DE1222987B

DE1222987B - Arrangement for changeable voltage dividers

Info

Publication number: DE1222987B
Application number: DEJ23604A
Authority: DE
Inventors: Hans Kersten; Karl-Heinz Melzner
Original assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Current assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Priority date: 1963-04-26
Filing date: 1963-04-26
Publication date: 1966-08-18
Also published as: CH429835A; NL6404470A; GB1053167A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Ο.:Int. Ο .:

H04bH04b

H04mH04m

Deutsche Kl.: 21 a2 - 36/14German class: 21 a2 - 36/14

Nummer: 1222 987Number: 1222 987

Aktenzeichen: J 23604 VIII a/21 a2File number: J 23604 VIII a / 21 a2

Anmeldetag: 26. April 1963Filing date: April 26, 1963

Auslegetag: 18. August 1966Opening day: August 18, 1966

Die Erfindung betrifft einen veränderbaren Spannungsteiler zur Verwendung in elektro-akustischen Anlagen im Ausgangskreis einer vorzugsweise niederohmigen Signalquelle, insbesondere im Ausgangkreis von Verstärkern einer Regiekette der Tonstudiotechnik. Hier werden vor allem zwei Arten von Einstellelementen verwendet: a) die heute meist als Flachbahnregler ausgebildeten Regieregler im Mikrofon- und Gruppenkanal einerseits; b) die zur Veränderung der Gegenkopplung im Mikrofonverstärker dienenden und üblicherweise mit Vordämpfungsgliedern (Spannungsteilern) im Eingangskreis gekuppelten Einstellglieder andererseits. Mit letzteren wird vor der Aufnahme oder der Sendung die Regiekette so auf das Schallereignis und die verwendeten Mikrofone angepaßt, daß die Regieregler ungefähr in der gewünschten Normalstellung stehen. Die Erfindung betrifft gleichermaßen diese beiden Arten von Einstellelementen. Ihr Ziel ist vor allem eine Verbesserung des erreichbaren Geräuschabstands in der Regiekette in Verbindung mit einer vorteilhaften Konstruktionsart von Schichtreglern hoher Kennliniengenauigkeit. Im übrigen kann das Prinzip der Erfindung auch auf die sonstigen Einstellglieder der Regiekette angewendet werden, bei denen sich die nachfolgend beschriebenen Eigenschaften des veränderbaren Spannungsteilers vorteilhaft auf Geräuschabstand und Kennliniengenauigkeit auswirken.The invention relates to a variable voltage divider for use in electro-acoustic Systems in the output circuit of a preferably low-resistance signal source, especially in the output circuit of amplifiers in a control chain for recording studio technology. There are two main types of adjustment elements used: a) the control regulator in the microphone- and group channel on the one hand; b) those used to change the negative feedback in the microphone amplifier and adjustment elements usually coupled with pre-attenuators (voltage dividers) in the input circuit on the other hand. With the latter, the chain of directors is set to the Sound event and the used microphones adjusted that the control regulator approximately in the desired Normal position. The invention relates equally to these two types of adjustment elements. The main goal is to improve the achievable signal-to-noise ratio in the control chain in Combination with an advantageous type of construction of stratified regulators with high characteristic curve accuracy. in the Otherwise, the principle of the invention can also be applied to the other setting elements of the control chain which have the properties of the variable voltage divider described below have a beneficial effect on the signal-to-noise ratio and the accuracy of the characteristic curve.

Unter »Spannungsteiler« im weiten Sinne sind im folgenden alle aus Widerständen gebildeten Anordnungen in Kettenleiter- oder Potentiometerschaltung aufzufassen.In the following, “voltage divider” in the broad sense includes all arrangements made up of resistors to be understood in a ladder or potentiometer circuit.

Die bisher bekannten Regieregler sind allgemein als Kettenleiteranordnungen aufgebaut, weil ein annähernd logarithmischer Verlauf der Dämpfung in einem Regelbereich von 60 oder gar 90 db mit niederohmigen Potentiometern nicht ohne weiteres herzustellen ist. Die Kettenleiteranordnung wird aber auch deshalb oft gewählt, weil ein weitgehend konstanter Ausgangswiderstand gewünscht wird.The previously known control regulators are generally constructed as a ladder arrangement, because an approximate logarithmic course of the attenuation in a control range of 60 or even 90 db with low resistance Potentiometers cannot be easily manufactured. The chain ladder arrangement is also often chosen because a largely constant output resistance is desired.

In ihrer konstruktiven Ausführung sind die bekannten Regieregler entweder Kontaktregler (Stufenregler) mit einzelnen Längs- und Querwiderständen oder Schichtregler vom stufenlosen Kettenleitertyp. Ein derartiger Kohleschichtregler mit konstantem Ausgangswiderstand ist in der deutschen Patentschrift 965 827 beschrieben. Im überwiegenden Teil seines Regelbereichs ist dieser im Studiobetrieb vielbenutzte Regieregler als homogener Kettenleiter ausgebildet, indem die Schicht an einem Rand metallisiert ist und dort am Bezugspotential liegt. Die Schichtbreite ist zur Erzielung des gewünschten Dämpfungsverlaufs Anordnung für veränderbare SpannungsteilerIn their structural design, the known control regulators are either contact regulators (step regulators) with individual series and transverse resistances or stratified controllers of the stepless chain ladder type. Such a carbon film regulator with constant output resistance is in the German patent 965 827. In the majority of its normal range, this is widely used in the studio Control regulator designed as a homogeneous chain conductor in that the layer is metallized on one edge and there is at the reference potential. The layer width is to achieve the desired attenuation curve Arrangement for changeable voltage dividers

Anmelder:Applicant:

Institut für Rundfunktechnik G. m. b. H.,Institute for Broadcasting Technology G. m. B. H.,

München-Freimann, Floriansmühlstr. 60Munich-Freimann, Floriansmühlstr. 60

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Hans Kersten, Hamburg;Hans Kersten, Hamburg;

Karl-Heinz Melzner, Hamburg-AltonaKarl-Heinz Melzner, Hamburg-Altona

gestuft. Nur der Anfangsbereich bis etwa 10 db Dämpfung hat keine Randmetallisierung und wirkt dadurch nicht als Kettenleiter, sondern als vorgeschalteter Potentiometerteil. Dadurch wird der Dämpfungsverlauf flacher, ohne daß der Eingangswiderstand zu klein wird. Der Korrektur des Dämpfungsverlaufs dienen außerdem leitende Querlinien in diesem Reglerabschnitt, welche die Stromfäden annähernd parallel ausrichten.tiered. Only the initial area up to about 10 db attenuation has no edge metallization and is effective thus not as a chain ladder, but as an upstream potentiometer part. This changes the attenuation curve flatter without the input resistance becoming too small. Conductive transverse lines in this also serve to correct the attenuation curve Regulator section, which align the current filaments approximately parallel.

Stufenregler ebenso wie Schichtregler der beschriebenen Bauart haben jeweils verschiedene Nachteile. Stufenregler können wegen des großen Regelbereichs und der konstruktiv begrenzten Zahl von Kontakten kaum kleinere Dämpfungsstufen als etwa 0,5 db, entsprechend rund 5%, haben. Als Koppelkondensator zwischen dem Verstärker und dem Regler kommt insbesondere in der Transistortechnik meist nur ein Elektrolytkondensator in Betracht. Dessen Leckstrom läßt an den einzelnen Stufen des Reglers Gleichspannungen von einer Größe entstehen, die ein knackfreies Regem ausschließt, sofern man nicht mehrstufig mit entsprechend größeren Kondensatoren abblockt.Step regulators as well as stratification regulators of the type described each have different disadvantages. Step regulators can because of the large control range and the structurally limited number of contacts hardly have attenuation levels lower than about 0.5 db, corresponding to around 5%. As a coupling capacitor between the amplifier and the controller, especially in transistor technology, there is usually only one Electrolytic capacitor into consideration. Its leakage current leaves at the individual stages of the regulator DC voltages of a magnitude arise that exclude a crack-free regime, unless one multi-stage blocks with correspondingly larger capacitors.

Schichtregler arbeiten dagegen praktisch stufenlos und weisen erfahrungsgemäß etwa 20 bis 30 db kleinere Regelgeräusche auf als entsprechende Kontaktregler. Ihr Nachteil liegt jedoch in der relativ geringen Genauigkeit. Nur durch zeitraubendes und kostspieliges Aussuchen oder Nacharbeiten der Reglerplatten ist ein z. B. für Stereobetrieb befriedigender Gleichlauf zwischen beliebigen Reglern zu erreichen.Layer regulators, on the other hand, work practically continuously and experience has shown that they are around 20 to 30 db smaller Control noises on as a corresponding contact regulator. Their disadvantage, however, is that they are relatively low Accuracy. Only by time-consuming and costly searching or reworking the regulator plates is a z. B. to achieve satisfactory synchronization between any controllers for stereo operation.

Ähnliche Nachteile wie bei den Regiereglern sind auch bei den eingangs genannten Einstellgliedern für die Gegenkopplung vorhanden. Diese sind üblicherweise als Potentiometer geschaltet. Teilspannungen werden in größeren Stufen, z. B. von je 6 db, abge-Similar disadvantages as with the control regulators are also found in the setting elements for the negative feedback is present. These are usually connected as potentiometers. Partial stresses are in larger stages, e.g. B. of 6 db each,

609 610/281609 610/281

griffen und auf den Eingang des Verstärkers zurückgeführt. Da die Stufen so groß sind, werden die vom Leckstrom des Koppelkondensators herrührenden Gleichspannungssprünge beim Einstellen hier besonders störend. Aus diesem Grunde, aber auch schon wegen der sehr kleinen merklichen Stufung ist eine gelegentlich erwünschte Korrektur der Einstellung während der laufenden Sendung kaum möglich. Die handelsüblichen Kohleschichtpotentiometer sind für diesen Verwendungszweck zu ungenau.grabbed and fed back to the input of the amplifier. Since the steps are so big, the DC voltage jumps resulting from leakage current of the coupling capacitor when setting this in particular disturbing. For this reason, but also because of the very small noticeable gradation, there is one occasionally desired correction of the setting during the current program hardly possible. the Commercially available carbon film potentiometers are too imprecise for this purpose.

Neben den beschriebenen Nachteilen haben die bisher bekannten Ausführungen sowohl der Regieregler als auch der Einstellglieder eine weitere Eigenschaft, die für das Geräuschverhalten der Regieanlage schädlich ist, nämlich den unnötig großen Ausgangswiderstand. Der bei Regiereglern mit Hilfe der Kettenleiterschaltung angestrebte konstante Ausgangswiderstand wurde meist deshalb gefordert, weil der Eingangsübertrager des nachfolgenden Verstärkers empfindlich gegen eine Fehlanpassung von der Quelle her sein konnte. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn die unerwünschte Streuresonanz des Übertragers hauptsächlich durch den Quellwiderstand gedämpft wird.In addition to the disadvantages described, the previously known designs have both the control regulator as well as the setting elements, another property that affects the noise behavior of the control system is harmful, namely the unnecessarily large output resistance. The one in government regulators with the help of the ladder circuit The desired constant output resistance was usually required because of the The input transformer of the following amplifier is sensitive to a mismatch from the Source. This is especially the case when the unwanted leakage resonance of the transformer is mainly attenuated by the source resistance.

Die nachteilige Wirkung eines großen Ausgangswiderstands beruht darauf, daß er einen vom Rauschen der speisenden Quelle unabhängigen, eigenen thermischen Rauschanteil liefert. Dieser macht sich immer dann störend bemerkbar, wenn der Mikrofonverstärker selbst sehr rauscharm und überdies auf kleine Verstärkung eingestellt ist. Dann kann schon bei einer mittleren Reglerstellung der Ausgangspegel des Reglers unter dem Mikrofonpegel liegen. Da dies gleichermaßen für den vom Mikrofon stammenden Geräuschanteil gilt, bestimmt dieser nicht mehr allein den Geräuschabstand. Dies ist aber auch dann erwünscht, wenn der Mikrofonverstärker auf kleine Verstärkung eingestellt ist, d. h. relativ hohe Nutzpegel vom Mikrofon geliefert werden. Bei der heute oft verwendeten großen Zahl von Mikrofonen wird der Geräuschabstand im Endergebnis nämlich schon dadurch eingeschränkt, daß die Summe der Nutzpegel gewöhnlich viel weniger mit der Zahl der eingeschalteten Kanäle ansteigt als die Summe der Geräuschpegel. The adverse effect of a large output resistance is due to the fact that it makes one from the noise provides its own thermal noise component that is independent of the feeding source. This makes itself always annoying noticeable when the microphone amplifier itself is very low-noise and, moreover, on small gain is set. Then the output level can already be achieved with a middle control position of the controller are below the microphone level. As this applies equally to the one coming from the microphone Noise component applies, this no longer determines the signal-to-noise ratio alone. But this is also desirable when the microphone amplifier is set to low gain, d. H. relatively high useful level supplied by the microphone. With the large number of microphones often used today the signal-to-noise ratio in the end result is already limited by the fact that the sum of the useful levels usually much less increases with the number of channels switched on than the sum of the noise levels.

Um das thermische Eigenrauschen des Reglers klein zu halten, wäre deshalb ein möglichst kleiner Ausgangswiderstand günstig. Der nachfolgende Verstärker kann an diesem hinsichtlich seines eigenen Geräuschverhaltens angepaßt werden. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß man in jedem Fall den nachfolgenden Verstärker vorteilhaft aus einem verschwindend kleinen Quellwiderstand speisen kann. Übertrager können so bemessen werden, daß sie nicht durch die Quelle bedämpft werden müssen; die Beseitigung der Streuresonanzspitze kann z. B. durch geeigneten Abschluß der Sekundärseite geschehen. Der Quellwiderstand darf dann Null werden. Bei tiefen Frequenzen ist ein kleiner Quellwiderstand wegen der Dämpfung der Eisenverzerrungen überdies günstig. In Regieeinrichtungen, in denen die Verstärker mit den Reglern usw. räumlich zusammengebaut sind, entfällt außerdem die Notwendigkeit, zwecks erdsymmetrischer Speisung langer Verbindungsleitungen Übertrager einzuschalten.In order to keep the thermal noise of the controller as low as possible, it would be as small as possible Initial resistance favorable. The subsequent amplifier can use this with regard to its own Noise behavior can be adapted. The invention is based on the knowledge that in each case can advantageously feed the downstream amplifier from a negligibly small source resistance. Transformers can be sized so that they do not have to be attenuated by the source; the Elimination of the scattered resonance peak can, for. B. done by suitable closure of the secondary side. The source resistance may then be zero. At low frequencies there is a small source resistance because of the attenuation of the iron distortions, it is also favorable. In control facilities where the Amplifiers with the controllers etc. are spatially assembled, there is also no need to Switch on transformers for the purpose of supplying long connection lines balanced to ground.

Noch schwerwiegender als beim Regieregler wirkt sich im allgemeinen der Ausgangswiderstand des Einstellglieds im Gegenkopplungsweg aus. Wenn die an ihm abgegriffene Spannung in den Kathoden- bzw. Emitterkreis der Vorstufe zurückgeführt wird, entsteht dort durch den Ausgangs wider stand eine Stromgegenkopplung, welche zusätzliche Geräuschanteile hervorruft. Erfahrungsgemäß muß der im Kathodenbzw. Emitterkreis der Vorstufe wirksame Wechsel·- stromwiderstand erheblich kleiner als deren reziproke Steilheit 1/5 gehalten werden, damit die zusätzlichen Geräuschanteile unmerklich bleiben. Bei dem übliehen Arbeitspunkt einer Transistor-Eingangsstufe machen sich schon Werte von etwa 20 Ohm im Emitterkreis störend bemerkbar. Da der maximale Ausgangswiderstand eines Potentiometers ein Viertel seines Eingangswiderstands beträgt (Kettenleiter sind noch ungünstiger), darf letzterer also nur 80 Ohm betragen. Der Gegenkopplungskreis verbraucht dann viel mehr Leistung als der eigentliche Nutzwiderstand von beispielsweise 600 Ohm, den der Verstärker speisen soll. Das ist unwirtschaftlich undIn general, the output resistance of the has an even more serious effect than with the control regulator Adjusting member in the negative feedback path. If the voltage tapped at it in the cathode resp. Emitter circuit of the preamp is fed back, there is a negative current feedback through the output resistance, which causes additional noise. Experience has shown that the cathode or Emitter circuit of the preliminary stage, the effective alternating current resistance is considerably smaller than its reciprocal Steepness 1/5 must be kept so that the additional noise components remain imperceptible. With the customary The operating point of a transistor input stage can already achieve values of around 20 ohms Disturbing emitter circuit noticeable. Since the maximum output resistance of a potentiometer is a quarter its input resistance is (chain ladders are even more unfavorable), so the latter is only allowed 80 ohms. The negative feedback circuit then consumes much more power than the actual one Useful resistance of 600 ohms, for example, that the amplifier is to feed. That is uneconomical and

so technisch kaum vertretbar, um so mehr, als nichtso technically hardly justifiable, all the more so than not

" einmal ein direktes Interesse an der vom Nutzwiderstand, nämlich dem nachfolgenden Mikrofonregler, verbrauchten Leistung besteht. Dieser speist ja wiederum nur einen relativ hochohmigen Verstärkereingang. "once a direct interest in the useful resistance, namely the downstream microphone regulator, there is power consumed. This one feeds again only a relatively high-impedance amplifier input.

Ein für die beiden Anwendungen — Regieregler und Einstellglieder — geeigneter veränderbarer Spannungsteiler, welcher die Mängel der bekannten Anordnungen vermeidet und ihre Vorteile weitgehend vereinigt, hat demnach möglichst folgende Eigenschaften: One that is suitable for the two applications - control regulator and setting elements - can be changed Voltage divider, which avoids the shortcomings of the known arrangements and their advantages to a large extent united, therefore has the following properties as possible:

1. einen hohen Eingangs- und einen sehr kleinen Ausgangswiderstand,1. a high input and a very small output resistance,

2. kleine Gleichspannungsanteile längs der Reglerbahn bei eingeprägtem Gleichstrom, d. h. kleinen Gleichstromwiderstand,2. small DC voltage components along the regulator path with impressed direct current, d. H. small DC resistance,

3. stufenlose Regelung durch Schichtreglerbauweise, 3. infinitely variable regulation by means of a layer regulator construction,

4. genau reproduzierbare, vorgegebene Reglerkennlinie,
5. wirtschaftliche Herstellungsweise.4. Exactly reproducible, specified controller characteristic curve,
5. economical production method.

Schon die ersten beiden Eigenschaften kann der Spannungsteiler allein, ohne zusätzliche Schaltungsmaßnahmen, auch bei Speisung aus einer Quelle mit verschwindendem Innenwiderstand nicht besitzen. Es wird deshalb erfindungsgemäß der Spannungsteiler mit einer größeren Anzahl von Anzapfungen versehen, welchen das Eingangssignal in dem entsprechend der gewünschten Reglerkennlinie festgelegten Teilverhältnis niederohmig aufgeprägt wird. Erfindungsgemäß geschieht dies im Prinzip nach A b b. 1 mittels einer dem Spannungsteiler R parallelliegenden, vielfach angezapften Übertragerwicklung L, die als Sparübertrager wirkt. Zwischen den Anzapfungen und dem Bezugspotential liegt das im jeweiligen Verhältnis der Windungszahlen geteilte Eingangssignal mit sehr kleinem Innenwiderstand.The voltage divider alone cannot have the first two properties without additional circuit measures, even when fed from a source with negligible internal resistance. According to the invention, the voltage divider is therefore provided with a larger number of taps, to which the input signal is impressed with low resistance in the sub-ratio determined in accordance with the desired regulator characteristic. According to the invention, this is done in principle according to A b b. 1 by means of a multiply tapped transformer winding L which is parallel to the voltage divider R and acts as an economy transformer. Between the taps and the reference potential, the input signal is divided in the respective ratio of the number of turns and has a very low internal resistance.

Dieser hängt, da der Wechselstromwiderstand des Koppelkondensators C_k vernachlässigt werden kann, nur vom Ausgangswiderstand R_t des speisenden Verstärkers (höchstens einige Ohm) und dem Kupferwiderstand der Übertragerwicklung ab und wird wegen der Teilung nur zu einem Bruchteil dieser beiden Anteile wirksam. Mit einem hochpermeablen Übertragerkern (z. B. Ringkern) kann man bei ausreichender Induktivität L den Kupferwiderstand sehrSince the AC resistance of the coupling capacitor C _k can be neglected, this depends only on the output resistance R _{t of} the feeding amplifier (at most a few ohms) and the copper resistance of the transformer winding and is only a fraction of these two components due to the division. With a highly permeable transformer core (e.g. toroidal core), if there is sufficient inductance L, the copper resistance can be increased

klein halten, etwa bei einem Hundertstel des Spannungsteilerwiderstands R. Keep it small, around a hundredth of the voltage divider resistance R.

Für Gleichstrom liegt der Kupferwiderstand der Wicklung L dem Spannungsteilerwiderstand R parallel. Dadurch wird auch die unter 2 geforderte Eigenschaft weitgehend erfüllt. Eine merkliche Vormagnetisierung des Kerns durch den Leckstrom des Koppelkondensators (einige Mikroampere) tritt noch nicht ein. Die Teilspannungen an den Anzapfungen des Sparübertragers hängen nur von deren Windungszahlen ab, die genau eingehalten werden können. Durch die Verbindung der sehr niederohmigen Anzapfungen des Sparübertragers mit den korrespondierenden Anzapfungen des Spannungsteilers wird auch an diesem eine Reihe festgelegter Dämpfungswerte seiner Kennlinie erzwungen. Damit ist es aber möglich, nicht nur den Nachteil der fertigungsbedingten Ungenauigkeit bei Schichtreglern auszuschalten, sondern vor allem im Bereich größerer Dämpfung der Reglerschicht eine konstruktiv erwünschte Form zu geben, die den geforderten Kennlinienverlauf sonst nicht haben würde.For direct current, the copper resistance of the winding L is parallel to the voltage divider resistor R. This also largely fulfills the property required under 2. A noticeable premagnetization of the core due to the leakage current of the coupling capacitor (a few microamps) does not yet occur. The partial voltages at the taps of the economy transformer only depend on the number of turns, which can be precisely adhered to. By connecting the very low-resistance taps of the economy transformer with the corresponding taps of the voltage divider, a series of fixed attenuation values of its characteristic curve is enforced on this as well. This makes it possible not only to eliminate the disadvantage of manufacturing-related inaccuracy in stratified controllers, but also to give the controller layer a structurally desired shape that would otherwise not have the required characteristic curve, especially in the area of greater damping.

Die Verbindung von Anzapfungen einer Widerstandsschicht mit entsprechenden Anzapfungen eines Transformators od. dgl. ist für andere Zwecke bereits bekannt. So ist z. B. in der Starkstromtechnik ein Widerstandskörper bekanntgeworden, der zu Schalt- und Regelzwecken als Stufenschalter für eine angezapfte Wicklung, oder — in kreisrunder Form — als Kommutator für eine elektrische Maschine ausgebildet ist. Sein Merkmal ist eine Widerstandsschicht, deren spezifischer Widerstand in den Feldern zwischen den Anzapfungen stetig ab- und zunimmt; nahe den Anzapfungen ist er klein, ähnlich wie bei Metall, dagegen in der Feldmitte groß, bis fast Unendlich. Dieser Zyklus bewirkt ein weiches, stufenloses Schalten, damit keine Funken durch steil veränderten Stromübergang zwischen Reglerschicht und Schleifkontakt entstehen. Die hochohmigen Zonen der Schicht sollen andererseits deren unerwünschten Querstrom klein halten. Dagegen wird z.B. bei einem Regieregler die von der Signalquelle eingespeiste Leistung im Spannungsteilerwiderstand (Reglerschicht) selbst verbraucht; zum Schleifkontakt tritt nur ein relativ geringfügiger Ausgangsstrom über. Der erfindungsgemäß dem Spannungsteiler parallel hinzugefügte Sparübertrager verbraucht auch keine Leistung. Er bestimmt aber den Querstrom in jedem Feld des Spannungsteilers und den Verlauf der Dämpfungskurve. Damit diese stetig ist, muß der Widerstandsverlauf des Spannungsteilers im ganzen stetig sein und darf durch die Anzapfstellen keine merklich treppenförmigen Störungen erleiden.The connection of taps of a resistance layer with corresponding taps of a Transformer or the like is already known for other purposes. So is z. B. in heavy current engineering Resistance body has become known, the tapped for switching and control purposes as a tap changer for a Winding, or - in a circular shape - designed as a commutator for an electrical machine is. Its characteristic is a resistive layer whose specific resistance is in the fields between the taps steadily increasing and decreasing; near the taps it is small, similar to Metal, on the other hand large in the middle of the field, up to almost infinite. This cycle causes a soft, stepless one Switch to avoid sparks due to the steeply changed current transfer between the controller layer and Sliding contact arise. On the other hand, the high-resistance zones of the layer are intended to be undesirable Keep cross flow small. On the other hand, in the case of a control regulator, for example, the input from the signal source Power in the voltage divider resistor (regulator layer) consumed itself; comes to the sliding contact only a relatively minor output current over. According to the invention, the voltage divider in parallel The added savings transformers also do not consume any power. But it determines the cross-flow in everyone Field of the voltage divider and the course of the attenuation curve. In order for this to be continuous, the Resistance curve of the voltage divider must be steady on the whole and must not be due to the taps suffer noticeably stair-shaped disturbances.

Zur Anwendung des beschriebenen Prinzips auf Schichtregler wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Widerstandsschicht quer zur Schleifbahn mit schmalen, d. h. praktisch linienförmigen, metallischen Leitern zu unterlegen, die mit der Widerstandsschicht Kontakt haben. Sie sind bis an äußere Anschlüsse geführt und dort mit den zugehörigen Anzapfungen des Sparübertragers verbunden.In order to apply the described principle to stratification regulators, it is therefore proposed according to the invention that the resistance layer across the sliding track with narrow, d. H. practically linear, underlay metallic conductors that are in contact with the resistance layer. You are up to external connections and connected there with the associated taps of the economy transformer.

Wenn der Schleifer auf einer solchen Leiterlinie steht, dann ist der Ausgangswiderstand des Reglers verschwindend klein, nämlich annähernd gleich dem der Übertrageranzapfung. In Schleiferstellungen zwischen zwei Leiterlinien kommt noch ein Anteil von maximal einem Viertel des Teilwiderstands zwischen beiden benachbarten Leiterlinien hinzu. Mit der Zahl der Anzapfungen hat man es infolgedessen in der Hand, diesen Anteil des Ausgangswiderstands zu begrenzen.If the wiper is on such a conductor line, then the output resistance of the controller is vanishingly small, namely almost the same as that of the transformer tap. In slider positions between between two conductor lines there is a maximum proportion of a quarter of the partial resistance two adjacent conductor lines. As a result, the number of taps is in the Hand to limit this proportion of the output resistance.

Der vom Sparübertrager erzwungene Dämpfungsverlauf bietet die vorteilhafte Möglichkeit, den Regler in Potentiometerschaltung aufzubauen. Dies wäre ohne den Sparübertrager nur in einem kleinen Regelbereich möglich. Die Widerstandsschicht müßte mit steigender Dämpfung immer breiter werden, diesThe attenuation curve forced by the economy transformer offers the advantageous option of using the controller build up in potentiometer circuit. Without the savings transformer, this would only be within a small control range possible. The resistance layer would have to become wider with increasing attenuation, this

ίο würde konstruktiv und wegen der Stromverteilung bald eine Grenze finden. Der erzwungene Dämpfungsverlauf gestattet dagegen, weit über die Korrektur von Fertigungsschwankungen hinaus, auch eine Formgebung mit begrenzter Schichtbreite. Der Vorteil der Potentiometerschaltung liegt darin, daß bei gleichem spezifischem Flächenwiderstand der Schicht ein höherer Eingangswiderstand erreicht wird als bei einer Kettenleiteranordnung, weil keine Querableitung eintritt. Bei sonst gleichen Werten und Abmes-ίο would be constructive and because of the power distribution soon find a limit. The forced damping curve, however, allows far beyond the correction of manufacturing fluctuations, also a shape with a limited layer width. The advantage the potentiometer circuit is that with the same specific sheet resistance of the layer a higher input resistance is achieved than with a ladder arrangement because there is no transverse discharge entry. With otherwise the same values and dimensions

ao sungen kann also umgekehrt ein kleinerer spezifischer Flächenwiderstand gewählt werden. Dies ist deshalb anzustreben, weil die Stromfäden für den Ausgangsstrom, der dem Querstrom überlagert ist, sich in der Nähe des Abnahmekontakts annähernd radial zusammendrängen. Dadurch entsteht ein zusätzlicher Anteil des Ausgangswiderstands, der bei einer Abtastung in voller Schichtbreite entfiele.Conversely, a smaller specific sheet resistance can be selected. This is why to strive for because the current filaments for the output current, which is superimposed on the cross current, are in the Near the pick-up contact, squeeze almost radially together. This creates an additional Proportion of the output resistance that would be omitted when scanning the full slice width.

Bei einem Schichtregler der bekannten Bauweise ist dieser Anteil des Ausgangswiderstands außer in der Nähe der Quellelektrode praktisch konstant und fällt gegenüber dem Hauptanteil des Ausgangswiderstands nicht sehr ins Gewicht. Dagegen kann er bei einem Regler gemäß der Erfindung, bei dem ein kleiner Ausgangswiderstand angestrebt wird, störend hervortreten. Er hängt nur von der Stromverteilung und vom spezifischen Flächenwiderstand ab und ist bei engem Abstand der Leiterlinien praktisch unabhängig von der Schichtbreite.
Zwischen den mit dem Sparübertrager verbundenen Leiterlinien werden in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zur Verringerung dieses Anteils am Ausgangswiderstand weitere Linien in engem Abstand der Schicht unterlegt. Diese Linien erhalten keine äußere Verbindung. Da auch sie quer zur Schleifbahn verlaufen, richten sie in der bereits aus der zitierten Patentschrift bekannten Weise die Stromfäden annähernd parallel aus. Der Zweck dieser Maßnahme ist aber in beiden Fällen verschieden. In der bekannten Regleranordnung wird durch gleichmäßigere Verteilung des Querstroms ein zu steller Dämpfungsanstieg in der Nähe der Quellelektrode vermieden; eine Verringerung des Ausgangswiderstands ist dabei nicht einmal erwünscht, weil dieser konstant sein soll und ohnehin bei Annäherung an den niederohmigen Quellenanschluß absinkt. Der Regler gemäß der Erfindung hat dagegen wegen der mit dem Sparübertrager verbundenen »Eichlinien« eine in ungefähr rechteckige Felder aufgeteilte Schicht. In jedem dieser Felder fließt der Querstrom annähernd gleichmäßig über die Schichtbreite verteilt in Richtung der Schleifbahn, da keine Querableitung vorhanden ist. Die parallelen Zwischenlinien ändern an dieser Verteilung nichts, die auch für den überlagerten Ausgangsstrom mit Ausnahme des einen schmalen Feldes gilt, in dem gerade der Abnahmekontakt steht. Die Wirkung der radial zusammengedrängten Verteilung des Ausgangsstroms auf den Ausgangswiderstand bleibt daher auf dieses eine FeldIn the case of a layer regulator of the known design, this proportion of the output resistance is practically constant except in the vicinity of the source electrode and is not very important compared to the main proportion of the output resistance. On the other hand, in a regulator according to the invention, in which a small output resistance is sought, it can be a problem. It depends only on the current distribution and the specific sheet resistance and is practically independent of the layer width if the conductor lines are closely spaced.
In a further embodiment of the invention, in order to reduce this proportion of the output resistance, further lines are placed under the layer at a narrow spacing between the conductor lines connected to the economy transformer. These lines have no external connection. Since they also run transversely to the sliding path, they align the current filaments approximately parallel in the manner already known from the patent specification cited. The purpose of this measure is different in both cases. In the known regulator arrangement, a more even distribution of the cross current avoids a damping increase that has to be adjusted in the vicinity of the source electrode; a reduction in the output resistance is not even desirable because it should be constant and in any case drops when the low-resistance source connection is approached. The regulator according to the invention, on the other hand, has a layer divided into approximately rectangular fields because of the "calibration lines" connected to the economy transformer. In each of these fields, the cross-current flows almost evenly over the width of the layer in the direction of the sliding track, as there is no cross-discharge. The parallel intermediate lines do not change anything in this distribution, which also applies to the superimposed output current with the exception of the one narrow field in which the pick-up contact is currently located. The effect of the radially compressed distribution of the output current on the output resistance therefore remains on this one field

beschränkt, und man gewinnt dadurch eine merkliche Verringerung des Ausgangswiderstands. Dies ist im ganzen Reglerbereich erwünscht, und die Zwischenlinien werden deshalb überall der Reglerschicht unterlegt. Sie brauchen nicht über die volle Schichtbreite zu verlaufen, sofern diese groß gegen den Linienabstand ist.limited, and one gains thereby a noticeable reduction of the initial resistance. this is desirable in the entire controller area, and the intermediate lines therefore become the controller layer everywhere underlaid. They do not need to run over the full width of the layer, provided they are large against is the line spacing.

Als Schichtträger mit den leitenden Linien einschließlich der Zuführungen an die Anschlüsse des Sparübertragers wird erfindungsgemäß eine in der bekannten Technik der sogenannten gedruckten Schaltung (Folienätztechnik) hergestellte Leiterplatte benutzt. Dies hat denVorteü, daß praktisch beliebige Freiheit in der Gestaltung der Leiterplatte besteht. Außerdem können dadurch ohne besonderen Kosten- 15-aufwand genau exemplargleiche Reglerplatten hergestellt werden. Die Leiterlinien können, z. B. bei Anwendung von phototechnischen Druckverfahren, sehr schmal gehalten werden. Unebenheiten durch die auf dem Isolierstoffträger erhaben stehenbleiben- aoden Leiterinnen können durch Einpressen der Leiter oder durch Auffüllen der Zwischenräume mit Kunststoff und nachträgüches Planschleifen vor dem Beschichten ausgeglichen werden.As a layer support with the conductive lines including the leads to the connections of the According to the invention, the economy transfer device is one in the known technology of the so-called printed Circuit (foil etching technology) used printed circuit board. This has the advantage that practically any freedom consists in the design of the circuit board. In addition, you can do this without any special expense Exactly identical controller plates can be produced. The conductor lines can, for. B. at Use of phototechnical printing processes, can be kept very narrow. Bumps through which remain raised on the insulating material carrier Ladders can be made by pressing in the ladder or by filling the gaps with plastic and subsequent surface grinding can be compensated for before coating.

A b b. 2 zeigt beispielsweise die Reglerplatte eines 25: Regiereglers gemäß der Erfindung. Am Anschlußpunkt A liegt das Bezugspotential, zwischen den Anschlußpunkten A und B wird der Regler aus dem niederohmigen Verstärkerausgang gespeist. Der Abnahmekontakt läuft auf der strichpunktiert gezeichneten Bahn.. Links neben der Reglerplatte ist die Skala des"\.im praktischen Beispiel gewünschten Dämpfungsverlaufs angegeben. Wenn dieser nicht durch die Verbindungen 1 bis 16 zu dem nur symbolisch dargestellten Sparübertrager L erzwungen würde, müßte die homogene Kohleschicht eine Form haben, deren Anfang durch die Linien C und C angedeutet ist. Sie kann aber nicht bis zu großen Dämpfungswerten fortgesetzt werden. Den angedeuteten Verlauf kann man bei der maximal gewünschten Breite abbrechen und den weiteren Verlauf der DämpfungskennHnie durch die »Eichlinien« erzwingen. Die gezeichnete schlankere Form ist etwas günstiger hinsichtlich des Eingangswiderstands. Dieser kann aus der gewählten Schichtform vorausbestimmt werden, indem man die Teilwiderstände der Felder aus ihren Abmessungen ermittelt und durch das Quadrat ihrer vom Sparübertrager aufgezwungenen und auf die Gesamtspannung bezogenen Teilspannung dividiert.. Die Parallelsumme dieser auf den Eingang bezogenen Teilbelastungen ist der Eingangswiderstand. A b b. 2 shows, for example, the regulator plate of a 25: regulating regulator according to the invention. The reference potential is at connection point A. Between connection points A and B , the controller is fed from the low-impedance amplifier output. The pick-up contact runs on the dash-dotted path .. To the left of the regulator plate is the scale of the "\. Attenuation curve desired in the practical example. If this were not enforced by the connections 1 to 16 to the only symbolically represented economy transformer L , the homogeneous The carbon layer has a shape, the beginning of which is indicated by the lines C and C. It cannot, however, be continued up to large attenuation values The drawn, slimmer shape is somewhat more favorable in terms of the input resistance. This can be determined in advance from the layer shape selected by determining the partial resistances of the fields from their dimensions and dividing by the square of their partial voltage imposed by the economy transformer and related to the total voltage. The parallel The sum of these partial loads related to the input is the input resistance.

Die letzte »Eichünie« ist durch die Anzapfung bei der Windungszahl 1 des Sparübertragers gegeben, bei welcher 64 db Dämpfung auftreten, wenn der Übertrager insgesamt 1585 Windungen hat. Der restliche Teil des Ausblendbereiches ist hinsichtlich des Geräuschverhaltens und der Kennliniengenauigkeit nicht mehr kritisch und nicht Gegenstand der Erfindung. Er kann in bekannter Weise als Kettenleiter ausgebildet sein, wobei dann selbstverständlich die Zwischenlinien nicht bis zum metallisierten Rand geführt werden dürfen. Da diesem, noch beträchtlichen Teil des Reglerschichtwiderstands durch die letzte »Eichlinie« nur ein winziger Spannungsanteil aufgeprägt wird, verbraucht er praktisch keine Leistung und wirkt sich daher nicht auf den Eingangswiderstand aus.The last "calibration" is given by the tap at the number of turns 1 of the economy transformer, at which 64 db attenuation occur if the transformer has a total of 1585 turns. The rest Part of the blanking area is with regard to the noise behavior and the accuracy of the characteristic curve no longer critical and not part of the invention. He can be known as a chain ladder be formed, the intermediate lines then of course not up to the metallized edge may be led. Since this, still considerable part of the regulator sheet resistance through the If only a tiny amount of voltage is impressed on the last "calibration line", it consumes practically no power and therefore does not affect the input resistance.

A b b. 3 zeigt als weiteres Beispiel der Erfindung ein Einstellglied für die Gegenkopplung eines Verstärkers gemäß der Erfindung. Es ist analog zu den üblichen Stufendrehschaltern als Drehregler ausgebildet. Am Eingang B der gezeichneten Reglerplatte wird die Ausgangsspannung des Verstärkers, an A das Bezugspotential angelegt; die Ausgangsspannung des Schleifers D ist die auf den Verstärkereingang zurückzuführende Gegenkopplungsspannung. Die Verbindung der »Eichlinien« mit dem Sparübertrager L sowie die Anordnung der Zwischenlinien ist sinngemäß wie in Abb. 2. Der Einstellbereich beträgt dagegen beispielsweise nur 40 db. Ein dem Ausblendbereich des Regiereglers für mehr als 40 db Dämpfung entsprechender Teil der Reglerschicht ist hier überflüssig und kann einfach weggelassen werden. In dem zugehörigen vereinfachten Ersatzschaltbild A b b. 4 ist dieser weggelassene Teilwiderstand der Reglerschicht gestrichelt eingezeichnet.A b b. 3 shows, as a further example of the invention, an adjusting element for the negative feedback of an amplifier according to the invention. It is designed as a rotary control analogous to the usual multi-step rotary switches. The output voltage of the amplifier is applied to input B of the regulator plate shown, and the reference potential to A; the output voltage of the wiper D is the negative feedback voltage due to the amplifier input. The connection of the "calibration lines" with the energy-saving transformer L and the arrangement of the intermediate lines is analogous to that in Fig. 2. The setting range, on the other hand, is only 40 db, for example. A part of the controller layer corresponding to the fade-out range of the control controller for more than 40 db of attenuation is superfluous here and can simply be omitted. In the associated simplified equivalent circuit diagram A b b. 4, this omitted partial resistance of the regulator layer is shown in dashed lines.

Wie eingangs bereits erwähnt, kann die Erfindung außer bei den behandelten Fällen des Regiereglers und des Einstellgliedes für die Gegenkopplung auch auf weitere in der Regiekette benutzte Regelglieder angewendet werden. Dazu gehören beispielsweise die bekannten Gestaltungsmittel der Stereotechnik, wie Panoramapotentiometer, Basisbreite- und Richtungsmischer, ferner Überblendregler sowie Regler für den Frequenzgang. Diese bekannten Regelglieder sind meist in Potentiometer- oder Brückenschaltung aufgebaut. Gewöhnlich werden Stufenschalter verwendet, weil normale Drehpotentiometer zu ungenau sind oder nicht die gewünschte Kennlinie besitzen. In diesen Fällen kann durch Anwendung der Erfindung eine stufenlose Regelung nach einer vorgegebenen Kennlinie erreicht werden. Der niedrige Ausgangswiderstand ergibt meistens Vorteile im Geräuschabstand; da er auch bei einer starken Belastung des Ausgangs keine wesentliche Grunddämpfung entstehen läßt, kann unter Umständen ein sonst erforderlicher Zwischenverstärker eingespart werden. Die Vorteile der Erfindung können bei den angeführten Regelgliedern auch dann noch weitgehend ausgenutzt werden, wenn an Stelle eines besonderen Sparübertragers beispielsweise die Sekundärseite eines aus Symmetriegründen schon vorhandenen Übertragers verwendet wird.As already mentioned at the beginning, the invention can, except in the cases of the control regulator, which are dealt with and the setting element for the negative feedback also to other control elements used in the control chain be applied. These include, for example, the well-known design means of stereo technology, such as Panorama potentiometer, basic width and direction mixer, as well as fader and controller for the frequency response. These known control elements are usually in a potentiometer or bridge circuit built up. Tap changers are usually used because normal rotary potentiometers are too imprecise are or do not have the desired characteristic. In these cases, by applying the invention a stepless regulation according to a given characteristic can be achieved. The low output resistance usually results in advantages in the signal-to-noise ratio; since he is also under a heavy load of the output does not allow any significant basic attenuation to occur, an otherwise necessary Repeater can be saved. The advantages of the invention can be found in the cited Control elements can still be used to a large extent if instead of a special one Saver transformer, for example, the secondary side of an already existing one for reasons of symmetry Transformer is used.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for variable voltage dividers in the output circuit of a preferably low-resistance signal source, in particular at an amplifier output of a control chain of the Recording studio technology, characterized in that the voltage divider is on the input side a transformer winding is connected in parallel, which has a larger number of taps, and that the voltage divider to those Place his slip path, at which he has a damping according to the output voltage one of the taps of the transformer winding should also be tapped and is connected to the relevant tap of the transformer winding.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that when a layer regulator trained voltage divider the resistance layer on its insulating material to the for Taps provided places transversely to

Sliding track of the pick-up contact with narrow, d. H. practically linear, metallic Underlaid conductors, which have contact with the layer and for the purpose of connection with the associated Taps of the transformer winding are led to external connections.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that between the with the transformer winding connected conductor lines of the resistance layer at a close distance from each other further conductor lines without external connections are underlaid, which also run transversely to the grinding track.

4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the voltage divider ,, apart from the area of high damping (fade-out area), in potentiometer circuit is constructed.

5. Arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that as a layer support printed circuit boards used for the controller are manufactured using foil etching technology.

Considered publications:
German patent specifications No. 760 029, 965 827.

1 sheet of drawings