DE1299725B

DE1299725B - Circuit arrangement for automatic switching on of the direct voltage for a condenser microphone

Info

Publication number: DE1299725B
Application number: DE1967S0110239
Authority: DE
Inventors: Wurll Peter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-06-08
Filing date: 1967-06-08
Publication date: 1969-07-24

Description

Die Erfmdung betrifft eine Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Einschalten der Gleichspannung für ein Kondensatormikrofon über dessen Wechselspannungsleitungen.The invention relates to a circuit arrangement for automatic switching on the DC voltage for a condenser microphone via its AC voltage lines.

Kondensatormikrofone für Transistorschaltungen benötigen nur eine niedrige Gleichspannung, so daß es möglich ist, diese über die Niederfrequenzleitungen dem Mikrofon zuzuführen. Dabei besteht allerdings die Gefahr, daß bei Anschluß eines dynamischen Mikrofons an dieselben Mikrofonbuchsen dieses durch die Gleichspannung beschädigt werden kann. Zur Vermeidung dieser Gefahr wurden Gleichspannungsspeisegeräte mit einer Abschaltautomatik vorgeschlagen, die einen vom Ausgangsstrom durchflossenen Widerstand enthalten. überschreitet die an diesem Widerstand abfallende Spannung einen bestimmten Wert, d. h., unterschreitet der Lastwiderstand eine bestimmte Größe, so wird die Ausgangsspannung abgeschaltet. Solche Speisegeräte sind bei Leerlauf eingeschaltet. Nach Anschluß eines dynamischen Mikrofons fließt dann kurzfristig ein hoher Strom, der empfindliche Mikrofone, wie Bändchenmikrofone, beschädigen kann.Condenser microphones for transistor circuits only need one low DC voltage so that it is possible to use this via the low frequency lines to the microphone. However, there is a risk that when you connect a dynamic microphone to the same microphone sockets this by the DC voltage can be damaged. To avoid this risk, DC power supply units were used Proposed with an automatic switch-off, which one from the output current flowed through Contain resistance. exceeds the voltage drop across this resistor a certain value, d. i.e. if the load resistance falls below a certain value, so the output voltage is switched off. Such feeders are idle switched on. After connecting a dynamic microphone, there will be a short-term flow high current that will damage sensitive microphones such as ribbon microphones can.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Einschaltautomatik zu schaffen, bei der auch nicht kurzzeitig ein unzulässig hoher Strom durch ein dynamisches Mikrofon fließen kann.In contrast, the object of the invention is to provide an automatic switch-on to create, in which not even briefly an impermissibly high current through a dynamic microphone can flow.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an die Wechselspannungsleitungen eine Einrichtung angeschlossen ist, die den Abschlußwiderstand der Wechselspannungsleitungen mißt und die die Gleichspannung nur dann auf die Wechselspannungsleitungen schaltet, wenn der Abschlußwiderstand innerhalb eines vorgegebenen, den Innenwiderstand eines Kondensatormikrofons einschließenden endlichen Bereichs liegt.This object is achieved according to the invention in that the AC voltage lines a device is connected, which the terminating resistance of the AC voltage lines measures and which only switches the DC voltage to the AC voltage lines, if the terminating resistance is within a predetermined, the internal resistance of a The finite range enclosing condenser microphones is.

Bei anderen Abschlußwiderständen liegt eine kleinere Spannung am Ausgang, die auch für empfindliche Mikrofone, insbesondere Bändchenmikrofone ungefährlich ist.With other terminating resistors, there is a lower voltage at the output, which are also safe for sensitive microphones, especially ribbon microphones is.

Zweckmäßig wird zur Messung des Abschlußwiderstandes mit diesem ein Meßwiderstand in Reihe geschaltet. Beide Widerstände werden zumindest dann, wenn die Mikrofongleichspannung nicht eingeschaltet ist, von einem Meßstrom durchflossen, der kleiner als der für ein dynamisches Mikrofon höchstzulässige Strom ist. Dieser Meßstrom kann von einer Hilfsspannungsquelle geliefert werden, die zweckmäßig von der Spannungsquelle für die Mikrofongleichspannung entkoppelt ist. Vorzugsweise ist an den Meßwiderstand ein schwellwertabhängiger Schalter, vorzugsweise einTransistorschalter, angeschlossen, der in Abhängigkeit vom Spannungsabfall am Meßwiderstand die Mikrofongleichspannung durchschaltet, wenn derAbschlußwiderstandinnerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt. Die Einrichtung zur Messung des Abschlußwiderstandes und das Speisegerät für die Mikrofongleichspannung brauchen nicht in getrennten geräten angeordnet zu sein, vielmehr können sie in einer gemeinsamen Schaltungsanordnung vereinigt sein.It is useful to measure the terminating resistance with this one Measuring resistor connected in series. Both resistors will at least if the microphone DC voltage is not switched on, a measuring current flows through it, which is less than the maximum current permitted for a dynamic microphone. This Measurement current can be supplied by an auxiliary voltage source, which is expediently from the voltage source for the microphone DC voltage is decoupled. Preferably there is a threshold-dependent switch on the measuring resistor, preferably a transistor switch, connected, the microphone DC voltage depending on the voltage drop across the measuring resistor turns on when the terminating resistance is within the specified range. The device for measuring the terminating resistance and the power supply for the Microphone DC voltage do not need to be arranged in separate devices, rather, they can be combined in a common circuit arrangement.

Zur Verhinderung einer Zwangssymmetrierung des Mikrofonverstärkers durch die Meßeinrichtung und das Mikrofonspannungsspeisegerät, sind die Mikrofongleichspannung und die Meßspannung vorzugsweise erdfrei. Die Versorgungsspannungen werden dabei einem Gleichspannungswandler entnommen, der bei Netzausfall automatisch an eine Notstrombatterie angeschlossen wird. An Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert.To prevent forced balancing of the microphone amplifier through the measuring device and the microphone voltage supply device, are the microphone direct voltage and the measuring voltage preferably floating. The supply voltages are thereby taken from a DC voltage converter, which in the event of a power failure is automatically connected to a Emergency battery is connected. With reference to the drawing, in which an exemplary embodiment is shown, the invention and other advantages and additions are shown below described and explained in more detail.

F i g. 1 zeigt das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels; F ig. 2 stellt das Schaubild des obigen Ausführungsbeispiels dar.F i g. 1 shows the block diagram of an exemplary embodiment; Fig. 2 shows the diagram of the above embodiment.

In F i g. 1 ist mit M ein Mikrofon mit dem Innenwiderstand Ra bezeichnet, das über die Leitungen a und einen übertrager U einen Verstärker 1 ansteuert. An die Leitungen a ist eine Einrichtung 2 angeschlossen, die den Widerstand Ra mißt. Ist die Größe des Widerstandes innerhalb eines vorgegebenen Bereichs, der den Widerstand von Kondensatormikrofonen einschließt, so steuert die Meßeinrichtung 2 ein Gerät 3 an, das die für den Betrieb von Kondensatormikrofonen erforderlichen Gleichspannungen auf die Leitungen a schaltet. Ist der Widerstand Ra sehr groß, z. B. bei offenem Eingang, oder ist der Widerstand Ra klein, z. B. wenn das Mikrofon M ein dynamisches Mikrofon ist so ist diese Gleichspannung nicht durchgeschaltet. Beim Anschließen eines dynamischen Mikrofons fließt daher auch nicht kurzzeitig ein unzulässig großer Strom.In Fig. 1, M denotes a microphone with the internal resistance Ra, which controls an amplifier 1 via the lines a and a transformer U. At the lines a are connected to a device 2 which measures the resistance Ra. Is the size of the resistance within a given range that defines the resistance includes condenser microphones, the measuring device 2 controls a device 3 indicates the DC voltages required to operate condenser microphones switches to lines a. If the resistance Ra is very large, e.g. B. with open Input, or is the resistance Ra small, e.g. B. if the microphone M is a dynamic Microphone is so this DC voltage is not switched through. When connecting a dynamic microphone therefore does not flow an impermissibly large one even for a short time Current.

Widerstände R1 und R2 verhindern, daß die Wechselspannung auf den Leitungen a durch die Schaltungen 2 und 3 kurzgeschlossen wird. Die Meßspannung der Schaltung 2 und die Mikrofongleichspannung der Schaltung 3 sind erdfrei. Die Versorgungsspannungen Ui und U2 dieser Schaltungen sind daher ebenfalls erdfrei und werden in einem Gleichspannungswandler 4 erzeugt.Resistors R1 and R2 prevent the AC voltage from being applied to the Lines a is short-circuited by circuits 2 and 3. The measuring voltage of circuit 2 and the microphone DC voltage of circuit 3 are floating. the Supply voltages Ui and U2 of these circuits are therefore also floating and are generated in a DC voltage converter 4.

Von der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 sind die Schaltungen 2 und 3 nach F i g.1 vereinigt. Das Mikrofon M mit dem ohmschen Widerstand Ra, das wiederum wahlweise ein Kondensator- oder ein dynamisches Mikrofon sein kann, ist über Klemmen A mit dem Eingangsübertrager Ü eines Verstärkers und mit einem Speisegerät verbunden, das die für Kondensatormikrofone erforderliche Gleichspannung erzeugt. Dieses besteht im wesentlichen aus einem Widerstand R7, der zur Messung des Ausgangsstroms und damit zur Messung des Lastwiderstandes dient und an den zwei Schmitt-Trigger mit den Transistoren Tsi, Ts2 und Tss, Ts4 angeschlossen sind, die über ein Integrierglied Cl, R6, C2 einen Schalttransistor Ts" ansteuern. Der Meßwiderstand R7 wird von einem Transistor Ts. kurzgeschlossen, wenn die Emitterspannung des Transistors Tss an das Mikrofon M durchgeschaltet ist. Im folgenden werde die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung beschrieben.From the circuit arrangement according to FIG. 2 are the circuits 2 and 3 combined according to F i g.1. The microphone M with the ohmic resistance Ra, which in turn can optionally be a condenser or a dynamic microphone is via terminals A connected to the input transformer Ü of an amplifier and to a power supply unit, that generates the DC voltage required for condenser microphones. This exists essentially from a resistor R7, which is used to measure the output current and so that it is used to measure the load resistance and to the two Schmitt triggers the transistors Tsi, Ts2 and Tss, Ts4 are connected via an integrator Cl, R6, C2 drive a switching transistor Ts ". The measuring resistor R7 is from a Transistor Ts. Short-circuited when the emitter voltage of transistor Tss is on the microphone M is switched through. The following is the mode of operation of the circuit arrangement described.

Zunächst liege an den Klemmen A kein oder ein sehr großer Lastwiderstand. über den Widerstand R7 fließt kein oder nur ein geringer Strom, so daß an den Eingängen der beiden Schmitt-Trigger keine Spannung anliegt und infolgedessen ihre beiden Eingangstransistoren Tsl bzw. Ts, nichtleitend sind. An den Kollektoren dieser Transistoren steht daher eine große positive Spannung, die die nachgeschalteten Transistoren Ts. bzw. Ts4 durchschaltet. Der Schalttransistor Ts7 ist daher gesperrt, und an den Klemmen A liegt nur eine kleine zur Messung des Lastwiderstandes benötigte Spannung, die von der Spannung -i- U2 abgeleitet ist.Initially, there is no load resistance or a very high load resistance at terminals A. No or only a small current flows through the resistor R7, so that at the inputs There is no voltage applied to the two Schmitt triggers and, as a result, both of them Input transistors Tsl and Ts, respectively, are non-conductive. At the collectors of these transistors there is therefore a large positive voltage across the downstream transistors Ts. Or Ts4 switches through. The switching transistor Ts7 is therefore blocked and on only a small voltage is applied to terminals A, which is required to measure the load resistance, which is derived from the voltage -i- U2.

Wird nun an die Klemmen A ein kleiner Widerstand, beispielsweise ein dynamisches Mikrofon mit einem Widerstand von 200 Ohm, gelegt, so fließt durch dieses und den Widerstand P7 ein kleiner Meßstrom, der von der Größe der Hilfsspannung -I- U2 und der Widerstände R., Ro, R10, R7, Ra sowie den Durchlaßwiderstand einer Diode D7 bestimmt ist. Dieser Strom erzeugt an dem Widerstand R7 einen Spannungsabfall, der beide Schmitt-Trigger zum Ansprechen bringt. Die Transistoren Ts2 und Ts4 werden gesperrt. Am Kollektor des Transistors Ts4 steht somit eine hohe positive Spannung, die den Transistor Ts2 wieder öffnet. Der Schalttransistor Ts7 bleibt daher gesperrt. Durch das Integrationsglied Cl, R6, C2 wird der kurzzeitige Spannungsimpuls vom Kollektor des Transistors Ts. so weit verzögert, daß der Transistor Ts7 auch nicht kurzzeitig öffnet. Eine Durchschaltung der am Emitter von Tss stehenden Gleichspannung kann daher nicht erfolgen.If a small resistor, for example a dynamic microphone with a resistance of 200 ohms, put so flows through this and the resistor P7 a small measuring current of the size the auxiliary voltage -I- U2 and the resistors R., Ro, R10, R7, Ra and the forward resistance a diode D7 is determined. This current creates a voltage drop across resistor R7, which makes both Schmitt triggers respond. The transistors Ts2 and Ts4 are locked. There is thus a high positive voltage at the collector of transistor Ts4, which opens the transistor Ts2 again. The switching transistor Ts7 therefore remains blocked. Through the integration element Cl, R6, C2, the short-term voltage pulse is from Collector of the transistor Ts. Delayed so far that the transistor Ts7 also does not opens briefly. A through-connection of the DC voltage at the emitter of Tss therefore cannot be done.

Liegt dagegen an den Klemmen A ein Belastungswiderstand, der dem Widerstand eines Kondensatormikrofons entspricht, beispielsweise ein Widerstand von etwa 2 kOhm, so fällt an dem Widerstand R7 eine Spannung ab, die nur den Schmitt-Trigger mit den Transistoren Ts. und Ts2 zum Ansprechen bringt. Die Kollektorspannung des Transistors Ts2 steigt an, der Transistor Ts7 wird geöffnet, und die Emitterspannung des Transistors Tso wird an die Klemmen A durchgeschaltet. Gleichzeitig wird zu dem Meßwiderstand R7 mittels eines Schalters, vorzugsweise eines Transistorschalters Tss, ein Nebenschluß geschaltet. Die von dem Transistor Ts7 an den Ausgang geschaltete Spannung wird über eine Stabilisierungsschaltung mit dem Transistor Tss, dem Widerstand R5 und der Zenerdiode D4 und einer zweiten Stabilisierungsschaltung mit einem Transistor TsS, einem Widerstand R11 und einer Zenerdiode D5 von einer Spannung U1 gewonnen. Da die durchgeschaltete Mikrofongleichspannung größer als die Hilfsspannung -I- U2 ist, steigt nach dem Durchschalten des Transistors Ts7 der Strom durch den Widerstand Ra an. Wäre nun der Meßwiderstand R7 nicht kurzgeschlossen, so würde an diesem die Spannung ansteigen, der Schmitt-Trigger mit den Transistoren Tss und Ts4 ansprechen und der Transistor Ts2 geöffnet werden, so daß die Spannung wieder abgeschaltet würde. Bei einem vollständig kurzgeschlossenen Meßwiderstand R7 würde dagegen der Transistor Ts2 und damit auch der Transistor Ts7 gesperrt, so daß die Mikrofongleichspannung wieder abgeschaltet würde. Es sind daher ein oder mehrere Varistoren V in den Emitterkreis des Transistors Ts$ geschaltet, die auch durch in Durchlaßrichtung gepolte Dioden ersetzt werden können und die zusammen mit der Restspannung des Transistors Ts$ eine Spannung erzeugen, welche so groß ist, daß der erste Schmitt-Trigger mit den Transistoren Tsl und Ts2 umgeschaltet bleibt, der zweite Schmitt-Trigger mit den Transistoren Ts. und Ts4 dagegen noch nicht anspricht.If, on the other hand, there is a load resistance at terminals A, the same as the resistance of a condenser microphone, for example a resistance of about 2 kOhm, a voltage drops across resistor R7, which only sets the Schmitt trigger with the transistors Ts. and Ts2 to respond. The collector voltage of the Transistor Ts2 rises, transistor Ts7 is opened, and the emitter voltage of the transistor Tso is switched through to the terminals A. At the same time becomes too the measuring resistor R7 by means of a switch, preferably a transistor switch Tss, a shunt connected. The switched by the transistor Ts7 to the output Voltage is generated via a stabilization circuit with the transistor Tss, the resistor R5 and the Zener diode D4 and a second stabilization circuit with a transistor TsS, a resistor R11 and a Zener diode D5 obtained from a voltage U1. Since the connected microphone DC voltage is greater than the auxiliary voltage -I- U2, the current through the resistor increases after the transistor Ts7 is switched through Ra on. If the measuring resistor R7 were not short-circuited, the Increase the voltage, the Schmitt trigger with the transistors Tss and Ts4 respond and the transistor Ts2 are opened, so that the voltage is switched off again would. In the case of a completely short-circuited measuring resistor R7, on the other hand, the Transistor Ts2 and thus also the transistor Ts7 blocked, so that the microphone DC voltage would be switched off again. There are therefore one or more varistors V in the emitter circuit of the transistor Ts $ switched, which is also through diodes polarized in the forward direction can be replaced and together with the residual voltage of the transistor Ts $ generate a voltage which is so great that the first Schmitt trigger with the Transistors Tsl and Ts2 remains switched, the second Schmitt trigger with the Transistors Ts. And Ts4, however, does not yet respond.

Die Widerstände R9 und Rio verhindern, daß das Wechselspannungssignal des Mikrofons durch das Gleichspannungsspeisegerät kurzgeschlossen ist. Mittels der Dioden D6 und D7 werden die Versorgungsspannungen -I- U1 und -I- U2 entkoppelt. Ferner dienen eine Diode D3 zwischen der Basis des Transistors Ts2 und dem Kollektor des Transistors Ts4 sowie eine Diode Di zwischen den Basen der Transistoren Tsl und Ts. zur Entkopplung. Eine mit dem veränderlichen Widerstand R4 in Reihe geschaltete Diode D2 dient zur Temperaturstabilisierung des zweiten Schmitt-Triggers. Mittels eines veränderlichen Widerstandes R2 kann das Potential eingestellt werden, bei welchem der Schmitt-Trigger mit den Transistoren is und Ts4 schaltet. Vorzugsweise sind die Schmitt-Trigger so eingestellt, daß der erste Schmitt-Trigger bei einem Lastwiderstand Ra von etwa 20 kOhm und der zweite Schmitt-Trigger bei einem Lastwiderstand Ra von etwa 800 Ohm umschaltet.The resistors R9 and Rio prevent the AC voltage signal of the microphone is short-circuited by the DC voltage supply unit. Means of the diodes D6 and D7, the supply voltages -I- U1 and -I- U2 are decoupled. Furthermore, a diode D3 is used between the base of the transistor Ts2 and the collector of the transistor Ts4 and a diode Di between the bases of the transistors Tsl and Ts. for decoupling. One connected in series with the variable resistor R4 Diode D2 is used to stabilize the temperature of the second Schmitt trigger. Means a variable resistor R2 the potential can be adjusted at which the Schmitt trigger with the transistors is and Ts4 switches. Preferably the Schmitt triggers are set so that the first Schmitt trigger for a Load resistance Ra of about 20 kOhm and the second Schmitt trigger with a load resistance Ra of about 800 ohms switches.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for automatic switching on the DC voltage for a condenser microphone via its AC voltage lines, characterized in that a device is connected to the AC voltage lines which measures the ohmic terminating resistance of the AC voltage lines and which only switches the DC voltage to the AC voltage lines when the terminating resistance (Ra) within a given, the internal resistance of a The finite range enclosing condenser microphones is.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the terminating resistor (Ra) and a measuring resistor (R7) connected in series with this are traversed by a measuring current which is less than the maximum current permissible for a dynamic microphone, at least when the microphone DC voltage is not switched on and that a threshold value-dependent switch, preferably a transistor switch (Tsi ... Ts4, Ts7) is connected to the measuring resistor (R7), which switches the microphone direct voltage through depending on the voltage drop across the measuring resistor (R7) when the load resistance is within the specified range .

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the measuring current from an auxiliary voltage source (-I- U2) is delivered.

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that that the auxiliary voltage source (+ U2) and the microphone DC voltage by means of diodes (D6, D7) are decoupled.

5. Circuit arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that two stable flip-flops, preferably Schmitt triggers (Tsi, Ts, or Ts3. Ts4), connected to the measuring resistor (R7), of which one (Tsi, Ts2) controls a switch, preferably a switching transistor (Ts7), but itself is controlled by the second flip-flop (Tss, Ts4), and its switching voltages are set so that terminating resistances are within the specified range only the one trigger stage (Tsi, Ts2) responds, with other terminating resistors both Flip-flops are in the same switching state.

6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the bases of the input transistors (Tsi, Ts3) of the both flip-flops are decoupled by a diode (D1).

7. Circuit arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the control line from the second flip-flop to the first a resistor (R ") and a decoupling diode (D3) are switched. B.

Circuit arrangement according to one of Claims 5 to 7, characterized characterized in that in series with the emitter resistor (R4) of the second flip-flop one Diode (D2) is switched.

9. Circuit arrangement according to one of claims 5 to 8, characterized in that between the first trigger stage (Tsi, Ts2) and the switching transistor (Ts7) a filter element (Cl, R6, C2) is connected.

10. Circuit arrangement according to a of Claims 2 to 9, characterized in that the measuring resistor (R7) is a transistor (Tse) is connected in parallel, that when the microphone direct voltage is connected is open.

11. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized characterized in that the microphone DC voltage and the supply voltage for the flip-flops are stabilized.

12. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized characterized in that the microphone DC voltage is floating.

13. Circuit arrangement according to claim 12, characterized in that the supply voltages are supplied to a DC voltage converter are taken.