DE1797124A1

DE1797124A1 - Circuit arrangement for the automatic regulation of the recording level in magnetic recording and reproducing devices

Info

Publication number: DE1797124A1
Application number: DE19681797124
Authority: DE
Inventors: Guenther Mueller; Klaus Steiger
Original assignee: Loewe Opta GmbH
Current assignee: Loewe Opta GmbH
Priority date: 1968-08-16
Filing date: 1968-08-16
Publication date: 1972-02-10

Description

Re elunz dis s - und :a# en Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen Regelung des Aufzeichnungspegels bei magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabogeräten mit einem Netzwerk, das einen im Eingangskleis das Aufnahmeverstärkars liegenden Spannungsteiler enthält, dessen Tellerverhältnie durch eine vvn der Ausgangespannung des Aufnahmeverstärkers abgeleitete Regelspannung selbsttätig beeinflußt wird. Re elunz dis s - and : a # en The invention relates to a circuit arrangement for the automatic control of the recording level in magnetic recording and playback devices with a network which contains a voltage divider located in the input circuit of the recording amplifier, the plate ratio of which is automatically influenced by a control voltage derived from the output voltage of the recording amplifier.

Bei dir magnetischen Aufzeichnung von Schallereignissen auf ein Tonband wIrd ein.optimales Verhältnis von Störpagel zu Nutssignalpegel nur dann erreicht, wenn das Tonband bis nahe an die Aussteuerungegrenze heran ausgesteuert wird. Dies Ist eine Voraussetzung zur Erzielung einer guten Dynamik, d.h. des Verhgltnisses zwischen der größten Aufnahmelautstärke, bei der noch keine Verzerrungen auftreten, und der geringsten Lautstärke, bei der das Grundgeräusch des Aufnahmegerätes einschließlich der Verstärker noch nicht stört.With the magnetic recording of sound events on a tape, an optimal ratio of disturbance page to the normal signal level is only achieved if the tape is driven close to the control limit. This is a prerequisite for achieving good dynamics, ie the ratio between the highest recording volume, at which no distortion occurs, and the lowest volume, at which the background noise of the recording device including the amplifier is not yet disturbing.

Zum genauen Einstellen der Ausstjuerung dient gewöhnlich ein Potentioketer im Eingangskreis des Aufnahmeverstärkers sowie ein Aussteuerungsanzeiger, M. eine Anzeigeröhre oder ein Spannungssesser mit besonderem Ein- -imd Ausachwi.ngverhalteü (VU-Messer), mlt dem der jeweils herrschende Eingangseignalpegel Werwacht worden kann. Damit auch ein ungeübtuer Benutzer ein:3a Tonban#-1.,-"zei--#it;es optimal ausgeste".,.erte herstellen kann, sind sogenannte Aut=at'Lk-Tonl-,andgeräte entwickelt.worden, die eine Schaltung zur aelbst-Z'.ätig.en Regelung der Aussteuerung enthalten. Solche Schaltungea nüfis6n einige.Grundforderungen erfüllen. Damit eine sich bei der Tonwiedergabe störend bemerkbar machende Übersteuerung deq Tonbandes Wolge eines zu hoben Eingangssignalpegels.mit Sicherheit vermieden wird,. muß die Regelschaltung eine vor-hältnismäßig kleine Ansprechzeitkonstante aufweisen. Als für die Praxis geeigneter Wort wurde eine Zeltkonsta.n-".-,e von etwa 200 na eriaittelt. Bei schlagartiger Erhöhung des Eingangssignalpegels.soll also die Verstärkung des Aufnahmeverstärkera innerhalb von 4 200 an auf einen Betrag zurückgeregelt sein, der keine'Übersiteuerung das Tonbandes ergibt.A potentiometer in the input circuit of the recording amplifier, as well as a level indicator, a display tube or a voltage meter with a special input signal level (VU meter) can be used to precisely set the equipment. So that even an inexperienced user can produce a: 3a Tonban # -1., - "zei - # it; it is optimally designed".,. So-called Aut = at'Lk-Tonl-, and devices have been developed a circuit for the self-Z'.aktig.en control of the modulation included. Such circuits need to meet a few basic requirements. So that an overdrive of the tape recorder of an input signal level that is too high, which is noticeable in the sound reproduction, is definitely avoided. the control circuit must have a relatively small response time constant. ".-, e therefore the gain of Aufnahmeverstärkera eriaittelt of about 200 na In sudden increase in Eingangssignalpegels.soll be regulated back within 4 to 200 on an amount keine'Übersiteuerung - As for the practice of appropriate word a Zeltkonsta.n was. the tape results.

Andererseits muß die bei einer Verringerung des Einganganignalpegels wirksam werdende Abklingzeitkonstante der Regelschaltung wesentlich größer seint damit die Dynamik den aufzuzeichnenden Tonereignisses nicht linnötig-eingesehränkt bzw. komprimiert wird. Hier hat sich eine Abklingzeitkonstante für Sprachaufnahmen von etwa 30 s und für Musikaufnahmen von etwa 200 a als-brauchbar erwiesen.On the other hand, the decay time constant of the control circuit that becomes effective when the input signal level is reduced must be significantly greater so that the dynamics of the sound event to be recorded are not necessarily restricted or compressed. A decay time constant of around 30 s for voice recordings and around 200 a for music recordings has proven to be useful.

Wegen der zuletzt genannten Zeitkonstante nimmt der Verstärkungsgrad des AufnahmevierstärIkerg bei konstanten Eingangesignalpegel wieder langsam zu. Damit durch das Ansteigen der Veretär,tmtg kaine schainbare Erhö*hung ded Eingangssignal.-pegels vorgetäuscht wird, darf der -Z'#,nf#tieg erfal#-#r=gagemäß nicht schneller als mit 6 dB/M-inute erff, olgen.Because of the last-mentioned time constant, the gain of the quadruple recording slowly increases again at a constant input signal level. So that the increase in the veretär, tmtg no shameful increase in the input signal level is simulated, the -Z '#, nf # tieg erfal # - # r = according to gag, not faster than with 6 dB / M-minute erff, follow.

Die der ErfIndung %ugrunde liegende iÄufgabe besteht darin, eine Schaltungsarnordnung zu entwickeln, die die*vortr Yorderung milt einfachsten Mitteln möglichst'vollkommen er-' füllt. Ist eini zur Z Regelung des mit einem Netrwc.i-k, eias einen irnungs- und 'Kieder-gaber F,Ingangskreis deo lufnahmeverstärkerg 114.egenden Spannungsteiler anthälti dessen Teilerverhältnia durch eine von der Ausdes abgeleitete Regelapannung selbsttätig beeinflujit wird', derart ausgebildet, daß der opannungsteller aus etriem in Serli-. zum Eingangskreis der ersten oder zweiten Stufe des Aufnahmeverstärkers liegenden Ohnachen Widerstand und einer parallel vi7m Eingangskrois dürselben Vorstärkeretufe liegenden Kollektor-I#,'mitter-6--.,ft--ecke ein*e Regeltranaistors besteht.und daß die von den Ausgangsklemmeii des Aufnahmeverstärkers abgegriffene Signalspannung über elne als Emitterfolger geschaltete Transistorstufe., eine-Spännuügsverdopplerstufe und über Mittel zu Umschalten der Abk-Iin.#ett;.-konstante der Regelschaltung#an den Basiskreio ;les Begeltrahgistors geführt ist.The task on which the invention is based is to develop a circuit arrangement which, using the simplest means, fulfills the above requirement as completely as possible. Eini is the Z control of a Netrwc.ik, EIAs and a irnungs- 'Kieder-Gaber F, Ingangskreis deo lufnahmeverstärkerg 114.egenden voltage divider whose anthälti Teilerverhältnia by a group derived from the Ausdes Regelapannung automatically beeinflujit' is formed such that the Opole plate from Etriem in Serli-. lying to the input circuit of the first or second stage of the receiving amplifier Ohnachen resistor and a parallel vi7m Eingangskrois dürselben Vorstärkeretufe lying collector-I # 'midnight-6 -., ft - a * e corner Regeltranaistors besteht.und that of the Ausgangsklemmeii of Recording amplifier tapped signal voltage via a transistor stage connected as an emitter follower, a Spännuügsverdopplerstufe and via means for switching the Ab-Iin. # Ett; .- constant of the control circuit # is led to the base circuit.

Die Erfindung wird anhand eines In der Zeichnung-daj#gestellten .Auofübinmgegbeiapiels erläutert. In der Zeichnung bodeuten: Fig. 1 die Sehaltungsanordnung zur automatischen Regelung der Aussteuerung bei Tonbandgeräten und Pig. 2 ein Diagraim, das den Verlauf der Ausgangsspa.=ung den Aufnahnaverstärkern in Abhängigkeit von der Eingängesignalepannung zeigt.The invention is explained on the basis of an .Auofübinmgegbeiapiels shown in the drawing. In the drawings: Fig. 1 shows the posture arrangement for the automatic control of the modulation in tape recorders and Pig. 2 a diagram showing the course of the output voltage of the recording amplifiers as a function of the input signal voltage.

la Schaltbild gemäß Fig* 1 bezeichnet 1 eine als Tongeneeator mit einem Innenwiderstand 2 dar-gestellte Tonspannungsquelle, die mit den Eingangsklemmen 3 und 4 eines Auftahmeyerstärkern verbunden igt. An die Eingaugsklerwen schließt sich eine Regelschaltung an, tu der ein in Reihe zur Eingangskle=-e 3 liegender Ohnscher Widerstand 5 und ein IteSeltrannistor 6 Sohörent dessen Kollektor zwischen den Widerstand 5 und einier Eingangsklomme 7 einer ersten Alafnahmeveratekerstut.0 8 und dessen Exitter an Masse bzw. an die Eingangeklomme 4 angeschluaßen ist. Die Basiselektrade dea 'I'rwuistors 6 steht über einßu Widerstand 9, mIt einer Z- oder Mehrscljlchtdied-e '10 in Verbindumg, an deren Anode sich eine mittels einen Schaltkorttaktes 11 ein- bzw. abschaltbare Serienschaltung au,a einem tendennator 12 imd, 'einem Widerstand 13 anschließt. Der den Wld,erstaM, 13 abgewandte Belag des Kondensators 12 liegt auf Naßstpotential. Mit der Anode der Diode 10 ist - ferner eine Sp&nnWigei,e3,-doppl.eruchaltung 14 *nach Villard verbunden. Diese Schaltung besteht aus einem QuerkonUeneator 15 (Ladekondensätor), einer 1-n Relhe zur Diede 10 liegenden ersten Diode 161 einer: --zw-:L-u-chen dKr Atiode der DI.ode 16 und Masse liegenden zweiten Di.ode 17 und einem in Reilie, zur ersten Diode 16 ge.;.-schalteten Kondensator 18-. Der der Diode 16 abgewand17G Belag den mit einem Schaltungspunkt 19 zwischen der lkittertlektrade eiu-as ale &mitt-(-,rfolger arbeltendon I#rangistore 20 imd, dagnen lkii;l#-..aiiriderstan,d 21 in-- Verbindu'ng. Der Kollektor des Transistors 20 erLäl.t ein positives Potential + TJ- p von einer Speiaespannungskl.amme 22 iiber eine leitung 23t d-in auch gleichzeitig die Speilsispannung fur den Vairetärker 8 liefert.The circuit diagram according to FIG. 1 denotes 1 a sound voltage source represented as a sound generator with an internal resistance 2, which is connected to the input terminals 3 and 4 of a recording amplifier. The Eingaugsklerwen a control circuit connects the one in series with the Eingangskle = -e 3 lying Ohnscher resistor 5 and a IteSeltrannistor 6 Sohörent its collector connected between the resistor 5 and 7 einier Eingangsklomme a first Alafnahmeveratekerstut.0 8 and its Exitter tu to ground or is connected to the input terminal 4. The Basiselektrade dea 'I'rwuistors 6 is connected via resistor einßu 9, with a Z- or Mehrscljlchtdied-e '10 in Verbindumg, a series circuit on and off by a Schaltkorttaktes 11 and disconnectable au at the anode, a one tendennator 12 IMD 'a resistor 13 connects. The coating of the capacitor 12 facing away from the Wld, erstaM, 13 is at the wettest potential. With the anode of the diode 10 is - furthermore, a Sp & nnWigei, e3, -doppl.eruchaltung 14 * according to Villard connected. This circuit consists of a transverse conUeneator 15 (charging capacitor), a 1-n Relhe to the Diede 10 lying first diode 161 a: --zw-: Lu-chen dKr Atiode of the DI.ode 16 and ground second diode 17 and a in Reilie, to the first diode 16 ge.; .- switched capacitor 18-. The 17G coating facing away from the diode 16 with a circuit point 19 between the lkittertlektrade eiu-as ale & mitt - (-, rbey arbeltendon I # rangistore 20 imd, dagnen lkii; l # - .. aiiriderstan, d 21 in-- connection. The collector of the transistor 20 generates a positive potential + TJ- p from a supply voltage terminal 22 via a line 23t d-in which also supplies the storage voltage for the amplifier 8 at the same time.

Die Steü-etäpannimg für den-Baniskrein das Tran>,sistors 20 wird mittels eines parallel-zu den Ausgangaklemmen24, 25 des Aufnahmeverstärkers 8 geschalteten #nte'n-ti.oa,#e'ter a 26 von der Aus-; gftUg813pWMUnß ULusg . abgeleitet. Das Potential des#Potentioveterabgriffs liegt über einen Ankopplungäkond#enßatur ?-n, an der Basis des##Tr"eistore 20--.'Außerdem sind Basis'Und- Kollektor des Transistors 20 dureeinen Widerstand 28 überbrückt, xLt den der Arbeit#epunkt»dea-Trannistors 20 eingestellt wirdo Die vorstehend beschr#iebene Regelschaltung 'soll eine Ansprochzeitkx>natante von weniger als 2-00 ms'sowie 'aine'Al#klingzeitkänet,antiW von etwa 30 s für Sprachaufnahmen und *on 4t*a,2ÖÖ i fi . i r Musikaufnahmen aufweisen" Dies wir4 einnr3eits dadurch erreicht. diß die Regekopannung Up, Ln einer Schaltung gewonnen wird, die einen niedrigen Quellwiderstand ICH& dls in Zollektovschaltung arbeitenden erarnsiltors 20 (#,Emitterf013erl) In Verbindung mit der Spannungeverdopplerschaltung 14 besitzt. kndererseits beWirkt das Einschalten des.Kondensators U2 parallel zum Kondensator 15 bei Musikaufnahmen die gewünschte Erhöhung der AbklingaeitkonstMe. Der Kondenaauor 12 muß zur Erhöhung der Abklingz eitkonstante eine relatlv große Kapazität haben. Da jedoch der Zuell-(Ausgangs-)Widerst&ad der Regelapannungserzeugung (Emitterfolger + Gleichrichterschaltung) nur einen bestimmten niedrigen Wert erreichen kann, muß die Aufladung den Kondensators über einen VorwIderstand 13 erfolgen. Die Ansprochzeit wird also lie wesentlichen durch die Zeitkonstante: Quellwideirstand der Regelspannungserzeugung und Kondenaktor 15 bestimmt. Der Kondensat*r#12 kommt erst nach einer längeren Aufladeseit zur Wirkung.The control for the Baniskrein the Tran>, sistor 20 is switched off by means of a # nte'n-ti.oa, # e'ter a 26 connected in parallel to the output terminals 24, 25 of the recording amplifier 8 ; gftUg813pWMUnß ULusg . derived. The potential of the # Potentioveterabgriffs is via a coupling cond # enßatur? -N, at the base of the ## Tr "eistore 20 -. In addition, the base and collector of the transistor 20 are bridged by a resistor 28 , xLt the work # e point The control circuit described above should have a response time of less than 2-00 ms, as well as'aine'Al# klingzeitkänet, antiW of about 30 s for voice recordings and * on 4t * a, 2ÖÖ i fi. ir music recordings have "This wir4 einnr3eits achieved. that the recovery voltage Up, Ln is obtained from a circuit which has a low source resistance ICH & dls in connection with the voltage doubler circuit 14 working in a Zollektov circuit working. On the other hand, switching on the capacitor U2 in parallel with the capacitor 15 brings about the desired increase in the decay constants when recording music. The Kondenaauor 12 must have a relatively large capacity to increase the decay time constant. However, since the supply (output) resistance ad of the control voltage generation (emitter follower + rectifier circuit) can only reach a certain low value, the capacitor must be charged via a series resistor 13 . The response time is therefore essentially determined by the time constant: source resistance of the control voltage generation and capacitor 15 . The condensate # 12 only takes effect after a longer charging period.

Als Stellglied der Ragelschaltung dient ein aus dem Ohmachen Widerstand 5 und dem dIfferentiellen Widerstand des Transistors 6 gebildeter Spannungsteiler. Die Aufgabe das Ohmachen Widerstandes 5 kann auch gegebenenfalls der Generatorinnenwiderstand 2 der Tonapannungsquelle 1 oder der Ausgangswiderstand einer Vorverstärkerstufe übernehmen.A voltage divider formed from the ohmic resistance 5 and the differential resistance of the transistor 6 serves as the actuator of the ragel circuit. The task of the ohmic resistor 5 can also be taken over by the generator internal resistance 2 of the audio voltage source 1 or the output resistance of a preamplifier stage.

Die Wirkungeweise der Schaltung gemäß Fig. 1 ist folgende:' Die Signalspamnung der Tonapannungsquelle 1 erscheint naah einer Verstärkung mit dem Aufnahmeverstärker 8 an M Ausgangeklommen 249 261 an die sich der Aufnahmekopf anschließt, der in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber weggelassen Ist. Von der Ausgangsspannung UAusg. wird ein bestimmter, durch den Schleifer das Potentiometers 25 einstellbarer Anteil abgegriffen und dem nlü impedanzwandler arbeitenden Transistor 20 zugeführt, Die in der Spannungsverdopplerechaltung 14 vor.-doppelte Spannung gelangt über die Diade 10 und den Widerstand 9 als Regelapannung U R in den Banizkrein des Regeltranaistors 6. Der difforentielle Widerstand der Kollektor-Emitterstreck,#, ded Regeltransistors 6 ändert sich umgekghrt proport:#onal mit de-a Basisgleichstrom, wodurch gleichzeitig das Span.nungsteilerfrehältnis das aus dem Ohmschen Widerstand 5 und der Kollektor-Exitterstrecke das Transistors 6 beatehenden Spannungstellern geändert wird-i Zum.Beispiel bewirkt eine Fxhöhung der Eingangssignalspannung UEing., die eine Erhöhung der Aungangseignalspannung U Aung. und ein Ansteigen den Basisstroms den Regeltranalstors 6 zur Polge hat, eine Verringerung das djuanischen Innenwiderstandes das Transistors 6 und damit eine Verschiebung den Spannungsteilerverhätnisses In der Weineg daß nur ein geringer Anteil der Eingangseignalspannung Uging. den Wiedergabeverstärker 8 erreicht. Der Regeleineats, vgl. Diagramm in Fig. 2, wird wegen das exponentiollen Verlaufs der St rom-Spannungskennlinie der Basis-Emitterdiode verzögert. Die Verzögerung #äBt sich durch die Diode 10 noch weiter voratärken.The mode of operation of the circuit according to FIG. 1 is as follows: The signal voltage of the audio voltage source 1 appears close to an amplification with the recording amplifier 8 at M Ausgangeklommen 249 261 , which is followed by the recording head, which is omitted in the drawing for the sake of clarity. From the output voltage UAout. a certain portion, adjustable by the wiper, the potentiometer 25 is tapped and fed to the nlü impedance converter working transistor 20, the voltage doubled in the voltage doubler circuit 14 passes through the diade 10 and the resistor 9 as a control voltage UR in the banizkrein of the control transistor 6 . the difforentielle resistance of the collector-emitter stretching, #, ded control transistor 6 varies umgekghrt proport: #onal, whereby simultaneously the Span.nungsteilerfrehältnis changed with de-a base direct current consisting of the ohmic resistance 5 and the collector exit ester treks the transistor 6 beat before ends voltage plates becomes-i For example, an increase in the input signal voltage Uing. causes an increase in the output signal voltage U Aung. and an increase in the base current has the Regeltranalstors 6 to the pole, a decrease in the Djuan internal resistance of the transistor 6 and thus a shift in the voltage divider ratio in the Weineg that only a small proportion of the input signal voltage Uging. reached the playback amplifier 8 . The control unit, see diagram in FIG. 2, is delayed because of the exponential course of the current-voltage characteristic of the base-emitter diode. The delay can be increased even further by the diode 10.

Un zu,einer möglichst hohen Regelsteilheit zu kommen - d.h. große Änderungen von *u Fing. sollen von einen bes timten Schwellwert an (Regeleinsatzpunkt, Fig. 2)v kleine Änderu nge a von UAues. ergeben - müssen der Tran iator,6 1 einen hohen Stroaverstärkungsfa-ktö,r und der Längswiderstand 5 sowie der Eingangswiderstand des Verstärkers 8 einen hoheix Widerstand&-wert aufweisen.Un to achieve the highest possible control steepness - ie large changes from * u Fing. should start from a specific threshold value (rule application point, Fig. 2) v small changes a of UAues. - the tran iator 6 1 must have a high Stroaverstärkungsfa-ktö, r and the series resistance 5 and the input resistance of the amplifier 8 have a high resistance & value.

Soll eine Nua-lkaufhahme bei automatischer Regelung der Aussteaa14xmg stattfinden$ so Ist der Schaltkontakt 11 zu schlit-Sen, wodurch der Kondensator 12 den Kondensator 15 parallel Stechaltet wird und die Abklingzeitkonstante geg*nW»r der bei Sprachaufnahmen von 30 a auf 200 a ansteigt..If a Nua-lkaufhahme with automatic regulation of the Aussteaa14xmg held $ Thus, the switch contact 11 to Schlit-Sen, whereby the capacitor 12 the capacitor 15 is parallel Stechaltet and the decay time constant geg * nW »r will increase when the voice recordings of 30 A to 200 A ..

Da die BpannungsverdoppUrschaltung 14 tiblicherweine auch bei einem Tonbandgerät mit manueller Aus4teuerung vorhanden ist, bleibt der Mehraufwand für die-Mittel zu automatischen Aussteuerung verhältni3mäßig gering.Since the voltage doubling circuit 14 usually also occurs in a Tape recorder with manual control is available, the additional effort remains for the means for automatic level control are comparatively small.

Claims

In regulation of the .- "pogels at gl..nfzeichnungs- and ei mi.t the one lying in the A-Uangskroin don Sipannungs. divider enthni-it ;, whose TeJ.Ierverhi.4.It-i-ti by one of the Attagar.g -. sI # annim3 the derived besinfluPt is a d Id urch g ## -.. ix ka r r ei li- ne t, the 3pannungsteiler from L-1 Barie zim -7 "IIIT # f Dall -) ugilkreis of the first or second ", ti, ife the Ao-fuahme Amplk6ra 78""lying parallel to the Eir - gaiigekr <x.Jo der-IVI # d-4rstc" nd unt! a --Lmittor section same amplifier stage]. 'Legends collector ei, llf% a Refe-elt- # ransistorn 6) exists and that the signal voltage tapped by the Aui3p-angsklemme - (, - 6,24) of the recording amplifier is used as an oil follower -Switched Traneistorstufe (20), a voltage doubler - # (14) and Aiber Veittel (11 12-113) to switch over the stubborn Abl # O.ingze-Itkenstante of the Regel.ii-circuit to the base unit, eltran.-Istors (6 # gef ili # .rt int, circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the means z =, switching of the ringing time constant from a switching contact (11) and a series circuit consisting of a resistor (13) and a capacitor (12) bentebm and that switching contact to a condenser (11) "#Viderstand (13) and capacitor (12) parallel - (15) of the clamping ungsverdepplersture (14) lkegen, r-retention arrangement according to claim 1, gekennzeiamet by 9 that home. the connecting line between the voltage doubler (14) and the base connection of the -R egeltranaistors (6) an elode (10) provided in t. Schaltuzwaar.ordnun3 according to claim 1 lider fol.3and -grL, characterized geke = zeieh »tD that alie Sparniur..gaver-I * Lopple, - tufa (14) in. Villard-Zehaltung with z» i diodes (16917) uYdzwei Capacitors (15918) is colored out- 5, Schaltumsäno according to claim 3, characterized gektunseichnetg that the diode (10) a Z.Diode dead. 6. BrAult »taemordams according to A» Pruch 39 dadm »h igek» unelehaotg that the offer (10) etne »* reehichtdiOde did.