DE2448412A1

DE2448412A1 - Lautsprecher-fernsprechschaltung

Info

Publication number: DE2448412A1
Application number: DE19742448412
Authority: DE
Inventors: Kunihiro Kato; Ryoichi Matsuda; Ryoichi Okayasu
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1973-10-18
Filing date: 1974-10-10
Publication date: 1975-04-30
Also published as: US3952166A; GB1470418A; CA1026028A; JPS5068203A; SE7412698L; DE2448412B2; DE2448412C3; JPS5242643B2; SE398030B

Description

PATENTANWÄLTE

HENKEL₅ KERN, FEILER & KANZEL

BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UND

TFT FX· 05 29 802 HNKL D nnnADn ΡΓ'Ϊ-Τλ/ΙΓΓ* QTPiWB 0 WECHSELBANKMÜNCHENNr.318-85111

TELEX. «5 2» SUZ HINKL u EDUARD-SLHMIÜ-b IKASit, Z DRESDNER BANK MÜNCHEN 3 914

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TELEGRAMME: ELLIPSOID MÜNCHEN

Nippon Telegraph and Telephone ...

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Public Corporation, . ■ ' *"

Tokio, Japan

Lautsprecher-Fernsprechschaltung

Die Erfindung betrifft eine Fernsprechschaltung mit einem Lautsprecher und insbesondere eine Fernsprechschaltung, bei welcher die Größe der zur Verhinderung eines Heulens oder Pfeifens eines Lautsprecher-Fernsprechgeräts in die Fernsprechschaltung eingeführten Dämpfung (loss) entsprechend den Betriebsbedingungen des Fernsprechers automatisch variiert wird.

Ein herkömmlicher Lautsprecher-Fernsprechapparat besteht bekanntlich aus einer Fernsprechschaltung mit einem Mikrophon (Sprechmuschel), einem Senderverstärker, einer rückhördämpf enden Schaltung, einem Empfangsverstärker und einem Lautsprecher sowie einem Sprachschalter, dessen eine Seite mit dem Mikrophon und dem Lautsprecher der Fernsprechschaltung und dessen andere Seite mit einer rückhördämpfenden Schaltung verbunden ist. Die Aufgabe des auf die genannte Weise geschalteten Sprachschalters besteht darin, ein Heulen oder Pfeifen infolge der akustischen Kopplung zwischen dem Mikrophon und dem Lautsprecher zu verhindern« Genauer gesagt, entsteht Heulen oder Pfeifen infolge des Vorhandenseins einer gewissen

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akustischen Übertragung ei zwischen dem Mikrophon- und dem Lautsprechersystem sowie andererseits einer gewissen Übertragung ß über die rückhördämpfende Schaltung, wenn der Verstärkungsgrad der aus den Werten <λ, und ß bestehenden Leitungsschleife den Wert 1 übersteigt. Aus diesem Grund ist der Sprachschalter so angeordnet, daß er eine Dämpfung in die Empfangsschaltung einführt, indem er das durch einen Teilnehmer ausgesandte Sendesignal feststellt (dieser Zustand der Schaltung wird als "Sendezustand" bezeichnet), und eine Dämpfung in die Sendeschaltung einführt, indem er ein empfangenes Signal zum Zeitpunkt des Empfangs feststellt (dieser Zustand der Schaltung wird als "Empfangszustand" bezeichnet). Auf diese Weise wird durch Einführung einer Dämpfung L(db) in die Sprachschaltung der Verstärkungsgrad der Leitungsschleife unter O(db) gehalten, wodurch ein Heulen oder Pfeifen verhindert wird. Wie erwähnt, wird der Wert bzw. die Größe der in die Sprachschaltung einzuführenden Dämpfung L(db) durch die Größe der Summe (öL + ß) /3b7 bestimmt. Die Größe von OC nimmt mit abnehmendem Abstand zwischen Lautsprecher und Mikrophon zu, während sich der Wert von ß erhöht, wenn der Rückhörabgleich verlorengeht. Aus diesem Grund wurde bei der Konstruktion eines Lautsprecher-Fernsprechgeräts der Wert der durch den Sprachschalter eingeführten Dämpfung L(db) so bestimmt, daß die eingeführte Dämpfung L(db) größer ist als die Summe der Höchstwerte von oC und ß, die im Betrieb des Fernsprechers auftreten kann, so daß ein Pfeifen unter allen Betriebsbedingungen verhindert wird.

Als Beispiel sind im folgenden die numerischen Daten für den Fall beschrieben, in welchem die mit dem Fernsprecher verbundene Leitungsdämpfung 1O(db) beträgt. Dabei s*i

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angenommen, daß der Abstand zwischen dem Lautsprecher und dem Mikrophon gleich 50 cm ist und die Impedanz der an den Fernsprecher angeschlossenen Leitung 600 A beträgt; in diesem Fall beträgt der Wert der erforderlichen Dämpfung etwa L « 10(db). Wenn jedoch der Benutzer den Lautsprecher dem Mikrophon bis auf 10 cm annähert, erhöht sich die akustische Kopplung zwischen dem Lautsprecher und dem Mikrophon um etwa 20 log ( /^q) =■ ¹^ (^db)· Mit anderen Worten: Der Wert von &> erhöht sich um 14 (db). Wenn zudem die Fernsprecher durch ein Fernsprechamt miteinander verbunden sind, wird die Impedanz des Fernsprechleitungsabschlusses kurzzeitig unterbrochen, so daß die an einen Fernsprechapparat angeschlossene Leitungsimpedanz wesentlich größer wird als die leitungseigene Impedanz. Unter diesen Bedingungen verringert sich die RUckhördämpfungs-Charakteristik im Vergleich zu einer Leitungsimpedanz von 600 -Π- um 6(db), wodurch sich der Wert von ß um 6(db) vergrößert. Um ein Pfeifen zu vermeiden, wenn der Leitungsabschluß bei einem Abstand von 10 cm zwischen Mikrophon und Lautsprecher unterbrochen ist, muß daher die durch den Sprachschalter eingeführte Dämpfung gegenüber dem vorher genannten Fall mit L * io(db) um einen der Vergrößerung der Werte von el·* und ß entsprechenden Wert erhöht werden. Die erforderliche Dämpfung beläuft sich dann auf L - 30(db). Infolgedessen ist das bekannte Lautsprecher-Fernsprechgerät so ausgelegt, daß durch den Sprachschalter eine Dämpfung von L » 30(db) eingeführt wird, wenn die Leitungsdämpfung bzw. der Leitungsverlust gleich 10(db) ist. Da der Wert der "Dämpfung L" unter Berücksichtigung der ungünstigsten Bedingungen im Betrieb des Lautsprecher-Fernsprechapparats vom Standpunkt des Heulens oder Pfeifens bestimmt wird, wird in den meisten Fällen eine größere als die erforderliche Dämp-

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fung eingeführt, so daß die Sprachsignale während der Übertragung und während des Empfangs durch den Sprachschalter unterbrochen werden, wodurch eine Verständigung mittels eines Lautsprecher-Fernsprechapparats schwierig wird.

Da der Sprachschalter bei einem herkömmlichen Lautsprecher-Fernsprechgerät außerdem während des Gesprächs eine Dämpfung sowohl in den Sende- als auch in den Empfangskanal einführt, wird dann, wenn zwei Teilnehmer gleichzeitig sprechen, jedes Signal durch die eingeführte Dämpfung unterdrückt, so daß ein Zustand eintritt, in welchem das Signal nicht mehr hörbar ist, wenn die eingeführte Dämpfung zu groß wird. Da es zum Umschalten der Dämpfung im Sende- und im Empfangskanal notwendig ist, die Pegel der empfangenen und ausgesandten Signale miteinander zu vergleichen, und da das Einschalten der Dämpfung mit einer Verzugszeit verbunden ist, wurde auch erkannt, daß dann, wenn sich einer der Teilnehmer aufschaltet, während der andere Teilnehmer spricht, oder unmittelbar nach Beendigung seines Sprechens antwortet, die Anfangssilben des Sprachsatzes in dem Signal des antwortenden Teilnehmers infolge der durch den Sprachschalter eingeführten Dämpfung unterdrückt werden, wodurch die Sprachst verzerrt wird. Außerdem wird in einer Umgebung, in welcher die Raumgeräusche übermäßig groß sind oder ein hohes Leitungsrauschen besteht, die durch den Sprachschalter eingeführte Dämpfung im Sende- oder Empfangskanal aufrechterhalten, so daß eine Verständigung unmöglich wird.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Lautsprecher-Fernsprechschaltung zu schaffen, bei welcher der Unterschied zwischen den übertragenen Ausmaßen

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von oC und ß sowie den übertragenen Ausmaßen von OC- und ß unter den bei der Konstruktion des Lautsprecher-Fernsprechgeräts zu erwartenden ungünstigsten Bedingungen festgestellt und gespeichert wird, um den Verstärkungsgrad variabel zu regeln.

Im Zuge dieser Aufgabe bezweckt die Erfindung auch die Schaffung einer verbesserten Lautsprecher-Fernsprechschaltung mit einem Sprachschalter, welcher automatisch den Wert der durch ihn eingeführten Dämpfung in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Geräts auf einen Mindestwert herabzusetzen vermag, welcher erforderlich ist, um ein Pfeifen zu verhindern.

Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung einer Schaltung der genannten Art, bei welcher dann, wenn der Teilnehmer zu sprechen beginnt, das Sprachsignal, d.h. das Ausgangs-signal des Mikrophons, mit einem über eine rückhördämpfende Schaltung in den Empfangskanal eingeführten Rückhörsignal verglichen und das Ergebnis dieses Vergleichs mit demjenigen verglichen wird, welches unter den ungünstigsten rückhördämpfenden Charakteristiken besteht. Mit anderen Worten: Es wird der Grad der Übergröße der rückhördämpfenden Charakteristik gegenüber derjenigen im ungünstigsten Zustand festgestellt, so daß die durch den Sprachschalter eingeführte Dämpfung um einen Betrag verringert wird, welcher dem Grad der Verbesserung der rückhördämpfenden Charakteristik entspricht.

Weiterhin bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Schaltung der genannten Art, bei welcher dann, wenn der Teilnehmer ein Signal empfängt, ein Teil des Empfangssignals

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und ein durch das Mikrophon über das akustische Feld festgestelltes Empfangs signal (im folgenden als "Umlauf signal¹¹ (round signal) bezeichnet) zum Vergleich ihrer Pegel ermittelt werden, um den Unterschied des Abstands zwischen Lautsprecher und Mikrophon gegenüber demjenigen unter den ungünstigsten Bedingungen festzustellen und auf diese Weise die durch den Sprachschalter eingeführte Dämpfung um einen der Verringerung der akustischen Kopplung entsprechenden Betrag zu verringern.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Lautsprecher-Fernsprechschaltung der vorstehend umrissenen Art erfindungsgemäß gelöst durch einen ersten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines über eine Sendeschaltung übertragenen Signals, einen zweiten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines durch eine Empfangsschaltung empfangenen Signals, einen Hauptkomparator zum Vergleichen der Ausgangssignale der beiden Gleichrichter-Filterkreise, ein Widerstands-Dämpfungsglied zur Dämpfung zumindest eines der Ausgangssignale der beiden Gleichrichter-Filterkreise, einen Steuerkomparator zum Vergleichen des Ausgangssignals des Dämpfungsglieds mit den ungedämpften Ausgangssignalen der beiden Gleichrichter-Filterkreise, eine Speichervorrichtung zur Speicherung des Ausgangssignals des Hauptkomparators sowie durch variable oder Dämpfungsregeleinrichtungen für Sende- und Empfangsschaltung, welche unter Heranziehung des Ausgangssignals der Speichervorrichtung eine Dämpfung in eine Sprechschaltung einführen.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

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Fig, 1 ein Blockschaltbild einer Lautsprecher-Fernsprechschaltung mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 und 3 graphische Darstellungen der Kennlinien einer erfindungsgemäß angewandten variablen oder Dämpfungsregelschaltung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Kennlinie eines bei der Schaltung gemäß Fig. 4 vorgesehenen Regelverstärk er s,

Fig. 6 ein detailliertes Schaltbild einer erfindungsgemäß angewandten variablen oder Dämpfungsregelschaltung,

Fig. 7 ein Schaltbild eines Verstärkerkreises mit einem Operationsverstärker,

Fig. 8 ein Schaltbild eines Schaltkreises unter Verwendung eines MOSFETs (MOS-Feldeffekttransistors),

Fig. 9 die Kennlinie eines MOSFETs und

Fig.10 und 11 Schaltbilder weiter abgewandelter Ausführungsformen der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung weist eine an sich bekannte Fernsprechschaltung mit einem Mikrophon 1, Übertragungs- oder Sendeverstärkern 2 und 3, einer rückhördämpfenden Schaltung 4, Empfangsverstärkern 5 und 6, einem Lautsprecher 7 und einem erfindungsgemäßen Sprachschalter 38 auf.

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Im Sprachschalter 38 sind die Eingangsklemme 57 und die Ausgangsklemme 58 eines variablen Dämpfungskreises bzw. Dämpfungsregelkreises 39 an die Ausgangsklemme des Sendeverstärkers 2 bzw. die Eingangsklemme des Sendeverstärkers 3 angeschlossen, während die Eingangsklemme 59 und die Ausgangsklemme 60 eines Dämpfungsregelkreises 40 mit der Ausgangsklemme des Empfangsverstärkers 5 bzw. der Eingangsklemme des Empfangsverstärkers 6 verbunden sind. Die Eingangsklemme 57 ist über einen Gleichrichter-Filterkreis 42 an die Klemme Xm eines !Comparators angeschlossen, während die Ausgangsklemme 60 über eine Steuer-Dämpfungsregelschaltung 41 und einen Gleichrichter-Filterkreis 43 mit der Klemme X_R des Komparators 49 verbunden ist. Die Ausgangsklemme 61 des Gleichrichter-Filterkreises 42 ist über ein Widerstands-Dämpfungsglied aus Widerständen 44 und 45 mit der Eingangsklemme Y™ eines Komparators 48 gekoppelt, dessen Klemme Y_R an den Ausgang des Gleichrichter-Filterkreises 43 angeschlossen ist. Der Ausgang dieses Kreises ist außerdem über ein Widerstands-Dämpfungsglied mit Widerständen 46 und 47 mit der Eingangsklemme Z_R des Komparators 50 gekoppelt, dessen Eingangsklemme Z™ an die Ausgangsklemme 61 des Gleichrichter-Filterkreises 42 angeschlossen ist. Die Ausgangsklemme 65 des Komparators 48 ist mit einer Speicherschaltung 51 verbunden, die aus einer Diode 52 und einem Kondensator 53 besteht. Auf ähnliche Weise ist die Ausgangsklemme 67 des Komparators 50 mit einer Speicherschaltung 54 aus einer Diode 55 und einem Kondensator 56 verbunden· Die Ausgangsklemme 66 des Komparators 49, der ein Ausgangssignal mit einem Pegel χ erzeugt, die Ausgangsklemme 68 der Speicherschaltung 51, die ein Ausgangssignal mit einem Pegel y erzeugt, und die Ausgangsklemme 69 der Speicherschaltung 54, die ein

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Ausgangssignal mit einem Pegel ζ erzeugt, sind an die zur Verhinderung eines Heulens oder Pfeifens vorgesehenen Dämpfungsregelkreise 39 und 40 angeschlossen, während die Ausgangsklemme 69 der Speicherschaltung 54 auch mit dem Steuer-Dämpfungsregelkreis 41 verbunden ist.

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der qualitativen Regelkennlinien der zur Verhinderung eines Pfeifens vorgesehenen Dämpfungsregelkreise 39 und 40 gemäß Fig. 1, wobei auf der Abszisse das Ausgangssignal χ des !Comparators 49 und auf der Ordinate die Werte der variablen Dämpfungen L_T(x,y,z) und Ι^(χ,γ,ζ) der Dämpfungsregelkreise 39 und 40 aufgetragen sind. Die Parameter y und ζ geben die Pegel der Ausgangssignale der Speicherschaltungen 51 und 54 an. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, variieren die variablen Dämpfungen L_T und Lß umgekehrt zum Ausgangssignal χ des !Comparators 49 auf die gleiche Weise wie die Charakteristika einer bekannten Dämpfungsregelschaltung, wodurch die Sende- und Empfangsbedingungen bestimmt werden. Wie durch die gestrichelten und strichpunktierten Kurven dargestellt, wird die Regelung in der Weise durchgeführt, daß die durch die Dämpfungsregelkreise LT und LR eingeführte Dämpfung abnimmt, wenn sich die Ausgangssignale y und ζ der Speicherschaltungen 51 bzw. 54 erhöhen. Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Regelkennlinie der durch den Steuer-Dämpfungsregelkreis 41 gewährleisteten variablen Däqfung 1_R(z), in welcher die Ordinate den Wert der variablen Dämpfung 1_R(z) angibt, während die Abszisse den Ausgangssignalpegel ζ der Speicherschaltung 54 angibt. Wie dargestellt, erhöht sich der Wert von 1_R(z) mit einer Erhöhung des Werts von z.

Im folgenden ist nunmehr die Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 1 anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert.

509818/0774 "¹°"

Wenn die Ausgangssignale y und ζ der Speicherschaltungen 51 und 54 gleich Null sind, arbeitet die Schaltung gemäß Fig. 1 auf die gleiche Weise wie die bekannte Schaltung. Wenn nämlich ein Empfangssignal eingeht, ist der Steueroder Regelsignalpegel Vr, des an der Klemme 62 erscheinenden Empfangssignals stets größer als das an der Klemme 61 erscheinende Umlaufsignal V^! _R des Empfangssignals, wodurch die Schaltung für den Empfangszustand (x< 0) vorbereitet wird. Beim Anliegen des Sendesignals ist der Steuer- oder Regelsignalpegel V_T des an der Klemme 61 auftretenden Sendesignals ebenfalls stets größer als das an der Klemme 61 erscheinende Umlaufsignal Vm des Sendesignals, wodurch die Schaltung auf den Sendezustand (x .« xo) vorbereitet wird. Wenn die Signale y und ζ positiv sind (y,z >0), nehmen die zur Verhinderung des Pfeifens eingeführten Dämpfungen Lrj, und Lp, gemäß den Kennlinien von Fig. 2 und 3 ab, so daß die Regeldämpfung 1_R zunimmt.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der Schaltung anhand von typischen zahlenmäßigen Werten beschrieben.

Es sei angenommen, daß der Abstand zwischen dem Lautsprecher und dem Mikrophon 10 cm beträgt und daß die Unterbrechung des Leitungsabschlusses dem ungünstigsten Zustand entspricht. Dabei sei ein Lautsprecher-Fernsprechapparat vorausgesetzt, der unter den ungünstigsten Bedingungen so ausgelegt ist, daß sowohl für den Sende- als auch für den Empfangseingang der Pegel oder Wert des Steuer- oder Regelsignals um 6 db größer ist als der Pegel des Umlaufsignals, was etwa dem Doppelten des Umlaufsignals entspricht. Wenn angenommen wird, daß die Widerstands-Dämpfungsglieder 44 bis 47 eine Dämpfung von 6 db gewähr-

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leisten, sind die Ausgangssignale y und ζ der Speicherschaltungen unter den ungünstigsten Bedingungen wie folgt: Obgleich für den Empfangseingang V_R & 2 V'_R gilt, werden der Regelsignalpegel Vn durch die Widerstands-Dämpfungsglieder 46 und 47 und das Umlaufsignal V'_R durch die Widerstands-Dämpfungsglieder 44 und 45 gedäi&pft. Infolgedessen besitzen die beiden Eingangssignale zum Komparator 48 die Beziehung Y„ < Yp zueinander, so daß das Ausgangssignal y¹ negativ ist. Wenn y¹< 0 entspricht, leitet die Diode 52 nicht, so daß gilt y =» 0. Die durch das Signal y hervorgerufene Dämpfung bzw. Verlust wird daher nicht geregelt» Die beiden Eingangssignale (Z_m, Zß) zum Komparator 50 besitzen die Beziehung Z^ « Z_R, und das Ausgangssignal z* ist ebenfalls gleich Null, so daß die durch das Signal ζ hervorgerufene Dämpfung bzw. Verlust nicht geregelt wird. Auf die gleiche Weise ist beim Sendeeingang das Ausgangssignal des Komparators 48 gleich Mull, während das Ausgangssignal des Komparators 50 negativ ist, so daß durch die Signale y und ζ keine Regelung erfolgt.

Nunmehr sei angenommen, daß der Abstand zwischen dem Lautsprecher und dem Mikrophon vergrößert wird, daß die akustische Kopplung zwischen ihnen um 10 db gegenüber den ungünstigsten Bedingungen verringert wird und daß die Rückhördämpfungs-Charakteristik der rückhördämpfenden Schaltung um 10 db gegenüber den ungünstigsten Bedingungen bezüglich der an den Fernsprecher angeschlossenen Teilnehmerleitung verbessert wird, so daß das Umlaufsignal des Sendesignals gegenüber den ungünstigsten Bedingungen um 10 db verringert wird. Unter diesen Bedingungen arbeitet die Schaltung wie folgt:

Wenn ein Empfangssignal eingeht, wird das Umlaufsignal V'_R infolge der Verringerung der akustischen Kopplung zwischen

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dem Lautsprecher 7 und dem Mikrophon 1 um 16 db kleiner als das Regelsignal V_R, so daß das Ausgangssignal des Komparators 49 negativ und mithin die Schaltung für den Empfangszustand vorbereitet wird. Mit anderen Worten: Die variable Dämpfung bzw. Regeldämpfung L_R an der Empfangsseite wird gleich 0 db, und die variable Dämpfung L^ an der Sendeseite wird L (db). Andererseits wird das Ausgangssignal y¹ des !Comparators 48 negativ, so daß durch das Signal y keine Regelung erfolgt. Der Eingang Z_R zum Komparator 50 wird jedoch durch die Widerstands-Dämpfungsglieder 46 und 47 um 6 db gedämpft, so daß der Pegel oder Wert des Eingangs Z_R zur Klemme 64 um 10 db größer ist als der Wert des anderen Eingangs Z_m. Infolgedessen wird das Ausgangssignal des Komparators §0 positiv, und über die Diode 55 wird das Signal ζ im Speicherkondensator 56 aufgeladen, so daß die Regelung durch das Signal ζ einsetzt. Wenn sich dieses Signal ζ erhöht, bewirkt der Steuer-Dämpfungsregelkreis 41 die Einführung einer Dämpfung bzw. eines Verlusts in die Schaltung entsprechend der Regelcharakteristik gemäß Fig. 5, so daß der Signalpegel V_R an der Klemme 62 einer Dämpfung unterworfen wird. Da diese Regelung eine Gegenkopplungsregelung aufgrund einer geschlossenen Regel- oder Leitungsschleife ist, in welcher der Dämpfungsregelkreis 41 an der Eingangsseite durch das Ausgangssignal vom Komparator 50 geregelt wird, dauert die Regelung an, bis die beiden Eingänge (Zm, Z_R) wertmäßig einander praktisch gleich werden, vorausgesetzt, daß der Verstärkungsgrad des Komparators 50 groß genug ist. Aus diesem Grund nähert sich die durch den Dämpfungsregelkreis 41 eingeführte Dämpfung vor Beginn der Regelung dem Wert- oder Pegelunterschied (10 db) zwischen den beiden Eingängen Z_R und Z^ an, was der vorher genannten

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Größe der Verringerung (10 db) in der akustischen Kopplung zwischen dem Lautsprecher 7 und dem Mikrophon 1 entspricht. Der mit z_Q bezeichnete Endwert von ζ wird dann im Speicherkondensator 56 gespeichert. Da _andererseits die zur Verhinderung, von Pfeifen dienenden variablen Dämpfungen L_T und Lj₁ gemäß den Fig. 4 und 5 so ausgelegt sind, daß sie in bezug auf das Signal ζ entgegengesetzt zur variablen Dämpfung 1r(z) wirken, werden die durch die Dämpfungsregelkreise 39 und 40 eingeführten Dämpfungen L_m und L_R durch das Signal z_Q um 10 db verringert.

Wie erwähnt, wird bei der erfindungsgemäßen Lautsprecher-Fernsprechschaltung das Empfangssignal als Regelsignal zum Vergleichen des Grads der akustischen Kopplung zwischen Lautsprecher und Mikrophon mit derjenigen unter den ungünstigsten Bedingungen, für welche die Schaltung ausgelegt ist, benutzt, wodurch die zur Verhinderung von Pfeifen eingeführte Dämpfung um einen Betrag entsprechend der Verringerung der akustischen Kopplung herabgesetzt wird.

Im folgenden sei nunmehr der Fall des Empfangs eines Sendesignals betrachtet. Da die rückhördämpfende Charakteristik unter den angenommenen Bedingungen um 10 db besser ist als unter den ungünstigsten Bedingungen, ist der Wert des Senderegelsignals Vm um 16 db größer als derjenige des Umlaufsignals V'_T. Aus diesem Grund wird das Ausgangssignal χ vom Komparator 49 gegenüber dem Sendesignal positiv, so daß die Schaltung für den Sendezustand (Lm = 0 db, Lj₁ = L db) konditioniert ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ausgangssignal z¹ vom Komparator 50 negativ, und die Diode 55 sperrt, so daß der im Kondensator 56 gespeicherte Signalpegel zq durch das Sendesignal nicht beeinträchtigt wird. Da der durch das Dämpfungsglied aus

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den Widerständen 44 und 45 hervorgerufene Verlust bzw. Dämpfung 6 db beträgt, ist der Pegel des Eingangs Y„, zur Klemme 63 um 10 db höher als der Pegel des Eingangs Y_R zum anderen Eingang. Polglich wird das Ausgangssignal vom Komparator 48 positiv, wodurch die durch das Signal y bewirkte Regelung eingeleitet wird. Die durch das Signal y bewirkte Regelung wird in der Weise durchgeführt, daß die eingeführten Dämpfungen L_T und L_R abnehmen, wenn sich das Signal y erhöht, und zwar auf die gleiche Weise wie bei der durch das Signal ζ gewährleisteten Regelung. Da jedoch unter den angenommenen Bedingungen L_T » Ό db und L^ = L (db), erhöht sich das Umlaufsignal V*m des Sendesignals, wenn die durch das Signal y geregelte, eingeführte Dämpfung L (db) abnimmt. Ähnlieh wie bei der Regelung durch das Signal ζ ist diese Regelung ebenfalls eine Gegenkopplungsregelung durch eine geschlossene Regel- oder Leitungsschleife, so daß die Regelung vor sich geht, bis ein Zustand Y₁₇, & Y_D erreicht ist. Da der Unterschied zwischen den Werten oder Pegeln der Signale Y_T und Y_R vor der Regelung der Größe der Verbesserung (10 db) der rückhördämpfenden Charakteristik unter den ungünstigsten Bedingungen gleich ist, wird die eingeführte Dämpfung L (db) infolge der Regelung um 10 db reduziert. Der Wert des Signals y, d.h. zu diesem Zeitpunkt y_Q, wird im Speicherkondensator 53 gespeichert.

Die Betriebseigenschaften der Schaltung gemäß Fig. 1 lassen sich durch die Kennlinien gemäß Fig. 2 darstellen. Genauer gesagt, wenn das Empfangssignal anliegt, gilt y β 0 und ζ = z_Q, so daß die eingeführte Dämpfung entsprechend der Abnahme der akustischen Kopplung zwischen Lautsprecher und Mikrophon um 10 db kleiner wird. Beim Anliegen eines Sendesignals gilt zudem y = y_Q und ζ = z_Q,

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so daß die eingeführte Dämpftang um 10 db kleiner wird, was praktisch der Verbesserung (10 db) der Rückhördämpfungs-Charakteristik entspricht. Mit anderen Worten: Unter den endgültigen Bedingungen, unter denen y = y_Q und ζ = Zq gilt, ist die durch den Sprachschalter 38 eingeführte Dämpfung um 20 db kleiner als die durch den Sprachschalter bei der bekannten Schaltung eingeführte Dämpfung.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Intensität der akustischen Kopplung zwischen dem Lautsprecher und dem Mikrophon sowie die rückhördämpfenden Eigenschaften festgestellt oder gemessen, und die diesen Parametern entsprechenden Regelsignale y und ζ werden in den Speicherkondensatoren 53 und 56 gespeichert. Wenn der Teilnehmer beispielsweise ein Fernsprechgerät benutzt, bei dem Mikrophon und Lautsprecher 50 cm voneinander entfernt sind, wird das diesem Abstand entsprechende Regelsignal ζ gespeichert. Wenn dann der Abstand zwischen Mikrophon und Lautsprecher auf 10 cm verändert wird, wird die durch den Sprachschalter eingeführte Dämpfung wegen der kontinuierlichen Speicherung des anfänglichen Regelsignals ζ übermäßig stark herabgesetzt, so daß in gewissen Fällen ein Pfeifen auftreten kann. Erfindungsgemäß sind zur Vermeidung dieser Schwierigkeit, wenn die durch den Sprachschalter eingeführte Dämpfung durch das Regelsignal y oder ζ zu stark vermindert wird, gemäß Fig. 1 Rückstellkreise 300 und 301 vorgesehen, welche die in den Speicherschaltungen 51 und 54 gespeicherten Regelsignale y und ζ augenblicklich löschen und dann in diesen Speicherschaltungen neue Regelsignale entsprechend den neu eingeführten äußeren Bedingungen, d.h. Abstand zwischen Lautsprecher und Mikrophon sowie Rückhördämpfungs-Charakteristik, speichern. Diese Rückstellkreise 300 und 301 arbeiten wie folgt:

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Zunächst sei der Empfangszustand betrachtet. Beim Anliegen eines Signals vergrößert sich das Ausgangssignal des Komparators 50 in positiver Richtung, so daß das Regelsignal ζ im Speicherkondensator 56 gespeichert wird. Infolgedessen werden die durch den Sprachschalter eingeführten Dämpfungen L_T, L^ auf die vorher beschriebene Weise durch das Regelsignal ζ vermindert. Wenn der Teilnehmer unter diesen Bedingungen den Lautsprecher näher an das Mikrophon heranführt, erhöht sich der Wert oder Pegel des durch das Mikrophon erfaßten Umlaufsignals, so daß sich der Pegel des einen Eingangs Z^ zum Komparator 50 erhöht. Folglich erhöht sich das Ausgangssignal dieses Komparators von einem positiven Wert aus in negativer Richtung. Der Rückstellkreis 301 überwacht die Polarität des Ausgangssignals des Komparators 50, und wenn dessen Polarität auf Negativ übergeht, bewirkt der Rückstellkreis 301 ein Kurzschließen des Speicherkondensators 56, um auf diese Weise das in ihm gespeicherte Regelsignal ζ zu löschen. Auf diese Weise kann der vorher erwähnte Fehlbetrieb vermieden werden. Nach dem Löschen des gespeicherten Regelsignals ζ wird die geregelte Dämpfung 1n(z) aufgehoben, wodurch der Eingang Zn zum Komparator 50 erhöht wird. Daraufhin wird das Ausgangssignal vom Komparator 50 wieder positiv, und der Rückstellkreis 301 wird deaktiviert. Auf diese Weise wird ein neues Regelsignal ζ erzeugt, welches den neu eingestellten äußeren Bedingungen entspricht.

Neben dem vorstehend beschriebenen Fall eines Fehlbetriebs während des Empfangszustande wird die Ausgangspolarität des Komparators 50 auch dann negativ, wenn die Schaltung in Abhängigkeit von einem übertragenen Signal in den Übertragungs- oder Sendezustand versetzt wird. Da die

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beiden Eingangssignale in diesem Fall die Beziehung Z_m> Z_R zueinander besitzen, ist das Ausgangssignal vom Komparator 50 negativ. Da diese Beziehung jedoch einem dem Sendezustand eigenen Pegel- oder Wertverhältnis entspricht, ist dies von dem durch das Empfangssignal festgestellten Fehlbetrieb der Schaltung verschieden. Daher muß der Rückstellkreis 301 deaktiviert werden, wenn die Schaltung in den Sendezustand gebracht wird. Da eine Unterscheidung zwischen dem Sende- und dem Empfangszustand anhand der Polarität des Ausgangssignals des Komparators 49 ohne weiteres möglich ist, kann der Rückstellkreis 301 unter Ausnutzung der Polarität des Ausgangssignals χ des Komparators 49 deaktiviert werden, wenn die Schaltung in den Sendezustand (x > 0) versetzt ist. Mit anderen Worten, der Rückstellkreis 301 arbeitet nur dann, wenn sich die Schaltung im Empfangszustand befindet, um das gespeicherte Regelsignal ζ aufgrund der Tatsache zu löschen, daß sich die Polarität des Ausgangssignals vom Komparator 50 auf einen negativen Wert geändert hat, wenn der Teilnehmer den Lautsprecher näher an das Mikrophon heranführt.

In der gleichen Weise arbeitet der Rückstellkreis 300 nur dann, wenn die Schaltung in den Sendezustand eingestellt ist. Wenn nämlich während eines Gesprächs ein dritter Teilnehmer einen Nebenfernsprecher benutzt und dadurch die rückhördämpfende Charakteristik verschlechtert, wird die Polarität des Ausgangssignals vom Komparator 48 negativ, so daß das im Speicherkondensator 53 der Speicherschaltung gespeicherte Regelsignal y durch die Wirkung des Rückstellkreises 300 gelöscht wird.

Wie vorstehend erläutert, ist die Schaltung gemäß Fig. 1 somit so ausgelegt, daß sie die eingeführte Dämpfung durch

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Bestimmung des Grads der Rückhördämpfungs-Charakteristik sowie durch Bestimmung der Größe der akustischen Kopplung zwischen dem Mikrophon und dem Lautsprecher regelt. Ersichtlicherweise kann jedoch ein Pfeifen auch durch Anwendung einer der Schaltungen verhindert werden, welche Regelsignale y und ζ an die Ausgangsklemmen 68 und 69 der Speicherschaltungen 51 und 54 gemäß Fig. 1 anlegen, um die eingeführte Dämpfung in Abhängigkeit von den beiden obengenannten Parametern, d.h. der Rückhördämpfungs-Charakteristik und der Größe der akustischen Kopplung, zu regeln.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung ist der Sprachschalter VS nicht auf die Schaltung gemäß Fig. 1 beschränkt, vielmehr kann auch der noch zu beschreibende Sprachschalter gemäß Fig. 4 mit den gleichen vorteilhaften Ergebnissen angewandt werden. Genauer gesagt, ist bei der abgewandelten Ausführungsform des Sprachschalters gemäß Fig. 4 der Steuer-Dämpfungsregelkreis 41 zur Lieferung der variablen Dämpfung 1_R(z) gemäß Fig. 1 weggelassen, während ein Regelverstärker 410 mit einer der variablen Dämpfung "Ir(z) genau entgegengesetzten Kennlinie A_T(z) an der Eingangsseite des Gleichrichter-Filterkreises 42 vorgesehen ist. Die anderen Anschlüsse sind die gleichen wie beim Sprachschalter 38 gemäß Fig. 1. Die Kennlinie des Regelverstärkers 410 ist in Fig. 5 veranschaulicht, in welcher die Abszisse das Ausgangssignal ζ der Speicherschaltung 54 und die Ordinate den Verstärkungsgrad des Verstärkers angibt.

Während bei der Schaltung gemäß Fig. 1 das Regelsignal des an den Komparator 50 angelegten Empfangssignals durch den Steuer-Dämpfungsregelkreis 41 gepreßt wird, wenn das

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Empfangssignal durch den Komparator 50 festgestellt wird, wird bei der Schaltung gemäß Fig. 4 das andere Eingangssignal (Z_T) zum Komparator 50 durch den Regelverstärker 410 verstärkt und geregelt. Das Arbeitsprinzip ist jedoch bei beiden Ausführungsformen das gleiche. Bei diesen Ausführungsformen können die Widerstands-Dämpfungsglieder (44, 45 oder 46, 47) zur Feststellung des Unterschieds in den Werten oder Pegeln des Steuersignals für Sendung und Empfang sowie des Umlauf signals und der Komparator (48 oder 50) durch einen Teiler ersetzt werden, welcher das Verhältnis der Werte oder Pegel von zwei Eingangssignalen feststellt.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden Sprachsignale gleichgerichtet und gefiltert, und die Dämpfungen werden durch Sprachsignale auf einen mittleren Pegel oder Wert geregelt, so daß der Frequenzgang des Systems vernachlässigt wurde. Tatsächlich hängen jedoch die Kopplung zwischen Mikrophon und Lautsprecher sowie die Rückhördämpfungs-Charakteristik von der Frequenz oder der Phase ab, und diese Eigenschaften sind je nach den jeweiligen Betriebsbedingungen des Fernsprechgeräts allgemein verschieden. Insbesondere wird ein Pfeifen sehr leicht bei einer Frequenz hervorgerufen, bei welcher die Kopplung zwischen dem Mikrophon und dem Lautsprecher am größten ist. Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist es jedoch unmöglich, die Frequenz zu bestimmen, bei weir eher die maximale Kopplung auftritt, so daß in manchen Fällen die durch die Regelung verringerte Dämpfung übermäßig sein kann, so daß ein Pfeifen hervorgerufen wird. Es ist jedoch möglich, diese Schwierigkeit auszuschalten, indem die Größe der durch die Widerstands-Dämpfungsglieder 44 bis 47 (Fig. 1) gewährleisteten Dämpfung etwas

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größer gewählt wird als der Unterschied in den Pegeln bzw. Werten (bei diesem Beispiel 6 db) des Regelsignals und des Umlaufsignals unter den ungünstigsten Bedingungen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind zwei Gleichrichter-Filterkreise 42 und 43 vorgesehen. Wenn die erforderliche Änderungsgeschwindigkeit der Signale x, y und ζ nicht gleich groß ist, müssen jedoch getrennte Gleichrichter-Filterkreise für jedes oder alle Eingangssignale zu den Komparatoren 48, 49 und 50 vorgesehen sein.

Im folgenden ist anhand der Fig. 6 bis 9 ein bevorzugtes Beispiel für die Dämpfungsregelkreise L™, Ln und 1_R beschrieben.

Die Schaltung gemäß Fig. 6 weist bei 70 den in Fig. 1 mit 39 bezeichneten Dämpfungsregelkreis L™, bei 71 den in Fig. 1 mit 40 bezeichneten Dämpfungsregelkreis Ln und bei 72 den mit 41 bezeichneten Dämpfungsregelkreis 1_R auf. Die Dämpfungsregelkreise Lm und L^ sind mit Eingangs- und Ausgangsklemmen 73, 74 bzw. 75, 76 versehen, und der Dämpfungsregelkreis 1_R weist eine Ausgangsklemme 77 auf. An eine Regelklemme 73 ist die Ausgangsklemme des Komparators 49 gemäß Fig. 4 angeschlossen, während mit einer Klemme 79 die Ausgangsklemme 68 der Speicherschaltung 51 gemäß Fig. 1 und mit einer Klemme 80 die Ausgangsklemme 69 der Speicherschaltung verbunden ist. Die Dämpfungsregelkreise Lm und Ld weisen jeweils drei in Kaskade geschaltete Operationsverstärker 81, 82 und 83 bzw. 84, 85 und 86 auf. Der Dämpfungsregelkreis 1^ weist dagegen einen einzigen Operationsverstärker 87 auf. Die Verstärkungsgrade dieser Verstärker werden durch Widerstände 88 bis 105 ge-

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steuert oder geregelt. Bei dieser Schaltung sind mehrere MOS-Feldeffekttransistoren - im folgenden einfach als MOSFETs bezeichnet - 105 bis 115 vorgesehen, deren Gate-Vorspannungen durch das an die Regelklemme 78 angelegte Regelsignal χ gesteuert werden. Weiterhin sind MOS-Feldeffekttransistoren 116 und 117, deren Gate-Vorspannungen durch das an die RegelHemme 79 angelegte Regelsignal y gesteuert werden, sowie MOS-Feldeffekttransistoren 118, 119 und 120 vorgesehen, deren Gate-Vorspannungen durch das an der Regelklemme 80 liegende Regelsignal ζ gesteuert werden.

Fig. 7 ist ein Schaltbild eines Verstärkers mit einem mit 130 bezeichneten Operationsverstärker, welcher einen umkehrenden Eingang 131, einen nicht-umkehrenden Eingang 132 und eine Ausgangsklemme 133 aufweist. Widerstände und 135 dienen zur Bestimmung des Verstärkungsgrads des Verstärkers. Der Verstärker besitzt eine Eingangsklemme 136 und eine Eingangssignalquelle 137.

Fig. 8 veranschaulicht die Schaltung eines MOS-Feldeffekttransistors 14O mit Drain-Elektrode 141, Source-Elektrode 142 und Gate-Elektrode 143. Zwischen Gate- und Source-Elektrode 142 und 143 ist eine Vorspannungsquelle 144 geschaltet.

Fig. 9 zeigt die Kennlinie eines solchen Transistors zur Veranschaulichung der Art der Änderung des differentierten Widerstands zwischen Drain- und Source-Elektrode durch Änderung des über Gate- und Source-Elektrode aufgeprägten Vorspannungspotentials· In Fig. 9 gibt die Abszisse das Vorspannungspotential (Vq₃) über Gate- und Source-Elektrode und die Ordinate den Widerstandswert r_dg

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zwischen Drain- und Source-Elektrode an. Gemäß Fig. 9 nimmt der differenzierte Widerstand r^_Q über Drain- und Source-Elektrode eines MOSFETs ab, wenn sich das Vorspannungspotential über Gate- und Source-Elektrode erhöht.

In Fig. 6 bestehen alle Verstärker aus Operationsverstärkern, deren Verstärkungsgrade durch MOSFETs gesteuert werden. Der Verstärkungsgrad eines solchen Verstärkers läßt sich durch die Gleichung

ausdrücken, in welcher die Symbole eo, ei, FU und R_ die gleichen sind wie in Fig. 7. Der Verstärkungsgrad des Verstärkers wird somit durch zwei Widerstände 134 und bestimmt, und er variiert umgekehrt proportional zum Widerstand R_n an der Eingangsseite, ist jedoch dem Rückkopplungswiderstand R^ proportional. Wenn Drain- und Source-Elektrode des MOSFETs über den Eingangswiderstand R_ ge-

schaltet sind, läßt sich der Verstärkungsgrad des Verstärkers durch die Gleichung

^K - ""/ei - - V /V/^rds <^VGs27 (2)

ausdrücken, in welcher Z^_s//^rd._s7 den Gesamtwert des Widerstands R und des differenzierten Widerstands r, zwi schen Drain- und Source-Elektrode bedeutet, die parallel geschaltet sind. Da sich gemäß Fig. 9 der differenzierte Widerstand zwischen Drain- und Source-Elektrode eines MOSFETs bei zunehmendem Vorspannungspotentials V«g über Gate- und Source-Elektrode verringert, geht aus der Glei chung hervor, daß sich der Verstärkungsgrad des Verstär-

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kers erhöht, wenn sich die Gate-Vorspannung, des MOSFETs erhöht. Wenn dagegen der, MOSFET parallel zum Rückkopplungs-Widerstand R.£ (Fig. 7) geschaltet ist, nimmt der Verstärkungsgrad, des Verstärkers ab, wenn sich die Gate-Vorspannung des MOSFETs erhöht.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 6: wird der Verstärkungsgrad des Verstärkers durch den MOSFET unter Ausnutzung seiner Charakteristik gesteuert oder geregelt. Zunächst ist die Arbeitsweise der Operationsverstärker gemäß Fig. 6 besehrieben· In der folgenden Beschreibung bedeuten K₃₃ den erhöhten Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers 83, rgp den Wert des Widerstands 92 und ^r _ds(x) den Wert des Widerstands über der Drain- und Source-Elektrode eines durch ein Signal χ gesteuerten MOSFETs. Die Verstärkungsgrade der Operationsverstärker 83 und 84 lassen sich durch folgende Gleichungen wiedergeben:

^K83 ⁼ -³W &ΪΖ¹¹ ^rds P Il (

3 W Ϊ
^K84 = * P₉₅ Il r_ds (x}7/r₉₄ (4)

Nunmehr sei angenommen, daß das Regelsignal χ innerhalb eines Bereichs 0 = χ = x_Q variiert und daß gilt: r- (x = 0) » r_g2, r_g5 bzw. V_dß (x = x_Q)« r_g2, T₉₅. Sodann ergeben sich die ungefähren Werte der Verstärkungsgrade Kg^ und Kqa für χ »-Ο,- Xq durch folgende Gleichungen:

K₈₃ (x = 0) J - r_g3/r₉₂ (5)

K₈₃ (x - X₀) έ - r₉₃/r_ds(x -X₀) (6)

K₈₄ (x = 0) J r. r₉₅/r₉₄ (7)

K₈₄ (x = χ_ο)*έ - r_ds(x = X₀)Zr₉₄ (8)

Aus diesen Gleichungen geht hervor, daß der Absolutwert des Verstärkungsgrads K₈₃ unter den Sendebedingungen

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(χ a Xq) einen Maximalwert besitzt, unter den Empfangsbedingtingen (x = O) jedoch am kleinsten ist. Mit anderen Worten: Der Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers 83 verringert sich unter Empfangsbedingungen, weil der Sprachschalter eine Dämpfung einführt. Der Absolutwert des Verstärkungsgrads Kq^ wird unter Sendebedingungen (x = x_Q) am kleinsten, während er unter Empfangsbedingungen am größten ist. Mit anderen Worten: Der Verstärkungsgrad des Verstärkers 84 wird unter Sendebedingungen verringert, weil der Sprachschalter VS eine Dämpfung einführt. Im Bereich 0<x<Xq nehmen beide Verstärkungsgrade Werte zwischen den Höchst- und Mindestwerten ein. Auf diese Weise variieren die Verstärkungsgrade der Operationsverstärker 83 und 84 bei variierendem Signal χ in entgegengesetzten Richtungen entsprechend der in Fig. 4 ausgezogen eingezeichneten Kennlinie.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der Operationsverstärker 81 und 82 beschrieben. Die Verstärkungsgrade dieser Operationsverstärker entsprechen den folgenden Gleichungen:

// r_ds(z)// r_ds(*17 (9) K₈₂ = -Lv₉, Il r_ds(x)7/Z?₉₀ // ^rdsW// ^rdsW (10)

Unter der Voraussetzung, daß gilt

^rds ^{(x = x}0^)<<r89' Z^?88/^/rds^(zi⁷' ^r91'

ds ^{(x = x}0^)<<r89' Z^?88/^/rds^(zi⁷' ^r91 ⁷ ⁾ ^r89' £

lassen sich die angenäherten Werte der Verstärkungsgrade K81 und K82 bei x=0, x_Q durch folgende Gleichungen aus drücken:

509818/0774 ~²⁵~

"■;■■■.■ - 25 -

K₈₁ "(χ - O) &- r₈₉//r₈₈//r_ds(_Z27 (11)

K₈₁ (χ = X₀) ± -1 (12)

K₈₂ (χ = 0) ='- r₉₁//r_go//r_ds(y27 (13)

K₈₂ (χ = X₀) J - 1 (14)

Diese Gleichungen zeigen, daß die Absolutwerte der Verstärkungsgrade K₈₁ und K₈₂ unterSendebedingungen (x = x_Q) gleich 1 sind, so daß diese Verstärkungsgrade keinen Einfluß auf die Arbeitsweise des Systems haben, wenn das System unter Sendebedingungen arbeitet.

Die Gleichungen (11) und (12) zeigen, daß die Verstärkungsgrade unter Empfangsbedingungen (x = 0) ansteigen, wenn sich die Signale y und ζ erhöhen und r_dg(y) und ^rd_S(^z) ^alD" nehmen. Unter Empfangsbedingungen wird die Dämpfung an der Sendeseite eingeführt, so daß sich der Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers 83 verringert. Wenn daher die Verstärkungsgrade der Operationsverstärker 81 und 82 unter Empfangsbedingungen vergrößert werden, wird die an der Sendeseite durch den Sprachschalter eingeführte Dämpfung verringert.

Auf diese Weise wird durch Verwendung der Operationsverstärker 81 und 82 die an der Sendeseite durch die Signale y und ζ eingeführte Dämpfung verringert.

Die Verstärkungsgrade der Operationsverstärker 85 und 86 lassen sich durch folgende Gleichungen ausdrücken:

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Setzt man nun r_ds(x = x_Q)« P₉₃, P₉₉, T₉₇, ₉

^r102' ^r103' ^r101» Z^?1OO^//rds(^z2^{7 und r}ds^{(x =} °> >> ^r98 = ^r97 ^{= r}102 - ^r101 » ^r99' Z^?96^//rds^l7' ^₀₃, /r₁₀₀//r_ds( so ergeben sich die ungefähren Werte der Verstärkungsgrade

Kgc und Kgg bei χ = 0, Xq durch folgende Gleichungen:

97

— ^W WIE» - — -Jl

\ · ds(x=sO) + r_Oo

Vg₅V^ = A₀, - -

_;(x = x_n) = - ^asl^x~°J ^{+ r}99

.-1 (19) 101

₁₀₁

Jlm (20)

Diese Gleichungen zeigen, daß die Absolutwerte der Verstärkungsgrade Kg,- und Kq₆ unter Empfangsbedingungen (x = 0) gleich 1 sind, so daß sie unter diesen Bedingungen des Systems keinen Einfluß auf dessen Arbeitsweise haben. Außerdem zeigen die Gleichungen (18) und (20), daß sich unter den Sendebedingungen (x = Xq) die Verstärkungsgrade erhöhen, wenn sich die Signale y und ζ erhöhen und r_ds(y) und r_ds(z) abnehmen. Unter Sendebedingungen wird dann die Dämpfung durch den Sprachschalter an der Empfangsseite

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eingeführt, wodurch der Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers 84 herabgesetzt wird. Infolgedessen bewirkt die Erhöhung der Verstäfkungsgrade der Operationsverstärker 85 und 86 eine Verringerung der an der Empfangsseite durch den Sprachschalter eingeführten Dämpfung· Auf diese Weise kann durch Anwendung der Operationsverstärker und 86 die an der Empfangsseite durch die Signale y und ζ eingeführte Dämpfung verringert werdend

Der Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers 87 läßt sich schließlich durch folgende Gleichung ausdrücken:

*87 - - /^?1O5^//rds (²^r₁0₄ (21)

Diese Gleichung zeigt, daß es durch Herabsetzung von r_dg(z) möglich ist, den Verstärkungsgrad K_Qy zu verringern. Mit anderen Worten: Es ist möglich, den Steuer-Dämtfungsregelkreis 41 /^(z^J gemäß Fig. 1 durch den Operationsverstärker 87 zu ersetzen. .

Obgleich in der vorstehenden Beschreibung klargestellt worden istj daß es möglich ist, die eingeführte Dämpfung unter Sende- und Empfangsbedingungen zu regeln, ist zu beachten, daß die Änderungen der Verstärkungsgrade der Operationsverstärker 81, 87 und 86 in bezug auf *V, (z) gleich sein sollten. Genauer gesagt: wenn der Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers 87 um 10 db unter eine Regel- oder Steuerspannung von ζ = Zq verringert wird, sollten die Verstärkungsgrade der Operationsverstärker 81 und 86 unter Empfangs- und Sendebedingungen um ebenfalls 10 db erhöht werden. Dieser Kopplungsbetrieb läßt sich ohne weiteres realisieren. Wenn nämlich die Werte

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der Widerstände r₈₈, τ^_QQ und F₁₀₅, ^{mit denen r}ds^^z^ P^ara1· lelgeschaltet ist, gleich groß gewählt werden, sind die Änderungen der Verstärkungsgrade K_Q1, K_Qg und K₈₇ in bezug auf die Änderung von r_dg(z) gleich. Auf dieselbe Weise ist es durch Wahl von r_gQ = rgg möglich, die Änderungen der Verstärkungsgrade K₈₂ und K₉₅ in bezug auf die Änderung von r_ds(y) gleich zu gestalten.

Fig. 10 ist ein Schaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der Schaltung gemäß Fig. 4, bei welcher ein Mikrophonverstärker zur Verstärkung des Ausgangssignals des Mikrophons anstelle des variablen Regelverstärkers ^10 £&φ(^ζ17 gemäß Fig. 4 vorgesehen ist, der durch das ^mpfangssignal gesteuert wird. Die Schaltung gemäß Fig. 10 entspricht derjenigen gemäß Fig. 4 mit der Ausnahme, daß die zur Verhinderung eines Pfeifens vorgesehenen Dämpfungsregelkreise 201 und 202 durch die Regelsignale χ und y gesteuert werden, während der Mikrophonverstärker 200 und der Lautsprecher-Regelverstärker 203 durch die Regelsignale χ und ζ gesteuert werden. Aus diesem Grund wird im folgenden nur die von der Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 4 abweichende Arbeitsweise beschrieben. Im folgenden sei nunmehr der Fall betrachtet, in welchem das Empfangssignal an die Schaltung gemäß Fig. 10 angelegt wird, die in den Empfangszustand gebracht wurde. Unter diesen Bedingungen wird der Verstärkungsgrad des variablen oder Regelverstärkers 203 zur Gewährleistung eines ausreichenden Hörpegels durch das Regelsignal χ auf einen Nennwert eingestellt, wobei der Verstärkungsgrad durch das Regelsignal ζ nicht beeinträchtigt wird. Andererseits wird der Verstärkungsgrad des variablen oder Regelverstärkers 200 auf den Nennwert eingestellt, wenn das Regelsignal ζ gleich Null ist,

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doch erhöht sich der Verstärkungsgrad des Verstärkers bei einer Vergrößerung des Regelsignals z. Mit anderen Worten: Bei der Schaltung gemäß Fig. 6 arbeitet der Regelverstärker 200 unter Empfangsbedingungen, d.h. im Empfangszustand, auf die gleiche Weise wie der variable Regelverstärker 410 gemäß Fig. 4. Infolgedessen erhöht sich der Verstärkungsgrad des Regelverstärkers 200 in einem der Abnahme der akustischen Kopplung zwischen dem Mikrophon und dem Lautsprecher entsprechenden Maß. Dies bedeutet, daß dann, wenn der Regelverstärker 200, der Dämpfungsregelkreis 201 und der Verstärker 3 das gesamte Sendesystem bilden, die durch den Sprachschalter an der Sendeseite eingeführte Dämpfung um einen der Erhöhung des Verstärkungsgrads des Regelverstärkers 200 entsprechenden Betrag verringert wird.

Wenn die Schaltung vom Sende- in den Empfangszustand umgeschaltet wird, kehrt der Verstärkungsgrad des Regelverstärkers 200 infolge der Polaritätsänderung des Regelsignals χ auf den Nennwert zurück. Andererseits erhöht sich der Verstärkungsgrad des Regelverstärkers 203 infolge des Regelsignals ζ unter den vorherigen Empfangsbedingungen um einen der Vergrößerung des Verstärkungsgrads des Regelverstärkers 200 entsprechenden Betrag, d.h. infolge der Abnahme der akustischen Kopplung zwischen Mikrophon und Lautsprecher.

Fig. 11 veranschaulicht die Einzelheiten der Schaltung gemäß Fig. 10. Die Schaltung gemäß Fig. 11 entspricht derjenigen gemäß Fig. 6, nur mit dem Unterschied, daß der Steuer-Dämpfungsregelkreis 72 bei der Schaltung gemäß Fig. 6 nicht vorhanden ist und daß als variabler Re-

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gelverstärker ein Verstärker in Form von Operationsverstärkern 81 und 86 vorgesehen ist.

Bei der bekannten Schaltung mußte bei einer Leitungsdämpfung von 10 db durch den Sprachschalter eine große Dämpfung von etwa 30 db eingeführt werden. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird die Dämpfung automatisch um etwa 20 db verringert, so daß der Sprachschalter nur eine Dämpfung von 10 db einzuführen braucht. Diese eingeführte Dämpfung von 10 db ist so gering, daß der Teilnehmer das Vorhandensein des Sprachschalters beim Gespräch nicht merkt.

Obgleich die Erfindung vorstehend in bevorzugten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben ist , ist sie keineswegs auf diese Ausführungsformen beschränkt, da dem Fachmann selbstverständlich gewisse Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne daß vom Rahmen und vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung somit eine Lautsprecher-Fernsprechschaltung geschaffen, bei welcher das Sprachsignal als Regel- oder Steuersignal zur Bestimmung der Größe der Abnahme der akustischen Kopplung zwischen dem Lautsprecher und dem Mikrophon des Fernsprechapparats sowie der Kopplung zwischen Sende- und Empfangsschaltung einer rückhördämpfenden Schaltung von einem angenommenen ungünstigsten Zustand, für welchen die Fernsprechschaltung ausgelegt ist, herangezogen wird, wodurch automatisch der Wert der zur Verhinderung eines Heulens oder Pfeifens vorgesehenen variablen Dämpfung um einen dieser Abnahme entsprechenden Wert herabgesetzt wird. Diese Schaltung

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gewährleistet zufriedenstellende Gesprächseigenschaften mit einer kleineren eingeführten Dämpfung als im Fall
eines herkömmlichen Sprachschalters, wodurch die durch den Sprachschalter hervorgerufenen unnatürlichen Sprechbedingungen wesentlich verbessert werden.

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Claims

Patentansprüche

Lautsprecher-Fernsprechschaltung, gekennzeichnet durch einen ersten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines über eine Sendeschaltung übertragenen Signals, einen zweiten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines durch eine Empfangsschaltung empfangenen Signals, einen Hauptkomparator zum Vergleichen der Ausgangssignale der beiden Gleichrichter-Filterkreise, ein Widerstands-Dämpfungsglied zur Dämpfung zumindest eines der Ausgangssignale der beiden Gleichrichter-Filterkreise, einen Steuerkomparator zum Vergleichen des Ausgangssignals des Dämpfungsglieds mit den ungedämpften Ausgangssignalen der beiden Gleichrichter-Filterkreise, eine Speichervorrichtung zur Speicherung des Ausgangssignals des Hauptkomparators sowie durch variable oder Dämpfungsregeleinrichtungen für Sende- und Empfangsschaltung, welche unter Heranziehung des Ausgangssignals der Speichervorrichtung eine Dämpfung in eine Sprechschaltung einführen.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellvorrichtung zum Rückstellen des in der Speichervorrichtung gespeicherten Inhalts bei einer Änderung des äußeren Betriebszustands des Fernsprechgeräts vorgesehen ist.
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstands-Dämpfungsglied so geschaltet ist, daß es das Ausgangssignal von dem an die Sendeleitung angeschlossenen ersten Gleichrichter-Filterkreis dämpft.

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4. Lautsprecher-Fernsprechschaltung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines über eine Sendeschaltung übertragenen Signals, einen zweiten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines durch eine Empfangsschaltung empfangenen Signals, einen Hauptkomparator zum Vergleichen der Ausgangssignale der beiden Gleichrichter-Filterkreise, ein Widerstands-Dämpfungsglied zur Dämpfung des Ausgangssignals vom zweiten Gleichrichter-Filterkreis, einen Steuerkomparator zum Vergleichen des Ausgangssignals vom Dämpfungsglied mit dem Ausgangssignal vom ersten Gleichrichter-Filterkreis, eine Speichervorrichtung zur Speicherung des Ausgangssignals vom Steuerkomparator, eine zwischen die Empfangsschaltung und den zweiten Gleichrichter-Filterkreis eingeschaltete Steuer-Dämpfungsregelvorrichtung, welche bei sich erhöhendem Ausgangssignal von der Speichervorrichtung ihre Dämpfung vergrößert, und durch variable oder Dämpfungsregeleinrichtungen für Sende- und Empfangsschaltung, welche unter Heranziehung der Ausgangssignale des Hauptkomparators und der Speichervorrichtung eine Dämpfung in eine Sprechleitung einführen.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstelleinrichtung zur Löschung des in der Speichereinrichtung gespeicherten Ausgangssignals des Steuerkomparators, wenn der Abstand zwischen Lautsprecher und Mikrophon des Fernsprechgeräts bei dessen Gebrauch variiert wird, vorgesehen ist.
6. Lautsprecher-Fernsprechschaltung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet

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durch einen ersten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines über eine Sendeschaltung übertragenen Signals, einen zweiten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines empfangenen Signals, einen Hauptkomparator zum Vergleichen der Ausgangssignale der beiden Gleichrichter-Filterkreise, ein Widerstands-Dämpfungsglied zur Dämpfung des Ausgangssignals des zweiten Gleichrichter-Filterkreises, einen Steuerkomparator zum Vergleichen des Ausgangssignals des ersten Gleichrichter-Filterkreises mit dem Ausgangssignal des Widerstands-Dämpfungsglieds, eine Speichervorrichtung zur Speicherung des Aus^angssignals des Steuerkomparators, eine zwischen die Sendeschaltung und den ersten Gleichrichter-Filterkreis eingeschaltete Steuervorrichtung mit variablem Verstärkungsgrad, welche ihren Verstärkungsgrad bei einer Vergrößerung des Ausgangssignals der Speichervorrichtung erhöht, sowie durch variable oder Dämpfungsregeleinrichtungen für eine Sende- und eine Empfangsschaltung, welche unter Heranziehung der Ausgangssignale des Hauptkomparators und der Speichervorrichtung als Parameter eine Dämpfung in eine Sprechschaltung einführen.
7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstelleinrichtung zur Löschung des in der Speichereinrichtung gespeicherten Ausgangssignals des Steuerkomparators, wenn der Abstand zwischen Lautsprecher und Mikrophon des Fernsprechgeräts bei dessen Gebrauch variiert wird, vorgesehen ist,
8. Laui^recher-Fernsprechschaltung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet

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durch einen ersten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines über eine Sendeschaltung übertragenen Signals, einen zweiten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines empfangenen Signals, einen Hauptkomparator zum Vergleichen der Ausgangssignale der beiden Gleichrichter-Filterkreise, ein Widerstands-Dämpfungsglied zur Dämpfung des Ausgangssignals des zweiten Gleichrichter-Filterkreises, einen Steuerkomparator zum Vergleichen des Ausgangssignals des Widerstands-Dämpfungsglieds mit dem Ausgangssignal des ersten Gleichrichter-Filterkreises, eine Speichervorrichtung zur Speicherung des Ausgangssignals des Steuerkomparators und durch je eine Einrichtung mit variablem Verstärkungsgrad für eine Sende- und eine Empfangsschaltung, die entsprechend dem Ausgangssignal der Speichervorrichtung steuerbar sind.
9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstelleinrichtung zur Löschung des in der Speichereinrichtung gespeicherten Ausgangssignals des Steuerkomparators, wenn der Abstand zwischen Lautsprecher und Mikrophon des Fernsprechgeräts bei dessen Gebrauch variiert wird, vorgesehen ist.
10. Lautsprecher-Fernsprechschaltung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines über eine Sendeschal- - tung übertragenen Signals, einen zweiten GleichrJditer-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines von einer Empfangsschaltung empfangenen Signals, einen Hauptkomparator zum Vergleichen der Ausgangs-

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signale der beiden Gleichrichter-Filterkreise, ein erstes Widerstands-Dämpfungsglied zur Dämpfung des Ausgangssignals des zweiten Gleichrichter-Filterkreises, einen ersten Steuerkomparator zum Vergleichen des Ausgangssignals des ersten Widerstands-Dämpfungsglieds mit dem Ausgangssignal vom ersten Gleichrichter-Filterkreis, eine Speichervorrichtung zur Speicherung des Ausgangssignals vom ersten Steuerkomparator, eine zwischen Empfangsschaltung und zweiten Gleichrichter-Filterkreis eingeschaltete Steuer-Dämpfungsregeleinrichtung, welche ihre Dämpfung erhöht, wenn sich das Ausgangssignal der ersten Speichervorrichtung erhöht, ein zweites Widerstands-Dämpfungsglied zur Dämpfung des Ausgangssignals des ersten Glelehrichter-Filterkreises, einen zweiten Steuerkomparator zum Vergleichen des Ausgangssignals des zweiten Widerstands-Dämpfungsglieds mit dem Ausgangssignal vom zweiten Gleichrichter-Filterkreis, eine zweite Speichervorrichtung zur Speicherung des Ausgangssignals des zweiten Steuerkomparators, eine erste Rückstelleinrichtung zur Löschung des Inhalts der ersten Speichervorrichtung, wenn der Abstand zwischen Lautsprecher und Mikrophon des Fernsprechgeräts in dessen Betrieb verändert wird, eine zweite Rückstelleinrichtung zur Löschung des Inhalts der zweiten Speichervorrichtung^ wenn im Betrieb des Fernsprechgeräts der Rückhör-Gleichgewichtszustand unterbrochen wird, und durch ge eine variable bzw. Dämpfungsregeleinrichtung für eine Sende- und eine Empfangsschaltung, welche unter Heranziehung des Ausgangssignals des Hauptkomparators sowie der Ausgangssignale der beiden Speichervorrichtungen als Parameter eine Dämpfung in eine Sprechleitung einführen.

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11. Lautsprecher-Fernsprechschaltung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines über eine Sendeschaltung übertragenen Signals, einen zweiten Gleichrichter-Filterkreis· zum Gleichrichten und Filtern eines von einer Empfangsschaltung empfangenen Signals, einen Hauptkomparator zum Vergleichen der Ausgangssignale der beiden Gleichrichter-Filterkreise, ein erstes Widerstands-Dämpfungsglied zur Dämpfung des Ausgangssignals des zweiten Gleichrichter-Filterkreises, einen ersten Steuerkomparator zum Vergleichen des Ausgangssignals des ersten Widerstands-Dämpfungsglieds mit dem Ausgangssignal vom ersten Gleichrichter-Filterkreis, eine Speichervorrichtung zur Speicherung des Ausgangssignals vom ersten Steuerkomparator, eine zwischen Sendeschaltung und ersten Gleichrichter-Filterkreis eingeschaltete Steuereinrichtung mit variablem Verstärkungsgrad, welche ihren Verstärkungsgrad erhöht, wenn sich das Ausgangssignal der ersten Speichervorrichtung erhöht, ein zweites Widerstands-Dämpfungsglied zur Dämpfung des Ausgangssignals des ersten Gleichrichter-Filterkreises, einen zweiten Steuerkomparator zum Vergleichen des Ausgangssignals des zweiten Widerstands-Dämpfungsglieds mit dem Ausgangssignal vom zweiten Gleichrichter-Filterkreis, eine zweite Speichervorrichtung zur Speicherung des Ausgangssignals des zweiten Steuerkomparators, eine erste Rückstelleinrichtung zur Löschung des Inhalts der ersten Speichervorrichtung, wenn der Abstand zwischen Lautsprecher und Mikrophon des Fernsprechgeräts in dessen Betrieb verändert wird, eine zweite Rückstell-

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einrichtung zur Löschung des Inhalts der zweiten Speichervorrichtung, wenn im Betrieb des Fernsprechgeräts der Rückhör-Gleichgewichtszustand unterbrochen wird, und durch je eine variable bzw. Dämpfungsregeleinrichtung für eine Sende- und eine Empfangsschaltung, welche unter Heranziehung des Ausgangssignals des Hauptkomparators sowie der Ausgangssignale der beiden Speichervorrichtungen als Parameter eine Dämpfung in die Sprechschaltung einführen.
12. Lautsprecher-Fernsprechschaltung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines über eine Sendeschaltung übertragenen Signals, einen zweiten Gleichrichter-Filterkreis zum Gleichrichten und Filtern eines von einer Empfangsschaltung empfangenen Signals, einen Hauptkomparator zum Vergleichen der Ausgangssignale der beiden Gleichrichter-Filterkreise, ein erstes Widerstands-Dämpfungsglied zur Dämpfung des Ausgangssignals des zweiten Gleichrichter-Filterkreises, einen ersten Steuerkomparator zum Vergleichen des Ausgangssignals des ersten Widerstands-Dämpfungsglieds mit dem Ausgangssignal vom ersten Gleichrichter-Filterkreis, eine erste Speichervorrichtung zur Speicherung des Ausgangssignals des ersten Komparators, ein zweites Widerstands-Dämpfungsglied zur Dämpfung des Ausgangssignals des ersten Gleichrichter-Filterkreises, einen zweiten Steuerkomparator zum Vergleichen des Ausgangssignals des zweiten Widerstands-Dämpfungsglieds mit dem Ausgangssignal des zweiten Gleichrichter-Filterkreises, eine zweite Speichervorrichtung

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zur Speicherung des Ausgangssignals des zweiten !Comparators, eine erste Rückstelleinrichtung zur Löschung des Inhalts der ersten Speichervorrichtung, wenn der Abstand zwischen Lautsprecher und Mikrophon des Fernsprechgeräts in dessen Betrieb geändert wird, eine zweite Rückstelleinrichtung zur Löschung des Inhalts der zweiten Speichervorrichtung, wenn im Betrieb des Fernsprechers das Rückhör-Gleichgewicht unterbrochen wird, je eine Vorrichtung mit variablem Verstärkungsgrad für die Sendeschaltung und die Empfangsschaltung, welche unter Heranziehung des Ausgangssignals des Hauptkomparators und des Ausgangssignals der ersten Speichervorrichtung als Parameter steuerbar sind, sowie je eine variable oder Dämpfungsregeleinrichtung für Sende- und Empfangsschaltung, welche unter Heranziehung des Ausgangssignals des Hauptkomparators und des Ausgangssignals der zweiten Speichervorrichtung als Parameter steuerbar sind.

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