DE1188665B

DE1188665B - Schaltungsanordnung zum Steuern der Amplitude eines Signals

Info

Publication number: DE1188665B
Application number: DEN24316A
Authority: DE
Inventors: Bernardus Franciscus Neggers
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1963-01-22
Filing date: 1964-01-18
Publication date: 1965-03-11
Also published as: DK109570C; AT239859B; SE307976B; GB998437A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H04m

H03h
Deutsche Kl.: 21 a2-36/14

Nummer: 1188 665

Aktenzeichen: N 24316 VIII a/21 a2

Anmeldetag: 18. Januar 1964

Auslegetag: 11. März 1965

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Steuern der Amplitude eines Signals in Abhängigkeit von einer Steuerwechselspannung, die nach Gleichrichtung die Amplitude des Signals über eine Brücke aus spannungsabhängigen Impedanzen steuert. Solche Schaltungsanordnungen werden z. B. zum Steuern des Signalpegels in Niederfrequenzverstärkerkanälen, z. B. für Fernsprechübertragungen verwendet. Auch wird häufig bei Rundspruchanlagen (»public address systems«) zur Anpassung des Signalpegels an den Umgebungslärm eine Kontraststeuerung des Signals gewünscht.

In all diesen Fällen muß eine Steuerwechselspannung gleichgerichtet werden, welche die Brückenschaltung steuert. Da diese Brückenschaltung jedoch auch das Signal übertragen muß, wird die betreffende Steuerspannung normalerweise schwebend, d. h. ohne irgendwelche Gleichstromverbindung mit Erde erzeugt. Dies erfordert einen Trenntransformator, wobei dessen Sekundärwicklung und der Gleichrichter frei von Erde sein müssen; die Schaltung wird daher gegen Brummen und andere Störungen sehr empfindlich.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden und ist dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Brücke in den Eingangskreis eines Signalverstärkers eingefügt ist, dessen Ausgang auf einen Gleichgewichtspunkt der Brücke rückgekoppelt ist.

Die Erfindung wird an Hand von F i g. 1 erläutert, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, und von F i g. 2 und 3, welche Kennlinien zur Erläuterung der Schaltung nach F i g. 1 zeigen.

F i g. 1 zeigt einen Verstärker 1 zum Verstärken eines Niederfrequenzsignals, das den Klemmen 2 zugeführt wird. Die Amplitude, mit welcher das Signal von den Klemmen 2 den Eingang des Verstärkers 1 erreicht, wird mittels einer Brücke 3 aus spannungsabhängigen Impedanzen, insbesondere Gleichrichtern, gesteuert, deren Impedanzwert in Abhängigkeit von der Amplitude einer Wechselspannung von einem Verstärker 4 gesteuert wird. Es ist hierbei insbesondere an die Steuerung des Signalpegels in Abhängigkeit vom Umgebungslärm gedacht, zu welchem Zweck ein Hilfsmikrophon 5 eine dem Umgebungslärm entsprechende Spannung liefert, so daß, je größer der Umgebungslärm ist, um so höher das zu verstärkende Signal am Eingang des Verstärkers 1 ist.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 4 wird nach Verstärkung in den Stufen 6 und 7 einer Gleichrichtschaltung zugeführt, welche die Gleichrichter 8 und 9 und die Glättungskondensatoren 10 und 11 enthält. Die Spannung zwischen den oberen Elektroden der Schaltungsanordnung zum Steuern der
Amplitude eines Signals

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. E. Walther, Patentanwalt,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Bernardus Franciscus Neggers,
Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 22. Januar 1963 (288 054)

Kondensatoren 10 und 11 wird der Brücke 3 zugeführt und steuert den Impedanzwert der Dioden dieser Brücke und somit deren Durchlaßwiderstand für das Signal von den Klemmen 2.

Gemäß der Erfindung ist der Ausgang des Verstärkers 1 mit einem Gleichgewichtspunkt der Brücke 3 zur Rückkopplung eines Signals an diesen Gleichgewichtspunkt verbunden. Die dazu erforderliche Verbindung verläuft von der Ausgangsklemme

12 über einen Widerstand 20 nach einer Anzapfung

13 eines Einstellpotentiometers 14, das in Reihe mit Widerständen 15 bzw. 16 und Trennkondensatoren 17 bzw. 18 parallel an den Klemmen 29, 30 der Brücke 3 liegt. Das Signal am Gleichgewichtspunkt 13 ist abhängig von der Spannungsteilung über den Widerstand 20 und die Parallelzweige, die durch die Hälfte des Widerstandes 14 in Reihe mit Widerstand 15 und Kondensator 17, Widerstand 21 und Kondensator 10 bzw. die andere Hälfte des Widerstandes 14 in Reihe mit Widerstand 16, Kondensator 18, Widerstand 22 und Kondensator 11 gebildet werden. Bei richtiger Bemessung dieser Widerstände (die Kondensatoren werden so groß gewählt, daß sie für die Signalfrequenzen wie ein Kurzschluß betrachtet werden können) wird der gesamte, parallel zu den Klemmen 29 und 30 geschaltete Kreis 17,15, 14, 16, 18 in gleicher Weise mit dem Eingangssignal im Potential hin- und her schwanken, als ob der Gleichrichtskreis 8, 9,10,11 mittels eines Trenntransforma-

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Claims

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tors mit schwebender Sekundärwicklung, als frei von die Verzerrung über den ganzen Steuerbereich nied-

Erde, angeordnet wäre. riger als 0,5 % bleiben kann. In einem praktischen

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Ausführungsbeispiel hatten die Schaltelemente die

die Verzerrung des zu verstärkenden Signals von den nachfolgenden Werte:
Klemmen 2 durch die spannungsabhängigen, also 5

nichtlinearen Impedanzen der Brücke 3 auch in Transistoren

hohem Maße von dem effektiven Widerstand der mit g OC 75

der Brücke 3 verbundenen Schaltelemente 14 bis 22 η OC 74
abhängt. Sind die Widerstände 15 und 16 verhältnismäßig groß, so wird beim Fehlen der Rückkopplung io Gleichrichter

über den Widerstand 20 der Verzerrungsprozentsatz 3 OA 200

im allgemeinen zunehmen, in dem Maße, wie die 8, 9 OA 47

Widerstände 21 bzw. 22 kleiner gewählt werden. 24,25 AAZ 15

Dieser Prozentsatz kann bei bestimmten Werten der

Steuerwechselspannung bis zu 60% betragen. Je 15 Widerstände

größer die Widerstände 21 und 22 gewählt werden, 14 2 kOhm

um so näher kommt man der »schwebenden Steue- 15,16 9,1 kOhm

rung«. Dabei nimmt die Steuerempfindlichkeit jedoch 20 15 kOhm

unzulässig ab. 21,22 1 kOhm

. Die Anwendung der Maßnahme nach der Erfin- 20

dung ermöglicht nicht nur einen optimalen, effektiven Kondensatoren

Widerstand der mit der Brücke 3 verbundenen 10,11 250 μ¥

Schaltelemente zum Erzielen einer minimalen Ver- 17,18 64 μ¥

zerrung, sondern auch die gewünschte Steueremp- 23 100 μ¥

findlichkeit. Es ist dabei außerdem möglich, einen 25 Eigenverstärkung des Verstär-

Trenntransfonnator und die damit verknüpften kers 1 100

Nachteile zu vermeiden und statt dessen den Gleichrichtkreis 8, 9, 10, 11 mittels eines Trennkonden- Gewünschtenfalls können die Trennkondensatoren sators 23 direkt zwischen den Ausgang des Ver- 17 und 18 weggelassen werden, indem ein einziger stärkers 7 und Erde zu koppeln. 30 Trennkondensator in Reihe mit dem Widerstand 20

In F i g. 2 veranschaulicht die Kurve I die Verstar- geschaltet wird.
kungssteuerkennlinie als Funktion der von dem Ver- Patentansprüche:
stärker 4 gelieferten Steuerwechselspannung. Bei zu nehmenden Steuersignal vergrößert sich die über den 1. Schaltungsanordnung zum Steuern der Am- Widerstand 20 rückgekoppelte Spannung (Kurve II 35 plitude eines Signals in Abhängigkeit von einer in F i g. 2), wobei sich auch die Verzerrung (Kurve III Steuerwechselspannung, die nach Gleichrichtung in Fig. 2) ändert. die Amplitude des Signals über eine Brücken-

In F i g. 3 ist der Verzerrungsprozentsatz als Funk- schaltung aus spannungsabhängigen Impedanzen

tion der (gewünschten) Ausgangsspannung an der steuert, dadurch gekennzeichnet, daß

Klemme 12 bei konstanter Eingangsspannung an den 40 die Brückenschaltung (3) in den Eingangskreis

Klemmen 2 veranschaulicht. Die Kurve α zeigt die eines Signalverstärkers (1) eingefügt ist, dessen

Verzerrung bei einem geringen Wert (1 kOhm) des Ausgang (12) auf einen Gleichgewichtspunkt (13)

Widerstandes 21 und des Widerstandes 22, wenn der Brückenschaltung rückgekoppelt ist.

keine Rückkopplung über den Widerstand 20 benutzt 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da-

wird; die Kurve b gilt, wenn eine optimale Rück- 45 durch gekennzeichnet, daß zur Gleichrichtung

■kopplung zusätzlich benutzt wird. Die Rückkopplung der Steuerwechselspannung zwei entgegengesetzt

bewirkt somit eine erhebliche Verringerung der Ver- gepolte Gleichrichter (8, 9) in Reihe mit je einem

zerrung. Kondensator (10, 11) vorgesehen sind und daß

Zum Erzielen einer gewünschten, mehr oder weni- die Kondensatoren (10, 11) einerseits mit einem

ger linearen Steuerkennlinie (s. Kurve I in F i g. 2) 50 Punkt konstanten Potentials, andererseits über

ist in die Verbindung zwischen den Verstärkern 4 für eine minimale Signalzerrung optimal gewählte

und 6 eine nichtlineare Impedanz in Form von zwei Widerstände (21, 22) mit der Brückenschaltung

antiparallel geschalteten Dioden 24 und 25 aufge- (3) verbunden sind.

nommen, mittels deren eine Kompensation der Nicht- 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 linearität der Diodenbrücke 3 erreicht wird. Durch 55 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerrichtige Wahl der Widerstände 20, 21 und 22 und wechselspannung mittels eines Verstärkers (4) der Anzapfung 13, wodurch das Gleichgewicht der mit nichtlinearer Verstärkungskennlinie verstärkt Zweige 14, 15, 17 bzw. 14, 16, 18 eingestellt wird, wird, welche Kennlinie vorzugsweise durch zwei wird erreicht, daß zwischen den Punkten 29 bzw. 30 mit diesem Verstärker verbundene, antiparallel und Erde gleich hohe Impedanzen entstehen, so daß 60 geschaltete Dioden (24, 25) erhalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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