DE1807656A1

DE1807656A1 - Volumensteuerschaltung

Info

Publication number: DE1807656A1
Application number: DE19681807656
Authority: DE
Inventors: Takanobu Hashimoto; Shigeru Niki; Michio Yoshioka
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 1967-11-08
Filing date: 1968-11-07
Publication date: 1969-06-19
Also published as: NL6815783A; DE1807656B2; GB1243246A; DE1807656C3; US3596198A

Description

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DH. IKG. ERNST MAIER

PATENTANWALT

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A 42968 4. November I968

EM/Haß/Th

Firma KOKUSAI DENKI KABUSHIKI KAISHA

9, Shibanishikubosakuragawa-Machi, Minato-Ku, Tokyo-To,

Japan

Volumensteuerschaltung

Die Erfindung betrifft eine Volumensteuerschaltung für die Signalspannung mindestens eines in einer Übertragungsstrecke übertragenen ÜbertragungsSignaIs, wobei die Volumensteuerschaltung an den Leitungswiderstand der Übertragungsstrecke angepaßt ist.

Eine solche Volumensteuerschaltung findet insbesondere in einer Sprachubertragungsleitung Anwendung und ist innerhalb eines regelbaren Däm'pfungsgledes brauchbar.

903825/11 LQ

Sparkasse Schramberg Bankhaus Merd, Finde & Co., München, Nr. 25 464 Bankhaus H. Aufhäuser, München, Nr. 53597 Postscheck 1 München )538 Ol

Telegrammadresse ι Pölenisenlor

Es gibt bereits verschiedene Ausführungsformen von Volumensteuerschaltungen dieser Art. Dieselben haben Jedoch verschiedene Nachteile, schmalen Regelbereich, Schwankungen des Verzerrungsfaktors des geregelten Signals in Abhängigkeit von Änderungen des Signalpegels, Fehlanpassung gegenüber dem Leitungswiderstand der übertragungsleitung usw. Außerdem ist eine herkömmliche Volumensteuerschaltung normalerweise für eine Fernsteuerung durch eine äußere Signalquelle ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile und die Bereitstellung eines sehr großen Regelbereichs. Die Volumensteuerschaltung soll auch innerhalb eines regelbaren Dämpfungsgliedes durch eine äußere Spannung fernsteuerbar sein.

Die durch die Erfindung vorgeschlagene Lösung ist gekennzeichnet durch eine Abzweigstufe mit einer Brückenschaltung aus vier Zweigen zur Verzweigung des Eingangssignals in zwei Differentialausgangssignale, durch einen Differentialverstärker mit einem Rückkopplungsweg aus einem Stellwiderstand zwischen dem Ausgang des Differentialverstärkers und einem Eingang zur Verstärkung der Differenz zwischen den

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beiden Differentialausgangssignalen und durch eine Steuerstufe zur Verstellung des Stellwiderstandes des Rückkopplungsweges und eines Stellwiderstandes in einem Brückenzweig, damit die Ausgangsspannung des Differentialverstärkers innerhalb eines breiten Pegelbereichs in Abhängigkeit von der Steuerspannung der Steuerstufe geändert werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Grundgedankens der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine Kennlinie zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 2,

Fig. 4- ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5A und 5B Kennlinien zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 4,

Fig. 6 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung

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Nach Pig. 1 dient eine Anpassungsstufe 2 zur Anpassung des Leitungswiderstandes innerhalb des Arbeitsfrequenzbereichs. Ein über einen Eingangsanschluß 1 anliegendes Eingangssignal S₁ tritt durch die Anpassungsstufe 2 und erreicht eine Abzweigstufe 3, die zwei Ausgangssignale S₁ und Sp abgibt. Dieselben liegen jeweils an einem der beiden Eingänge eines Differentialverstärkers 4 an. Die Ausgangsspannung desselben ist über einen Rückkopplungsweg zu einem der beiden Eingänge zurückgeführt. Ein Ausgangssignal S wird am Ausgangsanschluß 6 abgenommen. Einzelheiten des Schaltungsaufbaues und der Arbeitsweise dieser Volumensteuerschaltung sind im folgenden erläutert.

In der Schaltung nach Fig. 2 dient ein Widerstand R, als Anpassungswiderstand und ein Widerstand R₂ als Kopplungswider stand. Die Abzweigstufe 3 besteht aus einer Brückenschaltung mit vier Zweigen (den Widerständen R,, R^ und R,, sowie einem Stellwiderstand R^) und mit zwei einander jeweils gegenüberliegenden Anschlußpaaren P,, Pp, sowie P., und ?u. Das Signal S. liegt über dem Widerstand Rp an einem Anschlußpaar P₁ und P an. Die beiden Ausgangssignale S, und Sp werden an dem anderen Anschlußpaar P-, und Pj, abgezweigt und in den Minuseingang I , bzw. den Pluseingang I einge-

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speist. Ein Widerstand 8 dient zur Widerstandsanpassung auf der Ausgangsseite. Als Rückkopplungswiderstand ist ein Stellwiderstand R₇ benutzt, der zusammen mit dem Stellwider stand Rr- als Mehrfachstellwiderstand ausgebildet ist. 5

Wenn in dieser Schaltung der Differentialverstärker k einen Verstärkungsgrad G hinsichtlich des Eingangssignals S₁ an dem Minuseingang I__ aufweist, kann der'Eingangsscheinwiderstand Zi des Differentialverstärkers 4 an dem Minuseingang I__ folgendermaßen ausgedrückt werden:

^r7 ^r7 1

1" + G 1 + Cr₇ / r₆) ^β ₆ ₇

worin die Widerstandswerte r,- und v„ jeweils zu den Widerständen R, und R₇ gehören.

Infolgedessen kann die Abgleichbedingung für die Brückenschaltung 3 folgendermaßen geschrieben werden:

^Zi

l/(r₆/2) + Vr

(2)

mit den Widerstandswerten r., und r_h der Widerstände R-, und

3 4 3

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Wenn jeder der Widerstände R₁- und R„ ein Stellwi»

5 7

derstand von 50OkJl ist und die Brückenschaltung 3 bei einem Widerstandswert von 500 JX des Stellwiderstands R„ abgeglichen ist, ergibt sich aus Gleichung (2) folgendes, wenn man die Widerstandswerte r-, und V₁, zu 4o k ii und ) k/i bemißts

40000 5000 500

= 1.365 O)

>75

1/(1500) + 1/500

somit erhält man für den Widerstandswert r^ des Widerstands R₂. einen Wert von 29,4 k JI .

Außerdem kann die Abgleichbedingung der Brückenschaltung J mittels der Widerstandswerte r,, r^, iv, r„ nach Gleihung (2) folgendermaßen ausgedrückt werden:

wenn die jeweiligen Eingangsspannungen am Minus- und Pluseingang I und I_L des Differentialverstärkers 4 mit E₄₁ und E.ρ bezeichnet werden, ergibt sich die Ausgangsspannung E des Differentialverstärkers 4 folgendermaßen, da die Einflüsse der vergleichsweise großen Widerstände R₂, R^, und'Ri vernachlässigbar sind:

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<^E

i2

da in diesem Fall der Wert r^ des Widerstands R, konstant ist, kann die Ausgangsspannung E als Punktion des Wertes r„ des Widerstandes R_ und der Eingangsspannungen E., und E.ρ dargestellt werden. Wenn sich außerdem die Brückenschaltung 3 im Gleichgewicht befindet, so daß die Spannungen E₁₁ und E.ρ gleich groß sind, verschwindet die Ausgangsspannung E und die Dämpfung der Volumensteuerschaltungnach der Erfindung erreicht einen Maximalwert. Die Ausgangsspannung E ist auf einen gewünschten Wert in Abhängigkeit von der Änderung des Wertes r„ des Widerstandes R₇ und der Spannungen E₁₁ und E.p einstellbar.

Fig. 3 zeigt eine Dämpfungskennlinie der Schaltung nach Fig. 2 für den Fall, daß die Stellwiderstände R^ und R₇ jeweils einen gleichen Änderungsverlauf und einen Maximalwert von 500 k -XLaufweisen. Die maximale Dämpfung A übersteigt 12OdB. Folglich kann das Dämpfungsverhältnis der Ausgangsspannung E im Vergleich zur Eingangsspannung S₁ am Eingangsanschluü 1 innerhalb eines sehr breiten Regelbereichs in Abhängigkeit von einer Widerstandsänderung des Mehrfachstellwiderstandes geändert werden.

9 0 * P 2 5 / 1 U 0

Pig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wo das Dämpfungsverhältnis der Ausgangsspannung E zu einem Eingangssignal S. durch eine äußere Steuerspannung V geändert werden kann, die an zwei Steueranschlüssen 10a und 10b anliegt. Bei dieser Ausführungsform besteht der Stellwiderstand R_c aus eine Fotozelle, deren Widerstandswert sich in Abhängigkeit von der Beleuchtungsstärke ändert; der Widerstand R₇ besteht aus einem Widerstand R„, und einer Fotozelle R_ . Solche Fotozellen können aus einem Cadmiumsulfidplättchen bestehen. Die Fotozellen R_r und R„ werden jeweils von kleinen elektrischen Lampen Lp, L₁ beleuchtet, die durch eine äußere Steuerspannung V gespeist werden. Diese Steuerspannung

wird als einstellbare Veränderliche über die Anschlüsse 10a und 10b zugeführt. Die Fotozelle R₁₇, und die kleine elektri-

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sehe Lampe L, bilden einen Spannungs-Foto-Wandler PD- und entsprechend die Foto/zelle R^ sowie die kleine elektrische Lampe L₂ einen Spannungs-Foto-Wandler PDp* Folglich werden die Widerstände der Fotozellen R₁. und R gemeinsam durch die äußere Steuerspannung V gesteuert. Ein Stellwiderstand R dient zum Ausgleich eines Unterschiedes zwischen den Kennlinien der Wandler PD₁ und PD_. Andere Schaltelemente der Schaltung nach Fig. 4 entsprechen den Bauelementen der Schaltung nach Fig. 2.

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Wenn jede Fotozelle R_c und R ein CdS-Plättchen enthält, erhält man für die Kennlinie der Wandler PD, und PD_p eine Kurve nach Fig. 5B. In diesem Fall kann das Dämpfungsverhältnis der Ausgangsspannung E zu der Eingangssignalspannung S. gemäß Fig. 5 A in Abhängigkeit von einer Änderung der Spannung an den elektrischen Lampen L₁, Lp geändert werden. Nach dieser Kennlinie ergibt sich das maximale Dämfpungsverhältnis A bei sechs Volt Steuerspannung

max

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wo die Ausgangsspannung E durch eine äußere Steuerspannung V gesteuert werden kann und wo außerdem eine automatische Regelung der Ausgangsspannung E auf einen im wesentlichen konstanten Pegel möglich ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Ausgangsspannung E durch einen Gleichrichter (z.B. einen Vollwellengleichrichter 12) nach Verstärkung in einem Verstärker 11 gleichgerichtet. Die Ausgangsgleichspannung des Vollwellengleichrichters 12 wird der äußeren Steuerspannung V derart überlagert, daß sie in der Polaritat mit der äußeren Steuerspannung V übereinstimmt. Folglieh hat man in dieser Ausführungsform der Erfindung eine automatische Regelung des Verstärkungsgrades. Wenn die Aus-

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gangsspannung E ansteigt, steigt auch das Dampfungsverhältnis an. Infolgedessen kann die geregelte Ausgangespannung E nach dieser Ausführungsform gemäß Fig. 6 auf einen konstanten Pegel geregelt werden. Die 2eltkonstante der automatischen Verstärkungsgradregelung kann auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, indem man auf der Ausgangsseite des Vollwellengleichrichters 12 einen Glätturigskreis mit einer Zeitkonstante einfügt, die dem gewünschten Wert entspricht.

Die Volumensteuerschaltung nach der Erfindung kann ein Eingangssignal innerhalb eines v/ei ten Pegelbereichs aussteuern. In den Ausführungsformen nach den Fig, K und 6 erreicht man eine automatische Steuerung. Deshalb ist eine Volumensteuerung nach der Erfindung als Bauelement eines regelbaren Dämpfungsgliedes geeignet, das zur Steuerung des Pegels eines gesonderten Sprachsignals oder zur gleichzeitigen Steuerung der Pegel kombinierter Sprachsignale in einem Sprachübertragungssystem, z.B. einem Rundfunksystem dient.

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Claims

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1. Volumensteuerschaltung für die Signa!spannung mindestens eines in einer Übertragungsstrecke übertragenen Übertragungssignals, wobei die Volumensteuerschaltung an den Leitungswiderstand der Übertragungsstrecke angepaßt ist, gekennzeichnet durch eine Abzweigstufe (5) mit einer Brückenschaltung aus vier Zweigen (IU, Rw, R,-, R^) zur Verzweigung des Eingangssignals, (S.) in zwei Differentialausgangssignale (S,, Sp) durch einen Differentialverstärker (4) mit einem Rückkopplungsweg (5) atfs einem Stellwiderstand (R₇, bzw. Ry_a\ zwischen dem Ausgang des Differentialverstärkers und einem Eingang (I_-, I ) zur Verstärkung der Differenz zwischen den beiden Differentialausgangssignalen und durch eine Steuerstufe zur Verstellung des Stellwiderstandes (R„, bzw. Rr_7n)

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des Rückkopplungswegs und eines Stellwiderstandes (R₁-) in einem Brückenzweig, damit die Ausgangsspannung (E ) des Differentialverstärkers (^) innerhalb eines breiten Pegelbereichsin Abhängigkeit von der Steuerspannung der Steuerstufe geändert werden kann.

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BAD

2. Volumensteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stellwiderstand (R„ und R₁-) als Fotozelle ausgebildet ist und daß die Steuerstufe je eine kleine elektrische Lampe (L, und L_) jeweils zur Beleuchtung einer Fotozelle aufgrund einer äußeren Steuerspannung (V_n) als Stellgröße enthält (Fig. 4 und Fig. 6).

J. Volumensteuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Differentialverstärkers (4) ein Überlagerungszweig mit einem Gleichrichter (12) zur Überlagerung der gleichgerichteten Ausgangsspannung auf die äußere Steuerspannung (V_n) angeschlossen ist, damit die Ausgangsspannung (E ) des Differentialverstärkers (4) auf einen im wesentlichen konstanten Pegel eingerichtet wird.

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