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Schaltung zur Regelung der Lautstärke.
Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf Systeme zur Regelung des Tonumfanges bzw. der Lautstärke bei Radioempfangsapparaten u. dgl., und ihr Hauptgegenstand ist es, ein verbessertes System dieser Art zu schaffen.
Es ist bekannt, dass das menschliche Ohr weniger empfindlich für Töne hoher und niederer Frequenz als für solche in der Mittellage des Audio-oder Hörfrequenzbereiches ist, wenn die Stärke oder die Amplitude der Töne eine geringe ist. Es lässt sich auch allgemein beobachten, dass es gewöhnlich eine gewisse Lautstärke gibt, bei welcher bestimmte Töne bzw. Klänge, wie z. B. von einem Radioapparat oder Phonographen wiedergegebene Musik oder Sprache, sich am besten anhören. Im allgemeinen verliert Musik ihren Körper oder Gehalt, wenn sie mit geringer Lautstärke wiedergegeben wird, und hat die Sprache einen borstigen Charakter, wenn sie mit grosser Lautstärke wiedergegeben wird. Die Ursache hiefür ist auf die verschiedene Frequenzempfindlichkeit des Ohres für Töne verschiedener Intensität zurückzuführen.
Um dieser physiologischen Eigentümlichkeit des Ohres bei der Schallwiedergabe Rechnung zu tragen bzw. die Lautstärke bei den verschiedenen Frequenzen entsprechend zu kompensieren, ist schon vorgeschlagen worden, in den Hörfrequenzverstärker eine Impedanz zu schalten, die aus einer in Resonanz mit der für das Ohr wirksamsten Frequenz befindliehen Reihenschaltung einer Kapazität und einer Selbstinduktion und aus einem diese Reihenschaltung überbrückenden Widerstand besteht, wobei die zu übertragende Spannung zwischen einem Ende des Widerstandes und einem veränderlichen Punkte desselben angelegt und abgenommen wird.
- Bei dieser Anordnung tritt aber die stärkste Kompensation bei einer Einstellung für die grösste Lautstärke ein, während bei Einstellungen für geringe Lautstärke so gut wie gar keine Kompensation erreicht wird. Dies ist aber gerade das Gegenteil von der erwünschten Wirkung, da bei grosser Lautstärke in der Regel eine Kompensation überhaupt nicht erforderlich ist, wogegen bei geringer Lautstärke eine sehr beträchtliche Kompensation notwendig ist, um der eigentlich nur bei geringer Lautstärke sich störend bemerkbar machenden verschiedenen Empfindlichkeit des Ohres für die verschiedenen Hörfrequenzen Rechnung zu tragen und auch bei geringer Lautstärke eine entsprechend gleichmässige Wirkung der verschiedenen Frequenzen für das Ohr zu ergeben.
Wenn das Lautstärkeregelsystem eines Radioempfängers oder eines ähnlichen Apparates, wie z'B. eines elektrischen Phonographen, so eingerichtet ist, dass es die Frequenzcharakteristik des Apparates nicht verändert-und die meisten Lautstärkerregelsysteme sind in diesem Sinne gebaut-, so ist die Wiedergabe am natürlichsten, wenn sie mit derselben Intensität erfolgt, mit der sie von dem Zuhörer auf dem Platze gehört werden würde, den er gewöhnlich bei der ursprünglichen Aufführung einnehmen würde.
Mit Rücksicht auf die Umgebung, möglicherweise auch wegen der Empfindlichkeit des Zuhörers selbst, werden unter den herrschenden Lebensbedingungen in dichtbewohnten Gegenden Radioapparate und elektrische Phonographen sehr oft mit solcher Lautstärkeeinstellung betätigt, dass die vom Wiedergeber abgegebene Intensität des Tones wesentlich geringer ist als die, mit der er normal gehört werden würde. In solchen Fällen geht viel von dem Körper oder Gehalt der Musik verloren.
Wenn ein Lautstärkeregelsystem so eingerichtet wird, dass der Bereich der niederen Tonfrequenzen in nahezu verkehrtem Verhältnis zur relativen Empfindlichkeit des Ohres beim Übergang von der normalen Lautstärke zu der, bei der der Ton gehört werden soll. erhöht wird, so ergibt sich eine Kompen-
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des Hörfrequenzbereiches zu fehlen scheinen. Wenn das Niveau oder die Stärke der Zeichen weiter erniedrigt wird, scheinen die Bass-und Sopranpartien des musikalischen Bereiches zu verschwinden und nur die Mittellage in dem Zeichentonbereich übrigzubleiben.
An vielen der bisher bekannten selbsttätigen Lautstärkeregelsystemen ist auch auszusetzen, dass
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den Schwankungen der Trägerwellenamplitude ändern. Ferner ist infolge des Umstandes, dass Lautstärkeregler im allgemeinen höchste Verstärkerempfindlichkeit zulassen, wenn keine Trägerschwingung empfangen wird, das Hintergrundgeräusch, das aufgenommen wird, wenn von einer Station auf eine andere abgestimmt wird, sehr stark und unangenehm.
Ausserdem ist an selbsttätigen Lautstärkeregelsystemen, die der Modulation entsprechend arbeiten, auszusetzen, dass statische Einflüsse, wenn sie stark sind, zeitweilige Stillegung des Empfanges bewirken, während das von ihnen hervorgerufene Potential abfliesst. Versuche, das System unempfindlich für statische Einflüsse zu machen, erheischen die Anwendung von Kreisen mit Zeitkonstanten innerhalb des Hörbereiches. Werden Kreise mit zu kurzen Zeitkonstanten verwendet, so werden die niedrigen Audiofrequenzen beeinträchtigt, während bei zu langer Zeitkonstante die Erhölung von einer statischen Entladung nur langsam ist.
Es ist daher auch Gegenstand der Erfindung, ein Regelsystem zu schaffen, das von diesen Übelständen frei ist. Zweckmässig wird die Demodulation der Signale oder Zeichen und die Versorgung mit
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übliche besondere Lautstärkeregelröhre erspart wird.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand durch Ausführungsbeispiele schematisch ver- ansehaulicht.
Fig. 1 zeigt ein einfaches Verdrahtungsdiagramm eines Teiles eines elektrischen Signal-oder
Zeichenübertragungskreises, der mit einem Lautstärkeregelsystem gemäss der Erfindung versehen ist ; Fig. 2 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung eines wesentlichen Zuges der Arbeitsweise des Regelsystems der Fig. 1 ; Fig. 3 stellt eine Stromkreisanordnung eines Radioempfangsapparates dar, der mit einem Regelsystem gemäss der Erfindung versehen ist ; und Fig. 4 zeigt einen schematischen Verdrahtungplan eines Teiles eines Radioempfangsystems, in dem eine andere Ausführungsform der Lautstärkeregelvorrichtung der Fig. 3 mit einer verbesserten selbsttätigen Lautstärkeregeleinrichtung verbunden ist.
In Fig. 1 sind 5,5 die Eingangsklemmen und 6,6 die Ausgangsklemmen eines Zeichenübertragungskreises 7, der irgendein Kanal oder Kreis für die Übertragung von Niederfrequenzzeichen sein kann, dessen Eingangsklemmen im wesentlichen konstante Durehschnittszeichenpotentiale zugeführt werden. Im Nebenschluss zu diesem Kreis liegt zum Zwecke, die Amplitude der durch den Kreis übertragenen und den Ausgangsklemmen 6 zugeführten Zeichen zu regeln, ein Lautstärkeregelpotentio- meter 8, dessen Widerstandsenden mit den Eingangsklemmen 5 verbunden sind, während ein beweglicher Arm oder Kontakt 9 desselben und eines seiner Enden mit den Ausgangsklemmen 6 verbunden sind, wodurch ein gewöhnliches Lautstärkeregelsystem für einen Kreis dieser Art gebildet ist.
Dieses Regelsystem arbeitet entsprechend der Kurve 10 in Fig. 2, als deren Abszissen die Frequenzen in Perioden je Sekunde und als deren Ordinaten die entsprechenden Stärken der Zeiehenübertragung aufgetragen sind. Diese Kurve zeigt, dass eine Vorrichtung dieser Art eine im wesentlichen gerade Frequenzcharakteristik hat und daher für jede Einstellung des Lautstärkereglers 8 mittels des Kontaktes 9 im wesentlichen unbeeinflusst ist durch Änderungen in der Frequenz der durch das Lautstärkeregelnetz übertragenen Zeichen. Während ein derart betriebener Apparat die Zeichenwiedergabe tatsächlich ohne Änderung der Klangtreue leistet, ist doch der Eindruck auf das Ohr des Hörenden der, dass die Klangtreue eine merklich veränderte ist.
Um die Mangelhaftigkeit, mit der das menschliche Ohr auf Töne bzw. Schall anspricht, auszugleichen und eine vorausbestimmte erforderliche Schallintensität für das Ohr vorzusehen, die im wesentlichen über den Hörfrequenzbereich bei niedrigeren Schallstärken konstant ist, ist es, wie bereits dargelegt notwendig, ein Lautstärkeregelsystem vorzusehen, das bei den Einstellungen für niedrigere Lautstärken auf die verschiedenen Frequenzen mit einer Stärke anspricht, die sich aus der Frequenzeharakteristik 11 der Fig. 2 ergibt. Diese Kurve zeigt. dass ein Regelsystem zum Ausgleich der geringeren Empfindlichkeit des menschlichen Ohres für Töne höherer und niedrigerer Frequenzen eine Hervorhebung der erwähnten Bereiche und eine Abschwächung der Mittellagen etwa zwischen 500 und 2000 Perioden, auf die das Ohr stärker anspricht, vorsieht.
Um eine Audiofrequenz-Arbeitscharakteristik der geschilderten Art zu erhalten, sind am Lautstärkeregelnetz im wesentlichen konstante Zeichen erforderlich. Das Netz ist im Nebenschluss angeordnet und veränderlich belastet, um fortschreitend die mit der Frequenz veränderlichen Nebenschluss-Impedanzen in Wirksamkeit zu bringen, u. zw. in einer bestimmten Beziehung zur Reglereinstellung, ohne die das System im wesentlichen wirkungslos wäre.
Zu diesem Zwecke ist das Potentiometer mit mindestens einer Anzapfung 12 versehen, die zweckmässig näher dem Niederspannungsende liegt und mit dieser und dem Niederspannungsende 15 des Potentiometers ist eine Belastungsimpedanz Z, bei 13 angedeutet, verbunden, die eine gewisse vorausbestimmte Frequenzabhängigkeit und einen gewissen vorausbestimmten
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relativen Impedanzwert in dem Zeichenfrequenzbereich hat, in dem Zeichenabschwächung gewünscht wird. Der Wert dieser Impedanz muss niedriger sein als die Impedanz des Teiles des Potentiometers, zu dem sie parallel liegt, und in einem bestimmten Verhältnis zu dieser stehen.
Die mit 13 bezeichnete Belastungsimpedanz kann ein Widerstands-Kapazitätsnetz und verschiedene Impedanzelemente enthalten, die so angeordnet sind, dass sie einen im Verhältnis zur Impedanz des zwischen den Punkten 12 und 15 liegenden Teiles des Potentiometers sehr niederen Impedanzwert bei der Frequenz oder in dem Frequenzbereich ergeben, wo geringstes Ansprechen erwünscht ist, z. B. bei ungefähr 1500 Perioden oder zwischen 500 und 2000 Perioden.
Ausserdem soll die Impedanz 13 eine verhältnismässig breite Resonanzkurve für die Frequenzen haben, für die schwächstes Ansprechen erwünscht ist. Eine solche Anordnung ergibt etwa eine gewisse niedrige oder"Zimmerlautstärke"bei einer Anzapfung bei 12 und einer Einstellung des Kontaktes 9 auf diesen Punkt, entsprechend der durch die Kurve 11 veranschaulichten Arbeitscharakteristik.
Ferner bietet ein solches kompensiertes Lautstärkeregelsystem den Vorteil, dass bei Einstellungen der Vorrichtung 8 für niedrige Lautstärken die Ausgangsklemmen 6 durch eine Impedanz verbunden sind, die mit der Einstellung auf niedrigere Lautstärken fortschreitend niedriger wird, wodurch (nicht gezeichnete) nachfolgende Vorrichtungen oder Apparate in den Stand gesetzt werden, ihre FrequenzCharakteristik zu ändern. So kann z. B. die Ableitung bei einem Niederfrequenz-Koppeltransformator, wenn er mit den Klemmen 6 verbunden ist, wesentlich erhöht werden, wodurch bewirkt wird, dass die Frequenzcharakteristik im Zusammenhang mit Änderungen in der Einstellung des Lautstärkereglers 8 verschärft und vervielfacht wird.
Die Kurve 11 in Fig. 2 entspricht der Stellung des beweglichen Kontaktes 9 im wesentlichen an
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an dem Hoehspannungsende. 14 des Lautstärkereglers steht. Die Anspreehkurven des Systems für andere Einstellungen des Kontaktes 9 liegen zwischen den Kurven 10 und 11. und entsprechen in der Form mehr der einen oder der andern dieser Kurven, der sie näher liegen.
Das Lautstärkeregelpotentiometer 8 ist vorzugsweise entsprechend einer logarithmischen Kurve abgestuft, wodurch gleiche Änderungen in der Schallwirkung auf das. Ohr für gleiche Änderungen in der Einstellung des Lautstärkereglers erzielt werden. Eine bevorzugte Form der Anspreehkurve oder Frequenzcharakteristik für eine Lautstärkeregelvorriehtung gemäss der Erfindung wird im folgenden beschrieben werden.
Ein zusätzlicher Vorteil eines kompensierten Lautstärkeregelsystems der beschriebenen Art, ist es, dass der Arbeitsbereich eine Nullstellung einschliesst, die dadurch ermöglicht ist. dass die Belastungs- mittel für den Kreis mit diesem derart verbunden sind, dass sie nicht in Reihe zwischen dem geregelten Kreis und den Enden des Lautstärkeregelers eingeschaltet sind. In dem Beispiel der Fig. 1 kann der Regelkontakt 9 zwischen dem Hochspannungsende 14 und dem Niederspannungsende 15 verschoben werden und dadurch die Lautstärkeeinstellung vom Höchstwert bis auf Null vorgenommen werden.
Bei einem Radioempfänger z. B. hat dies den ausgesprochenen Vorteil, dass der Ausgang des Empfängers ganz abgesperrt werden kann, wenn dies erwünscht ist.
An dem Widerstandselement S sind noch weitere Anzapfungen 16 und 17 vorgesehen, an die zusätzliche Impedanzelemente in derselben Art und zu demselben Zweck angeschlossen werden können, wie das Impedanzelement 13 an die Anzapfung 12.
Die Verbindung eines Nebenschluss-Regelpotentiometers mit an Anzapfungen desselben angeschlossenen Nebenschluss-Impedanzvorrichtungen, wobei ein konstantes Durchschnittszeichenpotential dem Kreis zugeführt wird, hat den Vorteil, dass nicht nur der Anschlusspunkt oder die Anschlusspunkte fortschreitend mit dem Kreis wirksam verbunden werden können, sondern der Kreis auch keine Impedanzelemente in Reihe enthält, durch welche alle Komponenten der Zeichen hindurchgehen müssen. Er ist nur mit Impedanzen im Nebenschluss versehen, durch die nur die Zeichenenergie hindurchgeht, die planmässig zu kompensieren oder abzuschwächen ist. Zeichen innerhalb anderer Frequenzbereiche werden weniger beeinträchtigt durch die effektive Impedanz der Kompensiermittel.
In Fig. 3 bezeichnet 18 einen Radioempfänger, der mit einem selbsttätigen Lautstärkeregelsystem versehen ist und dessen Eingangsklemmen 19 mit einer Antenne 20 und Erdverbindung 21 verbunden sind, während seine Ausgangsklemmen 22 mit einem Niederfrequenzkreis 23 mittels einer Niederfrequenz- verstärker-oder Detektorrohre 24 verbunden sind.
Das der Röhre 24 und damit dem Niederfrequenzkreis 23 von den Klemmen 22 zugeführte Zeichenpotential sei mit ex bezeichnet und im wesentlichen konstant. Es entspricht einem veränderlichen Zeichenpotential Ei, das von den Auffangmitteln den Eingangsklemmen 19 zugeführt wird.
Irgendein geeigneter Empfangsapparat kann verwendet werden und in Verbindung mit diesem jedes beliebige geeignete selbsttätige Lautstärkeregelsystem, um den Eingangsklemmen des Nieder- frequenzkreises ein im wesentlichen konstantes Durchschnittszeichenpotential abzugeben. Bei einer solchen Anordnung nimmt die Niederfrequenzröhre 24, die der Niederfrequenzdetektor sein kann, ein konstantes Zeichenpotential auf, wodurch die Lautstärkeregelmittel für den Apparat ganz in den Niederfrequenzkreis verlegt werden können.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Röhre 24 als eine Detektorröhre zu betrachten, in deren Anodenkreis der Niederfrequenzkreis 23 liegt. Daher ist die eine Seite des Kreises für die Zeichen mit einer (nicht gezeichneten) Anodenspannungsquelle durch eine Niederfrequenz-Koppelimpedanz oder Drosselspule 25 verbunden. Der Kreis ist auch mit dem üblichen Radiofrequenz-Filterkreis, der durch die Filterelemente 26 angedeutet ist, versehen. Im Nebenschluss zum Kreis 23 ist ein Lautstärkerregelpotentiometer 27 mit den Eingangsklemmen 28 und einem veränderlichen Kontakt 29 angeordnet.
Eine Anzapfung für eine Nebensehluss-Impedanzbelastung ist bei 30, näher dem Niederspannungsende des Potentiometers, vorgesehen und mit diesem Ende durch eine Drosselspule 31 in Reihe mit einem Konden- sator 32 verbunden, die einen abgestimmten Kreis im Nebenschluss mit dem unteren Teil des Potentiometers bilden.
Der veränderliche Kontakt 29 und ein Ende 28 des Potentiometers sind mit der Primären 33 eines Ausgangstransformators 34 durch ein Tonregelnetz 35 verbunden, das eine Drosselspule 36 in Reihe und einen Kondensator im Nebenschluss enthält sowie ein Potentiometer 38, das derart angeordnet ist, dass die Drosselspule in Reihe mit dem Übertragungskreis und der Kondensator im Nebenschluss mit demselben verbunden sein können oder beide in ihrer Wirkung aus dem Kreis durch Betätigung der Potentiometervorriehtung ausgeschaltet werden können. Dieses Tonregelnetz bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung und erfordert daher keine eingehendere Beschreibung.
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geräusch oder-summen von Zeichen, die von nahegelegenen Stationen empfangen werden, zu beseitigen.
Einer der Kondensatoren 44, 45 hat eine so geringe Kapazität, dass er beim Einschalten in den Kreis zur Abschwächung des Summens dienen kann.
Die Potentiometereinrichtung bildet eine veränderliche Ausgangsimpedanz in bezug auf die Primäre 33 des Ausgangstransformators 34. Auf diese Weise kann eine Änderung in der Wirkung der Abstimmung zwischen der Ableitungsimpedanz und der Nebenschlussstreukapazität der Sekundären 39 erzielt werden, welche die Ausgleichswirkung der Lautstärkeregeleinriehtung unterstützt Ein Wert von ungefähr 30.000 Ohm im ganzen für das Potentiometer 27 hat sich in einem Kreise der beschriebenen Art, der einen Ausgangskreis für eine Niederfrequenzröhre in Verbindung mit der Primären eines Niederfrequenz-Ausgangstransformators enthält, als zufriedenstellend erwiesen. Die Anzapfung 30 liegt zweckmässig ungefähr 6000 Ohm über dem Niederspannungsende des Potentiometers
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Wenn also der Kontakt 29 des Potentiometers auf dem Punkt 30 steht, so liegt eine ohmsche Impedanz von 520 Ohm im Nebenschluss zu 6000 Ohm. Der Kondensator 32 und die Drosselspule 31 sind breit auf die Frequenzen in dem abzuschwächenden Zeichenbereieh abgestimmt, wie z. B. in dem 1500 Perioden einschliessenden Bereich, wobei die Arbeitscharakteristik der Kurve 11 in Fig. 2 entspricht.
Da der Kondensator und die Drosselspule auf diesen Frequenzbereich abgestimmt sind, werden Zeichen in diesem Bereich sehr stark abgeschwächt wegen der niederen Impedanz (520 Ohm) des Nebenschlussweges zwischen dem Punkt 30 und der Niederspannungsseite des Kreises.
Die Impedanzverhältnisse in dem Lautstärkeregelnetz sind solche, dass die Mittellagen des Audio-
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6000 Ohm im Nebenschluss zum Kreis 31, 32 ausser Betracht geblieben ist. Innerhalb des abzuschwächenden Zeichenbereiches liegt in dem Kreis zwischen der Anzapfung 30 und dem unteren Ende des Regelnetzes als einzige Impedanz im wesentlichen nur der ohmsche Widerstand der Spule 31 und der höhere Widerstand des unteren Abschnittes des Potentiometers. Die Drosselspule 31 ist, wie bereits erwähnt, so bemessen, dass sie ungefähr 520 Ohm Widerstand hat und dadurch das gewünschte Verhältnis zwischen diesem und der Impedanz des Nebenschluss liegenden Teiles des Potentiometers ergibt.
Für die Wicklung der Spule ist Widerstandsdraht verwendet, um den gewünschten Widerstand bei dem gewünschten Induktionswert von 80 Millihenry zu erhalten. Zeichen ausserhalb des abzuschwächenden Bereiches werden durch den Kreis 31, 32 weit weniger abgeschwächt, weil die Selbstinduktion 31 und der Kondensator 32 für diese weniger wirksam sind und die Impedanzverhältnisse im wesentlichen durch die Impedanzen der zwei Abschnitte des Potentiometers die 6000 bzw. 24 Ohm betragen, gegeben sind, woraus sich ein Verhältnis für die Abschwächung dieser Zeichen von ungefähr 1 : 5 ergibt, während das Ab- schwächungsverhältnis in dem erwähnten Frequenzbereich ungefähr 1 : 48 ist.
Das Verhältnis der Impedanzen für das Potentiometer und die Nebenschlussimpedanz wird ermittelt unter Berücksichtigung einer angenommenen Ausgangsimpedanz für die Röhre, mit der der Kreis gekoppelt
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bei einem Gesamtwiderstand von 30.000 Ohm für das Potentiometer 27 und einem Widerstand von 6000 Ohm zwischen der Anzapfung 30 und dem Niederspannungsende 28 eine Impedanz von 520 Ohm für
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das Netz 31, 32 eine entsprechende Abschwächung von Zeichen innerhalb des Bereiches, auf welchen das Netz abgestimmt ist, etwa zwischen 500 und 2000 Perioden.
In jedem Falle ist die Anordnung so getroffen, dass die Wirkung der Ausgleichseinrichtung vorzugsweise nur eine sehr geringe bei den grösseren Lautstärken, aber eine verhältnismässig hohe im Höchstpunkt ist, was notwendig ist, um den richtigen Eindruck auf das Ohr bei geringer Stärke der abgegebenen Schalleistung hervorzurufen.
Die Anzapfungen können an Stellen vorgesehen werden, an denen die Vorrichtung für Wattleistungen eingestellt ist, für die der Ausgleich am wirksamsten ist. Wenn z. B. eine Höehstausgangsleistung von 20 Watt verfügbar ist, so wird der Höchstausgleich für Ton-oder akustische Wirkungen bei einer Schall-
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andere Verhältnisse für Radioempfänger und andere Apparate erforderlich sein, um verschiedenen Arbeitsbedingungen Rechnung zu tragen.
Aus dem vorstehenden ergibt sich, dass durch Änderung der Konstanten der Elemente 31 und 32 des Kreises und durch Änderung der Anzapfpunkte oder Vermehrung der Anzahl derselben, wie in Fig. 1 angedeutet, die Lautstärkeregelung andere Arbeitscharakteristiken erhalten kann.
Die Lautstärkeregelung ist vorzugsweise logarithmisch, so dass das Ohr gleiche Zuwächse an Laut-
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und unterhalb jedes Anzapfpunktes logarithmisch ist.
Bekanntlich wird unter logarithmische Abstufung verstanden, dass die Widerstandsänderung z. B. zwischen dem beweglichen Kontakt 29 und einem Ende des Potentiometers, etwa dem Hochspannungs : ende 28, wenn der Kontakt von diesem Ende gegen das gegenüberliegende Ende zu bewegt wird, zuerst rasch und dann allmählich langsamer für gleiche Weglängen des Kontaktes längs des Widerstandes erfolgt.
Die Abnahme der Widerstandsänderung für gleiche Längen erfolgt gemäss einer logarithmischen Kurve und zu dem Zwecke, eine Ausgangsschallwirkung mit entsprechender Zunahme oder Abnahme zu ergeben.
In dem oben beschriebenen Kreise ist die Verringerung der Spannung, wenn der Kontaktarm 29 bei der Anzapfung 30 steht,-14 DB, wenn der Ausgleiehskreis 31, 32 abgeschaltet ist. (Hiebei bedeutet DB, d. h. Dezibel, den zwanzigfachen gemeinen Logarithmus des Verhältnisses zwischen den zwei ver- glichenen Grössen bzw. Spannungen ; 14 DB z. B. ist also gleich 20x 0'7 = 20 log 5. ) Die Anschaltung des Ausgleichskreises bewirkt eine zusätzliche Verringerung von-34 DB für Frequenzen in dem Bereich von 1000 Perioden (500-2000 Perioden). Die Ausgangsspannung bei 100 Perioden ist 16 DB von der bei 1000 Perioden in dem Punkt der höchsten Kompensation.
Einstellung des Reglers unter den Punkt (30) für höchste Ausgleichswirkung hat wenig Wirkung auf die Form der Spannungsfrequenz-Charakteristik des Lautstärkeregelkreises. Beim Bestimmen des Wertes des angezapften Teiles des Lautstärkereglers muss grosse Sorgfalt angewendet werden, damit nicht die Konstanten der folgenden Kreise beeinträchtigt werden, wenn der Regler auf Punkte unterhalb des Punktes der höchsten Ausgleichswirkung eingestellt wird.
In Fig. 4 ist ein verbessertes selbsttätiges Lautstärkeregelsystem schematisch veranschaulicht,
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Anode 52 enthält.
Eines der Gitter, vorzugsweise das Gitter 49, gewöhnlich als Schirmgitter benutzt, ist durch einen Widerstand 53 mit einer Quelle 54 positiven Potentials verbunden. Das Gitter 51, das als Eingangsoder Steuerelektrode dient, ist mit der Kathode durch eine Selbstinduktion 55, die mit einem Abstimmkondensator 56 verbunden sein kann und einem festen Kondensator 57 verbunden.
Normale Einstellspannung für die Röhre 47, hinreichend negativ, damit sie entsprechend als Demodulator wirken kann, ist durch die Verbindung des Steuergitters 5J über einen Widerstand 58 mit der Verbindungsleitung 59 zwischen der negativen Klemme der Hochspannungsquelle 54 und einem Widerstand 60 vorgesehen, der zwischen die negative Klemme und die Kathode geschaltet ist.
Die Spannungsteiler 60 und 61 an der Spannungsquelle liefern das erforderliche Potential, um das Gitter negativ mit Bezug auf die Kathode zu halten.
Die Anode 52 der Röhre 47 ist über einen abgestimmten Kreis 62, einen Widerstand 63 und den Widerstand 60 mit der Kathode verbunden, ohne dass in diesem Kreis eine Quelle positiven Potentials liegt.
Die Eingangspotentiale für den Demodulator 47 können, je nach dem Punkt, wo sie zugeführt werden, Hochfrequenz oder Zwischenfrequenz haben. Beispielsweise haben diese Eingangspotentiale Zwischenfrequenz und sind von dem Ausgangskreis einer Zwischenfrequenzverstärkerröhre 64 der Vierelektrodentype abgeleitet, die eine Kathode 65, eine Mehrzahl von Gittern 66 und 67 und eine Anode 68 besitzt.
Das Gitter 66 der Zwischenfrequenzverstärkerrohre ist mit deren Kathode durch eine Induktionsspule 69, die mit einem Abstimmkondensator 70 verbunden sein kann, und einem Kondensator 71 verbunden. Die Kathode 65 ist mit dem Vereinigungspunkt 59 durch einen Spannungsregelwiderstand 72 verbunden.
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Das Gitter 66 der Röhre 64 ist mit dem Punkt 59 durch einen Widerstand 73 und den Widerstand 63, der im Anodenkreis der Röhre 47 liegt, verbunden. Normale negative Gittervorspannung für die Zwischenfrequenzverstärkerröhre wird daher durch den Spannungsabfall längs des Widerstandes 72 geliefert, dessen Grösse entsprechend gewählt wird.
Der Demodulatorröhre von der vorhergehenden Verstärkerstufe zugeführte Signale oder Zeichen werden in der Röhre demoduliert und treten als Zeichen mit Niederfrequenz in dem Ausgangskreis, der das Schirmgitter 49 und den Widerstand 53 enthält, auf. Da bekanntlich der Ausgangsstrom der Demodulatorröhre eine Komponente mit der Trägerfrequenz enthält, wird diese Komponente zwischen der Anode und der Kathode der Röhre zurückgeführt, u. zw. vermittels einer induktiven Koppelung, die zwischen der Ausgangsinduktion 62 und einer Induktion 74 besteht, die für die Trägerfrequenz einen Nebenschluss zum Widerstand 53 bildet. Ein kleiner Kondensator 75, der für die Audiofrequenz eine hohe Impedanz bietet, liegt in Reihe mit der Induktion 74.
Die niedrige Impedanz des Kreises 74,75 für Trägerfrequenz und die hohe Impedanz für Hörfrequenz bewirken, dass die in 62 induzierte Trägerfrequenz nur einen verhältnismässig niedrigen Prozentsatz Modulation besitzt. Dies hat ein wichtiges
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übertragen werden. Der Träger wird hierauf wieder im Demodulatorrohr rektifiziert und ergibt einen gleichgerichteten Strom, der zwischen der Anode und der Kathode der Röhre in dem die Ausgangsinduktion 62, den Widerstand 63 und den Widerstand 60 enthaltenden Kreis fliesst.
Wegen der hohen Impedanz des Widerstandes 53 für Niederfrequenzen hat die auf den Kreis 62 übertragene Energie nur einen begrenzten Grad von Modulation im Vergleich zu der ursprünglichen Trägerwelle. Dies ergibt eine selbsttätige Lautstärkeregelung, die mehr oder weniger unabhängig ist von Modulationsfrequenzen bis hinunter zu etwa 10 Perioden und nicht merklich auf statische Einflüsse anspricht.
Die Richtung des Stromes in dem Widerstand 63 ist eine solche, dass das mit dem Gitter der Zwischenfrequenzverstärkerröhre 64 verbundene Ende desselben ein negatives Potential mit Bezug auf sein mit der Kathode verbundenes Ende annimmt und infolgedessen die Vorspannung der Röhre 64 stärker negativ als normal wird, wobei die Zunahme in der negativen Richtung proportional der Amplitude der auf die Demodulatorröhre aufgeprägten Trägerwelle ist.
Es ist zu beachten, dass die Anode 52 der Röhre 47 immer etwas negativ mit Bezug auf die Kathode der Röhre gehalten wird infolge des Spannungsabfalles im Widerstand 60. Dies ist ein erwünschter Zustand, da er verhütet, dass die selbsttätige Lautstärkeregelung in Wirksamkeit tritt, bevor ein Zeichen von vorausbestimmter Stärke erreicht ist.
Der Spannungsregelwiderstand 72 regelt die Höchstempfindliehkeit, und er kann mit Vorteil während der Abstimmung eingestellt werden, um das Hintergrundgeräusch zwischen Stationen möglichst zu verringern. Vorzugsweise ist der Wert des Widerstandes hoch, etwa in der Grössenordnung von 300 Ohm, und er kann auf einen vorausbestimmten Mindestwert für höchste Empfindlichkeit eingestellt werden.
Wie bereits erwähnt, arbeitet das verbesserte selbsttätige Lautstärkeregelsystem derart, dass der Gewinn in dem Verstärker für alle Zeichen oberhalb eines gewissen vorausbestimmten Mindestwertes verkehrt proportional der Trägeramplitude ist.
Aus dem vorstehenden ergibt sich, dass das verbesserte selbstätige Regelsystem ein im wesentlichen konstantes Ansgangspotential am Ausgangswiderstand 53 liefert in Antwort auf Änderungen in der Durchschnittsamplitude aufgeprägter Zeichen, und dass die Regelwirkung und die Zeichenmodulation wirksam in einer thermionischen Vorrichtung vereinigt wird. Das beschriebene System ist daher sehr geeignet, Nieder-oder Hörfrequenzsignale einem kompensierten Lautstärkeregelnetz gemäss der Fig. 3 zuzuführen, wobei die Ausgangsstärke für das Empfangssystem vollständig durch das kompensierte Regelnetz geregelt wird.
Zwischen dem Widerstand 53 in dem Ausgangskreis der Detektorröhre 47 und den Eingangsklemmen einer Audiofrequenzverstärkerröhre 76 ist eine andere Ausführungsform des in Fig. 3 dargestellten Systems eingeschaltet. Die Röhre 76 kann mit einer Äquipotentialkathode 79 versehen sein, sie hat ferner eine Anode 77 und ein Gitter 78. Ein Spannungsregelwiderstand 80 mit einem Kondensator 81 im Nebenschluss ist zwischen die Kathode 79 und Erde geschaltet, und das Gitter 78 ist über einen Kondensator 82 mit der Erde verbunden zwecks zusätzlicher Tonregelung von Hand aus, wie im folgenden näher erklärt wird.
Das Lautstärkeregelnetz enthält den Widerstand 83 eines Potentiometers, dessen eines Ende über einen Blockkondensator 84 und einen Widerstand 85 mit dem Gitter 49 der Detektorröhre verbunden ist, während sein anderes Ende über einen Gitterableitwiderstand 86 geerdet ist. Der Widerstand 85
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verhüten, dass sie an dem Gitter der Röhre 76 auftritt. Da derWiderstand 85 derTrägerfrequenz eine hohe Impedanz bietet, so ist diese gezwungen, ihren Weg über die Induktion 74, die ihr eine geringe Impedanz bietet, zur Erde zu nehmen. Der Verbindungspunkt von Potentiometerwiderstand und Gitterableitwiderstand ist über einen Kondensator 88, der als Summfilter dient, mit der Kathode verbunden.
Damit die am Potentiometerwiderstand 83 auftretenden Potentiale mit hohen Frequenzen fortschreitend abgeschwächt werden, wenn der bewegliche Kontakt 93 abwärts bewegt wird in der Richtung,
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die über den Kondensator 88 zur Kathode führen und die je einen Kondensator 89 bzw. 90 und einen Widerstand 91 bzw. 92 enthalten.
Die der Verstärkerröhre 76 aufgedrückten Niederfrequenzpotentiale werden weniger abgeschwächt als die hohen Frequenzen, da für sie die Nebenschlüsse des Potentiometers im wesentlichen keine Ableitung bieten. Der Grad der Kompensation hängt von dem Widerstand zwischen den Anzapfungen des Potentiometerwiderstandes 83 im Verhältnis zu den Kondensatoren 89 und 90 und den Widerständen 91 und 92 ab. Falls weitere Abschwächung der hohen Frequenzen gewünscht ist, unabhängig von der Stellung des Potentiometerarmes 93, so kann ein zwischen diesem Arm und dem Gitter der Röhre 76 eingeschalteter Widerstand verändert werden, um die Nebenschlusswirkung des zwischen das Gitter und die Kathode geschalteten Kondensators 82 zu regeln.
Ein sehr kleiner Kondensator 95 kann zwischen den Widerstand 83 und den Arm 93 geschaltet werden, wenn besonders hohe Frequenzen bis zu einem gewissen Grade kompensiert werden sollen.
Aus einer Betrachtung der in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiele des kompensierten Lautstärkeregelkreises ergibt sich, dass es im Rahmen der Erfindung liegt, andere Ausgleichsmittel in Verbindung mit den verschiedenen Anzapfungen des Lautstärkeregel-Impedanzelementes vorzusehen. So kann es z. B. erwünscht sein, für eine der Nebenschlussimpedanzen, wie sie in Fig. 4 mit 90 und 92 bezeichnet ist, eine Impedanz einzusetzen, wie sie in Fig. 3 bei 31 und 32 gezeigt ist.
In dem Lautstärkeregelsystem gemäss der Erfindung ist also vorgesehen, einen Niederfrequenz- Übertragungskreis durch im Nebenschluss angeordnete Mittel zum Abschwächen der Signale oder Zeichen zu belasten, die stufenweise in Wirkung gebracht werden, um den Kreis innerhalb vorausbestimmter Arbeits-Frequenzbereiche bei niedrigeren Niveaus der Hörbarkeit zu belasten, und diese Regelung wird durch einfache Mittel in einem Kreise bewirkt, der mit Zeichen von konstanter Durchschnittsamplitude versorgt wird und diese entsprechend einer Frequenzcharakteristik verstärkt, der zufolge, unabhängig von Änderungen der Eingangszeichenpotentiale und ähnlicher Arbeitsbedingungen des Apparates, lediglich durch Einstellung der Lautstärke eine Schallwirkung für das Ohr erzeugt wird,
die keine Änderung der Klangtreue oder Tonqualität aufweist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Regelung der Lautstärke bzw. Tonkompensierung mittels einer mit einem Impedanz-
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überbrückt ist und dass, unabhängig von dieser Anschaltung, ein Ausgangskreis (6-6) in veränderlicher Weise mit dem Impedanzelement (z. B. mittels eines längs Abschnitten desselben beweglichen Kontaktes 9) verbunden ist.