dieser Widerstand stellt in Verbindung mit dem Gitterableitwiderstand Rg einen Spannungsteiler dar, dessen Teilungsverhältnis den Gegenkopplungsgrad festlegt.

Da die Größe von Rg durch die Röhrendaten festliegt, bestimmt der Gegenkopplungswiderstand Rgk die Höhe der rückgeführten Spannung. In der Praxis muß allerdings zwischen Rgk und Anode ein Kondensator geschaltet werden, um die Anodengleichspannung vom Gitter der Röhre fernzuhalten.

Um eine frequenzunabhängige Gegenkopplung zu erhalten, muß der kapazitive Widerstand Rc dieses Trennkondensators klein gegenüber Rgk sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, auf den Ohmschen Widerstand ganz zu verzichten und nur über den Wechselstromwiderstand des Kondensators gegenzukoppeln.

Um Frequenzabhängigkeit zu erzielen, darf dieser Kondensator nur eine sehr geringe Kapazität haben, da sich das Spannungsteilerverhältnis im Übertragungsbereich nicht ändern darf.

Hierdurch ergibt sich andererseits wieder ein sehr geringer Gegenkopplungsgrad. Ein gemeinsamer Nachteil beider Schaltungen ist, daß der Kondensator durchschlagen kann und dadurch die Gittervorspannung der Röhre ins positive Gebiet verlagert wird.

Dieser Nachteil läßt sich vermeiden, wenn die Gegenspannung auf die Anode der Vorröhre gegeben wird. Man kann in diesem Fall auf den Kondensator ganz verzichten, wenn er nicht zur Erzielung einer - gewollten - Frequenzabhängigkeit erforderlich ist.

Eine andere Möglichkeit zur gleichstromfreien Einspeisung ist die Entnahme der Gegenspannung von der Sekundärseite des Ausgangstransformators, wozu oft eine getrennte Wicklung aufgebracht wird.

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Spannungsgegenkopplung auf die Anode der Vorröhre
Spannungsgegenkopplung von der Sekundärseite des Ausgangsübertragers in die Kathode der Vorröhre
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Es ist ohne weiteres möglich, in einer Schaltung Strom- und Spannungsgegenkopplung gleichzeitig anzuwenden. Man spricht in diesem Falle von einer gemischten oder kombinierten Gegenkopplung. Der Einfluß der beiden Teilgegenkopplungen auf die Röhrendaten heben sich je nach Dimensionierung mehr oder weniger auf.

Zu den gemischten Schaltungen können auch Anordnungen gezählt werden, die mit gleichzeitiger Mitkopplung beispielsweise zur - wirklichen - Anhebung bestimmter Frequenzen arbeiten. Die Hauptanwendung der gemischten Gegenkopplung liegt aber weniger bei den Nf-Verstärkern als in der Meßtechnik. Hier kommt es darauf an, z. B. Änderungen von Röhrendaten, die von Einfluß auf die Eichung des Meßgerätes sind, möglichst weitgehend auszuschalten.

In kurzer Zusammenfassung läßt sich also sagen: Die verschiedenen Gegenkopplungsarten üben auf das Verhalten der Röhre einen verschiedenen Einfluß aus und haben daher auch unterschiedliche Anwendungsgebiete.

• Die Stromgegenkopplung
  stabilisiert den mittleren Ausgangswechselstrom, die Spannungsgegenkopplung die mittlere Ausgangswechselspannung. Dabei ist die stabilisierende Wirkung um so größer, je größer der Gegenkopplungsgrad ist. Durch die Stromgegenkopplung wird der innere Widerstand der Röhre vergrößert, die Steilheit verkleinert. Der Durchgriff bleibt unverändert.

• Die Spannungsgegenkopplung
  dagegen verkleinert Ri und erhöht den Durchgriff, wobei die Steilheit unverändert bleibt. Die gemischte Gegenkopplung kann so ausgelegt werden, daß die Röhrendaten unverändert bleiben. Die Gegenkopplung läßt sich auch auf mehrere Stufen ausdehnen. Hierbei ist aber streng darauf zu achten, daß die Phasenbedingungen erhalten bleiben, da sonst die Gegenkopplung leicht in eine Mitkopplung umschlägt. Diese Gefahr ist besonders dann gegeben, wenn die Gegenkopplung über mehr als zwei Stufen geführt wird.

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Zur Beeinflussung des Frequenzganges eines Nf-Verstärkers etwa zum Ausgleich der durch frequenzabhängige Schaltmittel hervorgerufenen linearen Verzerrungen kann die Gegenkopplung frequenzabhängig ausgeführt werden.

Diese Frequenzabhängigkeit wird dadurch erreicht, daß die anzuhebenden Frequenzen oder Frequenzgebiete von dem Gegenkopplungskanal ferngehalten werden. Jede Frequenzbeeinflussung im Zuge der Gegenkopplung hat aber den Nachteil, daß für die angehobenen Frequenzen auch der Klirrgrad wieder ansteigt.

Von Haus aus frequenzunabhängig ist eigentlich nur die Stromgegenkopplung. Bei der Spannungsgegenkopplung liegen immer irgendwelche Kapazitäten, wie z. B. der Trennkondensator, der Kopplungskondensator, Schaltkapazitäten und dgl. im Gegenkopplungszweig oder parallel zu ihm.

Diese Kapazitäten bringen eine gewisse Frequenzabhängigkeit in die Schaltung, wobei es auf das Verhältnis des kapazitiven zum Ohmschen Widerstand ankommt. Verkleinert man den oben erwähnten Trennkondensator, so vergrößert sich sein kapazitiver Widerstand für die tiefen Frequenzen.

Die dadurch entstehende Änderung des Spannungsteilerverhältnisses für die Tiefen hat ein Absinken der Gegenkopplungsspannung für diese Frequenzen und damit eine Tiefenanhebung zur Folge.

Für die mittleren und hohen Frequenzen ist die Widerstandsänderung nur unbedeutend und darum ohne Einfluß. Durch stufenweises Verkleinern des Trennkondensators kann so eine regelbare Baßanhebung geschaffen werden.

Zu einer Höhenanhebung kommt man, wenn der Widerstand Rgk aufgeteilt und an die Trennstelle ein Kondensator gegen Masse geschaltet wird. Über diesen Kondensator fließen die hohen Frequenzen nach Masse ab und werden so aus dem Gegenkopplungszweig entfernt.

Die Kapazität des Kondensators bestimmt dabei den Beginn der Anhebung. Eine Höhenanhebung bei Stromgegenkopplung ist durch Überbrücken des Gegenkopplungswiderstandes mit einem Kondensator möglich. Auch hier bestimmt die Größe des Kondensators Grad und Beginn der Anhebung.

Weitere Beispiele der Frequenzbeeinflussung sollen hier nicht gebracht werden, da dieses Thema schon früher einmal ausführlich besprochen wurde. Außerdem gibt es gerade auf diesem Gebiet eine fast unerschöpfliche Fülle von Schaltungsvarianten, die meistens immer einem individuellen Bedürfnis angepaßt sind.

So findet man z. B. in Rundfunkempfängern oft lautstärkeabhängige Gegenkopplungen, d. h. der Gegenkopplungsgrad nimmt bei weiter aufgedrehten Lautsträrkeregler ab.

Andererseits ist es auch möglich, den Gegenkopplungsgrad selbst veränderlich zu machen. Dadurch kann die Gegenkopplung zur Lautstärkeregelung herangezogen werden. (Genau genommen ist jede Frequenzregelung nichts anderes als eine frequenzabhängige Lautstärkeregelung.)

Gegenkopplungen lassen sich nicht nur in Nf-Verstärkern anwenden. Auch in andere Gebiete hat die Gegenkopplung Eingang gefunden, wie z. B. in die Hf-Technik, Fernsehtechnik und vor allem in die Meßtechnik. Sie wird zum Verringern des Röhrenklingens, zur Brummkompensation, Stabilisierung von Frequenzgeneratoren, elektronischen Steuerungen usw. herangezogen. Günter E. Wegner

Prinzip einer lautstärkeabhängigen Gegenkopplung (Zeichnungen: G. E. Wegner)
Spannungsgegenkopplung zwischen den Anoden mit Höhen- und Tiefenanhebung

Die Vorteile der Gasentladungslampen - hierzu zählen auch die Leuchtstoffröhren - sind heute allgemein bekannt:

1. Große Ausnutzung der elektrischen Energie,
2. vierfacher Lichtstrom gegenüber einer Glühlampe gleicher Wattzahl,
3. lange Lebensdauer,
4. Aussendung farbigen und „kalten" Lichts.

Wie die Glühlampen, sind auch Gasentladungslampen Geräte, die elektrische Energie in Licht umwandeln. Während aber in der Glühlampe durch das Glühendwerden des Leuchtfadens nicht nur Licht, sondern auch Wärme erzeugt wird, und somit der Energie ein erheblicher Anteil zur Lichterzeugung verloren geht, entsteht das Licht in der Leuchtröhre auf „kaltem" Wege und die elektrische Energie wird restlos zur Lichterzeugung ausgenutzt.

Man unterscheidet bei Gasentladungslampen

• 1. Hochspannungsröhren (Neonröhren)
• 2. Quecksilber- und Natrium-Dampflampen
• 3. Leuchtröhren (Fluoreszenzröhren)

Bild 1: Einzelschalfung mit induktiven Vorschaltgeräten
Bild 2: Einzelschaltung mit U-M Vorschaltgerät
Bild 3: DUO - Schaltung mit induktiven und kapazitiven Vorschaltgeräten
Bild 4: DUO- Schaltung mit DUO-Vorschaltgeräten

Darstellung der wichtigsten und gebräuchlichsten Schaltungen für den Betrieb von mehreren Leuchtstoffröhren. Bild 1 und 2: Einzelschaltungen, Bild 3 und 4: DUO-Schaltungen
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Die Lichterzeugung der Gasentladungslampe beruht auf der Gasluminiszenz, wobei „kaltes" Licht ausgestrahlt wird. In der luftdicht verschlossenen Glasröhre der Lampe befindet sich je nach Zweck und Farbwunsch ein Gas, dessen unelektrische Teilchen durch die an den Enden der Röhre befindlichen Elektroden zur Strahlung angeregt werden, wenn die Elektronen und Ionen zwischen den beiden Elektroden hin und her geworfen werden.

Während Hochspannungsröhren (Neonröhren) mit einem Edelgas (Neon, Argon, Helium) oder Quecksilberdampf, Kohlenoxyd oder Kohlensäure mit 4-8mm Druck Quecksilbersäule gefüllt sind und in Längen von 3m hergestellt werden (wobei je nach Gasfüllung Leuchtfarben verschiedener Art entstehen) sind die Quecksilber- und Natriumdampflampen mit den genannten Metalldämpfen und einem Zündgas gefüllt, das die Entladung einleitet. Der Innendruck dieser Hochdrucklampen beträgt 5 x 10 hoch-6 kg/cm2.

Die normalen Leuchtröhren sind Quecksilber-Niederdruck-Gasentladungslampen, bei denen die unsichtbare, ultraviolette Strahlung der Quecksilberentladung zur Anregung von Leuchtstoffen benutzt wird, die auf der Innenwand des Glasrohres aufgebracht sind.

Diese Leuchtstoffe sind anorganische Chemikalien wie Magnesium-Wolframat, Zinksilikat, Kadmiumborat usw. und weisen eine Luminiszenzstrahlung von kontinuierlichem Spektrum bei vielen Farbtonmöglichkeiten auf.

Bei Wechselstrombetrieb (mit 50 Hz) werden die stromlosen Pausen durch das Nachleuchten des Leuchsttoffes (Phosphoriszieren) überbrückt und der Flimmereffekt verhindert.

Anmerkung : Viel später brahcte Siemens eine elektronisches Vorschaltegrät mit 20 kHz Frequenz raus, von nun an völlig flimmerfrei)

Für die Inbetriebnahme derartiger Leuchtstoffröhren ist ein Glimmzünder vorgesehen, sowie eine Drosselspule, die die Ladestromstärke gewährleisten soll und dementsprechend genau auf die jeweilige Versorgungsspannung eingestellt werden muß.

Gewöhnlich liegt die Versorgungsspannung beim Wechselstromnetz bei 220 Volt, während die untere Betriebsspannungsgrenze 200 Volt beträgt. Beim Einschalten der Leuchtstofflampe setzt die volle Versorgungsspannung den Glimmzünder in Betrieb, wobei eine Bimetallelektrode bis zur Berührung mit der anderen Elektrode durchgebogen und die Glimmentladungsstrecke kurzgeschlossen wird.

Dadurch erlischt der Glimmzünder und die Leuchtstofflampen- Elektroden werden durch den Strom vorgeheizt, der jetzt über sie fließt. Nach Abkühlung der Bimetallelektrode und Erreichung ihrer Ruhelage wird ein Stromkreis geöffnet und der Drosselspule ein Spannungsstoß zugeführt, der die Lampe zündet. Nach erfolgter Zündung ist die Lampenbrennspannung niedriger als die Versorgungsspannung.

Die Drossel nimmt den Spannungsunterschied auf und begrenzt den Strom derart, daß die richtige Betriebsstromstärke erhalten bleibt. Obwohl die Lampenspannung auch am Glimmzünder liegt, kann sie ihn nicht zum Aufleuchten bringen, da sie seine höher gewählte Zündspannung nicht erreicht. Der Einschaltvorgang kann mehrmals wiederholt werden, bis die Lampe brennt. Ebenfalls ist das sofortige Wiedereinschalten nach dem Ausschalten möglich.
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Leuchtstofflampen stehen in verschiedenen Lichtfarben zur Verfügung. Die Type HNT strahlt tageslichtähnliches Licht aus und wird dort bevorzugt eingesetzt, "wo" die Beurteilung von Farben erwünscht ist.

Die Type HNW ergibt rein weißes Licht und eignet sich besonders zur Arbeitsplatzbeleuchtung, während Type HNG ein gelbliches Licht ergibt, das überall dort Anwendung
findet, "wo" „warme" Bsleuchtung erwünscht ist.

Da die Quecksilberdampf- Niederdruck- Leuchtstofflampen etwa den vierfachen Lichtstrom einer Glühlampe gleicher Wattzahl liefern, sind sie überall gleichermaßen vorteilhaft anzuwenden. Der "Stromverbrauch" ist rund ein Drittel des Stromverbrauchs einer lichtstromgleichen Glühlampenleuchte.

Brennt die Glühlampe jedoch unabhängig von der jeweils vorhandenen Temperatur stets gleichmäßig, sind Leuchtstofflampen temperaturabhängig.

Mit tieferen Temperaturen nimmt die Lichtleistung stark ab. Ein Betrieb unter Außentemperaturen von -10°C ist nicht immer möglich, während die günstigste Zündtemperatur bei +5°C liegt.

Die mittlere Lebensdauer einer Leuchtstoffröhre beträgt 7.500 Brennstunden bei Zugrundelegung von 1.000 (Ein/Aus-) Schaltungen. Mit zunehmender Schalthäufigkeit nimmt die Lebensdauer etwas ab; während sie beträchtlich gesteigert wird, wenn ein Dauerbetrieb oder langzeitiger Betrieb vorliegt.

Am Ende der Lebensdauer sinkt die Lichtleistung um ca. 30% der Normalleistung ab. Im Gegensatz hierzu beträgt die Lebensdauer neuzeitlicher Neonröhren ca. 10.000 Stunden bei Betriebsspannungen von 6.000 bis 9.000 Volt.

Bilder
Schematische Darstellung der Lebensdauer von Leuchtstoffröhren (Zeichnungen: Deutsche Philips GmbH.)
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Eine Zwei-Lampen-Schaltung (Duo-Schaltung) wird durch Kombination einer (unkompensierten) induktiven und einer kapazitiven (überkompensierten) Schaltung ermöglicht. Bei der einen Leuchtstofflampe eilt der Strom vor, bei der anderen nach, so daß eine Überschneidung der Lichtwelligkeit beider Lampen erfolgt und der sonst merkbare stroboskopische Effekt nicht mehr auftritt.

Werden zwei Leuchtstofflampen hintereinander geschaltet, bezeichnet man dies als Tandem-Schaltung. Zwei 20Watt-Leuchtstofflampen können in diesem Fall mit einer 40-Watt-Drosselspule betrieben werden. Jede Lampe benötigt dann einen Starter für 110 Volt.

Leuchtstoffröhren lassen sich (inzwischen) auch stufenlos abdunkeln und aufhellen, wie dies im Filmtheater bei der Saalbeleuchtung erforderlich ist. Mit Spezialwiderständen oder elektronischen Regelröhren ist diese Regelung möglich.

Das Lichtregelgerät (Mutalux) arbeitet mit luftspaltlosen Drosselspulen und Regelwiderständen, während zur elektronischen Lichtregelung Thyratrone (Thyralux, Lumitron) dienen.

Nach den Vertragsbestimmungen müssen die Dias bekanntlich im allgemeinen jeweils zehn Sekunden lang gezeigt werden. Das wird vom Vorführer meist nach Gefühl gemacht. Die menschliche Aufmerksamkeit hat jedoch gewisse Grenzen. Daher kamen Theaterleiter Niedermayer

 („Alhambra"-Mannheim, Rolf Theile-Filmbetriebe) (Anmerkung : Die Wiesbadener Kinos wurden teilweise auch von Rolf Theile betrieben.)

und sein Vorführer Freiberg auf die Idee, einen Wecker zu konstruieren, der alle zehn Sekunden ein Ticken von sich gibt. Die Einrichtung hat sich sehr gut bewährt. Der Vorführer hat sich an den „Tick" gewöhnt und wechselt das Dia alle zehn Sekunden schon fast automatisch.

Es bedeutet für ihn eine technische Erleichterung und gleichzeitig einen Dienst am Dia-Kunden, der sich nunmehr darauf verlassen kann, daß seine Dias die vertraglich vereinbarten zehn Sekunden „stehen". Der Erfolg dieser Einrichtung haben Herrn Niedermayer und seinen Vorführer veranlaßt, auch für andere Theater solche „Wecker mit dem Tick" umzubauen. wü.