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Einrichtung zur Klangfarbenregelung Die üblichen Lautsprecher, z.
B. von Rundfunkempfängern, geben bekanntlich wegen der mangelnden Schallwandwirkung
des Lautsprechergehäuses die tiefsten Frequenzen unter etwa 100 Hz nur verhältnismäßig
schwach wieder. Es hat sich auch gezeigt, daß nicht alle von den Rundfunksendern
ausgestrahlten Sendungen die tiefsten Frequenzen in genügender Lautstärke enthalten.
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Es ist bekannt, daß der Wunsch besteht, die tiefsten Frequenzen unter
etwa 100 Hz möglichst stark anzuheben. Bei einer bekannten Lösung dieser Aufgabe
wird durch Anwendung einer Gegenkopplung die Verstärkung der über 100 Hz liegenden
Frequenzen so stark herabgesetzt, daß die tiefsten Frequenzen in ihrer Lautstärke
relativ zu den mittleren und hohen Frequenzen angehoben erscheinen. Der hierdurch
verursachte Verlust an Verstärkung muß durch eine entsprechend größere Zahl von
Verstärkerstufen wieder ausgeglichen werden.
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Die Erfindung zeigt, wie dieser Nachteil beseitigt werden kann. Erfindungsgemäß
werden in einem Umyehungsweg zu dem den allgemeinen Lautstärkeregler enthaltenden
Ilauptübertragungsweg ein die tiefsten Frequenzen bis zu einer oberen Grenze von
etwa 100 Hz durchlassendes Filter mit steil abfallender Flanke und ein Lautstärkeregfer
für diese Frequenzen angeordnet. Zweckmäßig fällt die erwähnte Flanke mindestens
mit der dritten Potenz der Frequenz ab, damit zur Vermeidung einer dumpfen Wiedergabe
der Umgehungsweg die oberhalb von etwa 100 Hz liegenden Frequenzen nicht oder kaum
durchläßt.
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Die Erfindung nutzt die Tatsache aus, daß ein Verstärker oder Empfänger
im allgemeinen nicht auf die volle Lautstärke, sondern auf eine mittlere Lautstärke
eingestellt wird, so daß also die Endröhre nicht voll ausgesteuert wird. Es besteht
deshalb dieMöglichkeit, die Endröhre bezüglich der tiefsten Frequenzen stärker auszusteuern,
nach Bedarf bis zur Aussteuerungsgrenze. Auf diese Weise läßt sich die aus den anfangs
genannten Gründen bewirkte Benachteiligung der tiefsten Frequenzen ausgleichen.
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Es ist zu einem anderen Zweck, nämlich zur Erzielung einer gehörrichtigen
Lautstärkeregelung, bekannt, ein Filter geringer Flankensteilheit (Widerstands-Kondensator-Glied)
für die tiefen Frequenzen in einen Umgehungsweg des Lautstärkereglers zu schalten.
Hierbei ist von der Tatsache ausgegangen, daß sich der Schalldruckbedarf für die
tiefen Frequenzen bei kleiner und großer eingestellter Lautstärke der mittleren
Töne nicht viel voneinander unterscheidet, so daß die tiefen Frequenzen ungeregelt
bleiben können. Bei der Erfindung liegt dagegen eine andere Aufgabe vor, nämlich
eine regelbareAnhebung der tiefsten Frequenzen unter 100 Hz zum Ausgleich der mangelnden
Schallwandwirkung durch ein Mittel, welches die tiefen Frequenzen über 100 Hz und
die mittleren Frequenzen nicht schwächt.
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Abb. 1 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung, während
Abb.2 und 3 Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen.
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In Abb. 1 ist die Abhängigkeit der Ausgangsspannung U von der
Frequenz f dargestellt. Kurve 1 gilt für einen Empfänger ohne Tiefenanhebung,
während Kurve 2 sich auf einen Empfänger mit der bisher üblichen Tiefenanhebung
bezieht. Kurve 3 zeigt die erfindungsgemäße Anhebung der Lautstärke der tiefsten
Frequenzen unter etwa 100 Hz.
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In Abb. 2 gelangen über den Hauptweg H entweder alle Frequenzen oder
alle mit Ausnahme der tiefsten Frequenzen unter 100 Hz. Sie werden über den üblichen
Entkopplungswiderstand W zum allgemeinen Lautstärkeregler P geführt, von dem aus
sie über den Kopplungskondensator Ck zum Gitter der nächsten Röhre weitergeleitet
werden.
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Über den UmgehungswegN werden nur die tiefsten Frequenzen unter etwa
100 Hz geführt. Zur Abtrennung von den höheren Frequenzen dienen das Siebglied L1,
Cl und die Drossel L2. Diese Schaltelemente bewirken ein Abfallen der Frequenzkurve
mit der dritten Potenz in der Nähe von 100 Hz. Zur Lautstärkeregelung der tiefsten
Frequenzen dient der Regler T, dessen Schleifarm in diesem Beispiel auf der Eingangsseite
liegt, um zu vermeiden, daß bei auf Null geregeltem Regler T ein Kurzschluß für
den Ausgang des Lautstäxkereglers P auftritt. Man kann
den Regler
T auch mit ausgangsseitigem Schleifarm schalten, jedoch muß dann in die Ausgangsleitung
ein Entkopplungswiderstand gelegt werden.
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In diesem Beispiel enthält das Filter für die tiefsten Frequenzen
Drosseln, weil es damit leichter ist, einen steilen Abfall der Frequenzkurve zu
erreichen. Würde man Ohmsche Widerstände verwenden, so müßte die Zahl der Filterglieder
größer sein, so daß dann im allgemeinen der Spannungsverlust der tiefsten Frequenzen
zu groß wäre.
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Es hat sich gezeigt, daß durch Anwendung des Filters für die tiefsten
Frequenzen eine derartige Phasendrehung auftreten kann, daß die über den Hauptweg
H und über den Umgehungsweg N kommenden tiefsten Frequenzen sich gegenseitig auslöschen
können. Deshalb ist es zweckmäßig, über den Hauptweg -H nicht die tiefsten Frequenzen
zu führen. Zu diesem Zweck ist die Kopplungskapazität Cl. so klein bemessen, daß
sich zusammen mit dem nachfolgenden Gitterableitwiderstand R, ein die tiefsten Frequenzen
unterdrückendes Filter ergibt. Die Frequenzkurve dieses Filters hat zwar keine steile
Flanke, jedoch ist dies im allgemeinen auch nicht notwendig, wie Versuche gezeigt
haben.
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Im Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 ist die zweite Drossel L2 ausgangsseitig
von dem normal geschalteten Regler T angeordnet. In Reihe mit der Drossel L2 ist
ein Entkopplungswiderstand R2 geschaltet, damit bei auf Null geregeltem Regler T
der Ausgang des Lautstärkereglers P nicht kurzgeschlossen werden kann. Man kann
diesen Widerstand R2 so bemessen, daß bei auf Null geregeltem Regler T die tiefsten
Frequenzen durch Nehenschlußwirkung zum Ausgang des Lautstärkereglers P geschwächt
werden. Dann ist es möglich, die Lautstärke der tiefsten Frequenzen wahlweise anzuheben
oder abzusenken. Es ergibt sich dann ein Regelbereich, der etwa zwischen den Kurven
1 und 3 in Abb. 1 liegt.
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Für Abb.3 wird folgendes Zahlenbeispiel angegeben: IV = 200 k52, P
=1 Ma, C,, =1500 pF, Rg = 2 MQ, Ln=L2=120H, Ci=25000pF, T=1 Mg, R2=200ka. Bei den
beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann es als Nachteil empfunden werden,
daß man durch Betätigen des allgemeinen Lautstärkereglers P allein die Lautstärke
nicht ganz auf Null stellen kann, wenn der Regler T noch aufgedreht ist. Um diesen
Nachteil zu vermeiden, gibt es mehrere Möglichkeiten. Man kann z. B. in den Eingang
des Umgehungsweges einen Regler legen, der mit dem allgemeinen Lautstärkeregler
P mechanisch gekuppelt ist und eine solche Kennlinie, z. B. eine lineare Kennlinie,
hat, daß eine Schwächung der tiefsten Frequenzen nur dann auftritt, wenn der allgemeine
Lautstärkeregler P auf sehr kleine Lautstärken eingestellt ist. Bci ganz heruntergere
eltem Regler P ist dann auch der Umgehungsweg Ar undurchlässig. Es ist aber auch
möglich, ohne einen zusätzlichen Regler auszukommen, indem die Regler P und T durch
einen Mitnehmer so gekuppelt werden, daß beii der Herunterregelung des Reglers P
auch der Regler T auf Null gestellt wird. Dieser Mitnehmer kann z. B. aus einer
federnd gelagerten Kugel bestehen, so daß der Regler T über die zugehörige Rast
hinweggedreht werden kann. Man könnte auch daran denken, die Schaltung so einzurichten,
daß bei ganz heruntergeregeltem Lautstärkeregler P der Ausgang des Umgehungscv ag.es
kurzgeschlossen wird. Dann müßte,der Kopplungskondensator Cl, kleiner Kapazität
an die in Abb. 3 gestrichelt gezeichnete Stelle gelegt werden. Dann besteht allerdings
@d-ie Gefahr, daß bei der Einstellung des Reglers P auf kleine Lautstärke der Au#-gang
des Umgehungsweges so stark belastet wird, daß keine genügend große Spannung der
tiefsten Frequenzen erzielt werden kann..
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Die Erfindung ist auch bei sogenannten Mehrkanalverstärkern anwendbar,
bei denen der Niederfrequenzteil in mehrere Kanäle für verschiedene Frequenzbereiche
aufgeteilt und jeder Kanal mit, einem eigenen Lautsprecher abgeschlossen ist. Bei
den bekannten Verstärkern dieser Art erfolgte die Aufteilung im Höchstfall in tiefe,
mittlere und hohe Frequenzen. Bei Anwendung der Erfindung wird dagegen einer von
zwei oder mehreren Kanälen nur für die tiefsten Frequenzen unter etwa 10O Hz durchlässig
gemacht. Der allgemeine Lautstärkeregler liegt dann in der Zuleitung zu dem anderen,
alle übrigen Frequenzen oder alle Frequenzen durchlassenden Kanal oder in der gemeinsamen
Zuleitung zu allen übrigen oder den meisten übrigen Kanälen. Bei Anwendung der Erfindung
auf einen Mehrkanalverstärker beginnt also der Umgehungsweg für die tiefsten Frequenzen
im elektrischen Teil und endet im akustischen Teil.