DE2165735C3

DE2165735C3 - Schaltungsanordnung zum wahlweisen Anheben oder Absenken der Lautstärke eines Frequenzbereiches in einem Niederfrequenzverstärker

Info

Publication number: DE2165735C3
Application number: DE19712165735
Authority: DE
Inventors: Ing.(Grad.) Werner 3000 Hannover Langner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1971-12-30
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1981-05-07
Also published as: DE2165735B2; DE2165735A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum wahlweisen Anheben oder Absenken der Lautstärke eines Frequenzbereiches in einem Niederfrequenzverstärker.

Derartige Schaltungen werden in der Unterhaltungselektronik, der kommerziellen Nachrichtentechnik und der elektrischen Meßtechnik überall dort verwendet, wo das Bedürfnis besteht, den Frequenzgang des in diesen Geräten verwendeten NF-Verstärkers abweichend von einem fest eingestellten Verlauf verändern zu können. Dies ist insbesondere in der Unterhaltungselektronik bei Hifi-Verstärkern und Rundfunkempfängern der Fall.

Es ist bekannt, in diesen Geräten Verstärker zu verwenden, die ein Netzwerk mit Widerständen, Kondensatoren und Potentiometern aufweisen. Zum Anheben bzw. Absenken der hohen und tiefen Frequenzen ist je ein Einstellglied, der sogenannte Höhen- und Tiefenregler, vorhanden.

Es ist auch bekannt (Funkschau 1969, Seite 77—78), das Absenken und Anheben sowohl der hohen als auch der tiefen Frequenzen eines bestimmten Frequenzbereiches mittels nur eines einzigen Potentiometers vorzunehmen. Bei dieser bekannten Schaltung sind zwei Spulen zur Bildung zweier Serienschwingkreise erforderlich. Die Verwendung von Spulen bedeutet aber wegen des materiellen Aufwandes und der großen Fertigungstoleranzen einen Nachteil. Ferner besteht bei der Verwendung von Spulen die Gefahr einer Störung durch äußere Störfelder. Hiergegen müssen dann aufwendige Abschirmungen vorgesehen werden.

Es ist zwar bekannt (deutsche Patentschrift 7 34 684), in einer Schaltung zur Einstellung der Amplitude des mittleren Tonfrequenzbereiches ein nur aus Kondensatoren und Widerständen bestehendes Netzwerk zu verwenden, jedoch ist mit dieser Schaltung nur eine Absenkung der Amplitude des mittleren Tonfrequenzbereichs möglich.

Außerdem ist als Klangfarbenregler eine Schaltungsanordnung bekannt (DE-OS 21 18 376) zum wahlweisen Anheben oder Absenken der Lautstärke eines Frequenzbereiches in einem Niederfrequenzverstärker, wobei als Verstärker ein Differenzverstärker mit einem invertierenden und einem nichtinvertierenden Eingang dient und das zu übertragende Nutzsignal über ein die mittleren Frequenzen des Frequenzbereiches bestimmendes ÄC-Netzwerk an den nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers angeschlossen ist Diese bekannte Anordnung ist aber insofern recht kompliziert, als zwei Potentiometer synchron verstellt werden müssen und zur Auswahl der beiden möglichen Betriebszustände »Absenkung« und »Anhebung« der mittleren Tonfrequenz zwei Umschalter synchron betätigt werden müssen. Außerdem muß das dort verwendete ÄC-Netzwerk in der Lage sein, zwei einander gegenphasige Spannungen zu liefern.

Ausgehend von dieser bekannten Anordnung ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfachere Schaltung zum wahlweisen Anheben oder Absenken der Lautstärke eines wählbaren Frequenzbereiches innerhalb des Tonfrequenzbereiches zu schaffen, wobei der wählbare Frequenzbereich auch den mittici...; Teil des Tonfrequenzbereiches einnehmen können soll und die Schaltungsanordnung trotz ihrer Vereinfachung ihre Anpassungsfähigkeit an verschiedene Bedürfnisse behalten soll.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Eingang des ÄC-Netzwerkes, der invertierende Eingang und der Ausgang des Differenzverstärkers über die drei Anschlüsse eines Potentiometers miteinander verbunden sind.

Durch die Erfindung ist die Verwendung eines handelsüblichen integrierten Differenzverstärkers möglich. Der Übergang zwischen dem Absenken und dem Anheben geschieht kontinuierlich. Bei einer entsprechenden Bemessung der Schaltung ist der Frequenzgang in der mittleren Stellung des Schleifers des Potentiometers linear.

Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, erläutert.

F i g. 1,3 und 4 zeigen je ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung, und

Fig.2 zeigt die Wirkung der erfindungsgemäßen Schaltung.

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung, bei der das zu verarbeitende Niederfrequenzsignal (NF-Signal) an die Eingangsklemme 1 angeschlossen ist. Über ein symmetrisches Doppel-T-Glied ist die Eingangsklemme 1 an den nichtinvertierenden (positiven) Eingang 5 eines Differenzverstärkers 2 angeschlossen. Das am Ausgang 9 des Differenzverstärkers 2 erscheinende Signal ist an der Ausgangsklemme 10 der Schaltung abgreifbar.

Das Doppel-T-GIied setzt sich in bekannter Weise aus einem Hochpaß und einem Tiefpaß zusammen, die parallel zueinander geschaltet sind. Bei einer entspre-

chenden Dimensionierung des rechnerisch als Brücke zu erfassenden Doppel-T-Gliedes erreicht man es, daß die mittlere Frequenz des Frequenzbereiches, der mittels der Schaltung angehoben oder abgesenkt werden soil, gesperrt wird. In dem vorliegenden Fall arbeitet das Doppel-T-Glied in bekannter Weise als schmalbandige Bandsperre. Anstelle des symmetrischen Doppel-T-Glieds sind auch andere ÄC-Netzwerke mit Bandsperren-Charakter verwendbar.

Das an der Eingangsklemme 1 anliegende NF-Signal wird nicht nur über das ÄC-Netzwerk 3 dem Differenzverstärker zugeführt, sondern es wird auch über einen Widerstand 4 und den einen Teilwiderstand eines Potentiometers 7 an den zweiten, invertierenden Eingang 6 des Differenzverstärkers 2 angeschlossen. '5 Ober den anderen Teilwiderstand des Potentiometers 7 und einen Widerstand 8 im Gegenkopplungszweig ist der invertierende Eingang 6 mit dem Ausgang 9 des D'fferenzverstärkers 2 verbunden.

Zur Erklärung der Wirkungsweise der Schaltung sei angenommen, daß die Frequenz des an der Eingangsklemme 1 liegenden NF-Signales im wesentlichen gleich der mittleren Frequenz der durch das ÄC-Neizwerk gebildeten Bandsperre ist. In diesem Fall ist der Dämpfungswiderstand des ÄC-Netzwerkes 3 so groß, daß praktisch kein NF-Signal an den nichtinvertierenden Eingang 5 des Differenzverstärkers 2 gelangt. Der Differenzverstärker 2 wird also über den Widerstand 4 wie ein invertierender Verstärker betrieben, dessen Verstärkungsbetrag im wesentlichen von dem Verhältnis des zwischen dem Ausgang 9 und dem Eingang 6 wirksamen Widerstandes und dem zwischen dem Eingang 6 und der Eingangsklemme 1 wirksamen Widerstand bestimmt ist Die Widerstände 4 und 8 sind so bemessen, daß die Verstärkung bei der mechanischen Mittelstellung des Schleifers des Potentiometers 7 etwa gleich Eins beträgt Man erkennt, daß beim Verschieben des Schleifers des Potentiometers 7 in der Zeichnung nach links eine Verstärkungszunahme, d. h. eine Anhebung der NF-Signale erfolgt, während bei einer Verschiebung des Schleifers nach rechts eine Verstärkungsabnahme, d. h. ein Absenken der NF-Signale erfolgt

Bei Frequenzen, die soweit außerhalb der mittleren Frequenz des schmalbandigen ÄC-Netzwerkes 3 liegen, daß dessen Durchlaßwiderstand vergleichsweise klein gegen den zwischen dem invertierenden Eingang 6 und der Eingangsklemme 1 wirksamen Widerstand (Widerstand 4 und linker Teil des Potentiometers 7) ist, arbeitet der Differenzverstärker 2 wie ein nichtinvertierender Verstärker, dessen Verstärkungsbetrag bei geeigneter Bemessung nahezu gleich Eins ist.

Die Wirkung der Schaltung beruht also darauf, daß einerseits der Sperrwiderstand der Bandsperre für seine mittlere Bandfrequenz wesentlich größer als der Widerstand 4 ist und andererseits der Durchlaßwiderstand der Bandsperre außerhalb seiner mittleren Bandfrequenz wesentlich kleiner als der Widerstand 4 ist

Man erkennt, daß durch den gleich großen Verstärkungsbetrag bei hohen und tiefen Frequenzen einerseits, sowie bei der Mittenfrequenz des ÄC-Netzwerkes 3 andererseits der Frequenzgang im gesamten Frequenzbereich nahezu linear ist Durch Verschieben eines einzigen Einstellgliedes, nämlich des Schleifers des Potentiometers 7, wird die Amplitude der NF-Signale in dem die genannte Mittenfrequenz umgebenden Frequenzbereich entweder abgesenkt o^ er angehoben.

In F i g. 2 ist die Wirkung der vorstehend beschriebenen Schaltung dargestellt Die Zeichnung zeigt die Abhängigkeit der Amplitude A des an der Ausgangsklemme 10 erscheinenden Ausgangssignals von der Frequenz f. Die Kurve I zeigt den Frequenzgang bei einer Stellung des Schleifers des Potentiometers 7 am linken Ende, während die Kurve III den Frequenzgang bei einer Stellung des Schleifers am rechten Ende zeigt. Die Kurve II zeigt einen linearen Frequenzgang in der Mittenstellung des Schleifers. Die Frequenz f_x stellt die mittlere Frequenz des ÄC-Netzwerkes 3 dar.

In Fig.3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung dargestellt Während in F i g. 1 der Schleifer des Potentiometers 7 an den invertierenden Eingang 6 angeschlossen ist, ist er in F i g. 3 an die Eingangsklemme 1 angeschlossen. Die so abgewandelte Schaltung arbeitet ähnlich der in F i g. 1 dargestellten Schaltung.

Zur Einstellung eines Frequenzganges mit mehreren Frequenzbereichen mit veränderbarer Amplitude ist es möglich, mehrere der beschriebenen Schaltungen hintereinander zu schalten, wobei jeweils das ÄC-Netzwerk so dimensioniert ist, daß die mittlere Frequenz des betreffenden Frequenzbereiches gleich der gesperrten Frequenz des RC-Netzwerkes ist.

Zur Verminderung der Steilheit des in der Zeichnung dargestellten Doppel-T-Glieds ist es möglich, wie in Fig.4 dargestellt, den Ableitungskondensator 11 des Tiefpasses statt an Masse an den Ausgang 9 des Differenzverstärkers 2 anzuschließen. Diese Maßnahme bewirkt eine Mitkopplung. Dies wiederum hat zur Folge, daß im Bereich der Absenkung eine Verringerung der Steilheit des Doppel-T-Glieds und im Bereich der Anhebung eine Vergrößerung der Steilheit des an sich breitbandigen Doppel-T-Glieds nach F i g. 1 und 3 auftritt. Um zu vermeiden, daß die Schaltung nach F i g. 4 auf der mittleren Frequenz des Doppel-T-Glieds bei maximaler Anhebung schwingt, werden die Widerstände 4, 7 und 8 so bemessen, daß das Verhältnis der Summe der Widerstandswerte 7 und 8 zu dem Widerstandswert 4 kleiner Eins ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum wahlweisen Anheben oder Absenken der Lautstärke eines Frequenzbereiches in einem Niederfrequenzverstärker, wobei als Verstärker ein Differenzverstärker mit einem invertierenden und einem nichtinvertierenden Eingang dient und das zu übertragende Nutzsignal über ein die mittleren Frequenzen des Frequenzbereiches bestimmendes ÄC-Netzwerk an den nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (1) des ÄC-Netzwerkes (3), der invertierende Eingang (6) und der Ausgang (9) des Differenzverstärkers (2) über die drei Anschlüsse eines Potentiometers (7) miteinander verbunden sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (1) des ÄC-Netzwerkes (3) an den Schleifer des Potentiometers (7) angeschlossen ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (7) an den Differenzverstärker (2) über einen Widerstand (4,8) angeschlossen ist

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Eingang (1) des ÄC-Netzwerkes (3) verbundene Anschluß des Potentiometers (7) mit dem Eingang eines symmetrischen Doppel-T-Gliedes verbunden ist, das als /?C-Netzwerk (3) an den nichtinvertierenden Eingang (5) angeschlossen ist

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitungskondensator (11) des Doppel-T-Gliedes statt an die Bezugsspannung an den Ausgang (9) des Differenzverstärkers (2) angeschlossen ist.