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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen Verstärkungsregelung mit einem veränderlichen Spannungsteiler, der aus einem Festwiderstand und einem mindestens einen Halbleiter, z. B. antiparallel geschaltete Dioden aufweisenden Stellglied besteht, welche Dioden bei grossem Eingangspegel einen kleinen, bei kleinem Eingangspegel einen grossen Innenwiderstand aufweisen, wobei an den Abgriff des Spannungsteilers ein Verstärker angeschlossen ist.
Derartige Schaltungsanordnungen sind bereits bekannt und bestehen im wesentlichen aus dem Verstärker, einem möglichst schnellen Spitzengleichrichter und einer Einrichtung zum Verstellen der Verstärkung. Die letztere besteht dabei im allgemeinen aus einem elektronischen Spannungsteiler.
Aus der US-PS Nr. 3, 132, 308 ist eine Schaltungsanordnung zur automatischen Verstärkungsregelung bekannt, bei der ein aus zwei antiparallel geschalteten Dioden gebildeter dynamischer Abschwächer vorgesehen ist. Die Ansteuerung des Abschwächers erfolgt über ein hochfrequentes Regelsignal, das in einem Oszillator gewonnen wird, der vom Ausgangssignal des Verstärkers gesteuert wird. Um das hochfrequente Regelsignal vom Nutzsignal zu trennen, ist dem Verstärker eine Impedanz zugeordnet, die das hochfrequente Restsignal gegen Masse leitet.
Nun hat gemäss den akustischen Gesetzen ein aus verschiedenen Entfernungen besprochenes dynamisches Mikrophon unterschiedlichen Bassfrequenzgang. Nahbesprechungsmikrophone haben deshalb eine kräftige Bassabsenkung, jedoch fehlen die Bässe bei der Aufnahme gänzlich, wenn ein solches Mikrophon aus grösserer Entfernung beschallt wird. Fernbesprechungsmikrophone hingegen können aus einer Entfernung von weniger als 40 cm nicht besprochen werden, da dann die wirksam werdende Bassanhebung das Klangbild verzerrt. Trotz Anwendung von Verstärkern mit automatischer Verstärkungsregelung muss also der Mikrophonabstand genau eingehalten werden, um einen optimalen Klangeindruck zu erhalten. Dies ist naturgemäss nicht immer möglich, so dass sich Verzerrungen im Klangbild ergeben.
Erfindungsgemäss werden nun diese Nachteile dadurch vermieden, dass zwischen dem Festwiderstand und dem Stellglied, parallel zu diesem, eine frequenzabhängige Impedanz geschaltet ist, die bei niederem Eingangspegel bzw. unwirksamer Verstärkerungsregelung hohe Frequenzen ableitet, bei hohem Eingangspegel hingegen unwirksam ist und oberhalb der Grenzfrequenz eine lineare Abschwächung, vorzugsweise um etwa 100 : I, erbringt. Dadurch ergibt sich eine Linearisierung des Frequenzganges, da sich bei steigender Spannung eine steigende Wirkung des Stellgliedes bzw. eine geringe Wirkung der Impedanz ergibt. Es geht also bei grösserem Eingangspegel entsprechend einem kleineren Mikrophonabstand die Bassanhebung zurück, bis schliesslich bei Nahbesprechung die Verstärkung linear wird und die beispielsweise beim Mikrophon abgesenkten Bässe voll wirksam werden.
Man erhält so einen in weiten Grenzen von der Mikrophonentfernung unabhängigen Klangeindruck. Dabei ist man von der Verwendung verschiedener Mikrophonsorten weitgehend unabhängig, da sich diese Schaltungsanordnung auch für die Verwendung von Fernbesprechungsmikrophonen eignet. Hiebei erhält der Verstärker einen linearen Frequenzgang, der bei steigendem Eingangssignal fallende Bassanhebung bewirkt. Bei noch unwirksamer Regelung hingegen bewirkt die frequenzabhängige Impedanz eine entsprechende Bassanhebung.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Fig. 1 ist ein Schaltbild zu einer erfindungsgemässen Ausführungsform, wogegen Fig. 2 in zwei Diagrammen die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung veranschaulicht.
Es ist bereits eine Schaltung bekannt, bei der das Signal von einer Eingangsklemme --1-- über einen Vorverstärker --2-- und einen Vorwiderstand --3-- einem Stellglied --4-- zugeführt wird. Das Stellglied ist in Fig. l lediglich ein elektronischer Spannungsteiler, bestehend aus zwei Dioden--5, 6--. Es ist aber ebenso bekannt, mehrere parallel zueinander geschaltete derartige Spannungsteiler vorzusehen, und es ist ebenso möglich und unter Umständen sogar vorteilhaft, das Stellglied --4-- mit Transistoren zu bestücken. An dieses Stellglied --4-- ist ein Verstärker --7-- nachgeschaltet.
Die Anspeisung des Stellgliedes erfolgt vorzugsweise über einen symmetrischen Gleichrichter--8--, der einen Symmetriepunkt --9-- aufweist und eine Eingangsklemme--10--. Um Restasymmetrien weiterhin auszuregeln, wird dieser Symmetriepunkt --9-- über einen Koppelkondensator-Cl-und einen Widerstand --R1-- an den Gegenkopplungszweig eines Verstärkers, im dargestellten Ausführungsbeispiel des Verstärkers --7--, gelegt. Der Gegenkopplungszweig führt dabei vom Ausgang des Verstärkers --7-- über einen Widerstand-R2-- zum zweiten Eingang des Verstärkers.
Auf diese Weise werden Pendelschwankungen auf die Stellgliedmasse geführt und wirken sich über den Gegenkopplungszweig des
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Verstärkers --7-- auf seinen Eingang aus bzw. werden über den Ausgang des Verstärkers--7--, zweckmässig über ein Potentiometer--R3--an die Eingangsklemme --10-- des Gleichrichters --8-rückgeführt. Eine etwaige Neigung zum Pendeln wird so abgebaut. Dabei stellt der aus den Widerständen - -R1, R2-- bestehende Spannungsteiler den die Verstärkung des Verstärkers --7-- bestimmenden Spannungsteiler dar, der sonst an Masse liegende Kondensator-Cl-wird mit dem Widerstand --R1-- auf die Grenzfrequenz des Verstärkers abgestimmt.
Ein Kondensator --C2-- hinter dem Potentiometer --R3-und ein Widerstand --R4-- des Gleichrichters --8-- in der Anspeisung der Regelschaltung sind so bemessen, dass die Zeitkonstante kleiner ist als die kleinste Zeitkonstante des Stellgliedes. Schliesslich sei noch erwähnt, dass der Symmetriepunkt --9-- zusätzlich über einen Widerstand --R5-- mit dem Ausgang des Verstärkers --7-- verbunden ist, wobei etwaiges sich doch noch ergebendes, sehr niederfrequentes Arbeitspunktependeln mit Hilfe eines Kondensators --C3-- auf die Stellgliedmasse geführt und dort gegengekoppelt wird.
Um nun das Stellglied --4-- mit niederen Strömen ansteuern zu können, ist ein Impedanzwandler --11- mit zwei Transistoren --T1, T2-- vorgesehen. Ein Widerstand --R6-- bildet eine Vorlast zum Gleichrichter. Ein zweiter Gleichrichter --12-- bestehend aus Transistoren --T3, T4-- ist ebenfalls symmetrisch, weist aber gegenüber dem Gleichrichter --8-- eine unterschiedliche Zeitkonstante auf. Dabei wurde die Haltezeit so gewählt, dass sich die Wirkung einer Dynamikkompression mit kurzer Ansprech- und Haltezeit einerseits und einer langsam nachgeführten Regelung anderseits ergibt. Bisher war ein derartiger Effekt nur mit aufwendigen Schaltungen möglich.
Die eigentliche Regelung ist nunmehr unempfindlich gegen kurze Störgeräusche, die Dynamik wird um die Hälfte etwa reduziert, wobei dennoch leise Passagen wegen der langen Haltezeit der Regelung mit nur etwa um 6 bis 10 db verringerter Dynamik wiedergegeben werden. Die gewählte Anordnung mit den Transistoren --T3, T4-- und
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R8-- führtdioden --D1, D2-- kompensieren den Spannungsabfall an den Widerständen-R7 bzw. R8-- sowie den dazu in Serie liegenden Widerständen-Rll, R12--.
Erfindungsgemäss ist hinter dem Vorwiderstand --3--, jedoch parallel zum Stellglied --4-- ein RC-Glied --13-- vorgesehen. Das RC-Glied --13-- wirkt also als frequenzabhängige Impedanz, durch die bei kleinem Eingangspegel, bei dem die Verstärkungsregelung unwirksam ist, hohe Frequenzen abgeleitet werden. Man kann sich die Wirkungsweise dabei so vorstellen, dass im Grunde die Schaltungsglieder--4 bis 12-- einen parallel zum Eingang des Verstärkers --7-- liegenden Widerstand gegen Masse bzw. gegen eine Referenzspannung darstellt, dessen Grösse von der Amplitude des Eingangssignals abhängig ist. Bei
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Frequenzgang bestimmt. Damit erhält also die gesamte Schaltungsanordnung einen vom Eingangspegel abhängigen Frequenzgang.
Dieser Frequenzgang ist aber im wesentlichen spiegelbildlich zu dem eines Mikrophons, so dass damit der Frequenzgang des Mikrophons kompensiert werden kann.
Das RC-Glied erbringt also oberhalb der Grenzfrequenz eine lineare Abschwächung, so dass automatisch der unterschiedliche Frequenzgang eines Mikrophons, das aus unterschiedlicher Entfernung bzw. mit unterschiedlicher Lautstärke beschallt wird, ausgeregelt wird. Fig. 2 veranschaulicht oben die Absenkung der Verstärkung zur Erzielung gleicher Ausgangsspannung, wobei auf der Ordinate die Lautstärke L bzw. der Abstand d aufgetragen ist (5 bis 80 cm Abstand) und auf den Abszissen die Frequenz. Es zeigt sich aus dem oberen Diagramm, dass sich eine Linearisierung des Frequenzganges mit steigender Spannung (entsprechend unterschiedlichen Mikrophonabständen) durch steigende Wirkung des Stellgliedes bzw. geringere Wirkung des RC-Gliedes ergibt. Damit wird der aus dem darunter liegenden Diagramm ersichtliche Frequenzgang des Mikrophons kompensiert, der etwa spiegelbildlich ist.
Für die Verwendung von Mikrophonen ohne Bassabsenkung, d. h. von Fernbesprechungsmikrophonen, ist in der Verstärkerkette ein RC-Glied --14-- vorgesehen, das die Bassabsenkung bewirkt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt dieses RC-Glied --14-- am Ausgang des Verstärkers und ist über einen Schalter zuschaltbar, so dass das Ausgangssignal wahlweise vor oder hinter dem RC-Glied-14-abnehmbar ist. Je nach der Art des verwendeten Mikrophons lässt sich somit das RC-Glied anschliessen oder abschalten.