DE1942726A1 - Verstaerker - Google Patents

Description

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DR.-IHG. WOLTF, BARTELS, DBL B B AM D ES/D It HE I D 91/33/29 19. August 1969

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Reg.Nr. 122 072

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Verstärker

Die Erfindung betrifft einen Verstärker mit einem Trägerimpulsgenefator und einem von den zu verstärkenden Signalen eines Signalgebers gesteuerten Impulsdauermodulator.

Es sind Verstärker für Tonwiedergabesysteme bekannt, in denen eine Tonfrequenz dazu dient, die Impulsdauer eines Hochfrequenzträgers zu modulieren. Eine charakteristische Einrichtung dieses Typs weist einen Impulsgenerator wie z.B. einen Generator für Rechteckschwingungen und einen Tonfrequenz eingang auf, der mit einem Impulsdauermodulator verbunden ist. Die Hochfrequenzträgerimpulse werden durch die Tonfrequenz so moduliert, daß eine Folge von Impulsen entsteht, deren Dauer sich entsprechend der Amplitude der in den Modulator eingegebenen Tonfrequenzsignale ändert. Das Ausgangssignal des Modulators wird dann durch ein Tiefpaßfilter einem Lautsprecher zugeführt. Das Tiefpaßfilter verringert die Hochfrequenzkomponenten der Impulsfolge auf ein Minimum, so daß ein Signal entsteht, das der Tonfrequenz entspricht. Bei manchen Einrichtungen dient der

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Lautsprecher selbst als Tiefpaßfilter. Nachteilig ist bei diesen Verstärkern vor allem, daß auch bei fehlender Modulation ein Ausgangsstrom vorhanden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Verstärker der eingangs genannten Art zu schaffen, in dem die Ausgangsimpulse selbsttätig unterdrückt werden, wenn das Maß der Modulation unter einen vorbestimmten Wert sinkt.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch eine den Ver-. Stärkerausgang bei mindestens einem vorbestimmten Signal- * pegel abschaltende logische Schaltung gelöst.

Hierdurch wird mit äußerst einfachen Mitteln erreicht, daß wie bei einem Verstärker im B-Betrieb kein Äusgangsruhestrom fließt und damit der Wirkungsgrad des Verstärkers erheblich zunimmt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Ausgangsfrequenz des monostabilen Multivibrators sich nicht mit dem Maß der Modulation verändert, wie dies bei bekannten Verstärkern der Fall ist, bei denen die Impulsdauer in der einen Halbperiode der Schwingungsperiode eines astabilen Multivibrators konstant gehalten und in der zweiten Halbperiode entsprechend der modulierenden Tonfrequenz geändert wird, ) wodurch die Ausgangsfrequenz nicht konstant bleibt, sondern von der Tonfrequenz abhängt, weil die Periodendauer sich aus der Summe der beiden Halbperioden ergibt. Solche Verstärker neigen bei extremen Pegelwerten der Tonfrequenz dazu, die Trägerfrequenz erheblich in höhere oder niedrigere Bereiche zu verschieben. Eine höhere Frequenz ist jedoch für den Lautsprecher nachteilig und eine niedrigere Frequenz kann im Hörbereich liegen, was ebenfalls störend ist.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß das Ausgangssignal eines astabilen Multivi-

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brators mit dem Ausgangssignal eines monostabilen Multivibrators, der vom astabilen Multivibrator getriggert wird* in einer UND-Schaltung verglichen wird, was es dem monostabilen Multivibrator erlaubt, nur dann ein Ausgangssignal an das nachgeschaltete Gerät zu liefern, wenn das modulierende Signal einen bestimmten Pegel aufweist.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Verstärkers;

Fig. 2 und 3 Schaubilder der Impulsformen eines Verstärkers nach Fig. 1.

Ein Tonwiedergabesystem besitzt einen Verstärker, der als Trägerimpulsgeherator einen astabilen Multivibrator 12, als Impulsdauermodulator einen monostabilen Multivibrator 10, als Signalgeber einen lichtelektrischen Wandler 14 und als logische Schaltung zwei UND-Tore 44 und 46 aufweist und an den ein Lautsprecher 24 angeschlossen ist.

Der monostabile Multivibrator 10 und der astabile Multivibrator 12 sind von bekannter Bauweise, weshalb sich eine ins einzelne gehende Beschreibung ihres Aufbaus erübrigt. Der astabile Multivibrator 12 liefert Trägerimpulse mit einer Frequenz von etwa 25 kHz, welche gerade oberhalb der Hörgrenze liegt und mit der man eine Tönfrequenz bis zu 12 kHz übertragen kann. Der astabile Multivibrator 12 triggert den monostabilen Multivibrator 10.

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Der lichtelektrische Wandler 14 beeinflußt die Zeitdauer, während welcher der monostabile Multivibrator den instabilen Zustand beibehält, d.h., die Impulsdauer des monostabileri Multivibrators hMngt von dem Helligkeitspegel ab, den der lichtelektrische Wandler aufnimmt. Der Nullpegel dieser Signale kann bei der Helligkeit Null liegen, kann aber auch mit dem Mittelwert der Helligkeit übereinstimmen, den der lichtelektrische Wandler z.B. von einer optischen Tonspur eines Filmes empfängt.

Der Lautsprecher 24 ist*von herkömmlicher Bauart. Er weist einen Lautsprecherkonus 24a mit zwei Ankerspulen 20 und 22 auf.

Der astabile Multivibrator 12 und der monostabile Multivibrator 10 erzeugen jeder zwei Ausgangssignale A und A¹ bzw. B und B¹, welche jeweils gegeneinander um 180° phasenverschoben sind. Die Ausgangssignale treten an Ausgängen 13 und 13' bzw. 11 und H¹ auf. i

Die Ausgangssignale A und A* haben stets die Form einer symmetrischen Rechteckwelle. Diese beiden Signale sind in den Fig. 3a und 3b sowie 4a und 4b einander gegenübergestellt. Daraus ist ersichtlich, daß immer das eine Signal Null ist, wenn das andere nicht Null ist, und umgekehrt. Die Ausgangssignale B und B' des monostabilen Multivibrators besitzen ebenfalls die Form von Rechteckwellen, die in den ^ig.. 3c und 3d sowie 4c und 4d einander gegenübergestellt sind. Auch hier ist immer das eine Signal Null, wenn das andere nicht Null ist, und umgekehrt.

Der,monostabile Multivibrator 10 ist so eingestellt, daß in Abwesenheit irgendwelcher von dem lichtelektrischen Wandler ausgehender Steuersignale seine Ausgangssignale B und B¹ symmetrische Rechteckwellen bilden wie die in den Fig. 3a und 3b sowie 4a und 4b dargestellten Ausgangssignale des astabilen

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Multivibrators 12. Wenn der Augenblickswert des Steuersignals unter den Nullpegel oder einen als Nullpegel wirkenden mittleren Pegel fällt, ändert sich die Impulsdauer der Ausgangssignale B und B¹ des monostabilen Multivibrators IO und

ist nicht mehr gleich der halben Periode wie bei einer symmetrischen Rechteckwelle, was in den Fig. 3c und 3d dargestellt ist. Im umgekehrten Sinn ändert sich die Impulsdauer der Ausgangssignale B und B¹ des monostabilen Multivibrators, wenn der Augenblickswert des Steuersignals über den Nullpegel ansteigt. Eine solche Impulsform ist in den Fig. 4c und 4d gezeigt.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist der erste Eingang des UND-Tores 44 mit dem Ausgang 13 des astabilen Multivibrators 12 und der zweite Eingang mit dem Ausgang II¹ des monostabilen Multivibrators 10 verbunden. Der erste Eingang des ÜND-Tores 46 ist mit dem Ausgang 11 des monostabilen Multivibrators IO und der zweite Eingang mit dem Ausgang 13* des astabilen Multivibrators 12 verbunden.

Wenn beim Betrieb des Verstärkers der Augenblickswert des Steuersignals kleiner als der Nullpegel ist, verkürzt der monostabile Multivibrator 10 die Impulsdauer unter den Halbwert der Periodendauer, wie in Fig. 3c und 3d gezeigt ist. Das UND-Tor 44, das die Ausgangssignale A und B¹ miteinander vergleicht, erzeugt eine Impulsfolge, die mit der Koinzidenz der Ausgangssignale A und B¹ übereinstimmt, wie in Fig. 3e gezeigt ist. Weil zur gleichen Zeit keine Koinzidenz der Ausgangssignale B und A¹ besteht, erzeugt das UND-Tor 46, das diese beiden Ausgangssignale miteinander vergleicht, kein Ausgangssignal, wie in Fig. 3f gezeigt ist. Ähnliche, aber "umgekehrte" Verhältnisse stellen sich ein, wenn der Augenblickswert des Steuersignals größer als der Nullpegel ist. Der monostabile Multivibrator 10 verlängert dann die Impulsdauer über den Halbwert der Periodendauer, wie in den Fig.

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4c und 4d gezeigt ist. Bei dem Vergleich der Signale A und B¹ erzeugt das UND-Tor 44 kein Ausgangssignal, wie in Fig. 4e gezeigt, während das UND-Tor 46 bei dem Vergleich der Signale B und A¹ eine Impulsfolge erzeugt, die in Fig. 4f dargestellt ist. , :

Die Änderung der Dauer der einzelnen Impulse hängt von der-Größe der Steuersignale ab, die der lichtelektrische Wandler 14 als Signalgeber auf den monostabilen Multivibrator 10 über*- trägt. Bei einem Steuersignalpegel, bei dem die Ausgangssignale B und B¹ des monostabilen Multivibrators IO symmetrische Rechteckwellen sind, sind die Ausgangssignale der UND-Tofe und 46 beide Null, d.h., daß die Ankerspulen 20 und 22 des Lautsprechers 24 stromlos sind. Die Trägerimpulse am Verstärkerausgang werden also vollständig unterdrückt, wenn keine Steuersignale vorhanden sind. Diese Betriebsart erhöht den Wirkungsgrad des Verstärkers ganz erheblich gegenüber einem im Α-Betrieb arbeitenden Verstärker.

Anstelle des lichtelektrischen Wandlers kann als Signalgeber 14 z.B. auch ein Dehn-Meßstreifen verwendet werden, der auf der Nadel eines Plattenspielers angeordnet ist. Ebenso kann beispielsweise ein elektromagnetischer Aufnehmer verwendet werden, so daß der Verstärker gemäß der Erfindung auch in einem Magnetbandwiedergabegerät eingesetzt werden kann.

Es soll noch erwähnt werden, daß anstelle des Lautsprechers mit doppelter Ankerspule auch jeder andere herkömmliche Lautsprecher verwendet werden kann, wenn die Schaltung daran angepaßt wird.

Der Verstärker gemäß der Erfindung ist nicht an die Verwendung einer Trägerfrequenz von 25 kHz gebunden. Er kann selbstverständlich auch in anderen Frequenzbereichen benutzt werden. ■■■■.-,,■■.. '■ .' .".,.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   Verstärker mit einem Trägerimpulsgenerator und einem Von den zu verstärkenden Signalen eines Signalgebers gesteuerten Impulsdauermodulator, gekennzeichnet durch eine den Verstärkerausgang bei mindestens einem vorbestimmten Signalpegel abschaltende logische Schaltung (44, 46).
2. 2) Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung mindestens ein UND-Tor (44, 46) aufweist, dessen einer Eingang mit dem Trägerimpulsgenerator (12) und dessen anderer Eingang mit dem Impulsdauermodulator (10) verbunden ist.
3. 3) Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerimpulsgenerator (12) und der Impulsdauermodulator (10) je einen ersten (13 bzw. 11) und einen zweiten (13* bzw. 11') Ausgang für zwei gegeneinander um 180° phasenverschobene Signale (A, A¹;- B, B¹) besitzen und daß als logische Schaltung zwei UND-Tore (44, 46) vorgesehen sind, wobei die Eingänge des einen UND-Tores (44) mit dem ersten Ausgang (13) des Trägerimpulsgenerators bzw. dem zweiten Ausgang (II¹) des Impulsdauermodulators (10) und die Eingänge des anderen UND-Tores (46) mit dem zweiten Ausgang (13^r) des Trägerimpulsgenerators (12) bzw. dem ersten Ausgang' (11) des Impulsdauermodulators (10) verbunden sind und die Ausgänge der beiden UND-Tore (44, 46) die Ausgänge des Verstärkers bilden.
4. 4) Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerimpursgenerator ein astabiler Multivibrator (12) und daß als Impulsdauermodulator ein

   . monostabiler Multivibrator (10) vorgesehen ist.

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