DE2137127A1

DE2137127A1 - Schaltungsanordnung zur automatischen Verstärkungsregelung eines Signal verstärker s

Info

Publication number: DE2137127A1
Application number: DE19712137127
Authority: DE
Inventors: George John Preston Harlow Essex Barnes (Grossbritannien)
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1970-07-29
Filing date: 1971-07-24
Publication date: 1972-02-03
Also published as: NL7110290A; DE2137127B2; GB1275196A; ES393709A1; DE2137127C3; US3723897A

Description

Patentanwalt
Dipl.-Phys. Leo Thul
7 Stuttgart

G.J.P. Barnes - 12

INTEMATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Schaltungsanordnung zur automatischen Verstärkungsregelung eines SignalVerstärkers.

Die Erfindung betrifft eine Schaltunganordnung zur automatischen Verstärkungsregelung eines Signalverstärkers mit einer am Verstärkerausgang angeschlossenen Vergleichsschaltung, welche die Ausgangsspannung des Verstärkers gleichrichtet und diese mit einer Referenzspannung vergleicht, wobei die Differenzspannung zur Einstellung eines Verstärkungseinstellgliedes verwendet wird.

Derartige Regelschaltungen sind bekannt. Um Schwankungen der Eingangsspannung des Verstärkers ausgleichen zu können, ist es bekannt, im Regelungsweg Zeitglieder anzuordnen. Eine Schwierigkeit tritt jedoch dann auf, wenn die Signale durch lange Pausen unterbrochen werden. Dies ist beispielsweise in Wechselsprechanlagen oder Pernsprechfreisprechanlagen mit Vierdrahtbetrieb der Fall, wo Signale nur jeweils in einer Übertragungsrichtung übertragen werden und in der signallosen ÜbertragungsricHung verhältnismäßig lange Pausenzeiten auftreten, in denen die entsprechende Regelschaltung keine Einstellspannung erhält. In einfachen Regelschaltungen wird dadurch bewirkt, daß die Verstärkung während der Signalpausen auf einen hohen Verstärkungsgrad eingestellt wird, wobei die Geräuschspannungen in dem betreffenden Signalkanäl verstärkt werden. Das Auftreten neuer Signale zieht störende Regelschwingungen nach sich, deren Amplituden vom Aufbau der Anordnung und von den Werten der die Regelzeitkonstante beeinflussenden Zeitglieder abhängt.
21.April I971

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glieder abhängte

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung zur automatischen Verstärkungsregelung einea Signalverstärkers der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der genannte Nachteil verringert oder vermieden wird. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zwischen der Vergleichsschaltung und dem Verstarkungseinstellglied eine sperrbare Torschaltung angeordnet ist, die über ihren Sperreingang abhängig von der Beendigung eines Signales am Eingang der Anordnung sperrbar ist, derart, daß einerseits P das Verstärkungseinstellglied auf niedrigste Verstärkung eingestellt wird und andererseits an sich bekannte, der Torschaltung im Zuge des Regelun^sweges vorgeordnete, die Regelzeitkonstante beeinflussende Zeitglieder ihre Regelspannung im wesentlichen behalten. Die Anordnung ist dabei so ausgebildet ,daß während der Signalpausen die Ableitwiderstände der Zeitgliedkondensatoren hochohmig gesteuert sind und dadurch beim Auftreten neuer Signale die gleiche Verstärkung wie bei dem der Pause vorangegangenen Signalzug vorliegt.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles _fc näher erläutert. Es zeigen:

Fig.l eine schematische Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung und Pig.2 eine näher ausgeführte Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, die beispielsweise in Telefonfreisprechanlagen verwendet werden kann.

In Pig.l ist ein Signalweg zwischen einem Eingang E und einem Ausgang A gezeigt, der über ein einstellbares Dämpfungsglied Vt und über einen Verstärker Al verläuft. Es wäre auch möglich, das einstellbare Dämpfungsglied in den RUckkopplungsweg des Verstärkers einzuschalten. Am Ausgang A ist eine Vergleichsschaltung Cl angeschlossen, in der das Ausgangs-

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signal gleichgerichtet und mit einer Referenzspannung V„ verglichen wird. Die Referenzspannung V_Q kann variabel sein. Die aus der Ausgangsspannung des Verstärkers Al und der Referenzspannung V₀ gewonnene Differenzspannung wird über e:\nen Verstärker A2 und über eine sj:>errbare Torschaltung Gl dein Steuereingang des regelbaren Dämpfungsgliedes Vj- zugeführt. Dabei erfolgt die Regelung derart, daß bei ansteigender Spannung am Ausgang A des Versärkers Al die Verstärkt;] .£, mittels des Dämpfungsgliedes V₁- herabgesetzt wird und umgekehrt.

Das Dämpfungsglied Vj_j kann solche Eigenschaften haben, daß beim Sperren der Torschaltung Gl der zuletzt eingestellte Dämpfungswert aufrecht erhalten wird. Der Verstärker A2 kann Zeitglieder enthalten. Die an einem Punkt X auftretenden Signale werden in einer zweiten Vergleichsschaltung C2 gleichgerichtet und mit einer zweiten Referenzspannung V„ verglichen. Die die Referenzspannung Vm überschreitende Differenzspannung wird über einen Verstärker A3 dem Sperret ngang Y der Torschaltung Gl zugeführt. Diese Differenzspannung schaltet die Torschaltung durch, so daß eine Verstärkungsregelung über den Weg Cl, A2, Gl, Vj_j erfolgen kann. Der Punkt X kann mit dem Signaleingang E oder mit irgeneinem anderen geeigneten Pur&t derart verbunden sein, daß bei Abwesenheit eines Signals im Kanal Vj-Al keine Einstellung des Dämpfungsgliedes Vj_ erfolgt, wobei die Regelspannung auf denjenigen Wert festgehalten wird, der vor dem Abfall des Signals unter die Referenzspannung Vm bestanden hat.

In Telefonfreisprechanlagen mit. Snrechrichtungsumschaltung werdet-, die; Aufgaben der Glieder C2, A3 normalerweise von einer Schaltingik übernommen, wobei die Torschaltung Gl durchgesclifii tat wird, wenn die Freisprechanlage im Em-

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pfangszustand ist, und wobei die Torschaltung Gl gesperrt wird, wenn die Freisprechanlage sich im Sprechzustand befindet. Auf diese Weise werden Regieschwingungen, die mit dem Auftreten der Sprachsignale verbunden sind, beschränkt auf die allerersten, von der Übertragungsleitung empfangenen Signale.

In Pig.2 sind die in Fig.l gezeigten Glieder durch gestrichelte Kästchen wiedergegeben. ImJEmpfangszustand der Freisprechanlage tritt am Punkt Y eine positive Gleichspannung auf, die die Diode Dl sperrt. In diesem Fall erhält das Gate des Feldeffekt-Transistors FET eine positve Spannung, deren Anstieg durch die Zeitkonstante bestimmt wird, die durch die Widerstände und Kondensatoren des Verstärkers A2 abhängt. Das Eingangssignal am Eingang E wird mittels des Verstärkers Al verstärkt. Die Ausgangsspannung am Ausgang A wird einer Transistorstufe Tl zugeführt, die in Eidtterschaltung betrieben wird und bei der der Emitter dieses Transistors an dem Abgriff eines Spannungsteilers Wl, W2 angeschlossen ist. Überschreitet die Ausgangsspannung am Ausgang A die Referenzspannung "V_Q, so wird der Transistor Tl leitend und damit auch ein im Verstärker A2 angeordneter Transistor T2 leitend. Die Transistorstufe T2 ist ebenfalls in Emitterschaltung betrieben. Im Kollektorkreis des Tran-" sistors T2 liegen,vom Kollektor ausgehend, zwei Widerstände Wj5, W4, eine in Durchlassrichtung geschaltete Diode D2 und ein Widerstand W5. Zwischen den Widerständen W3, W4 und dem Bezugspöl der Betriebsspannungsquelle ist ein Kondensator Kl eingefügt. Ein weiterer Kondensator K2 liegt zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Widerstands W4 mit der Diode D2 und dem genannten Bezugspol. Zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt deiJDiode D2 mit dem Widerstand W5 und dem Punkt Y liegt eine weitere Diode Dl. Beide Dioden Dl, D2 sind einpolig mit dem gleichen Anschluß miteinander verbunden. An diesen gemeinsamen Ver-

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bindungspunkt ist das Gate des Feldeffekt -Transistors FET angeschlossen. Die Regelzeitkonstante wird durch die Zeitglieder Wj5, Kl, W4, K2 beeinflußt. Je nach Widerstandswert der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T2 wird die positive Spannung am Gate des Peldeffekt-Transistors FET vermindert. Dadurch wird die gesteuerte Strecke des Feldeffekt-Transistors niederohmiger und damit das Eingangssignal am Verstärker Al kleiner . Änderungen der Signalspannung in Bezug auf die Referenzspannung verursachen entsprechende Änderungen der Kollektorspannung des Transistors Tl und demnach entsprechende Änderungen der Leitfähigkeit des Feldeffekt-Travistors.

Wenn die Freisprechanlage vom Empfangszustand zum Sendezustand übergeht, tritt am Punkt Y Bezugs„potential auf. Dadurch wird die Diode Tl leitend gesteurt und das Gate des Feldeffekt -Transistors praktisch auf Bezugspotential gelegt, so daß dieser voll leitend wird. Dadurch wird das Dämpfungsglied V_L auf eine bestimmte, höchste Dämpfung beziehungsweise auf niedrigste Verstärkung eingestellt. Zur gleichen Zeit wird die Diode D2 in den nichtleitenden Zustand versetzt, und der Verstärker A2 wird eingangsseitig abgeschaltet aufgrund der verminderten Signalspannung am Ausgang des Verstärkers Al und der Vergleichschaltung Cl. Daher behalten die Kondensatoren Kl, K2 im Verstärker A2 ihre Regelspannung, die sie kurz vor dem Übergang vom Empfangszustand zum Sendezustand hatten. Diesnaoer nur dann der Fall, wenn der Leckwiderstand der Diode D2, des Tran-

ßroJ3 ist. sistors T2 und der Kondensatoren Kl, K2 genügend . Wenn angenommen wird, daß die Ladung aufrecht bleibt, dann bleibt beim Übergang auf den Empfangszustand und bei dem damit verbundenen Positiver-werden des Punktes Y-die Verstärkung auf einem Wert, der vorher bestanden hat. Alle folgenden Regelschwingungen werden in ihren Amplituden auf einen Minimalwert gehalten.

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Ein besonderer Vorteil dieser Schaltungsanordnung liegt darin, daß das einstellbare Dämpfungsglied V,- sowohl als Schaltglied für die Sprechrichtungsuraschaltung als auch als einstellbares Dämpfungsglied £ür die Regelfunktion arbeitet.

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Claims

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Patentansprüche

^!^Schaltungsanordnung zur automatischen Verstärkungsregelung eines Signalverstärkers mit einer am Verstärkerausgang angeschlossenen Vergleichsschaltung, welche die Ausgangsspannung des Verstärkers gleichrichtet, wobei die Differenzspannung zur Einstellung eines Verstärkungseinstellgliedes verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vergleichsschaltung (Cl) und dem Verstärkungseinstellglied (V^) eine sperrbare Torschaltung (Gl) angeordnet ist, die über ihren Sperreingang (Y) abhängig von der Beendigung eines Signals am Eingang (E) der Anordnung sperrbar ist, derartj daß einerseits das Verstärkungseinstellglied auf niedrigste Verstärkung eingestellt wird und andererseits an sich bekannte, der Torschaltung im Zuge des Regelungsweges vorgeordnete, die Regelzeitkonstante beeinflussende Zeitglieder (A2) ihre Regelspannung im wesentlichen, behalten.
2.Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungseinstellglied als steuerbares Dämpfungsglied ausgebildet und vor dem Verstärker angeordnet ist.
3.Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied einen Feldeffekt-Transistor (PET) aufweist, dessen gesteuerte Strecke dem Eingang des Verstärkers parallelliegt und dessen Gate-Source-Spannung über die Torschaltung gesteuert wird.
4.Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,2 oder 3* dadurch. gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (Cl) eine in Emitterschaltung betriebene Transistorstufe (Tl) aufweist, bei der der Emitter des Transistors an den Abgriff eines einstellbaren Spannung^beilers (Wl, W2) angeschlossen ist.

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5.Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Eingang der Anordnung abgeleitete Spannung mittels einer zweiten Vergleichsschaltung (C2) gleichgerichtet und mit einer zweiten Referenzspannung (y ) verglichen wird und daß die Differenzspannung dem Sperreingang (Y) des Sperrga^tters zugeführt wird.
6.Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die vom Eingang der Anordnung abgeleitete Spannung die Sehaltspannung für die Sprechrichtungsumschaltung einer Wechselsprechanlage ist.

7-Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitglieder (A2) und die Torschaltung (Gl) durch eine in Emitterschaltung betriebene Transistorstufe (T2) gebildet wird, in deren Kollektorkreis, vom Kollektor ausgehend,zwei Widerstände (W^. W4), eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode (D2) und ein dritter Widerstand (W5) liegen , wobei jeweils zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Widerstände und dem Bezugspol der Betriebsspannungsquelle und zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt des zweiten Widerstandes mit der Diode und dem genannten Bezugspol ein Kondensator (Kl, K2) sowie zwischen dem gemeinsamen, mit dem Steuereingang des Verstärkungseinstellgliedes (V_L) verbundenen Verbindungspunkt der Diode mit dem dritten Widerstand und dem Sperreingang (Y) ein zweite Diode (Dl) angeordnet sind, derart, daß die Dioden einpolig mit den gleichen Anschlüssen miteinander verbunden sind.

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