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Schaltungsanordnung zur Übertragung oder Verstärkung elektrischer Schwingungen.
EMI1.1
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es sich um eine automatische Regelung des Verstärkungsgrades in Abhängigkeit von der mittleren Stärke der Hochfrequenzträgerschwingung, während die Amplitudenunterschiede der übertragenen niederfrequenten Signale ohne Einfluss auf den Regelvorgang sein sollen. Bei den Dynamikregelschaltungen wird im Gegensatz dazu der Regelvorgang von der mittleren Amplitude der Signalschwingungen selbst abhängig gemacht.
Bei der Arbeitsweise der bekannten Dynamikregler haben sieh einige Nachteile bemerkbar gemacht, welche die vorliegende Erfindung beseitigt. Diese Nachteile bestanden in erster Linie darin, dass es nicht immer gelungen ist, die Wirkungsweise und das Ausmass des Regelvorganges in das richtige Verhältnis zu der gewünschten Wiedergabestärke der Signalschwingungen zu bringen. Bei jeder Wiedergabeeinrichtüng, beispielsweise einem Rundfunkempfänger, muss natürlich die Möglichkeit bestehen, die Lautstärke durch ein einstellbares Regelorgan den Raumverhältnissen und Wünschen der Hörer entsprechend zu wählen. Dazu tritt bei einem mit Dynamikentzerrer ausgestatteten Gerät noch die Notwendigkeit, den Grad der Dynamikentzerrung dem Charakter der übertragenen Darbietungen anzupassen.
Dazu wird darauf hingewiesen, dass eine Darbietung mit geringeren dynamischen Unterschieden bereits auf der Sendeseite mit viel geringerer dynamischer Verzerrung ausgesandt wird, als beispielsweise Orchestermusik mit ganz extrem grossen natürlichen Dynamikunterschieden. Dementsprechend muss auch auf der Empfangsseite von Fall zu Fall ein verschiedener Grad der Entzerrung einstellbar sein.
Man ist bisher dazu so vorgegangen, dass man in dem Gerät in üblicher Weise einen"Lautstärkeregler"anbrachte und ausserdem ein besonderes Potentiometer für die Regelspannung, durch das der Grad der Entzerrung eingestellt werden konnte. Eine solche Lösung befriedigt in mancher Hinsicht nicht ; denn eine Dynamikentzerrung hat nur für den Fall Sinn, dass die verfügbare Wiedergabestärke des Gerätes auch wirklich bis zur Grenze ausgenutzt ist. Das heisst, wenn aus irgendwelchen Gründen eine im Verhältnis zur Aussteuerungsmöglichkeit schwache Wiedergabe eingestellt wird, so würden unter dem Einfluss des Dynamikreglers die leisen Stellen des Musikstückes in dem konstanten Störspiegel des Gerätes vollkommen verschwinden.
Es muss daher gefordert werden, dass bei einer Herunterregelung des Verstärkungsgrades durch den Lautstärkeregler auch gleichzeitig eine Verminderung der Wirkung des Dynamikreglers erfolgt.
Es wird daher erfindungsgemäss vorgeschlagen, ein einstellbares Regelorgan in der Schaltung vorzusehen, das gleichzeitig den mittleren Verstärkungsgrad und den Grad der automatischen Ver- änderung des Verstärkungsgrades (der Dynamikregelung) beeinflusst.
Durch diese Massnahme werden die oben genannten Nachteile vermieden, dass man an dem Gerät in Unkenntnis der komplizierten Wirkungsweise der beiden Regelvorgänge und ihrer Einwirkungen auf die Wiedergabequalität eine nach den obigen Auseinandersetzungen ungünstige Einstellung wählen kann.
Um das richtige Zusammenwirken von Lautstärkeregelung und Dynamikregelung zu erhalten, kann man beispielsweise den Anteil der Übertragungsschwingungen, aus welchem durch Gleichrichtung die Regelspannung gewonnen werden soll, in der Schaltung an einem Punkt abgreifen, wo die Stärke der Übertragungsschwingungen bereits durch den Lautstärkeregler beeinflusst ist. Wird dann für eine leise Wiedergabe der Verstärkungsgrad heruntergeregelt, so wird auch gleichzeitig die Wirkung des Dyanmikreglers bis zu einer entsprechenden Grenze herabgesetzt. Eine besonders einfache Lösung besteht auch darin, dass man einen Regulierwiderstand als Regelorgan benutzt und von seinen Klemmen gleichzeitig den zu übertragenden Anteil der Signalschwingungen und den zur Regelspannung dienenden Anteil abgreift. Auch dann sind die beiden Regelvorgänge zwangläufig zueinander in Beziehung gebracht.
Wird ein solcher Regelwiderstand, wie das häufig geschieht, vor der Eingangsstufe eines Niederfrequenzverstärkers angebracht, so reichen die an ihm verfügbaren Spannungen gewöhnlich nicht für die Erzeugung der Regelspannung aus. Es wird dann vorteilhaft eine besondere Verstärkung des zur Regelspannungserzeugung dienenden Anteiles vorzusehen sein.
In den Fig. 1, 2 und 4 sind einige besonders vorteilhafte Schaltungsbeispiele für die Ausführung des Erfindungsgedankens gezeigt.
In Fig. 1 ist E die von einem Rundfunkempfänger oder einer Schallplattenabtastdose oder ähnlichen Geräten gelieferte Eingangsspannung. Der Widerstand r1 dient in an sich bekannter Weise zur Lautstärkeregelung, d. h. zur Regelung der auf das Eingangsgitter übertragenen Spannungsamplitude. Von dem Schleifer dieses als Potentiometer ausgebildeten Widerstandes wird gleichzeitig auch der für die Regelspannungserzeugung dienende Anteil abgenommen. Mit Hilfe des Widerstandes ist eine zusätzliche unabhängige Regelung der Dynamikentzerrung entsprechend dem Geschmack des Hörers oder dem Charakter des Musikstückes möglich. Durch diesen Widerstand ist auch eine völlige Ausschaltung der Dynamikentzerrung erreichbar, was beispielsweise für die Wiedergabe eines mit annähernd gleicher Tonstärke dahinfliessenden Sprachvortrages wichtig sein kann.
Nach einer Verstärkung durch die Röhre erfolgt durch Ra eine Vollweggleichrichtung und vom Gleichrichter aus über eine Kondensatorwiderstandskette die Zuführung der Regelspannung an das Regelgitter der Röhre Ra.
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Für die Dimensionierung der Siebkette, über welche die Regelspannung geleitet wird, ist die Überlegung massgebend, dass das Regelorgan bei einem sehr schnellen Anwachsen der Lautstärke sofort folgen soll, aber anderseits noch nicht die Schwingungen der tiefsten Töne verzerrt werden sollen.
Es hat sich herausgestellt, dass die Aufladezeitkonstante des Siebkreises, welche für die Vorgänge bei einer Zunahme der Lautstärke entscheidend ist, kleiner sein soll als %00 Sekunde I Dagegen soll die Entladezeitkonstante grösser als y Sekunde sein, um eine gute Wiedergabe tiefer Töne zu gewährleisten.
Um den Aufwand in der Schaltung nach Möglichkeit herabzusetzen, kann die Röhre Ra durch Einfügung einer Diodenstrecke gleichzeitig zur Erzeugung noch einer andern Regelspannung dienen.
Bei der Röhre R, wird die den Hexodenröhren eigentümliche Art der Doppelsteuerung an zwei elektrisch gleichwertigen Gittern für die Zwecke der Regelung ausgenutzt. Durch geeignete Wahl der Elektrodenpotentiale, wie sie im Schaltbild gekennzeichnet ist, wird in der Nähe des Regelgitters eine virtuelle Kathode erzeugt und gleichzeitig dafür gesorgt, dass in bezug auf die Spannungen am Eingangsgitter (Steuergitter) nur lineare Kennlinienteile ausgesteuert werden.
Fig. 2 zeigt eine wesentliche Vereinfachung der Schaltung. Der Widerstand fi dient wie vorher zur gleichzeitigen Lautstärkeregelung und Dynamikregelung und Beeinflussung der Dynamikentzerrung.
Die Verstärkung des zur Regelspannungserzeugung dienenden Anteiles der Schwingungen wird hier gleichzeitig von der Röhre R, mitübernommen. Das von der Kathode aus gezählte zweite Gitter dient nämlich als Zwischenanode für die Abnahme verstärkter Signalschwingungen, die über den Kon- densator c einem Gleichrichterorgan G, beispielsweise einem Sperrschichtgleichrichter, zugeführt werden. Die durch ihn gewonnene Regelspannung wird dem von der Kathode aus gezählten vierten
Gitter (Regelgitter) der Hexode zugeleitet.
Dem Regelgitter ist kathodenseitig ein auf konstantem positivem Potential gehaltenes Schirmgitter benachbart, wodurch einerseits eine vollkommene Trennung des Regelvorganges vom Verstärkervorgang bewirkt wird und anderseits in der Nähe des Regelgitters eine virtuelle Kathode erzeugt werden kann.
Die verstärkten Schwingungen werden an der Anode der Hexode abgenommen und können bei dem Ausgang A entweder einer weiteren Verstärkerstufe zugeführt oder in einem Lautsprecher nutzbar angebracht werden. Bei dieser Schaltung ergibt sieh die erfindungsgemässe Verknüpfung der beiden Regelvorgänge in besonders vorteilhafter Weise durch die gleichzeitige Verstärkung des zur weiteren Übertragung benutzten sowie des zur Regelspannungserzeugung benutzten Anteiles der
Signalschwingungen.
Wie sich aus der Wirkungsweise dieser Schaltung ergibt, ist die an der Zwischenanode abzunehmende Leistung, aus welcher die Regelspannung gewonnen wird, verhältnismässig klein im Vergleich zur Leistung, die an der Hauptanode abgenommen wird. Das ist besonders dann der Fall, wenn die Röhre Rl die Endröhre oder vorletzte Röhre eines grösseren Verstärkers ist. Aus diesem Grunde kann die nutzbare Fläche dieser Gitterelektrode gegenüber dem Gesamtquerschnitt der Entladungsbahn erheblich eingeschränkt werden, ohne dass die Vorteile der einfachen Schaltung und der gemeinsamen Verstärkung in einer Röhre verlorengehen. Es wird daher vorgeschlagen, an Stelle einer über den ganzen Entladungsquerschnitt reichenden Gitterelektrode eine oder mehrere Sonden vorzusehen, welche die Rolle der Zwischenanode übernehmen können.
Diese Massnahme bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass die verstärkungsherabsetzende Steuerwirkung des Abnahmegitters nach Fig. 2 weitgehend aufgehoben wird, was eine noch bessere Ausnutzung der Röhre ermöglicht. Diese verstärkungsherabsetzende Wirkung wird durch die um 1800 gegen die Steuergitterspannung verschobene Spannung am Abnahmegitter bewirkt. Eine besonders günstige Anordnung der Sondenelektroden zeigt Fig. 3.
Die Sonden S sind nämlich innerhalb von Randgebieten der Entladungsbahn angeordnet, die für den Steuerungsvorgang nur von untergeordneter Bedeutung sind. Sie liegen in Fig. 3 beispielsweise im Elektronenschatten der Elektrodenstützen.
Eine aus Fig. 2 unter Anwendung einer Röhre nach Fig. 3 entwickelte Schaltung zeigt Fig. 4.
Die verwendete Röhre hat weiterhin noch die Besonderheit, dass sie ein sogenanntes Fanggitter zum Rückstossen von Sekundärelektronen zwischen Anode und äusserem Schirmgitter besitzt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Übertragung oder Verstärkung elektrischer Schwingungen, bei welcher zum Zwecke der Steigerung der zeitlichen Stärkeunterschiede in Abhängigkeit von der jeweiligen Stärke der Übertragungsschwingungen eine selbsttätige Veränderung des Übertragungsmasses bewirkt wird und bei der Mittel zur Einstellung des mittleren Übertragungsmasses vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein einstellbares Regelorgan gleichzeitig das mittlere Übertragungsmass (Verstärkungsgrad) und den Grad der automatischen Veränderung des Übertragungsmasses (Verstärkungsgrad) beeinflusst.