DE1208361B

DE1208361B - Circuit arrangement for voice-controlled loudspeakers

Info

Publication number: DE1208361B
Application number: DEST22338A
Authority: DE
Inventors: David Ekloev
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1963-07-05
Filing date: 1964-07-01
Publication date: 1966-01-05

Description

Schaltungsanordnung für sprachgesteuerte Lautfernsprechgeräte Die betrifft eine Schaltungsanordnung für sprachgesteuerte Lautfernsprechgeräte, die auch als Leitungsverstärker für Zweidraht- und Vierdraht-Fernsprechleitungen eingesetzt werden kann.Circuit arrangement for voice-controlled loudspeaker devices relates to a circuit arrangement for voice-controlled loudspeaker devices that Also used as a line amplifier for two-wire and four-wire telephone lines can be.

Es ist eine bekannte Tatsache, daß bei Lautfernsprechgeräten die gesamte Verstärkung vom Mikrophon zum Lautsprecher in beiden Übertragungsrichtungen die Summe der akustischen Dämpfungen zwischen Lautsprecher und Mikrophon der Lautfernsprechgeräte nicht übersteigen darf. Übersteigt die gesamte Verstärkung in diesem Kreis die gesamte Dämpfung, dann tritt die Selbsterregung ein, die zu einem Pfeifton im Lautsprecher führt. Auf der anderen Seite reicht die zulässige Verstärkung, die ohne Gefahr der Selbsterregung gewählt werden kann, nicht aus, um eine genügende Lautstärke für das Gespräch zu bekommen. Um eine genügend hohe Verstärkung zu erreichen, sind schon verschiedene Anordnungen ausgeführt worden, die eine selbsttätige Regelung der Verstärkung durch die Sprache selbst vorsehen. Diese Sprachsteuerung arbeitet so, daß von den Sprachspannungen Steuergleichspannungen abgeleitet werden, die über eine gemeinsame Steuereinrichtung ein Verstärkungs-Regelglied in jeder Übertragungsrichtung beeinflussen. Die Verstärkungsregelung arbeitet dabei so, daß die Verstärkung im jeweils besprochenen oder aktiven Kanal erhöht und im anderen, unbesprochenen oder passiven Kanal erniedrigt wird. Diese Verstärkungsänderungen sind so gewählt, daß eine Selbsterregung verhindert ist. Im allgemeinen weisen die Verstärker also auch im Ruhezustand eine bestimmte mittlere Ruheverstärkung auf.It is a known fact that in speakerphone sets the entire Amplification from the microphone to the loudspeaker in both transmission directions Sum of the acoustic attenuation between loudspeaker and microphone of the loudspeaker devices must not exceed. The total gain in this circle exceeds the total Attenuation, then self-excitation occurs, leading to a whistling sound in the loudspeaker leads. On the other hand, the allowable gain is sufficient without the risk of Self-excitement can be chosen from, not enough volume for to get the conversation. In order to achieve a sufficiently high gain, are Various arrangements have been made that allow automatic gain control provide by the language itself. This voice control works so that of the Speech voltages DC control voltages are derived, which have a common Control device influence a gain control element in each transmission direction. The gain control works in such a way that the gain in each case discussed or active channel increased and decreased in the other, unspoken or passive channel will. These changes in gain are chosen to prevent self-excitation is. In general, the amplifiers have a certain value even in the idle state mean rest enhancement.

Diese bekannten Anordnungen der Sprachsteuerung weisen jedoch noch Nachteile auf, da Schwierigkeiten auftreten, wenn während einer Übertragung von Sprachspannungen in der einen Richtung in der anderen Übertragungsrichtung Sprachspannungen oder starke Störgeräusche auftreten. Außerdem besteht bei der Übertragung der Sprachspannungen in der einen Richtung oft der Wunsch, daß der hörende den sprechenden Teilnehmer unterbrechen möchte, z. B. zur Einfügung von Erklärungen USW. However, these known arrangements of the voice control still have disadvantages, since difficulties arise if voice voltages or strong background noises occur during the transmission of voice voltages in one direction in the other transmission direction. In addition, when the voice tensions are transmitted in one direction, there is often a desire that the listener would like to interrupt the speaking participant, e.g. B. to insert declarations, etc.

Der hörende Teilnehmer sollte in der Lage sein, während die Gegenpartei spricht oder wenn Störspannungen der Gegenrichtung anstehen, kurz in das Gespräch eintreten zu können, ohne daß dabei eine Silbe des ersten Wortes verlorengeht. Dies erfordert einerseits eine sehr kurze Sprechrichtungsumschaltzeit der Verstärker, aber die Rückschaltzeit der Verstärker zur Ruheverstärkung muß so groß sein, daß die Verstärkung zwischen den Silben nicht immer wieder auf die Ruheverstärkung absinkt.The listening participant should be able to while the other party speaks or if there are interference voltages in the opposite direction, briefly in the conversation to be able to enter without losing a syllable of the first word. this requires, on the one hand, a very short speech direction switching time of the amplifier, but the switch-back time of the amplifier for quiescent amplification must be so long that the gain between the syllables does not always drop to the rest gain.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Sprachsteuerung bei Lautfernsprechgeräten so zu verbessern, daß die genannten Schwierigkeiten nicht mehr auftreten.It is the object of the invention to provide voice control in loudspeaker telephones to improve so that the difficulties mentioned no longer occur.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jede der aus den beiden Übertragungskanälen abgeleiteten Steuergleichspannungen zur Ladung je eines Kondensators verwendet ist, daß die Ladespannungen dieser Kondensatoren parallel, aber entgegengesetzt, einen Addierstromkreis speisen und daß Teilspannungen dieses Addierstromkreises zur Steuerung der Regelglieder verwendet sind.The circuit arrangement according to the invention is characterized in that that each of the control DC voltages derived from the two transmission channels is used to charge a capacitor that the charging voltages of these capacitors parallel, but opposite, feed an adder circuit and that partial voltages this adding circuit are used to control the regulating elements.

Zweckmäßigerweise ist dabei die Ladezeit der Kondensatoren kleiner gewählt als die Entladezeit. Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung weist eine höhere Stabilität gegen Selbsterregung auf als die bekannten sprachgesteuerten Lautfernsprechgeräte. Außerdem sind für die gemeinsame Steuereinrichtung weniger Stromkreise und Schaltmittel vorgesehen als bei den bekannten Anordnungen.The charging time of the capacitors is expediently shorter chosen as the discharge time. The circuit arrangement according to the invention has a higher stability against self-excitement than the known voice-controlled loudspeaker devices. In addition, there are fewer circuits and switching means for the common control device provided than in the known arrangements.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on an embodiment shown in the drawing explained in more detail.

Die dargestellte Schaltungsanordnung ist beispielsweise für den Einsatz in einer Vierdraht-Lautfernsprecheranlage vorgesehen. Mit A und B sind zwei Lautfernsprecher bezeichnet, zwischen denen eine Gesprächsverbindung aufgebaut ist. Beim Besprechen des Mikrophons M 1 des Lautsprechers A tritt eine Wechselspannung auf, die über ein Regelglied, z. B. über eine regelbare Verstärkereinrichtung VF1, übertragen wird. Diese Einrichtung ist auf eine entsprechende mittlere Ruheverstärkung oder -dämpfung eingestellt. Diese Ruheverstärkung der Einrichtungen 1'F1 und 17F2 sind durch eine Grundgleichspannung E3 bestimmt, die von einem Spannungsteiler aus den Widerständen R 7 und R 8 abgeleitet wird. Die Grundgleichspannung E3 liefert im Ruhezustand Steuergleichspannungen E 1 und E 2 für die Einrichtungen VFl und VF2; diese Spannungen sind durch die Widerstände R 5 und R 2 bzw. R 6 und R 4 bestimmt.The circuit arrangement shown is intended, for example, for use in a four-wire loudspeaker system. A and B are two loudspeakers, between which a call is established. When discussing the microphone M 1 of the loudspeaker A, an alternating voltage occurs which is controlled by a control element, e.g. B. is transmitted via a controllable amplifier device VF1. This device is set to a corresponding mean rest amplification or attenuation. This quiescent amplification of the devices 1'F1 and 17F2 is determined by a basic DC voltage E3, which is derived from the resistors R 7 and R 8 by a voltage divider. In the idle state, the basic DC voltage E3 supplies control DC voltages E 1 and E 2 for the devices VF1 and VF2; these voltages are determined by the resistors R 5 and R 2 or R 6 and R 4.

Die Ausgangsspannung der Einrichtung VF1 wird in üblicher Weise einem Lautsprecherverstärker HFl zugeführt, der den Lautsprecher H 1 des Lautfernsprechers B speist. Die Ausgangsspannung der Einrichtung VF 1 wird außerdem einem Steuerspannungsverstärker RF 1 zugeführt, der in bekannter Weise einen Gleichrichterkreis aus Diode D 1 und Kondensator C 1 speist. Die am Kondensator C 1 auftretende Steuergleichspannung verursacht einen Strom I1 durch die Widerstände R 3, R4, R 6 und R5. Der Spannungsabfall an den Widerständen R 4 und R 6 stellt eine positive Steuergleichspannung E 2 dar, die zu einer Verstärkungsabnahme der Einrichtung VF2 führt. Der Spannungsabfall am Widerstand R 5 stellt eine negative Steuergleichspannung dar, die zur Verstärkungszunahme der Einrichtung VF 1 führt. Die Widerstandswerte für die Widerstände R 5 und R 6 sind gleich. Da der Spannungsabfall an den Widerständen R 4 und R 6 größer ist als der Spannungsabfall am Widerstand R 5 allein, wird die SteuergleichspannungE2 größer als die Steuergleichspannung E 1. Die Verstärkungsabnahme im unbesprochenen Kanal ist daher während des gesamten Steuervorganges stets _ größer als die Verstärkungszunahme im besprochenen Kanal, so daß nie eine Selbsterregung eintreten kann.The output voltage of the device VF1 is fed in the usual way to a loudspeaker amplifier HF1 which feeds the loudspeaker H 1 of the loudspeaker B. The output voltage of the device VF 1 is also fed to a control voltage amplifier RF 1, which feeds a rectifier circuit comprising diode D 1 and capacitor C 1 in a known manner. The DC control voltage occurring across the capacitor C 1 causes a current I1 through the resistors R 3, R4, R 6 and R5. The voltage drop across the resistors R 4 and R 6 represents a positive DC control voltage E 2, which leads to a decrease in the gain of the device VF2. The voltage drop across the resistor R 5 represents a negative DC control voltage, which leads to an increase in the gain of the device VF 1 . The resistance values for resistors R 5 and R 6 are the same. Since the voltage drop across the resistors R 4 and R 6 is greater than the voltage drop across the resistor R 5 alone, the DC control voltage E2 is greater than the DC control voltage E 1 discussed channel, so that self-excitement can never occur.

Die Ladezeit des Kondensators C1 ist sehr kurz, da der Ausgang des Steuerspannungsverstärkers RF 1 einen kleinen Innenwiderstand Z1 hat. Die Ladezeit beträgt etwa 20 ms.The charging time of the capacitor C1 is very short because the output of the control voltage amplifier RF 1 has a small internal resistance Z1. The loading time is about 20 ms.

Die Entladezeit des Kondensators C 1 ist beträchtlich größer, da die Widerstände R 3, R 4, R 6 und R 5 einen Widerstand darstellen, der wesentlich größer ist als dieser Innenwiderstand Zi. Die Entladezeit beträgt etwa 150 ms.The discharge time of the capacitor C 1 is considerably longer, since the resistors R 3, R 4, R 6 and R 5 represent a resistance which is substantially greater than this internal resistance Zi. The discharge time is approximately 150 ms.

Wird das Mikrophon M2 des Lautfernsprechers B besprochen, dann ist die Wirkungsweise ähnlich, da die Schaltungsanordnung symmetrisch aufgebaut ist. Es werden bei gleichzeitiger Besprechung durch die Gleichspannungen der Kondensatoren C1 und C2 zwei Ströme 11 und 12 mit entgegengesetzter Richtung erzeugt, die sich in dem Addierstromkreis aus den Widerständen R 1, R 2, R 3, R 4, R 5 und R 6 überlagern. Sind die Spannungen an beiden Kondensatoren C 1 und C 2 gleich groß, dann ist auch 11 = 12, und an den Widerständen R 5 und R 6 treten keine Spannungsabfälle auf. In diesem Sonderfall erhalten beide Einrichtungen VFl und VF2 eine kleine positive Steuergleichspannung, so daß in beiden Übertragungsrichtungen die Verstärkung etwas reduziert wird, und zwar unter die Ruheverstärkung. Auf diese Weise wird eine Selbsterregung verhindert, wenn in beiden Lautfernsprechern A und B die Dämpfung zwischen Mikrophon und Lautsprecher zu klein wird.If the microphone M2 of the loudspeaker B is discussed, the mode of operation is similar, since the circuit arrangement is symmetrical. Are generated at the same time meeting by the DC voltages of the capacitors C1 and C2, two streams 1 1 and 12 with the opposite direction, which overlap in the Addierstromkreis of the resistors R 1, R 2, R 3, R 4, R 5 and R 6 . If the voltages on both capacitors C 1 and C 2 are the same, then 11 = 12 and there are no voltage drops across resistors R 5 and R 6. In this special case, both devices VF1 and VF2 receive a small positive DC control voltage, so that the gain is reduced somewhat in both transmission directions, namely below the quiescent gain. In this way, self-excitation is prevented if the attenuation between microphone and loudspeaker in both loudspeakers A and B becomes too small.

Der Hörer am Lautfernsprecher B kann bei der Übertragung von Sprachspannungen zu seinem Lautsprecher H 1 auf diese Weise sehr schnell die Sprachsteuerung zur Wirkung bringen, so daß in beiden Übertragungseinrichtungen eine gleich gute übertragung ermöglicht wird. Dies wird beim Besprechen des Mikrophons M2 erreicht, wenn die erzeugte Wechselspannung über den SteuerspannungsverstärkerRF2 den KondensatorC2 auflädt. Dabei fließt ein Strom 12, der dem Strom 11 entgegengerichtet ist, so daß die Verstärkung der Einrichtung VF1 abnimmt und die der Einrichtung VF2 zunimmt. Dieser Vorgang findet unabhängig davon statt, ob sich der Kondensator C 1 entladen kann oder nicht. Daraus resultiert der Vorteil der Schaltungsanordnung nach der Erfindung. Es stellt sich sofort ein neuer Betriebszustand ein, der sich nach den Spannungen in beiden Übertragungsrichtungen richtet. Es sind keinerlei Entlade- oder Umladevorgänge von Kondensatoren im Spiel, die eine verzögerte Umschaltung mit sich bringen.The listener at loudspeaker B can in this way bring the voice control to effect very quickly when transmitting voice voltages to his loudspeaker H 1, so that equally good transmission is made possible in both transmission devices. This is achieved when discussing the microphone M2, when the generated alternating voltage charges the capacitor C2 via the control voltage amplifier RF2. In this case, a current 12 that is opposite to the current 1 1, so that the gain of the device VF1 decreases and the increases of the device VF2. This process takes place regardless of whether the capacitor C 1 can discharge or not. This results in the advantage of the circuit arrangement according to the invention. A new operating state is established immediately, which is based on the voltages in both directions of transmission. There are no discharging or recharging processes involved in capacitors that would result in a delayed switchover.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung läßt sich mit einer an sich bekannten Gabelschaltung auch bei einer Zweidraht-Lautfernsprecheranlage einsetzen.The circuit arrangement according to the invention can be with one known hybrid circuit can also be used in a two-wire speakerphone system.

Es sind verschiedene Ausführungsformen von Lautfernsprecheranlagen möglich, die alle durch die Erfindung verbessert werden können. In diesem Zusammenhang wird nur auf die unterschiedliche Anschaltung der Steuerspannungsverstärker an den Übertragungskanal hingewiesen.There are various embodiments of speakerphone systems possible, all of which can be improved by the invention. In this context is only due to the different connection of the control voltage amplifier to the Transmission channel pointed out.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for voice-controlled loudspeaker devices with one control element in each channel and a common control device for Derivation of the DC control voltages for automatic gain control in both transmission directions in the form of an increase in gain in the discussed Channel and an at least as large gain decrease in the other channel in Dependence on the alternating speech voltages in both transmission directions, d a d u r c h g e - indicates that each of the derived from the two transmission channels DC control voltages are used to charge one capacitor (C1, C2) each, that the charging voltages of these capacitors are parallel, but opposite, a Feed the adding circuit (R 1, R 2, R 3, R 4, R 5, R 6) and that partial voltages (E. 1, E2) this adding circuit is used to control the regulating elements (VF1, VF2) are.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the charging time of the capacitors (C1, C2) is selected to be smaller than the discharge time.

3. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the adding circuit of one Basic DC voltage (E3) for setting the basic gain in both control elements (VF1, VF2) is fed.