DE2261827A1 - Schalteinrichtung zur modifizierung von an diese angelegten signalen - Google Patents
Schalteinrichtung zur modifizierung von an diese angelegten signalenInfo
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- H03G1/0052—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal using continuously variable impedance elements using diodes
Landscapes
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Attenuators (AREA)
Description
PATENTANWÄLTE ^ -
Df PL.-ING. LEO FLEUCHAUS £ 4 D. I O 4 /
DR.-ING. HANS LEYH
München 7i, 1?· Dez. 1972
Unser Zeichen: M048P-914-
Motorola, Inc.
94-01 West Grand Avenue
Franklin Park, Illinois
V.St.A.
Schalteinrichtung zur Modifizierung von an diese angelegten Signalen
Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung zur Modifizierung
von an die Schalteinrichtung angelegten Signalen in Abhängigkeit von einem an einen Steuereingang angelegten Steuersignal.
j?ür die Einstellung der Verstärkung bzw. der Lautstärke oder
Klangfarbe bei Hundfunkgeräten od. dgl. ist es allgemein bekannt, Potentiometer zu verwenden, mit denen der Widerstand
eines Widerstandselementes durch mechanische Verstellung veränderbar
ist. Damit kann die Charakteristik eines übertragenen Wechselstromsignals beeinflusst werden. Es sind auch
ochaltungen bekannt, die aktive Elemente, wie. Röhren und
'l'ransistoren, verwenden, mit denen ebenfalls eine Modifizierung
von Wechselstromsignalen durch Widerstandsänderung möglich ist.
Fs/wi " ' So_
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So zufriedenstellend derartige Einrichtungen bezüglich ihrer Wirkung für die Veränderung von Verstärkungscharakteristik
und Tonsignalcharakteristik in der Reg^L sind, so komplex und
aufwendig werden Schaltungen, wenn eine Vielzahl von Schaltkreisen mit einer entsprechenden Vielzahl von solchen Einrichtungen
versehen werden soll. Wenn man z.B. annimmt, dass bei einem vierkanaligen Stereosystem vier Potentiometer für
die Verstärkungsregelung und zumindest vier weitere Potentiometer für die Beeinflussung der Charakteristik des übertragenen
Tonsignals notwendig sind, so kann man sich leicht vorstellen, wie durch diese Vielzahl der Potentiometer die
Grosse eines Gerätes, in welchem sie untergebracht sind, beeinflusst werden muss. Ausserdem ergeben sich auch Schwierigkeiten
wegen der Ungleichförmigkeit von Potentiometern, so
dass die Verstärkung bzw. das Tonsignal der vier Kanäle nicht gleichmässig in Abhängigkeit von einer Verstellung veränderbar
ist. Wenn aktive Elemente für die Verstärkung oder die Tonsignalsteuerung benutzt werden, ist die Verwendung eines
einzigen Steuerelementes, z.B. eines einzigen Potentiometers, möglich, das das Steuersignal liefert. Jedoch werden bei derzeit
benutzten Schaltungen Steuersignale benötigt, die eine bestimmte Polarität aufweisen, welche mit den vorgesehenen
Steuerschaltungen verträglich sein muss, da andernfalls die Steuerschaltungen unwirksam sind, wenn die Polarität des
Steuersignals nicht einstellbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanordnung zur Modifizierung von Signalen in Abhängigkeit von einem
Steuersignal zu schaffen, das beliebige Polarität haben kann. Dabei soll es möglich sein, eine Vielzahl von Signalen in Abhängigkeit
von einem einzigen Steuersignal beeinflussen zu können, wobei die Schaltungsanordnung insbesondere für ein
Vielkanal-MF~Systern geeignet sein soll, um in einfacher
Weise die Lautstärke und die Klangfarbe mit nur einem einzigen Potentiometer unabhängig von der Anzahl der Kanäle
- 2 - einstellen
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einstellen zu können. Es soll jedoch, auch möglich sein, mit
der Schalteinrichtung eine Vielzahl von Kanälen derart abstimmen
zu können, dass im wesentlichen dieselbe Einstellung in Abhängigkeit von einem Steuersignal an jedem Kanal sich
ergibtο
Eine Losung dieser Aufgabe ergibt sich erfindungsgemäss dadurch,
dass zwei Dioden mit entgegengesetzter Polarität parallel geschaltet und mit dem Steuersignal beaufschlagbar sind,
um deren Übertragungsimpe'danz zu ändern, und dass die antiparallel
geschalteten Dioden an ein Impedanznetzwerk derart angeschaltet sind, dass ein an das Impedanznetzwerk angelegtes
und von diesem übertragenes Signal in Abhängigkeit von dem Steuersignal eine teilweise Ableitung über die Dioden erfäkrt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Impedanznetzwerk aus der Serienschaltung eines Widerstandes
und eines Kondensators besteht, an deren Verbindungspunkt die nach Masse und antiparallel geschalteten Dioden sowie
ein Ankopplungsnetzwerk für das Steuersignal liegen.
Es ist auch vorgesehen, dass zwischen den Verbindungspunkt und die antiparallel geschalteten Dioden sowie das Ankopplungsnetzwerk
ein Kondensator geschaltet ist.
Ein Vorteil der erfindungsgemässen Schalteinrichtung besteht darin, dass das an die antiparallel geschalteten Dioden angelegte
Steuersignal sowohl positiv als auch negativ sein kann und die Impedanz der Dioden unabhängig davon veränderbar ist.
Dadurch lassen sich von dem über das Impedanznetzwerk übertragenen
Signal unterschiedliche Amplitudenbeträge ableiten, wobei diese unabhängig von der Frequenz sein können, so dass
sich dadurch eine Verstärkungsbeeinflussung ergibt. Wenn eine Frequenzabhängigkeit vorgesehen ist, kann die im wesentlichen
gleichartige Schaltung zur Beeinflussung eines Tonfrequenzsignals verwendet werden.
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Die Schaltung gemäss der Erfindung ist sehr vielseitig und
nicht nur im 'Tonfrequenzbereich verwendbar, wobei sie besonders gut für Schaltkreise mit niedrigem Signalniveau geeignet
ist, wenn das zu übertragende Signal beeinflusst werden soll.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 das Schaltbild einer Verstärkungssteuerung gemäss
der Erfindung;
Fig. 2 das Schaltbild einer Tonfrequenzsteuerung gemäss der Erfindung.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
mit der die Verstärkung eines Signals beeinflusst werden kann. Zu diesem Zweck sind zwei mit entgegengesetzter Polarität
parallel geschaltete Dioden 14 und 16 vorgesehen, die als Halbleiterdioden aus Silicium, Germanium oder einem geeigneten
anderen Halbleitermaterial aufgebaut sein können. Diese Dioden besitzen eine niedrige Durchlasspannung, wie sie z.B. bei bevorzugten
Germaniumdioden gegeben ist. Die eine Seite der antiparallel geschalteten Diode liegt an Masse 17» wogegen die
andere Seite dieser Parallelschaltung an dem Verbindungspunkt zweier Widerstände 18 und 20 mit einem Kondensator 24 liegt.
Das andere Ende des Widerstandes 18 ist über einen Kondensator 22 mit Masse verbunden.
Im Betrieb wird ein Signal, z.B. in Form eines Tonfrequenzsignals,
an das freie Ende 10 des Widerstandes 20 angelegt. Die Amplitude dieses Signals soll verhältnismässig klein sein,
so dass es die Impedanz der Dioden 14 und 16 nicht wesentlich verändert. Ein Steuersignal entweder positiver oder negativer
- 4 - Polarität
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Polarität wird an den Verbindungspunkt 8 des Widerstandes 18
und des Kondensators 22 angelegt. Auf der Ausgangsseite der Schaltung, d.h. am freien Ende des Kondensators 24 erhält man
ein Signal, das im wesentlichen gleich dem an das freie Ende 10 angelegten Signal ist, wobei dessen Amplitude in Abhängigkeit
von dem an den Verbindungspunkt 8 angelegten Steuersignal modifiziert ist.
Die antiparallel geschalteten Dioden 14 und 16 in Serie zu
dem Widerstand 20 stellen einen Spannungsteiler für das an das freie Ende 10 angelegte Signal dar. Das an den 'Verbindungspunkt
8 angelegte Steuersignal ändert die Impedanz der antiparallelen Dioden 14 und 16, wodurch das Teilungsverhältnis
des Spannungsteilers eingestellt wird. Halbleiterdioden haben eine Impedanzcharakteristik, die sich mit dem über die
Dioden fliessenden Strom ändert. Die Impedanz einer Diode ist in der Regel verhältnismässig hoch, wenn die Diode einen kleinen
Strom überträgt, und fällt auf einen niedrigen Wert ab, wenn der Strom ansteigt« Bei der Schaltung gemäss Fig. 1 verursacht
das an den Verbindungspunkt 8 angelegte Steuersignal einen Stromfluss über den Widerstand 18 und eine der Dioden
14 bzw. 16. Wenn das Steuersignal eine positive Polarität hat, wird die Diode 14 in Sperrichtung vorgespannt, so dass der
Steuerstrom über den Widerstand 18 und die Diode 16 fliesst. Mit ansteigender Steuerspannung steigt auch der Steuerstrom
über die Diode 16 an, wodurch deren Impedanz kleiner wird. Mit dem Kleinerwerden der Impedanz der Diode 16 erscheint ein
grösserer Teil des Signals am Widerstand 20 und entsprechend ein kleinerer Teil an den Dioden 14 und 16. Da das Diodenpaar
14 und 16 auch mit dem Kondensator 24 verbunden ist, erscheint an dessen freiem Ende 12 ein dem Spannungsabfall an
den Dioden 14 und 16 entsprechendes Signal, wodurch die Amplitude des Ausgangssignals entsprechend verringert ist. Die
gleichen Verhältnisse ergeben sich, wenn ein negatives Steuersignal
an den Verbindungspunkt 8 angelegt wird. In diesem EaIl
- 5 - wird
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wird die Diode 16 in Sperrichtung vorgespannt, so dass die
Impedanz der Diode 14 für die Änderung der Amplitude des angelegten Signals, das am freien Ende 12, d.h. am Ausgang der
Schaltung zur Verfügung steht, verantwortlich ist* Die Schaltung arbeitet gleich gut für positive und negative Steuerspannungen
und kann auch für Steuersignale in Form von Wechselstromspannungen verwendet werden, wenn die Amplitude eines
Signals in Abhängigkeit von einem solchen Steuersignal geändert werden soll.
Die Kapazitätswerte der Kondensatoren 22 und 24 sind nicht
kritisch für die Wirkungsweise der Schaltung* Der Kondensator 22 dient als Ableitkondensator nach Masse 17, um unerwünschte
Wechselstromkomponenten vom Verbindungspunkt 8 abzuleiten. Ausserdem verhindert der Kondensator 22, dass die am
Eingang 10 auftretenden Wechselstromsignale auf das Steuersignal über die Widerstände 18 und 20 einwirken. Der Kondensator
24 dient dazu, die sich ändernden Steuersignale an den Dioden 14 und 16 von dem Ausgang 12 des Netzwerkes fernzuhalten.
Dieser Kondensator kann entfernt werden, wenn eine solche Trennung nicht notwendig ist.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
wie sie zur Beeinflussung eines l'onsignals Verwendung finden kann. Die beiden antiparallel geschalteten Dioden
34 und 36 liegen in Serie zu einem Kondensator 35» der am
Verbindungspunkt eines Widerstandes 40 mit einem Kondensator 44 liegt. Die Serienschaltung des Widerstandes 40 und des
Kondensators 44 liegt zwischen dem Eingang 30 und dem Ausgang 32 der Schaltung. Die antiparallel geschalteten Dioden 34- und
36 liegen auf der dem Kondensator 35 gegenüberliegenden Seite
an Masse 37· Das Steuersignal wird über einen Widerstand 38
vom Steuersignaleingang 28 aus an den Verbindungspunkt der antiparallel geschalteten Dioden mit dem Kondensator 35 angelegt.
Ferner ist ein Ableitkondensator 42 vorgesehen, der vor
- 6 - dem
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dem Widerstand 38 am Steuersignaleingang nach Masse geschaltet
ist.
Im Betrieb funktioniert die Schaltung gemäss Fig. 2 im wesentlichen
wie die Schaltung gemäss Fig. 1. Die'Impedanz einer der
antiparallel geschalteten Dioden 34 und 36 ändert sich in. Abhängigkeit
von dem an den Steuersignaleingang 28 angelegten Steuersignal. Die Dioden stellen einen veränderlichen Impedanzanteil
eines Spannungsteilernetzwerkes dar, das aus dem Widerstand 40, dem Kondensator 35 und den Dioden 34- und 36
besteht. Im Gegensatz zu Fig. 1, bei der alle Frequenzen des angelegten Signals gleichmässig gedämpft werden, wird bei der
Schaltung gemäss Fig. 2 durch den Kondensator 35 eine Frequenzselektion bewirkt, indem die Signalkomponenten mit hohen Frequenzen
mehr als die mit niedrigen Frequenzen abgeleitet werden.
Das an den Eingang 30 angelegte Signal wird entsprechend der Impedanzverteilung des Spannungsteilers aus dem Widerstand 4-0,
dem Kondensator 35 und den Dioden 34- und 36 in Abhängigkeit von
dem an den Steuersignaleingang 28 angelegten Steuersignal verändert und erscheint am Ausgang 32. Die Impedanz der Dioden
34- und 36 ändert sich in Abhängigkeit von dem über den Steuersignaleingang
28, den Widerstand 38 und dem über sie fliessenden Strom, so dass über den Kondensator 35 und die jeweils
leitende Diode ein Signalanteil nach Masse abgeleitet wird und dementsprechend nicht mehr über den Kondensator 44- am Ausgang
32 wirksam ist. Dabei sind die Tiefenfrequenzen verhältmässig
unbeeinflusst durch den Kondensator 35 im Gegensatz zu
den hohen Frequenzen, so dass die Schaltung gemäss Fig. 2 die Frequenz des an den Eingang 30 angelegten Signals in Abhängigkeit
von dem angelegten Steuersignal verändert. Das in dieser V/eise bezüglich der Frequenzzusammensetzung modifizierte Signal
erscheint am Ausgang 32.
- 7 - Die .
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Die Schaltung gemäss Fig. 2 ist in vorzüglicher V/eise dazu
geeignet, Tonfrequenzsignale zu beeinflussen, wenn deren Frequenzspektrum variiert werden soll. Dementsprechend ist
die Schaltung gemäss Fig. 2 auch für andere Signale verwendbar, wenn das FrequenzSpektrum verändert werden soll. Obwohl
in der Darstellung gemäss Fig. 2 zur Beeinflussung der Frequenz ein Kondensator 35 Verwendung findet, kann an dessen
Stelle auch eine Induktivität bzw. ßesonanzschaltkreise und auch aktive frequenzabhängige Elemente Verwendung finden, wenn
eine Beeinflussung des Frequenzspektrums gewünscht wird, welche mit dem Kondensator 35 nicht erzielbar ist. Durch
diese anderen Elemente anstelle des Kondensators 35 kann das Frequenzverhalten der erfindungsgemässen Schaltung beliebigen
Erfordernissen angepasst werden.
Die Schalteinrichtung gemäss der Erfindung ist in vorteilhafter V/eise für mehrkanalige Systeme, wie z.B. für ein vierkanaliges
Stereosystem, verwendbar. In diesem Fall kann in Jedem Kanal sowohl für die Beeinflussung der Verstärkung als
auch des Tonfrequenzsignals eine Schaltung gemäss Fig. 1 und
2 vorgesehen werden. Ein gemeinsames Steuersignal kann allen Schaltungen zur Beeinflussung der Verstärkung gleichzeitig
zugeführt werden, wie auch entsprechend ein anderes gemeinsames Steuersignal allen Schaltungen zur Beeinflussung des
Tonfrequenzsignals zugeführt werden kann. Dieses Steuersignal, z.B. für die Verstärkungsbeeinflussung, kann z.B. von einem
Potentiometer abgegriffen werden. Entsprechendes gilt für das Steuersignal zur Tonfrequenzbeeinflussung. Wenn die beiden
Steuerschaltungen in der erwähnten Weise zusammengeschaltet werden, ist es möglich, mit einem einzigen Steuersignal für
die jeweilige Steuerfunktion auszukommen, unabhängig von der Anzahl der zu beeinflussenden Kanäle.
Die vorliegende Erfindung bietet in einfacher Weise die Möglichkeit
zur Fernsteuerung der Verstärkungs- oder Frequenz-
- 8 - Verteilung
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Verteilung eines elektrischen Signals, wobei die Schalteinrichtung
sehr wirtschaftlich hergestellt und sowohl mit positiven als auch mit negativen Signalen ansteuertar ist» Ferner
kann, eine beliebige Anzahl von Schaltkreisen von einer einzigen
Steuersignalquelle aus angesteuert werden.
- 9 - " Patentansprüche
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Claims (2)
1. Schalteinrichtung zur Modifizierung von an die Schalteinrichtung
angelegten Signalen in Abhängigkeit von einem an einen Steuereingang angelegten Steuersignal,
dadurch gekennze ichne t, dass zwei Dioden mit entgegengesetzter Polarität parallel geschaltet und
mit dem Steuersignal beaufschlagbar sind, um deren Übertragungsimpedanz
zu ändern, und dass die antiparallel geschalteten Dioden an ein Impedanznebzwerk derart angeschaltet
sind, dass ein an das Impedanznetswerk angelegtes und von diesem übertragenes Signal in Abhängigkeit von
dem Steuersignal eine teilweise Ableitung über die Dioden erfährt.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e Ice η η zeichnet,
dass das Impedanznetzwerk aus der Serienschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators
besteht, an deren Verbindungspunkt die nach Masöe und antiparallel
geschalteten Dioden sowie ein Ankopplungsnetzwerk für das Steuersignal liegen.
3- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verbindungspunkt
und die antiparallel geschalteten Dioden sowie das Ankopplungsnetzwerk ein Kondensator geschaltet ist*
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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