DE2320473A1 - Telefonverstaerker - Google Patents

Description

• Telefonverstärker Die Erfindung betrifft einen Telefonverstärker, der als ein Zusatzgerät an einen Fernsprechapparat angeschlossen werden kann. Derartige Telefonverstärker dienen dazu, ein Orts- oder Ferngespräch verstärkt wiederzugeben, um selbst besser zu verstehen oder andere im Raum anwesende Personen an dem Gespräch teilnehmen zu lassen.
• Es sind bereits Telefonverstärker bekannt, bei denen ein leises Gespräch auch nachher Verstärkung relativ leise und ein lautes Gespräch relativ laut wiedergegeben wird.
• Wünschenswert ist dagegen eine Tonwiedergabe mit konstantem Lautstärkepegel, unabhängig davon, wie hoch der Eingangspegel des wiederzugebenden Gespräches ist, damit das lästige Nachregeln der Ausgangslautstärke entfällt.
• Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Telefonverstärker zu schaffen, der wiederzugebende Gespräche unabhängig von dem Pegel der ankommenden Signale mit konstantem Lautstärkepegel wiedergibt. Dabei sollen die Eingangssignale auf eine derartig hohe Ausgangsintensität verstärkt werden, daß es möglich ist, zur Aufzeichnung der Gespräche ein Tonbandgerät direkt anzuschließen.
• Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß ein Telefonverstärker, der eine Eingangsstufe, einen Verstärker und einen Spannungsversorgungsteil enthält, erfindungsgemäß mit einer Regelstufe versehen ist, deren Eingang mit dem Ausgang der Eingangsstufe und deren Ausgang mit dem Eingang des Verstärkers verbunden ist, und der ferner dadurch gekennzeichnet ist, daß der Eingangsteil der Regelstufe einen veränderlichen Spannungsteiler-enthält, der ein Eingangssignal in Abhängigkeit von dessen Amplitude teilt, wobei ein Zwischenverstärker den Spannungsteiler mit dem Spannungsversorgungsteil verbindet und die Eingangssignale zwischenverstärkt, und daß der Verstärker dem Spannungsteiler und dem Zwischenverstärker der Regel stufe nachgeschaltet ist und ein Ausgangssignal hinreichender Intensität einem Lautsprecher und/oder einer Tonaufzeichnungs- und -Wiedergabevorrichtung zuführt.
• Der erfindungsgemäße Telefonverstärker enthält eine Eingangsstufe, der die zu verstärkenden Signale von dem Fernsprechapparat zugeführt werden. Diese Eingangsstufe enthält einen Übertrager, der vorzugsweise mit einem übersetzungsverhältnis von 1:1 arbeitet und den Telefonverstärker galvanisch von dem Fernsprechapparat trennt. Der Ausgang der Eingangsstufe ist mit dem Eingang der Regelstufe verbunden. In dieser Verbindungsleitung liegt ein Kondensator, der den Eingang der Regelstufe gleichspannungsfrei hält.
• Die Regelstufe enthält als wesentlichste Bestandteile einen veränderlichen Spannungsteiler und einen mit ihm verbundenen Zwischenverstärker und führt das verarbeitete Eingangs signal als Ausgangs signal einem Verstärker zu, durch den eine Endverstärkung geliefert wird. Die Regelstufe enthält ferner eine Schaltung zur Temperaturdrift-Kompensation und ein Zeitglied, das für eine weiche und angenehme Regelung sorgt. Weiterhin enthält die Regelstufe einen Emitterfolger, der dem Zwischenverstärker nachgeschaltet ist und als Impedanzwandler arbeitet.
• Er stellt das Bindeglied zwischen dem hochohmigen Ausgang des Zwischenverstärkers und dem niederohmigen Eingang einer Spannung verdopplungsdiodenschaltung dar, die dem Emitterfolger nachgeschaltet ist und deren Ausgang mit dem Eingang des Zeitgliedes verbunden ist.
• Eine zwischen der Regelstufe und dem Verstärker liegende Potentiometerschaltung teilt das Ausgangssignal der Regelstufe, bevor dieses dem Verstärker zur Endverstärkung zugeführt wird und gibt dem Benutzer die Möglichkeit, den für ihn angenehmsten Lautstärkepegel einzustellen.
• Der Verstärker kann in integrierter Schaltbauweise ausgeführt sein und liefert eine Spannungsverstärkung, die hinreichend ist, um einen Lautsprecher auszusteuern.
• Da es häufig wünschenswert ist, Telefongespräche aufzuzeichnen, enthält der erfindungsgemäße Telefonverstärker eine Tonabnehmerstufe durch die über eine genormte Diodenbuchse ein übliches Tonbandgerät als Tonaufzeichnungsvorrichtung anschließbar ist. Die Diodenbuchse ist mit einem zwischen dem Zwischenverstärker und dem Impedanzwandler liegenden Abgriffspunkt verbunden.
• Die Spannungsversorgung erfolgt in ansich bekannter Weise durch wahlweises Einsetzen eines Netzteils oder einer Batterie.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles, das in den beigefügten Figuren dargestellt ist, näher erläutert.
• In den Figuren zeigt: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Telefonverstäriers, Fig. 2 ein detaillierteres schematisches Schaltbild des Telefonverstärkers nach Fig. 1, Fig. 3 eine Regelcharakteristik des Telefonverstärkers nach Fig. 2 und Fig. 4a, 4b und Fig. 5a und 5b Jeweils ein Oszillogramm des Regelverhaltens des Telefonverstärkers nach Fig. 2.
• Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Telefonverstärkers. Einer Eingangastufe 1 werden Eingangssignale von einem Fernsprechapparat z.B. durch Anschluß an den Zweithörerklemmen zugeführt. In der nachgeschalteten Regelstufe 2 werden diese Signale zwischenverstärkt und auf einen konstanten Ausgangspegel geregelt. Die entstehenden Signale werden im normalen Betrieb einem Verstärker 3 zur Endverstärkung zugeführt, um sie über einen Lautsprecher in Tonsignale umzusetzen.
• Zusätzlich ist es auch möglich, die auf konstanten Pegel geregelten Ausgangssignale einer Tonabnehmerstufe 4 zuzuführen, über die ein übliches Tonbandgerät zur Tonaufzeichnung anschließbar ist. Als Spannungsversorgungsteil 5 kann wahlweise eine Batterie, z.B. mit 9 Volt, oder ein eingebautes Netzteil eingesetzt werden. Derartige Spannungsversorgungen sind weitgehend bekannt.
• Fig. 2 zeigt ein schematisches Schaltbild eines Ausführungs beispieles des Telefonverstärkers nach Fig. 1. Die Eingangsstufe besteht aus einem Ubertrager, dem das Eingangssignal U von den Klemmen Z1 und Z2 zugeführt werden, und dem Kondensator C1. Der Übertrager hat in erster Linie die Aufgabe der galvanischen Trennung zwischen dem Fernsprechapparat und dem Telefonverstärker. Er arbeitet vorzugsweise mit einem über setzungsverhältnis von 1:1. Der nachfolgende Kondensator C1 dient dazu, den Eingang der Regelstufe gleichspannungsfrei zu halten.
• Die Regelstufe bildet den wesentlichen Teil der Schaltung.
• In dem dargestellten Beispiel enthält sie einen Feldeffekttransistor T1, zwei Siliziumtransistoren T2 und T3, einen Kondensator C15, diverse Dioden D2, D3 und erzeugt die-nötige Regelspannung, die zur Ansteuerung des Feldeffekttransistors T1 dient.
• Der Feldeffekttransistor Tl bildet zusammen mit dem Wiederstand R1 einen veränderlichen Spannungsteiler, der in Abhängigkeit von dem über den Kondensator Cl zugeführten Eingangssignal eine entsprechende Teilung dieses Signals bewirkt, Das Signal wird daher am Abgriff für den Eingang zum Verstärker 3 zwischen R1 und C2 ehr oder weniger gedämpft.
• Die Signalspannung wird über C2 einem Zwischenverstärker, der einen Teil der Regelstufe 2 bildet, zugeführt. Dieser Zwischenverstärker ist eine Emitterschaltung, der zur Stabilisierung gegen Temperaturdrift die RC-Kombination C5 und R8 im Emitterkreis eingefügt ist.
• Damit die so verstärkte Signalspannung an den Spannungsverdopplungsdioden D2 und D3 nicht zusammenbricht, ist ein Emitterfolger nachgeschaltet, der als Impedanzwandler arbeitet und als wesentliche Bauteile den Transistor T3 und den Widerstand R9 enthält. Diese Zwischenstufe stellt das Bindeglied zwischen dem hochohmigen Ausgang der Emitterschaltung und dem niederohmigen Eingang der Spannungsverdopplungsstufe dar.
• Die RC-Kombination von R7 und C4 bildet ein Zeitglied im Regelkreis. Die Werte für den Widerstand R7 und den Kondensator C4 müssen optimal gewählt werden, um eine weiche und angenehme Regelung zu erreichen. Werden diese Werte verkleinert, so setzt die Regelung hart ein und verzerrt das Klangbild.
• Die physikalischem Gegebenheiten einer solchen Selbstregelung mit der ihr eigenen Verzögerung können im Einschaltmoment zu einer kurzzeitigen Aufschaukelung führen. Soweit jedoch das Signal den Regelkreis durchlaufen hat, setzt die Regelung ein und die Neigung zum Übersteuern wird un-terdrückt. Bei nicht zu lauter Einstellung des Gerätes wird dieser Effekt jedoch kaum bemerkt.
• Den Abschluß der Schaltung bildet der Verstärker 3. Er besteht vorzugsweise aus einem integrierten Schaltkreis IC. Die Ausgangssignale des Verstärkers 3 werden dem Lautsprecher L zugeführt. Yondensatoren und Widerstände dienen zur Frequenzkompensation und zur Glättung für Leistungssprünge bzw. Feedback.
• Eine Potentiometerschaltung P, die zwischen dem Verstärker 3 und dem Abgriffspunkt für den Verstärkereingang zwischen dem Widerstand R1 und dem Kondensator C2 liegt, ist manuell betätigbar und legt den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 3 fest. An diesem Potentiometer kann der Benutzer die von ihm gewunschte Lautstärke einstellen.
• Um dem Benutzer die Möglichkeit zu bieten, ein Telefongespräch festzuhalten, ist eine genormte Diodenbuchse TA für den Anschluß eines Tonbandgerätes eingebaut. Die Beschaltung der Diodenbuchse TA wird vorzugsweise so vorgenommen, daß sowohl röhren- als auch transistor-betriebene Aufnahmegeräte an diese Tonabnehmerstufe angeschlossen werden können. In Fig. 2 ist die Diodenbuchse TA über den Kondensator C13 mit einem Verbindungspunkt zwischen der Basis des Transistors T3 und dem Kollektor des Transistors T2 verbunden. Ein weiterer Anschluß der Diodenbuchse TA liegt am Bezugspol der Schaltung.
• Bei der Aufnahme eines Gespräches z.B. auf einem Tonbandgerät ist es dem Benutzer trotzdem möglich, ein Telefongespräch über den Telefonverstärker mitzuhören.
• Die Stromversorgung der Schaltung geschieht wahlweise über die Batterie UI oder ein Netzteil UII.
• Fig. 3 zeigt eine Regelcharakteristik eines erfindungsgemäßen Telefonverstärkers nach Fig. 2. In jeweils logarithmischen Maßstab ist die Abhängigkeit der Spannung am Lautsprecher von der Eingangsspannung U auf der Primärseite des Übertragers in der Eingangsstufe 1 bei der Frequenz von 800 Hz aufgetragen.
• Zu erkennen ist der breite Bereich zwischen 10 und 100 mVeff, in dem die Spannung am Lautsprecher annähernd konstant ist.
• Der sich daran anschließende Bereich wachsender Eingangsspannung zeigt, daß sich auch bei hohen Eingangssignalen noch ein weitgehend konstanter Ausgangspegel einregeln läßt.
• Weitere Beispiele für das Regelverhalten des Telefonverstärkers sind in den Fig. 4a und 4b und 5a und 5b dargestellt. Fig. 4a zeigt ein Oszillogramm eines Eingangssignales und Fig. 4b zeigt ein Oszillogramm des dazugehörigen Ausgangssignales, das am Lautsprecher L aufgenommen worden ist. Es ist zu erkennen, daß bei sich stets verringerndem Eingangssignal das Ausgangssignal konstant blieb, bis die Eingangsspannung so klein wurde, daß sie nicht mehr ausgeregelt werden konnte. Erst bei genügend großer Eingangsspannung setzt das Regelverhalten wieder ein.
• In den Fig. 5a und 5b sind Oszillogramme angegeben, die der ßusgangsspannung entsprechen und jeweils am Lautsprecher L aufgenommen worden sind. Sie zeigen das Regelverhalten des Telefonverstärkers, wenn die Amplituden des Eingangssignales sprunghaft geändert werden. In Fig. 5a wurde zum Zeitpunkt tl die Eingangsspannung sprunghaft auf ihren zehnfachen Wert erhöht, und die Ausgangsspannung stellt sich am Ausgang nach einer kurzzeitigen Spannungsspitze mit einer kaum merkbaren Spannungsänderung auf ihren Anfangswert ein. Die Eingangsspannung wurde anschließend wieder auf ihren Normalwert zurückgeschaltet. Nach einer durch die RC-Kombination R7 und C4 vorgegebenen Zeitdauer wird die normale Ausgangsspannung wieder erreicht.
• In Fig. 5b wurde von einem sehr kleinen Eingangssignal ausgegangen, das anschließend sprunghaft zwei mal jeweils um das Zehnfache seines Anfangswertes bei t1 und t2 erhöht wurde. Zum Zeitpunkt t3 wurde das hohe Eingangssignal wieder zurUckgeschaltet. Auch hier ist das einwandfreie Regelverhalten zu erkennen.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Telefonverstärker, der eine Eingangs stufe, einen Verstärker und einen Spannungsversorgungsteil enthält, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Regelstufe (2) enthält, deren Eingang mit dem Ausgang der Eingangsstufe (1) und deren Ausgang mit dem Eingang des Verstärkers (3) verbunden ist, und daß der Eingangsteil der Regelstufe (2) einen veränderlichen Spannungsteiler (T1, R1) enthält, der ein Eingangssignal in Abhängigkeit von dessen Amplitude teilt, wobei ein Zwischenverstärker (T2, T3, D2, D3, ....) mit dem Spannungsteiler (T1, R1) verbunden ist und die Eingangssignale zwischenverstärkt, und daß der Verstärker (3) dem Spannungsteiler (T1, R1) und dem Zwischenverstärker (T2, T3, D2, D3 ....) der Regelstufe (2) nachgeschaltet ist und ein Ausgangssignal hinreichender Intensität einem Lautsprecher (L) und/oder einer Tonaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung zuführt.

2. Telefonverstärker nach Anspruch 1, d a d u r c h -g e k e n n z e i c h n e t daß der veränderliche Spannungsteiler (T1, R1) einen Feldeffekttransistor (T1) enthält.

3. Telefonverstärker nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t daß der Feldeffekttransistor (T1) über einen mit ihm in Reihe liegenden Widerstand (R1) mit dem Ausgang der Eingangsstufe (1) verbunden ist.

4. Telefonverstärker nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelstufe (2) ein Zeitglied (C4, R7) enthält, das eine mit einem Widerstand (R7) parallelgeschaltete Kapazität (C4) aufweist.

5. Telefonverstärker nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelstufe (2) eine Temperaturdrift-Kompensationsschaltung (R8, C5) enthält, die eine mit einem Widerstand (R8) parallelgeschaltete Kapazität (C5) aufweist.

6. Telefonverstärker nach den Anspriichen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (3) als integrierter Schaltkreis ausgebildet ist.

7. Telefonverstärker nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge'kennzeichnet, daß der Eingangsteil der Verstärkerstufe (3) ein Potentiometer (P) enthält, mit dem der Verstärkungsfaktor des Verstärkers (3) vorwählbar ist.

8. Telefonverstärker nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsversorgungsteil (5) wahlweise ein Netzgerät (UII) oder eine BatterieI) einsetzbar ist.

9. Telefonverstärker nach den Ansprüchen 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er eine genormte Diodenbuchse (TA) enthält, über die ein übliches Tonbandgerät als Tonaufzeichnungsvorrichtung anschließbar ist, und daß diese Diodenbuchse (TA) mit einem zwischen dem Zwischenverstärker (T2, T3, D2, D3,....) und dem Impedanzwandler (T3, A3) liegenden Abgriffspunkt verbunden ist.