DE2332140A1 - Nf-verstaerker mit automatischer lautstaerkeregelung - Google Patents

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH 6 Frankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kai 1

Hannover, den 18.6.1973 ΡΪ-Tö/gn H 73/22

NF-Verstärker mit automatischer Lautstärkeregelung

Beim Betrieb eines Rundfunkempfängers in Räumen, in denen ein bestimmter Lautstärkepegel nicht überschritten werden soll, beispielsweise zur Vermeidung von Störungen des Hörers oder der Nachbarn, oder längere Zeit nicht unterschritten werden soll, beispielsweise im Autoradio, um über dem Lärmpegel der Karosserie des Motors und der Luftströmungsgeräusche zu bleiben, ist es wünschenswert, daß die Lautstärke der Wiedergabeeinrichtung einen einstellbaren Wert nicht überschreitet und bei geringen Lautstärken langsam zunimmt. Dabei sollte möglichst die Sprache lauter wiedergegeben werden al3 die Musik.

Bekannte Anordnungen, beispielsweise zur automatischen Aussteuerungskontrolle von Tonbandgeräten, regeln lediglich einen nahezu konstanten Ausgangspegel ein. Diese Anordnungen gestatten es jedoch nicht, jeden beliebigen Ausgangspegel einzustellen bei gleichzeitiger Begrenzung einer einstellbaren Lautstärke.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs erwähnten Wunsch zu erfüllen. Insbesondere sollen plötzliche Lautstärkespitzen beim Einschalten und Lautstärkezunahmen während

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des Betriebes über einen eingestellten Pegel hinaus vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein bekannter NF-Verstärker mit automatischer Lautstärkeregelung zur Dynamikeinengung herangezogen, bei der ein von einem am Ausgang des Verstärkers befindlichen Potentioinetei an seinem Abgriff entnommener Teil der Ausgangsspannung gleichgerichtet wird und einen Speicherkondensator aufladet, dessen Spannung die Verstärkung des NF--Verstärkers beeinflußt(U.A.J.Voorhoeve, "Niederfrequenz-Verstärkertechnik", 1952, Philips Technische Bücherei, Seite 215, Abb. 191)· Dort liegt der Lautsterkeeinsteller vor dem geregelten Verstärkerteil.

Erfindungsgemäß wird die genannte Ausgabe dadurch gelöst, daß in dem zuletzt beschriebenen NF-Verstärker das am Ausgang des Verstärkers befindliche Potentiometer der einzige Lautstärkeeinsteller ist.

Es ist also nur ein einziger Einstellknopf zur Einstellung der maximalen Lautstärke erforderlich. Sender unterschiedlicher Modulationstiefe werden praktisch gleich laut empfangen. Die Sprache wird lauter wiedergegeben als die Musik, weil bei Sprache der Anteil der großen Amplituden, die eine entsprechend große Regelspannung liefern, gering ist. Übersteuerungen des NF-Verstärkers werden vermieden. Da der Lautstärkeeinsteller dort angeschlossen ist, wo die maximale NF-Spannung der NF-Stufe steht, ist die Lautstärkebegrenzung auch bei relativ niedrigen Ausgangsleistungen noch wirksam.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen NF-Verstärkers im Autoradio werden Fehlhandlungen seitens des Wagenführes, hervorgerufen durch plötzliche unerwartete Lautstärken aus dem Autoradio und

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durch dessen Korrektur, vermieden und so ein Beitrag zur Sicherheit deo Autoradio-Hörers und der übrigen Verkehrsteilnehmer geleistet.

Bei Anwendung des erfindungt-gemäßen NF-Verstärkers in Heimoder Kofiergeräten werden störende Lärmspitzen insbesondere bei Fortissimöstellen vermieden.

Bei Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 können so niedrige Lautstärken eingestellt werden, bei denen wegen ihrer niedrigen Spannungsamplituden die Gewinnung einer Regelspannung nicht mehr möglich ist.

Durch die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 wird erreicht, daß der NF-Verstärker nach einem Abschalten der Betriebsspannung bei Wiedereinschalten stets iait nichtstörender Lautstärke beginnt und sich langsam auf die durch den Lautstärkeeinsteller eingestellte maximale Lautstärke einstellt. Dadurch werden unangenehme Lärmbelästigungen vermieden. Anspruch 4- gibt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung an.

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

Fig. 1 eine Schaltung eines NF-Verstärkers mit Lautstärkeregelung und einstellbarer Lautstärkebegrenzung

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung einer Weiterbildung des NF-Verstärkers mit Lautstärkeregelung und einstellbarer Lautstärkebegrenzung.

Fig. 1 zeigt ein einfaches Beispiel der Realisierung eines NF-Verstärkers mit Lautstärkeregelung und einstellbarer Lautstärkebegrenzung für positive Betriebsspannungen. Darin führt die am

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Eingang E angelegto und su verstärkende liF-Spannung ii'vr einen Widerstund 1 ur>d einem steuerbaren Dämpfungsglied zuui Eingang des NF-Verstärkers 4. D?xs steuerbare Dämpfungsglied wird durch den Transistor 15 vom npn-Typ gebildet, dessen Kollektor über die Kondensatoren 2 und 5 l>ot ent inifrei zwischen dem Widerstand 1 und dem Eingang des NF-Verstärkers 4- geschaltet ist. Am Ausgang den ITF-Verstärkers ^l\ liegt über der Leitung 5 der Lautsprecher 7· Die Leitung 10 ist am Ausgang des NF-Verstärkex^s ^ dort angeschlossen, wo die HF-Spannung ihren größten Wort hat und hinreichend niederohraig ist, also beispielsweise an der Pr iiaäi-wicklung eines Ausgangsübertragers. Bei trans* format erlösen Endstufen kann die Leitung 10 an die Leitung 5 angeschlossen werden. Die Leitung 10 führt zu einem einstellbaren. Spannungsteiler, der als Lautstarkeeinstel.ler 6 dient. Zur Vermeidung !unerwünschter Gleichstromkomponenten ist der Lautstäi\koeinsteller 6 über einen Kondensator 9 an die Ausgangsleitung 10 des NF-Verstärkers 4 angeschlossen. An seinem einstellbaren Abgriff ist eine Diode 12 als Gleichrichter angeschlossen, desssen Flußstrom den Speicherkondensator 8 speist. Die Diode 12 wird durch positive Halbwellen der HF-Ausgangsspannung leitend gesteuert. Zvdsehen dem Abgriff des Lautstärkeeinstellers 6 und der Diode 12 kann ein Schutzwiderstand 11 geschaltet v.'ordon, der bei plötzlicher Einstellung des Lautstörkeeinstellers in Richtung wachsender NF-Bpannung zum einen eine Beschädigung der Diode 12 durch einen zu hohen Ladestrom vermeidet und zum anderen störende Verzerrungen der für den Lautsprecher bestimmten Ausgangssignale vermeidet. Die Spannung des Speicherkonden-· 8 dient zur Steuerung des einstellbaren Dämpfungcgliedes.

Der Widerstand 1 stellt in Verbindung mit dem einstellbaren Dämpfunpsglird einen veränderbaren Spannungsteiler dar. Die dadurch variable EJnfrangsspannung des HP-Verstärkcz's ²V bestimmt Oo Lautstärke der Anordnung.

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Der Lautstärkeeinsteller 6 ist so geschaltet, daß beim Abgreifen der höchsten Niederfrequem:spaunung die größte Regelspannung erzeugt wird daraus die kleinste Lautötärko resultiert.

Als Speiehe ^kondensator ist ein Kondensator mit einer Kapazität von einigen 100 iiP vorteilhaft. Durch seine vorzugsweise niederohmige Verbindung mit der Diode 12 und dem Ausgang des NF-Verstärkers 4· wird er in recht kurzer Zeit aufgeladen. Die Aufladezeit wird zweckmäßig in die Größenordnung von Sekunden gelegt. Über den Widerstand 13 gelangt die Spannung des Speicherkondensators 8 zur Basis des in Emitterschaltung ohne gesonderte Kollektorgleichspannung betriebenen Transistoi'3 15» dessen Innenwiderstand in bekannter Weise über die Basis-Emitterstrecke steuerbar ist.

Zur langsamen Entladung des Speicherkondensators 8 dient der Widerstand 14- zwischen Basis und Emitter des Transistors 15· Um die Dynamik der Wiedergabe möglichst wenig zu ändern, wird durch ihn die Entladezeit des Speicherkondensators 8 in die Größenordnung von Minuten gelegt. Dadurch steigt die Lautstärke beim Einstellen des Lautstärkeeinstellers 6 auf hohe Werte nur langsam an.

Die soweit beschriebene Schaltung hat jedoch den Nachteil, daß bei voll abgegriffener KP-Spannung eine bestimmte Lautstärke nicht mehr unterschritten werden kann. Dies ist die Folge davon, daß die von der Endstufe abgenommene NF-Spannung zu niedrig geworden ist, um eine Spannung in erforderlicher Höhe am Speicherkondensatoi" 3 zu erzielen. Dieser Nachteil wird jedoch durch einen durch den Lautstärkeeinsteller 6 zusätzlich .fliessenden Gleichstrom I vermieden, der nach dem Kondensator 9 in den Laut £,tärkee inst eller 6 eingespeist wird.

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Zur Bemessung dieses Gleichstroms durch den Lautstärkeeinsteller 6 kann man beispielsweise wie folgt vorgehen:

1. Abgriff des Lautstärkeeinstellers 6 in Richtung Null-Potential stellen (Stellung für maximale Lautstärke).

2. Verstärker über den Eingang E voll aussteuern.

3· Abgriff des Lautctärkeeinstellers 6 an den anderen Anschlag

(Stellung für minimale Lautstärke) drehen. 4-. Spannung UI am Spoicherkondensator 8 messen. 5· Aussteuerung des Verstärkers ganz wegnehmen. 6. Lautstärkeeinsfceller 6 etwa um ein Viertel seines maximalen

Drehwinkels zurückdrehen.
7· Gleichstronieinspeisung in don Lautstärkeeinsteller 6 derart wählen, daß ohne ME-Signal die Spannung am Speicherkondensator 8 wieder U1 ist.

Fig. 2 zeigt eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verstärkers ebenfalls für Geräte mit positiver Betriebsspannung. Als steuerbares Dämpfungsglied wird hier wieder ein Transistor I5 vom npn-Typ vex'wendet. Um dessen Steuerstrom zu reduzieren, ist ein weiterer Transistor 17 in. Kollektorschaltung über einen Widerstand 16 vorgeschaltet. Der Kollektor des Transistors I7 ist an eine Gleichspannung von U^i^iV angeschlossen. Da der Kollektorstrom des Transistors I7 sehr niedrig ist, kann der Kollektor beispielsweise an einen Emitter eines gleichstromstabilisierten Transistors des Gerätes angeschlossen werden, insbesondere dann, wenn dessen Emitterwiderstand durch einen Kondensator hoher Kapazität überbrückt ist, so daß keine störende Wechselspannung über die an sich unempfindliche Kollektorbasisstrecke des Transistors I7 die Regelung beeinflussen kann. Der Widerstand 16 dient ebenso wie der Widerstand 20 zwischen Basis des Transistors I7 und Speicherkondensator 8 zur Linearisierung des die NF-Eingangsspannung dämpfenden Transistors 15·

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Statt der beiden Transistoren I5 und 17 und des Widerstandes 16 kann auch ein Feldeffektransistor als regelbarer Widerstand vorteilhaft eingesetzt werden, dessen Gate-Source-Strekke zur zusätzlichen HF-Siebung durch einen Kondensator zu überbrücken ist. Die Zeitkonstante als Produkt seiner Kapazität und des Widerstandes 20 sollte klein gegenüber der Zeitkonstante aus dem Produkt der Kapazität des Speicherkondensators 8 und dem Widerstand 20 sein, damit zwischen der Ladegeschwindigkeit des Speicherkondensators 8 und der dadurch bedingten Lautstärkeabsenkung keine unerwünschte Verzögerung entsteht.

Der zusätzlich durch den Lautstärkeeinsteller 6 fließende Gleichstrom wird durch einen Widerstand 24 bestimmt, dessen eines Ende an der hier positiven Betriebsspannung nach dem Schalter S1 des KP-Verstärkers und dessen anderes Ende am NF-Spannung führenden Ende des Lautstärkeeinstellers 6 angeschlossen ist. Die Dimension!erung des Widerstandes 24 erfolgt nach den bei Fig. 1 der Beschreibung angegebenen Regeln.

Zwischen Lautstärkeeinsteller 6 und dem Bezugspotential kann ein Widerstand 25 eingeschaltet werden, der so bemessen wird, daß bei Stellung des Lautstärkeeinstellers 6 auf marimale Lautstärke der NF-Yerstäikez' nicht oder nur unwesentlich übersteuert wird. Dadurch bleibt auch bei Einstellung des Lautstärkeeinstellers 6 auf maximale Lautstärke die Regeleigen3chaft des NF-Verstärkers erhalten.

Es hat sich als günstig erwiesen, den Verstärkungsgrad des NF-Verstärkers 4 so zu vräjilen^daß bei einer Eingangsspannung U der Schaltungsanordnung durchschnittlicher Größe im ungeregelten Zustand etwa Vollaussteuerung erreicht wird. Auch sollte die Eingangsspannung des NF-Verstärkers nicht wesentlich über 1OmV

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liegen, da dann der Klirrfaktor, verursacht durch, den alπ Dämpfungsglied benutzten Transistor 15? unhörbar klein bleibt.

Bei abge behalte Ler Anordnung \ für de sich dor Speiche r?konde η^f e.tor 8 entladen und bein Einschalten des Gerätes eine vorübergehend hob ο li.cratetfcickß verursachen. Um diese zu vermeiden, liegt hier im Beispiel parallel sum Schalter S1, der zum Anschalten dwr Betriebsgiciohspannung dient, ein pnp-Transistor- 22, dessen Kollektor mit dem Speicherkondensator 8 verbunden ist. Soin Eiflitber lic-gt über einen hochobmigen Widerstand 23 an äem speiseSpannung«seitigen Anschluß des Schalters S1, seine Basiselektrode übor einen ebenfalls hochohmigen Widerstand 21 an dem versl'.arkerseitigen An schliß de« Schalters S1.

Im eingeschalteten Zustand des Schalters S1 int ά^ΓίΓ Transistor 22 gesperrt und beeinflußt daduich die lautstärkeregelung n.icht« Bei abgeschaltetem Verstärker wird jedoch der Transistor 22 leitend gesteuert. Die Widerstände 21 und 25 sind für diesen Fall so beiBcsptn, do.ß nun. der Speichorkondcncator 8 auf -?Λ^·ο Spannung aufgeladen bleibt, die etwa zur niedrigsten LautotKr]-eeinstellung bei eingeschaltetem Verstärker gehört. Dieser Gloic]j.strora, der bei abgeschaltetem Verstärker die SpannuD-jS· quelle ständig belastet, kann erforderlichenfalls auf verschiedene Weine sehr niedrig gehalten werden. Beispiolsveri r»e kann in Reihe alt dein Entladewiderstand 18 des Speicher]'ou^on-· s at or .0 8 ein Schalter S2 voi'gerselien soin, der mit fieic Schalt.- ν S1 des Verstro'V.ers mechanisch gekoppelt ist und im gleichen Simse wie der Schalter S1 öffnet und schließt.

Wird als f.tcnerbare» Dämpfung ε glicil ein Fcldoffel:t trnusi r tor benutzt, so f.. el·-j K; et cloi* Schal toi· S2 we go η des fehl enden Eu tladenirono;· fiuf oincn ijehr hocho}?nigf:n E:ntladeuidi'r,st:and 19 u?·¹, der :iü VcrMy.-hn^ F:it deu Widerständen 21 und 2J dJo Anfani,.-:- npmüin'u; de:= r.])<-'ic]torkondf-:nc;atorij 8 b'-ntijv.nt.

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Bei ITF-Verstärker mit negativer Betriebsspannung sind Transistoren umgekehrten Leitfähigkeitstyp., zu verucnden und die Diode 12 ist umzupolen.

Die einstellbare Lautsfcärkebegrenzung gestattet es, den Lautßtüriieeinuteller 6 iait einer die maximal eingestellte Lautstärke kennzeichnenden Skala zu versehen.

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Claims (4)

2332UQ - 10 - H 73/22 Patentansprüche

1.) NF-Ver Stoiber mit automatischer Lautstärkez*egelung ? Dynamkeinengung in einem Kundfuiikempfängex*, "bei dor ein von einem am Ausgang des Verstärkers befindlichen Potentiometer an seinem Abgriff entnommener Teil der Ausgangsspannung gleichgerichtet wix'd und einen Speicherkondensator aufladet, dessen Spannung die Verstärkung des HF-Verstärkers beeinflußt, und mit einem Lautstärkeeinsteller, dadurch gekennzejxhnerfe, daß das Potentiometer (6) der einzige Lautstärkeeinsteller ist.

2. NF-Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eier Lautstärkeeinoteller (6) außer von einem NF-Wechsel st rom zusätzlich von einem Gleichstrom (I) durchflossen wird, der so bemessen ist, daß der Gleichstrom bei niedrig eingestellten Lautstärken die Lautstärkeregelung übernimmt.

5. NF-Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei abgeschaltetem Rundfunkempfänger dem Speicherkondensator (8) ein Gleichstrom zugeführt wird, der den Speicherkondensator (8) auf etwa den zur niedrigsten Lautstärke gehörenden Ladezustand hält.

4. NF-Verstärker nach Anspruch 3» dadurch ρ~οkennzeichnet, daß parallel zum Schalter (S1) für die Betriebsgleichspannung (TJt,) über mindestens einen Widerstand (21, 23) die Basis-Emit t erstrecke eines Transistors (22) geschaltet ist, dessen Kollektor mit dem Speicherkondensator (8) verbunden ist, derart, daß mir bei geöffnetem Schalter (S1) der Transistor (2P) leitend wird und den Gleichstrom für den Speicherkon de 11-eator (8) lieferb-

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