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Schaltungsanordnung für sprachgesteuerte Freisprechgeräte Die Erfindung
betrifft eine Schaltungsanordnung für sprachgesteuerte Freisprechgeräte mit kanalindividuellen
Steuerverstärkern, die von den Sprechspannungen des Sende- und Empfangskanals gesteuert
werden, und mit einem nachgeschalteten Vergleicher, der in Abhängigkeit von dem
Spannungsvergleichsergebnis Dämpfungsglieder in beiden Kanälen so steuert, daß in
dem Kanal mit der höheren Sprechspannung die Dämpfung verringert und in dem Kanal
mit der niedrigeren Sprechspannung die Dämpfung entsprechend erhöht wird.
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Mit Hilfe der Sprachsteuerung ist es bekanntlich möglich, dag bei
allen Freisprechgeräten gefürchtete Rückkopplungspfeifen zu vermeiden. Bei der Sprachsteuerung
wird bekannterweise der Umstand ausgenutzt, daß bei einem normalen Gespräch zumeist
abwechselnd gesprochen wird. Es ist deshalb möglich, den jeweils nicht benötigten
Kanal um einen bestimmten Betrag zu dämpfen, wodurch eine Erhöhung der Verstärkung
um denselben Betrag in der gerade bestehenden Sprechrichtung möglich wird, ohne
daß das Freisprechgerät durch die akustische Rückkopplung zu pfeifen beginnt. Den
Betrag der in beiden Kanälen in gleicher Größe, aber gegensinnig bewirkten Erhöhung
bzw. Verminderung der Dämpfung bzw. Verstärkung bei der Sprechrichtungsumschaltung
bezeichnet man auch als Dämpfungshub.
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Als Kriterium für die sprachgesteuerte Sprechrichtungsumschaltung
werden üblicherweise Spannungsmindestunterschiede zwischen den Kanälen im Vergleicher
ausgewertet, der den beiden kanalindividuellen Steuerverstärkern nachgeschaltet,
ist und meist als Brücken- oder Kippschaltung ausgebildet ist und je nach deren
Schaltlage, die durch das Vergleichsergebnis bestimmt wird; entsprechend gerichtete
Steuerströme für die im Sendeverstärker und Empfangsverstärker angeordneten Dämpfungsglieder
liefert. -Wird eine beispielsweise an eine Fernsprechnebenstellenanläge angeschlossene
Sprechstelle, die mit Freisprechbetrieb arbeitet, außer für den Hausverkehr auch
für den Amts- und Fernverkehr verwendet, so muß wegen der bei Fernverbindungen häufig
auftretenden größeren - die zeitlich und/öder je nach Verbindung verschieden groß
sein kann - Dämpfung, um ausreichende Empfangsverstärkung zu erzielen, zunächst
die Empfangsverstärkung des Freisprechgerätes entsprechend erhöht werden.
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Da aber durch die Erhöhung alleine der Empfangsverstärkung der Pfeifpunktabständ
verringert wird,. so wird, falls man keine besonderen Maßnahmen in Form einer entsprechend
größeren Dämpfung im Sendekanal trifft, durch die akustische Rückkopplung die Erhöhung
der Empfangsverstärkung auf einen bestimmten Höchstwert begrenzt sein, über den
hinaus eine weitere Erhöhung der Empfangsverstärkung nicht mehr möglich ist, da
dann der Pfeifpunktabstand nicht mehr eingehalten ist und somit ein Pfeifton auftritt,
der entgegen den Forderungen der Post über den Sendeverstärker auch auf die Verbindungsleitung
gelangen kann.
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Deshalb ist man bei sprachgesteuerten Freisprechgeräten davon abgegangen,
die bei höherer Dämpfung der Verbindungsleitung erforderliche oder erwünschte Erhöhung,
der Empfangsverstärkung etwa nur in der letzten Stufe des Empfangsverstärkers mittels
eines diese Stufe beeinflussenden Lautstärkepotentiometers von Hand einzustellen.
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Vielmehr arbeiten die meisten bekannten sprachgesteuerten. Freisprechgeräte
zur ,Sicherstellung eines ausreichend großen Pfeifpunktabstandes mit .einem' festen,
vom Benutzer nicht verstellbaren, ausreichend großen Dämpfungshub,. der also so
groß ist, daß auch.. die größte, praktisch auf einer Verbindungsleitung auftretende
Dämpfung - bei Einstellung des. Lautstärkepotentiometers .auf maximale Empfangsverstärkung
- durch die sprachgesteuerte Entdämpfung oder Verstärkungserhöhung des Empfangskanals
gerade ausgeglichen wird, deren Betrag mit dem Dämpfungshub festgelegt ist. Der
Sendekanal wird dabei sprachgesteuert um denselben Betrag gedämpft, so daß der Pfeifpunktabstand
nicht verringert wird: Der Dämpfungshub der Sprachsteuerung ist dann jedoch bei
allen Verbindungen unverändert so groß, wie er eigentlich nur für die größte auf
einer Verbindungsleitung praktisch auftretende Dämpfung notwendig wäre. Wenn Sprechspannungen
mit geringerer Leitungsdämpfung empfangen werden, wird die dann infolge festen großen
Dämpfungshubes zu große Empfangsverstärkung mit Hilfe des Lautstärkepotentiometers
wieder
von Hand zurückgeregelt. Dieser große Dämpfungshub und damit die große Emp
ungsverstärkung wird also für die meisten Verbindungen nutzlos aufgewendet, weil
nur sehr wenige Verbindungen eine große Leitungsdämpfung aufweisen.
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Diese bekannten sprachgesteuerten _Freisprechg@x@.te, die.- auch große
:Leitungsdämpfung ,(z.: Br bei Feinverbindungen)' durch erhöhte Empfangsverstärkung
mittels eines- -entsprechend großen Dämpfungshubes ausgleiehen können.; weisen aber
-die mit, der Vergrößerung des @Dämpfungshubes-y wachsenden Nachteile auf, daß die
Steuervorgänge beider Sprechrichtungsumschaltung stärker störend bemerkbar sind
und daß die Zwischen- oder Gegegsprechmöglichkeit erheblich eingeschränkt wird.
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Das Zwischen-. oder Gegensprechen ist- nämlich grundsätzlich im Pegel
@inimer um die Größe 'des Dämpfungshubes gegenüber dem Aufrechterhalten der gerade
bestehenden Schaltlage des Vergleichens und Auswerters benachteiligt. -Diese Erscheinung`
wird vom Fachmann auch als Hysterese bezeichnet: - Die. Sprachsteuerung schaltet
die Sprechrichtung. um so schwerfälliger um, je größer der Dämpfungshub ist: Erniedrigt
man den 'Dämpfungshub wieder; so erreicht man zwar eine bessere Zwischensprechmöglichkeit
aber der Sprechbetrieb -befriedigt nux.:bei Verbindungen mit mäßiger Dämpfung. Stark
gedämpfte Empfangsspannungen bei Fernverbindungen können dann nämlich nicht mehr
genügend verstärkt werden, weil wegen des kleinen Dämpfungshubes die mittels des.
Läutstärkepatentiometexs von Hand einstellbare Erhöhung der Verstärkung der letzten
Stufe des Empfangsverstärkers zur Sicherstellung eines ausreichend großem Pfeifpunktabstandes
stärker begrenzt ist-als bei großem Dämpfungshub.
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,..Diese typischer Mängel sprachgesteuerter Freisprechanlagen können
durch. die bekannten Verbesserangen an einzelnen 'Peilen der Sprachsteuerung bekannter
Freisprechgeräte nicht vollständig beseitigt= werden.- Mit solchen Maßnahmen kann
zwar stets für einen bestimmten. Betriebsfall und hinsichtlich einzelner Eigenschaften
des Freispreehgerätes eine Verbesserung erreicht werden, sie ist aber in der Regel
@ mit Nachteilen hinsichtlich anderer Eigenschaften verbunden. -Durch die deutsche
Auslegeschrift 11:68 494 ist es weiterhin bekämet, die Empfangslautstärke -- die
bei, den vorgenannten Freisprechgeräten mit festem großem Dämpfuugshub mit-Hilfe,
eines besonderen . Lautstärkepotentipmeters geregelt wird -- mit Hilfe ; der Veränderung
des pämpfungshubes mittels eines Pptentiometers von Hand einzustellen, welches die
Größe eines Steuerstromes einstellt; der den Dämpfungsgliedern - unabhängig von
der jeweiligen Schaltlage des meist als Brücken- oder Kippschaltung ; ausgebildeten
Vergleichens - dauernd zugeführt wird. -.Dieses bekannte Freisprechgerät hat den
Vorteil, daß. bei den meisten Verbindungen wegen ihrer geringen Dämpfung eine ausreichende,-
schon mit kleinem- Dämpfungshub erzielt wird, sä daß die Sprecbxichtuugsumschaltung
nicht, allzu: schwerfällig, sondern mit kleiner Hysterese: arbeitet. -.,.Diese Technik
bringt aber immer noch den Nach--, teil mit sich, daß der Benutzer bei jeder neuen
Ver-. bindung,: die eine veränderte= Dämpfung aufweist,. ür@d.bei-jeder Dämpfungsschwankung-die
durch .die:;
| Dämpfung ,,ve@u@rsachte Emp@@,gsläutstää@@l@@u@g |
| von Hand mittels des Potentiometers ausgleichen |
maß, das in diesem Fall` den: Dämpfungshub regelt. Diese Nachstellung kann auch
während einer einzigen -Verbindung mehrmals, - notwe4dig sein, wenn sieh deranü
zer' .an der egenistelle unterschiedlich verhält und z. B. unterschiedlich weit
vom Mikrofon entfernt- ist: -A.ußerdem:ist.bei Verbindungen mit großer Dämpfung
immer noch ein großer Dämpfungshub erforderlich, was der Forderung einer möglichst
kleinen Hysterese widerspricht.
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Bei der Sprachsteuerung sollte man deshalb entsprechend der jeweils
erforderlichen--Empfängsverstärkung immer einen gerade ausreichenden, möglichst
kleinen Dämpfungshub anwenden, um die Hysterese möglichst klein zu. hallen und so
ein. rinwandfreies Zwisßheu- oder (3egenspreehea zu ermögz liehen.
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Um den möglichst kleinen Dämpfungshub andererseits voll für die Empfangsverstärkung
verwenden zu können, maß nun ein möglichst kleiner und ko> stanter Pfeifpunktäbstand
gewählt -werden. Dieser kann aber nur dann-klein und immer' ungefähr gleich gehalten:
werden, wenn. als VergleicheruudAuswerterr eine- Meßschaltung hoher Empfindlichkeit
und Genauigkeit verwendet wird, welche sowohl bei kleinen als auch bei- großen Spxechspamluggen
in beiden Kanälen deren; jeweilige kleine Differenz genau messen und auch -deren
Richtung sicher auswerten kann.. -Um im Gegensatz hierzu die Anforderungen an -den
Vergleichen und Aaswerter bzw, an die Meß-Schaltung gering zu halten und dann beispielsweise
n üt absoluten Pegelschwellen und den davon abgeleiteten Schalterfunktionen
arbeiten zu können, wäre es ja zunächst uaheliegend, wie bei den bekannten Sprachsteuerungen,,
den Pfeifpunktabstand möglichst groß zu machen. Bei festliegenden Warten. für die
Sendeverstärkung, die Gabelrückhördämpg und die akustische Kopplung- der Wandler
ist bei nicht vergrößertem Dämpfungsbub diese Vergrößerung des Pfeifpunktabstandes
jedoch wiederum nur durch-Verringern der maximal erzielbaren Empfangsverstärkungserhöhung
-möglich.: Dieses widerspricht aber dem Prinzip der Sprachsteuerung; die ja gerade
eine möglichst -große Empfangsverstärkung ermtigR liehen soll.
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Eine nicht optimal ausgelegte Sprachsteuerung, deren Meßschaltung
einen großen Pfeifpunktabstand' braucht, znuß nämlich einen Teil ihres maximal möglichen
Däznpfungshubes -aufwenden, um die eigene einwandfreie Funktion sicherzustellen:
Für eine bei stimmte gewünschte Empfangsverstärkung maß bei Verwendung einer weniger
-genauen Meßschaltung somit wieder ein: größerer - größere Hysterese bewirkender
-- Dämpfungshub aufgewendet werden, als für den reinen Verstärkungsgewinn erforderlich
wäre. - - -Für die Meßschaltung von Fxeisprechgeräteu mit sehr kleinem Pfeifpunktabstand
kann man folgende Überlegungen anstellen, Wird in einer Sprechstelle m Fre eb durch
Besprechen des Mikro;-. i isprechbetri fons im Sendekanal ein Pegel ps erzeugt,
der au, einem- Meßpunkt- im Eingangsverstärker gemessen ist, so wird über die Gabel
wegen der nur eufichen-GabeIräckhörd4mpfung in einem etwa im Ausgang-; des Empfangskanals
liegenden Meßpunkt aus diesem;
Pegel ps ein Pegel von der pröße,pe
entstehen,. Daraus darf - zur Erhaltung des rnindestexi;orderlichem Pfeifpunktabstandes
apf bei unveränderter Verstärk kung der beiden Kanäle - über die akustische Koppe
luug' der Wandler an dem Eingang des Sendekanals höchstens ein Pegel ps' <-ps-apf
entstehen. Dabei kennzeichnet der feifpunktabstand apt den Verstä> kungsabstaud
gegenüber dem Instabilwerden des FreisprechgerAes bei ps' ? ps-ap f, Der
Pegel p3' ist aber an dein am Eingang des Sendekanals liegenden Meßpunkt nicht meßbar,
weil dort ja dem Pegel ps anliegt. Man wird also im anderen Kanal messen
und die Tatsache ausnutzen, daß das ursprüngliche Sprachsignal im anderem Kanal
mit einem um den halben Pfeifpunktabstand kleineren relativen Pegel auftritt. Mit
der Auswertung dieser Messung kann also der Ursprung eitles Sprachsignals .festgestellt
werden.
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Zur Einhaltung eines kleinen Dämpfuugshubes und somit eines kleinen
Pfeifpunktabstandes bei ausreichender Emlpfangsverstärkung braucht man also eine
sehr empfindliche und genaue Meßschaltung. Sie muß einerseits bereits auf energiearme
Anfangslaute der Sprache ansprechen, andererseits sollen bei großen wie auch bei
kleinen Lautstärken Fehlsteuerungen, und Blockieren mit Sicherheit vermieden werden.
Die Genauigkeit des Vergleichs muß also über einen normalerweise auftretenden großen
Pegelbereich von etwa 4 oder sogar 7 Neper gewährleistet sein, Es zeigt sich also;
daß die Lösung der Aufgabe, eine Sprachsteuerung zu erhalten, die unter allen Betriebsbedingungen
optimale Eigenschaften aufweist, entscheidend von der Verwendung einer Meß-Schaltung
abhängt, die eine Messung der Spannungsunterschiede im beiden Kanälen mit höchster
Finpfindlichkeit und Genauigkeit ermöglicht.
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Die bei Sprachsteuerungen bekannten Meßschaltungen nehmen aber nur
einen linearen Vergleich vor. Das bedeutet, daß bei Spannungsänderungen zwischen
z. B. 3 g,V und 1 mV im jeweiligen Kanal auf der Ausgangsseite des zugeordneten
Steuerverstärkers ein entsprechend außerordentlich großer Spannungsbereich auftritt,
der jedoch leistungsmäßig nicht verarbeitet werden kann. Die größte zu verarbeitende
Steuerungsspannung von 1. mV ist in diesem Beispiel rund 333mal größer als die kleinste
von 3 [,V. Die größte Ausgangsleistung wäre also 111000mal größer als die kleinste
Leistung, mit der ja auch schon der Steuervorgang sicher bewirkt werden muß. Der
für einem solchen Leistungsbereich zutreibende Aufwand ist bei Lautfer.sprechgeräten
unvertretbar. Dies gilt um so mehr bei über die Amtsleitung gespeisten Freisprechgeräten,
Deshalb wird bei den bekannten Freisprechgeräten die Messung der Spannung5uuterschiede
nur in eineng beschränkten Bereich durahgeführt, Oberhalb dieses Bereichs ist somit
gar kein Vergleich, mehr möglich.
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Die Erfindung löst die Aufgabe, für alle Betriebsbedingungen optimale
Eigenschaften zu erreichen, Dies geschieht dadurch, daß die Steuerverstärker als
logarithmische Steuerverstärker ausgebildet sind deren. Ausgangsspannungen im gesamten
$ereicll der Sprechspannungen beider Kanäle ohne Begrenzung denn Logarithmus dieser
Sprechspannungen proportional sind.
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Eitle auf diese Weise aufgebaute Sprachsteuerung ist gegen Fehlsteuerungen
und Blockieren sicher. Sie
vermeidet. unnötige Schwerfälligkeit und bietet
eine grqßtmöliche Erleichterung- des ZwischenspxechenS@ weil. die Hysterese stets
auf das unumgängliche Mini= mum beschränkt bleibt und well die empfindliche Vergleichsschaltung
einen Zwisehensprechvorsuch unter allen Bedingungen schon bei geringer Pegeldifferenz
.- also Spannungsverhältnis zugunsten des Gegensprechenden - erkennt.
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Damit diese guten Eigenschaften sich voll auswirken können, muß die
Sprachstoueruug aber auch ein optimales zeitliches Verhalten aufweisen, .
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In der Sprache folgen nämlich wegen ihres Silbencharakters ständig
ausgeprägte Pegelmaxima und -Minima schnell aufeinalider, EinwischellsprechR versuch
kann besonders leicht erkannt werden, wenn: er in ein Sprachminimum der Gegenrichtung
fällt, Für die richtige $prechrichtungsumschaltung durch Zwischensprechen sind deshalb
sehr kurze Zeitklan= stauten der Sprachsteuerung wichtig, die diese Pegel= differeilzen
nicht verwischen, Es ist jedoch andererseits nicht möglich, derart kurze Zeitkonstanten
generell vorzusehen, weil zur Vermeidung von Fehlsteuerungen die relativ lange Nachhallzeit
im umgebenden Rauirr in der Sprachstenerung in Form einer relativ graßon AusschwIngzeitkonstante
berücksichtigt werden muß, Außerdemist im normalen Fall des abwechselnden Sprechens
mit Zwischenpausen die Sprechrichtungsumschaltung unter der Voraussetzung langer
Ausschwingzeitm weniger störend bemerkbar, Gemäß einer Weiter-Bildung der Erfindung
werden diese gegensätzlichem Anforderungen dadurch erfüllt, daß im Vergleichet von
den Ausgangsspannungen der logarithmischen Steuerverstärker beeinflußte Zeitszhaltmittel
vorgesehen sind, die so zusammengeschaltet sind, da ß ihre Ausschwingzeitkonstante
beim Sprenhrichtungswechsel für die 1)ämpfungssteuerung unwirksam gemacht wird,
Dadurch wird erreicht, daß die normalerweise relativ großen Ausschwingzeitkonstauteu
hinsichtlich der Dämpfungsstenerang für den Fall unwirksam gemacht werden, daß in
beiden Kanälen gleichzeitig Sprechspannungen gleicher Größenordnung auftreten bzw.
daß im bisher unbesproehenen Kanal eine höhere Sprechspannung auftritt als im bisher
durchgeschalteten Kanal, Wie schon eingangs begründet wurde, ergeben sieh optimale
Eigenschaften der Sprachsteuerung, wenn die Empfangslautstärke durch Verändern des
j?ämpfnngshubes bei konstantem kleinem Pfeifpunktabstand eingestellt wind. Das bei
diesem kleinen Pfeifpunktabstand -- wie bei einem ungesteuerten Freisprechger4t
.- auftretende Echo au der Gegenstelle wird zweckmäßigerweise auch hier in bekannter
Weise durch eine Echosperre im Sendeweg vermindert. Damit diese Echosperre die Sprachsteuerung
nicht beeinflußt, wird gemäß einer weiterem Ausbildung der Erfindung diese Echosperre
hinter dem sendeseitigen Eingang der Sprachsteuerung in den Sendeverstärker eingefügt.
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Dadurch wird eine dynamische- Vergrößerung des Pfeifpunktabstmdes
in einem Kanal r-- in diesem Fall dein Sendekanal ^ bewirkt. Es wird also durch
diese Echosperre ein einseitiger dynamischer Dämpfungshub bewirkt, Im Gegensatz
zu Freispxechgeräten, in denen durch konstantes Erhöhen des Dämpfungshubes der Pfeifpunktabstand
vergrößert und damit das Echo verringert wird, entsteht aber durch diese zusätzliche
dynamische- Echosperre keine Ver-.
größerung --der Hysterese, -also
-keine Verschlechterürig-I der Zwischensprechmöglichkeit. Diese zusätz= lidhe Echosperre
wird mit einem dem Raumnachhall entsprechenden zeitlichen Dämpfungsverlauf versehen.
- - -F i g: 1 zeigt ein Prinzipschaltbild der Schaltüngs= anordnung gemäß der Erfindung;-°.-F
i g. 2 zeigt ein ausführliches SchaltbiId 'eines Ausführungsbeispieles. - -In F
i g. 1 ist -links. oben ein Mikrofon M mit einem Sendeverstärker SV dargestellt.
In diesem ist ein steuerbares Dämpfungsglied DS und hinter diesem' im Ausgang eine
Echosperre ESp eingebaut. Ein Lautsprecher L ist am- Ausgang eines Empfangsverstärkers
E-V - angeschlossen, der ein steuerbares Dämpfüngsglied DE enthält: Der Eingang
des Empfangsverstärkers EV -ist wie der Ausgang des- Sendeverstärkers SV mit einer
Gabel G verbunden. An deren Zweidrahtausgang ist eine. zweidrähtige Verbindungsleitung
VL angeschlossen, die zur jeweiligen Gegenstelle führt.
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Am Eingang des Sendeverstärkers SV wird in bekannter Weise aus der
Sprechspannung eine Steuerspannung abgegriffen, die einem dem Sendekanal zugeordneten
erfindungsgemäß logarithmisch ausgebildeten Steuerverstärker log StVS zugeführt
wird. In gleicher Weise wird kurz vor dem Ausgang des Empfangsverstärkers EV eine
Steuerspannung abgegriffen, die einem dem Empfangskanal zugeordneten logarithmischen
Steuerverstärker log StVE zugeführt wird-: --Die am jeweiligen Ausgang der
Steuerverstärker anstehende Steuerwechselspannung, die eine logarithmische Abhängigkeit
von der Sprechspannung am Eingang aufweist, wird gleichgerichtet einem Vergleicher
V zugeführt, der einen Vergleich anstellt, in welchem -der Kanäle die höhere Steuerspannung
abgegriffen worden ist. Abhängig vom Ergebnis dieses-Pegelvergleichs beeinflußt
er eine Dämpfungssteuerung DSt, die im Kanal mit dem geringeren Pegel die Dämpfung
durch Aussteuerung des Dämpfüngsgliedes erhöht, während gleichzeitig im Kanal mit
dem höheren Pegel die Dämpfung verringert wird.-Der Vergleichen V enthält Zeitglieder
VZ, die in Zusammenarbeit mit den logarithmischen Steuerverstärkern unter bestimmten
Pegelverhältnissen wie veränderbare Zeitglieder wirken. Die Dämpfüngssteuerung DSt
wird weiterhin noch durch -einen-Hub-' verstellenHSt beeinftußt. Dieser wird vom
Teilrehmer=-voil"-Handbetätigt, =wenn :die Lautstärke im Empfangskanal verändert
werden soll. Die im Ausgang des Sendeverstärkers: angeordnete Echosperre 1 ESp bewirkt
in bekannter Weise einen einseitig dyna-= mischen Hub und -verhindert damit einen
sonst durch die- Echowirkung auftretenden Halligkeitseindruck an der Gegenstation.
- -.F %,g. 2 zeigt für die Erfindung wesentliche 'Schaltungseinzelheiten. Das Mikrofon
111 ist über -einen Überträger 0 1 mit dem -Sendeverstärker SV verbün= den.
Dieser hat vier Stufen mit -je einem Transistor T 1, T 2; T 3 und
1 T4. Vor der letzten Stufe - also vor dem Transistor T4 = ist -das Dämpfungsglied
DS des Sendekanals als Längsdämpfungsglied_ argeschlossen. Dieses besteht aus zwei-Kondensatoren
C5, C6, Widerständen R 8 bis R12 und_ zwei Dioden D2 und D 3. ` -
-Fließt kein Steuerstrom durch die Dioden D2 und -D 3, so kann eine vom: Mikrofon
kommende Sprech- -spannungüber -den Emitter des- Transistors T3 und= dessen mitterwiderstand
R 4 den Eirigang@ des' Transistors T4 nur über- deri' sehr höchohiüigen' Wider=
stand R9 erreichen` Tn -diesem Fäll ist 'also- der Sendekanal gedämpft, und zwar,
in Abhängigkeit von der Größe des Widerstands- R9. Fließt aber, ein Steuerstrom
durch "die Dioden D 2 und D 3; wodurchdiese niederohrig werden, so
schließen sie über die niederohmigen Widerstände RB und R10 den hochohmigen Widerstand
R-9- im wesentlichen kurz. Die Dämpfung. im Sendekanal wird dadurch verringert.
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Die hinter dem Dämpfungsglied DS angeordnete EchosperreESp- besteht
-aus einem Graetz-GleichrichterDl, eirein Kondensator C2, zwei Widerstän-, den 96,
R 7 sowie einer Brückenschaltung aus zwei Kondensatoren C3, C4-und zwei Dioden D
15, D 16.
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Der Ausgang des Sendeverstärkers SV führt auf einen Übertrager Ü2
der Gabelschaltung G, an deren Zweidrahtausgang die.Verbindungsleitung VL angeschlossen
ist. Zur Gabelschaltung gehören weiterhin in bekannter Weise ein Nachbildungswiderstand
R13 sowie ein Graetz-Gleichrichter D 4, der dafür- sorgt, daß eine -Potentialumkehr
auf der Verbindungsleitung, über die das- Freisprechgerät in bekannter Weise gespeist
wird, sich nicht schädlich auf die Schaltelemente der Station auswirken kann. -Nur
der Vergleichen V mit einer als Auswerten nachgeschalteten Dämpfungssteuerung DSt
erhält eine-von dieser Speisespannung galvanisch getrennte besondere erdpotentialfreie
Spannung -I- U,. - U. -
An die Gabelschaltung G ist über einen Übertrager
Ü2 der Eingang des Empfangsverstärkers EV arge-`schlossen, an dessen Ausgang
der Lautsprecher L über einen Übertrager Ü4 angeschlossen ist. Zusätzlich wird in
ebenfalls bekannter Weise am Übertrager Ü4 die Steuerspannung" für die Echosperre
ESp abgegriffen.
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Der Empfangsverstärker hat auch vier Stufen, wobei zwischen der dritten
und vierten Stufe noch ein Übertrager Ü3 eingefügt ist und die vierte Stufe aus
zwei Transistoren T8: und T9 besteht. Im Eingang des EmpfangsverstärkersEV ist -das
in bekannter Weise als Querdämpfungsglied ausgebildete Dämpfungsglied
DE eingefügt, das aus -vier Widerständen R 14 bis R 17,. zwei Dioden
D 5 und D 6 und aus den.
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auch beim Dämpfungsglied DS benutzten - Kondensatoren C.5. und
C6 besteht. Der Widerstand R 15 ist hochohmig: und bildet mit den Dioden
D 5 und D 6 einen Spannungsteiler für die ankommende. Sprechspannung. Da der Eingang
des Transistors ebenfalls -hochohmig ist, beeinflußt er den Spannungsteiler nicht:
Fließt-kein Steuerstrom durch `die Dioden-D5 und:. D 6, so sind -diese Dioden hoch.--:
ohmig, und die volle Sprechspannung liegt -am Eingang des- Transistors.T S. In diesem.
Fäll ist also das Dämpfungsglied DE im Empfangsverstärker Ev wir-' küngslos:
Fließt aber ein Steuerstrom durch - de.= Dioden D 5 und ,D 6, ;so werden diese Dioden
niederohnüg- und bilden mit dem Widerstand R 15 einen wirksamen Spannungsteiler,
so daß entsprechend dem- Widerstand der Dioden eine entsprechende ge= riügere Sprechspannung
am Eingang des Transistors T 5 liegt. Dadurch wird der Empfangskanal gedämpft.
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Für beide Dämpfungsglieder DS und DE' sind. die Kondensatoren
C5 und C6 gemeinsam. Diese Lösung bot sich als praktisch an und erbringt
außerdem den Vorteil; däß Schwierigkeiten; die durch unterschiedliche Toleranzen
der Kondensatoren für den Fall, daß- sie getrennt- für beide -Dämpfungsglieder
aufgewandt
würden, vermieden sind, da unterschiedliche Toleranzen die Auswertung und damit
die Steuerung beeinflussen würden.
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Der logarithmische Steuerverstärker log StVS des Sendekanals
besteht aus zwei Dioden D7, D 8, die in Gegenkopplungsschaltung mit einem
Transistor T 10
und einem übertrager Ü5 verbunden sind. Die beiden Dioden
D 7 und D 8 liefern zusammen mit dem Transistor T 10 die logarithmische
Kennlinie, zu deren Glättung die zwei Widerstände R 23 und R 24 dienen. Die in einem
großen Pegelbereich schwankende Steuerspannung, die an einem von Hand einstellbaren
Widerstand R 5 des Sendeverstärkers SV abgegriffen wird, erscheint am Ausgang
des Übertragers V5 nach der Logarithmierung nur noch in einem solchen Bereich schwankend,
der ohne weiteres. leistungsmäßig verarbeitet werden kann, ohne daß Begrenzungen
nach oben oder unten vorgenommen werden müssen.
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Der dem Empfangskanal zugeordnete logarithmische Steuerverstärker
log StVE ist analog aus einem Transistor T 11, einem übertrager
U 6 sowie aus zwei logarithmierenden Dioden D 13 und D 14 und
aus zwei die logarithmische Kennlinie glättenden Widerständen R 34 und R 33 aufgebaut.
Die im Empfangskanal auftretende veränderliche Steuerspannung wird vom Transistor
T 9 des Empfangsverstärkers abgenommen, über die Dioden D 13 und
D 14 logarithmiert und erscheint am übertrager ü6.
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Die logarithmierten Spannungen beider Kanäle werden am Ausgang der
übertrager ü5 und U6 entnommen, über je eine Diode D 9 bzw. D12 gleichgerichtet
und dem Vergleicher V zugeführt. Dieser besteht im wesentlichen aus zwei auch. als
Zeitschaltmittel wirkenden Kondensator-Widerstandskombinationen C 11, R
26 und C 12, R 31. Am Kondensator C11 liegt die logarithmierte
und gleichgerichtete Steuerspannung des Sendekanals und am Kondensator C 12 die
logarithmierte und gleichgerichtete Steuerspannung des Empfangskanals.
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Im Ruhezustand des Freisprechgerätes erhalten die Kondensatoren C
11 und C 12 von ihrem Steuerverstärker keine Spannung. über die Widerstände R 31
und R26 liegt aber im Ruhezustand eine - durch zwei Widerstände R 29, R 30 und eine
Diode D 11 eines Spannungsteilers bestimmte positive - Basisvorspannung am ersten
Transistor T12 des Dämpfungssteuergliedes DSt. Diese positive Basisvor-.-spannung
macht den Transistor T12 leitend.,: -und seiri_. Kollektorstrom durchfließt den
Widerstand R 27.-Fließt ein genügend großer Strom und fällt die erdpotentialfreie
Spannung U im wesentlichen am WiderstandR27 ab, so wird die Basis des Transistors
T13 stark negativ, so daß dieser Transistor gesperrt ist. Dessen Kollektor bleibt
daher auf einem Potential, daß durch die Einstellung des Potentiometers R 28 auf
einen Wert zwischen -I- U und - U gelegt werden kann.
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Hierdurch erhalten die Dämpfungsglieder im Ruhezustand je nach Einstellung
des Potentiometers auf -I- U bzw. --U keinen bzw. einen großen Steuerstrom.
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Wird das Mikrofon M besprochen, so erscheint eine Spannung am Kondensator
C11. Diese Spannung ist für den Fall, daß der Empfangskanal nicht gleichzeitig besprochen
wird; zu diesem Zeitpunkt also auf jeden Fall größer als die am Kondensator C12
anliegende Spannung. Zusätzlich zu der am Spannungsteiler (R29, R30, D11)
abgegriffenen positiven Basisvorspannung erhält die Basis des Transistors T12 noch
die Differenz der beiden an den Kondensatoren liegenden Spannungen, die in diesem
Fall so gepolt ist, daß die Spannung an der Basis vom Transistor T12 negativer ist
als im Ruhezustand. Dadurch wird der Transistor T12 gesperrt. Dadurch wird über
den Widerstand R27 das Pluspotential -f- U an der Basis des Transistors T13 wirksam.
Dieser schaltet durch, und es fließt ein Steuerstrom über folgenden Stromkreis:
- U, T13, R16, D 5, D 6, R17, -I- U. Dadurch wird die Dämpfung im
Empfangsverstärker E V erhöht.
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Gleichzeitig besteht noch folgender Stromkreis- -
U, T13, R 12,D 3, D 2; R 11, -I- U. Dadurch wird die Dämpfung
im Sendeverstärker SV erniedrigt.
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Steht aber nur im Empfangskanal eine Sprechspannung an, so wird die
Spannung am Kondensator C12
größer als die am Kondensator C 11 über die Luftstrecke
vom Lautsprecher her bewirkte Steuerspannung, und damit wird die Polarität der Differenzspannung
umgekehrt. Diese Differenzspannung, die nun am Transistor T12 anliegt, ist also
positiv und bewirkt nur eine Verstärkung der positiven Basisvorspannung, die bereits
im Ruhezustand anliegt. Der Transistor T12 ist also wieder durchgeschaltet und der
Transistor T 13 gesperrt. Man spricht hierbei von einer empfangsseitigen Ruhelage,
d. h. im Ruhezustand und im Empfangszustand, wenn kein Steuerstrom durch die Dämpfungsglieder
fließt, ist die Dämpfung im Empfangsverstärker erniedrigt und die Dämpfung im Sendeverstärker
erhöht.
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Bei der Erfindung ist der Dämpfungshub nicht fest eingestellt, sondern
wird je nach der gewünschten Lautstärke über den Hubversteller HSt mit Hilfe des
Potentiometers R 28 eingestellt. Mit dessen Hilfe kann man unabhängig von der Schaltlage
des Transistors T13 einen Steuerstrom einstellbarer Größe über die DiodeD 10 durch
dieDämpfungsgliederfließen lassen.
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Der größte Dämpfungshub ist dann eingestellt, wenn sich der Schleifer
des Potentiometers R 28 in seiner oberen Stellung befindet. In diesem Fall kann
kein Steuerstrom über das Potäntiometer und die Diode D 10 in die Dämpfungsglieder
fließen. Der Steuerstrom durch die Dämpfungsglieder wird also nur durch den Transistor
T13 zwischen Null und dem Maximalwert geschaltet. Wird jedoch der Schleifer des
Potentiometers R 28 nach unten gedreht, so fließt über den Nebenschluß durch die
Dämpfungsglieder immer ein Steuerstrom, so daß dessen Größe mit Hilfe des Transistors
T13 nur noch zwischen dem Maximalwert und einem Mindestwert umgeschaltet werden
kann, der durch den jeweiligen Widerstand des Potentiometers R28 eingestellt ist.
Dadurch wird die Steuerstromänderung kleiner, die Dämpfungsänderung wird kleiner,
und das Freisprechgerät arbeitet mit kleinerem Dämpfungshub.
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Wird der Schleifer des Potentiometers R28 ganz nach unten gedreht,
so daß immer der maximale Steuerstrom über das Potentiometer durch die Dämpfungsglieder
fließt, so ist das Freisprechgerät nicht mehr sprachgesteuert mit empfangsseitiger
Ruhelage, sondern ungesteuert dauernd im Sendezustand.
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Die Zeitglieder VZ des Vergleichers V wirken in Verbindung mit den
logarithmischen Steuerverstärkern
wie folgt: Das Zeitglied besteht
aus Widerständen und Kondensatoren C 11, R26 und C12, R31.
Dabei bestimmt
die Größe der Widerstände R26 bzw. R32 die Entladezeit der Kondensatoren C11 und
C12. Ist die Entladezeit zu kurz; so neigt das Freisprechgerät, wie schon beschrieben,
zu Selbstunterbrechungen. Bei zu langer Entladezeit dagegen steht die Spannung an
einem Kondensator zu lange an,; und die Sprechrichtungsumschaltung ist behindert.
Eine schnelle Umsteuerung ist nur dann zu bewerkstelligen, wenn die Kondensatoren
eine kurze Einschwingzeit haben und am Vergleicher V eine schnelle - Kompensierung
der während der Ausschwingzeiten am ersten Kondensator noch vorhandenen Spannung
möglich ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Zeitschaltmittel so zusammengeschaltet
sind, daß ihre Ausschwngzeitkonstante beim Sprechrichtungswechsel für die Dämpfungssteuerung
unwirksam gemacht wird. Durch die Reihenschaltung der Kondensatoren C11 und C12°
wird eine Spannungsaddition bewirkt. Zwar kann die Entladung nicht verkürzt werden,
aber es wird die wichtige Tatsache ausgenutzt, daß die- Spannungsdifferenz und deren
Richtung festgestellt werden kann. Der Kondensator des Kanals, den ein Zwischensprechender
benutzen will, muß nur auf eine höhere Spannung aufgeladen-werden als die bestehende
Spannung auf dem Kondensator des zuvor gesprochenen Kanals in dem Augenblick beträgt.
Dadurch wird eine Umpolung der Spannungsdifferenz hervorgerufen, die zur Steuerung
der Dämpfungsglieder verwendet wird.
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Bei den bisher bekannten, mit linearer Kennlinie arbeitenden Steuerverstärkern
ist aber, wie schon eingangs - erwähnt, eine Begrenzung der Ausgangsspannung nach
oben hin notwendig. Aus diesem Grund war eine solche -Kompensierung der Ausschwingzeit
der Steuerspannung des anderen Kanals nicht möglich, da selbst bei lautem Einsprechen
auf dein Gegenkanal dieses Steuersignal im Vergleicher überhaupt nicht erkannt-
wurde, da selbst eine höhere Steuerspannung aus dem besprochenen Kanal gegenüber
der noch anliegenden Spannung aus dem vorher besprochenen Kanal nicht wahrgenommen
werden konnte. Nur mit Hilfe der logarithmischen Verstärker; die keine Begrenzung
des Steuerstromes nach oben hin erforderlich machen, ist es- möglich, eine schnelle
Sprechrichtungsumschaltung zu erreichen; obwohl die Ausschwingzeitkonstante zur
Berücksichtigung des Nachhalls, ausreichend groß ist.