DE2448412B2

DE2448412B2 - Lautsprecher-fernsprechschaltung

Info

Publication number: DE2448412B2
Application number: DE19742448412
Authority: DE
Inventors: Kunihiro Hachiohji; Matsuda Ryoichi Musashino; Tokio; Okayasu Ryoichi Tokio; Kato (Japan)
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: 1977-07-28
Also published as: SE398030B; SE7412698L; GB1470418A; JPS5068203A; CA1026028A; DE2448412C3; US3952166A; JPS5242643B2; DE2448412A1

Description

Die Erfinduag betrifft eine Lautsprecher-Fernsprechschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Lautsprecher-Fernsprechschaltung ist beispielsweise aus der DT-OS 19 42 814 bekannt Ein derart herkömmlicher Lautsprecher-Fernsprechapparat besteht bekanntlich aus einer Fernsprechschaltung mit einem Mikrophon (Sprechmuschel), einem Senderverstärker, einer rückhöruampfenden Schaltung, einem Empfangsverstärker und einem Lautsprecher sowie einem Sprachschalter, dessen eine Seite mit dem Mikrophon und dem Lautsprecher der Fernsprechschaltung und dessen andere Seite rait 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, welche im weiteren als Übertragungsmaß α bezeichnet wird, zu verhindern. Ein Heulen und Pfeifen kann andererseits auch infolge einer Kopplung in der rückhördämpfenden Schaltung, welche im weiteren als Überragungsmaß β bezeichnet wird, immer dann auftreten, wenn der Ver«tärkungsgrad, der aus den Warten λ und β bestehenden Leitungsschleifen den Wen l übersteigt. Au*, diesem Grunde ist der Sp ichschalter so angeordnet daß er eine Dämpfung in die Empfangsschaltung einführt, indem er das durch einen Teilner-ner ausgesstndie Sendcsignai icaiaicüi (dieser Zustand der Schaltung wird als »Sende/ustand« bezeichnet), und eine Dämpfung in die Sendeschaltung einführt indem er ein empfangenes Signal zum ZeiipunRi u£5 Imp'angs festste!!? (dieser Zustand der Schaltung wird als »Empfangszustandü bezeichnet). Auf diese Weise wird durch die Einführung einer Dämpfung L(S)in dieSprachsehaitungder Versilrkungsgrad der Leitungsschleife unter 0 (db) gehalten, wodurch ein Heulen oder Pfeifen verhindert wird. WJe erwähnt, wird der Wert bzw. die GröSe der in die Spfäshschalturig einzufahrenden Dämpfung L(db) durch die Größe der Summe (» ■*- ß) bestimmt Die Größe von & nimmt mit abnehmenden Abstand zwischen Lautsprecher und Mikrophon zu, während sich der Wert von β erhöht, wenn der Röckhörabgleich verlorengeht Aus diesem

Grunde wurde bei der Konstruktion eines f Lautsprecher-Fernsprechgeräts der Wert, der durch den Sprachschalter eingeführten Dämpfung L (db) so bestimmt, daß die eingeführte Dämpfung L größer ist als die Summe der Höchstwerte von α und 0, 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 dit mit dem Fernsprecher verbundene Leitungsdämpfung IQ {db) beträgt Dabei sei angenommen, daß der Ab₅. -n-¹ zwischen dem Lautsprecher und dem M'b-jphcn &V.h 50 cm ist und die Impedanz der an den rernsprtaier angeschlossenen Leitung 600 Ω beträgt; ϊε diesem Fall beträgt der Wert der erforderlichen Da«» ,«ang etwa L «= 10 (db). Wenn jedoch der Benutz de»! Lautsprecher dem Mikrophon bis auf 10 cm annäht.. , erhöht sich die akustische Kopplung zwischem dem Lautsprecher und dem Mikrophon uir> etwa 201Og(⁵⁰A₀) = 14 (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 Rückhördämpfungs-Charakteristik im Vergleich zu einer Leitungsimpedanz von 600 Ω um 6 (db), wodurch sich der Wert von β um 6 (db) vergrößert Um ein Pfeifen zu vermeiden, wenn der Leitungsabschluß bei einerr. Abstand von to cm zwischen Mikrophon und lautsprecher unterbrochen ist, muß daher die durch den Sprachschalter eingeführte Dämpfung gegenüber dem vorher genannten Fall mit L = 10 (db) um einen der Vergrößerung der Werte von α und β entsprechenden Wert erhöht werden Die erforderlich«. Dämpfung belauft sich dann auf L = 30 (db}. Infolgedessen ist dab 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) is·.. Da der Wert der »DsTipfung L« unter Berücksichtigung der ungünstigsten Bedingungen irr Betrieb des uiuttprecher-Fernsprechapparats vom Standpunkt des Heulens o^er Pfeifen* bestimmt wird, wird !P. den meisten Fällen -.ine größere als dl·.: erforderliche Dämpfung eingeführt, so daß die Sprachsignale während cLr Übertragung und während des Empfangs durch der Sprachschalter unterbrochen werden, wodurch eine Verständigung mittels eines Lautsprecher-t-ernsprecnapparais scnwierig wird.

Da der Sprachschalter bei einem bekömmlichen Lautsprecher-Fernsp-echjerät außerdem während des Gesprächs eine Dämpfung sowohl in den Sende- als äucn in den EmpiriigskanRi einführt, ^ird 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 Sersdetind im Empfangskanai nöwendig Ht, die Pegel der empfangenen und ausgesandten Signale miteinander zu vergleichen, und da das Einschalten der Dämpfung mit einer Verzugszeit verbunden **, wurde auch erkannt, daß dann, wenn sich einer der Tiiinehmcr 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 Sprachschaiter eingeführten Dämpfung unterdrückt werden, wodurch die Sprache 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.

ίο Die in der Druckschrift DT-OS 19 42 814 beschriebenen Lautsprecher-Fernsprechschaltung weist beispielsweise Verzögerungselemente mit einer auf einige 10 msec bis einige 100 msec begrenzte Verzögerungszeit auf. Diese Verzögerungselemente dienen nur zur

Verzögerung des Ausgangs des Gleichrichters (Filterkreises). Der in dieser Druckschrift genannte Hauptkomparator besteht zudem aus NAND-Gattern aufgebauten Schaltkreisen, weit-he nur bin?.re Signale und nicht kontinuierlich und verändernd, auftretende Analogsignale verarbeiten können. Ähnliches pilt für die Dämpfungsregeleinrichtungen, welche daher entweder leiten oder unterbrechen und nicht automatisch entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen der Lautsprecher des Telefons arbeiten können. Ein

weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Anzahl der Verbindungsleitungen zur Verbindung zweier Telefone nicht zweifach, sondern vierfach auszuführen ist. Außerdem müssen zusätzlich zu der Sprechltitung noch Steuerle>.ungen zwischen den Telefonen vorgesehen werdea so daß der in dieser Druckschrift beschriebene Gegenstand nur bei einer internen Anlage und nicht bei einem öffentlichen Telefon sinnvoll verwendet werden kann. Schließlich ist noch ein Nachteil darin zu sehen. daß alle Schaltkreiskonstanten anfänglich festgelegt wenden müssen und nicht in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Telefons automatisch geändert werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Lautsprecher-Fernsprechschaltung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ge mannten Art zu schaffen, bei welcher der Unterschied in can Übertragungsmaß, η « und β zwischen den normalen und den zu erwartenden ungünstigen Bedingungen laufend festgestellt und gespeichert wird, um den VL.stär..ungsgrad in. Sprachkreis variabler regeln zu können.

Im Zuge dieser Aufgabe wird durch die Erfindung auch eine verbesserte Lautsprecher-Fernsprechschaltung mit einem Spra -hschalter erreicht, welcher automatisch den Wert der durch ihn eingeführten Dämpfung in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Geräts auf einen Mindestwert herabzusetzen ve.„mg. weicher erforderter, ist. -rr>. ein P^fe^;fen ?·< verhindern.

Ein Vorteu der Erfindung ist daher dann zu sehen, daß dann, wenn der Teilnehmer das Sprechen beginnt, das SnrachsignaL el h. das Ausgangssignal des Mikrophons, mit einem Ober eine ruckhördämpfende Schaltung in den Empfangskanai 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 Obprgröß" <*"* 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

Wetterhin wird durch die Erfindung erreicht, daß immer dann, wenn derTeilnehmer ein Signal empfangt, ein Teil des Empfangssignals und ein durch das Mikrophon über- das'-akustische Feld festgestelltes Empfangssignal" (im «'folgen Jen als '»Umlaufsignal« [round signal] bezeichnet) zum!,Vergleich''ihrer Pegel ermittelt werden, um den* Unterschied des Abstands zwischen Lautsprecher . .i^Mikrbphonirgegt^iüber demjenigen-unter "den^J ungünstigsten ' Bedingungen ■-festzustellen und auf diese Weise die durch den Sprachschalter eingeführte Dämpfung um einen der Verringerung der akustischen Kopplung entsprechenden Betrag verringern zu können.

Die vorstehend genannte Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die genannten Vorteile bzw. vorteilhaften Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteranspruchen.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dann zeigt

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

F i g. 2 und 3 graphische Darstellungen der Kennlinien einer erfindungsgemäß angewandten variablen oder Dämpfungsregelschaltung,

F i g. 4 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 5 eine graphische Darstellung der Kennlinie eines bei der Schaltung gernäß Fig.4 vorgesehenen Regelverstärkers.

F i g. 6 ein detailliertes Schaltbild einer erfindungsgemäß angewandten variablen oder Dämpfungsregelschaltung.

F ι g. 7 ein Schaltbild eines Verstärkerkreises mit einem Operationsverstärker,

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

F i g. 9 die Kennlinie eines MOSFETs und

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

Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung weist eine an sich bekannte Fernsprechschal-•ung mit einem Mikrophon 1, Obertragungs- oder Sendeverstärkern 2 und 3, einer rückhördämpfenden Schaltung 4, Empfangsverstärkem 5 und 6, einem Lautsprecher 7 und einem erfindungsgemißen Sprachschalter 38 auf.

Im Sprachschalter 38 sind die Eingangsklemme 57 und die Ausg?ngskiemme 58 eines variablen Dämpfungskreises bzw. Dämpfungsregelkreises 39 an die Ausgangsklemme des Sendeverstärkers 2 bzw. die Eingangsklemme des Sendeverstärkers 3 angeschlossen, während die Emgangsklemme 59 und die Ausgangsklemme 60 eines Dämpfungsregelkreises 40 mit der Ausgangsklemme des Empfangsverstärkers 5 özw. der Eingangsklemme des Empfan sverstärkers 6 verbunden sind Die Eingangsklemme 5. iS über einen Gleichrichter-Filterkreis 42 an die Klem...e Xt eines Komparators angeschlossen, während die Ausgangsklemme 60 über eine Steuer-Dämpfungsregelschaltung 41 und einen Gleichrichter-Filterkreis 43 mit der Klemme Xr des Komparators 49 verbunden ist Die ; ".usgangsklemme 61 des Gleichricfater-Filterkreises 42 ist Ober ein Widerstands-Dämpfungsglied aus Widerständen 44 und 45 mit der Eingangsklemme W eines Komparator^ 48 gekoppelt, dessen Klemme Yu an den Ausgang; des Gleichrichter-Filterkreises 43 angeschlossen ist Dur Ausgang dieses Kreises ist außerderr über ein Widerstands-Dämpfangsgiied mit Widerständen 46 und 47 mit der Eingangsklemme Zr des Komparators 50

S gekoppelt, dessen Eingang/sklemme Zran die Ausgangs·¹ klemme 61 des GleichrLhter-Filterkreises 42 ange-

', ^ schlossen ist Die Ausgangsklemme 65 des Komparators

V'48 ist mit einer Speicherschaltung 51 verbunden, die "aus ' einer Diode' 52 und einem Kondensator 53 ties'eht Auf

■ ο 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. de ein Ausgangssignal mit einem Pegel * erzeugt die Ausgangsklemme 68 der Speicherschaltung Si, die ein Ausgangssignal mit einem P**eel y erzeugt und die Ausgangsklemme 69 der Sp einschaltung 54. die ein Ausgangssignal mit c nem Pegel ζ erzeugt sind an die zur Verhinderung eines Heulens oder Pfeifens vorgese henen Dämpfungsregelkreise 39 und 4 ' angeschlossen, während die Ausgangsklemme 69 der Speicherschaltung 54 auch mit oem Steuer- Dämpfung ^regelkreis 41 verbunden ist
F i g. 2 ist sine graphische Darstellung oer qualitativen Regelkennlinien der zur Verhinde^rung eines Pfeifens vorgesehenen Dämpfungsregelkreises 39 und 40 gemäß Fig. 1, «robc· aui der Abszisse das Ausgangssignal χ des Komparators Φ* und auf der Ordinate die Werte der variablen Dämpfungen l.i(\,yx) und Lr(XJj) der Dämpfungsregelkreise 39 und 40 aufgetragen sind. Die Parameteryund ζgeben die Pegel der Ausgangssignale der Speicherschaltungen 51 nd 54 an. Wie aus F i g. 2 hervorgeht variieren die varieblen Dämpfungen Lr und Lr umgekehrt zum Ausgangss%nal χ des Komparators 43 auf die gleiche Weise wie die Charakteristika einer bekannten Dämpfungsregelschatung, wodurch die Sende- und Empfangsbedingunge:. bestimmt werden. Wie durch die gestrichelten und strichpunktierten Kurven dargestellt wird die Regelung in der Weise durchgeführt daß die durch die Dämpfungsregelkreise L_T und Lr eingeführte Dämpfung abnimmt wenn sich die Ausgangssignale /und ζ der Speicherschaltungen 51 bzw. 54 erhöhea F i g. 3 ist eine graphische Darstellung der Regelkennlinie der

durch den Steuer-Dämp^fungsregelkreis 41 gewährleisteten variabler: Dämpfung 1r(z), in welcher die Ordinate den Wert der variablen Dämpfung Ipfz) angljt während die Abszisse den Ausgangssignalpegel ζ der Speicherschaltung 54 angibt Wie dargestellt erhöht

sich der Wert von Ιφ) mit einer Erhöhung des Werts von z.

Im folgenden ist nunmehr die Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß F i g. 1 an Hand der F i g. 1 bis 3 erläutert

Wenn die Ausgangssignale y und zder 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 Steuer- oder Regelsignalpegel Vk des an der

Klemme 62 erscheinenden Empfangssignals stets größer als das an der Klemme 61 erscheinende Umlaufsignal Vi?' des Empfangssignals, wodurch die Schaltung für den Empfangszustand (x<0) vorbereitet wird. Beim Anliegen des Sendesignals ist der Steuer- oder Regelsignalpegef V_T des an der Klemme 61 auftretenden Sendesignals ebenfalls stets größer als das an der Klemme 61 erscheinende Umlaufsignal V₇ ¹ des Sendesignals, wodurch die Schaltung auf den Sendezu-

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Wert des

- land (x ä Abivorbereitet wird. Wenn,die Signafe Kund _ZUr Klömme 64 um 10 db größer ist als der W«

Es sei angenommen, daf der Äbstsnd'Wttfcen ^

Lautsprecher und dem Mikropion 10 rm beträgt ind ₁₀ daß der Signalpegel Vr an der Klemme 62 einer daß di Unterbrecht; g des Leitungsabschlu-ses dem Dämpfung unterworfen wird Da diese Regelung eine ungünstigst- Zustand entspricht Dabe. sei ein Gegenkopplungsregelung auf Grund einer geschlosse-Lautsprecher Fernsprechapparat vorausgesetzt, der nen ' egel oder Leitungsschle;k is*., in welcher der unter den ungünstigsten Bedingungen so ausgelegi ist. Dämpfungsregelkreis 41 an der Eingangsseite durch das daß sowohl für den Sende als auch für den ,₅ Ausgangssignal vom Komparator 50 geregelt wird. Empfangseingang der Pegel oder Wert des Situer oder dauert die Regelung an, bis die beiden Eingänge (Zr. Zr) Regelsignals um b db größer ist als der f'egel des wertmäßig einander praktisch gleich werden, vorausge-Umlaufsignals, was Ptwa dem Doppelten des Umlaufsi- setzt, daß der Verstärkurgsgrad des Kompan>«ors 50 gnals entspricht. Wenn angenommen wird daß die groß genug i^r.t Aus diesem Grund näher sich dit Jurch Widerstands-Dämpfungsglieder 44 bis 47 eine Dämp^ ₂₀ den Dämpfungsregelkreis41 eingeführte Dämpfung vor fung von 6 db gewährleisten, sind die «usgangssignale , Beginn der Regelung dem Wert- oder Pegelunterschied und ζ der Speicherschaltungen unter den up<iünst.gsten (10 db) zwischen den beiden Eingängen Zr und Z_T an. Bedingungen wie folgt. Obgleich für den Eir.pfangsein- was der vorher genannten Größe der Verringerung ! '· gang Vr = Z Vr gilt, werden der Regelsigr <lpegel Vr (lOdb) in der akustischen Kopplung zwischen dem

' durchdie Widerstands-Dämpfungsglieder 4t Hd 47 und 25 Lautsprecher 7 und dem Mikrophon 1 entspricht Der

das Umlaufsignal Vr durch die Widersta ds-Dämp- mit zo bezeichnete Endwert von ζ wird dann im fungsgüedr 44 und 45 gedämpft Infolgedes· η besitzen Speicherkondensator 56 gespeichert Da andererseits die beiden 1in,"angssignale zum Kompara ir 48 die die zur Verhinderung von Pfei'en dienenden variablen Beziehung Yr < Yr zueinander, so daß das \usji .ngs- Dämpfungen / r und Lr gemäß den Fig.4 und 5 so signal y' negativ ist Wenn y' < 0 entspricht leitet die 30 ausgelegt sind daß sie in bezug auf das Signal ζ Diode 52 nicht so daß gilt > = 0. Die durch di Signal y entgegengesetzt zur variablen Dämpfung Ir(z) wirken, hervorgerufene Dämpfung bzw. Verlust wi i daher werden die durch die Dämpfungsregelkreise 39 und 40 nicht geregelt Die beiden Eingangssignale (Zt. ?/^zum eingeführten Dämpfungen Lrund L«durch das Signal zn KomDarator 50 besitzen die Beziehung Zr=* Zr. and das um 10 db verringert

isi ebenfalls gleich Null so laß die 35 Wie erwähnt, wird bei der erfindungsgemäßen las signal ζ hervorgerufene Dämpfurg bzw. Lautsprecher-Fernsprechschaltung das Empfangssignal nicht geregelt wird Auf die gleiche Weise ist als Regelsignat rum Vergleichen des Grads der .«Haoingaug das Ausgangssignal des Kompara- akustischen Kopplung zwischen Lautsprecher und 1 Null, während das Ausgangssignal des Mikrophon rrit derjenigen unter den ungünstigsten 50 negativ ist so daß durch die Signale y 40 Bedingungen, für welche die Schaltung ausgeiegt ist,

benutzt wodurch die zur Verhinderung von Pfeifen

daß der Abstand zwi- eingeführte Dämpfung um einen Betrag entsprechend

senen ucin uauuyiwi.. -.«. -cn> Mikrophon vergrö- der Verringerung der akustischen Kopplung herabge· Bert wird daß die akustische Kopplung zwischen ihnen setzt wird

um 10 db gegenüber den ungünstigsten Bedingungen ₄₅ fm folgenden sei nunmehr der Fall des Empfangs wird und daß die Rückhördämpfungs-Cha- eines Sendesignals betrachtet Da die rückhördämpfenrupfenden Schaltung um 10 db de Charakteristik unter den angenommenen Bedingungen Bedingungen bezüglich gen um 10 db besser ist als unter den ungünstigsten angeschlossenen Teilnehmer- Bedingungen, ist der Wert des Senderegelsignals V_T um

leitung vermessen wiru, so daß das Umlaufsignal des 50 16db größer als derjenige des Umlaufsignals V-/. Aus Sendesignals gegenüber den ungünstigsten Bedingun- diesem Urund wird das Ausgangssignai χ vom gen um 10 db verringert wird Unter diesen Bedingun- Komparator 49 gegenüber dem Sendesignal positiv, so gen arbeitet die Schaltung wie folgt: daß die Schaltung für den Sendezustand (Lr=* 0 db, Lr

Wenn ein Empfangssignal eingeht, wird das Umlauf- - L db) konditioniert ist Zu diesem Zeitpunkt wird das signal Vr' infolge der Verringerung der akustischen ₅₅ Ausgangssigna] z"vom Komparator 50 negativ, und die «..__.— __^._i— j«,^, Lautsprecher 7 und dem Diode 55 sperrt so daß der im Kondensator 56 riner als das Regelsignal Vr, so gespeicherte Signalpegel Z₀ durch das Sendesignal nicht des Komparator 49 negativ beeinträchtigt wird Da der durch das Dämpfungsglied ie für den Empfangszustand aus den Widerständen 44 und 45 hervorgerufene Verlust :ren Wirten: Die variable 60 bzw. Dämpfung 6 db beträgt ist der Pegel des Eingangs angssei- Y_T zur Klemme 63 um 10 db höher als der Pegel des

ι υ arj, una tue vaults i^«.«t"""s -ran de. Eingangs Yr zum anderen Eingang. Folglich wird das wird L (db). Andererseits wird das Ausgangssignal vom Komparator 48 positiv, wodurch nal vMes Komparator 48 negativ, so daß die durch das Signal y bewirkte Regelung eingeleitet !gdung erfolgt Der Eingang 65 wird Die durch das Signal y bewirkte Regelung wird in

> wird jedoch durch die der Weise durchgeführt, daß die eingeführten Dämpfun-

wkerstands-Dimprungsgüeder 46 und 47 um 6db gen LrundL* abnehmen, wenn sich das Signal .y erhöht gedämpft so daß der Pegel oder Wert des Eingangs Zr und zwar auf die gleiche Weise wie bei der durch das

Signal ζ gewährleisteten Regelung. Da jedoch unter den angenommenen Bedingungen Lt ™ 0 db und Lr = L (db), erhöht sied das Umlaufsigrial V/ des Sendesignals, wenn die durch das Signal y geregelte, eingeführte Dämpfung /, (db) abnimmt Ähnlich wie bei der ;; Regelung durchlas Signal zist dieseRegelung ebenfalls reine Gegenkopplungsregelung durch eine geschlossene Regel- oder Leitungsschleife, so daß die Regelung vor sich geht, bis ein Zustand Yt Φ Yr erreicht ist. Da der Unterschied zwischen den Werten oder Pegelr. der Sigf.a.e Yt und Yr vor der Regelung der Größe der Verbesserung (10 db) der rückhördämpfenden Ow rakteristik 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 jo, wird im Speicherkondensator 53 gespeichert.

Die Betriebseigenschaften der ^l haltung gemäß F ι g. I lasseii sich durch die Kennlinien gemäß F i g. 2 darsteilen. Genauer gesagt, wenn das Empfangssignal anliegt gilt y = 0 und ζ ~ Z₀, so daß die eingeführte Dämpfung entsprechend der Abnahme der akustischen Kopplung zwiscrsn Lautsprecher und Mikrophon um IO db kleiner wird. Beim Anliegen eines Sendesignals gilt zudem y <=> jo und ζ = zo, so daß die eingeführte Dämpfung um 10 db kleiner wird, was praktisch der Verbesserung (tO db) der Rückhördämpfungs-Charakteristik entspricht Mit anderen Worten: Unter den endgültigen Bedingungen, unter denen y = yo und ζ = Zo gilt, ist die durch de-\ Sprachschalter 38 eingeführte Dämpfung um 20- db kleiner als die durch den Sp.'nChscrHter 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 ge. lessen, und die diesen Parametern entsprechenden Regefsignde y und ζ werden in den Speicherkondensatoreu 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 eingefflhrte Dämpfung wegen der kontinuierlichen

_β , — _o ._»«... · »Miwa viii I f^UCII

auftreten kann. Erfindungsgemäß sind zur Vermeidung dieser Schwierigkeit wenn die durch den Sprachschalter eingeführte Dämpfung durch das Regelsignai yoder zzu stark vermindert wird, gemäß F i g. 1 Rückstellkreise 300 und 301 vorgesehen, welche die in den Speicherschaltungen 51 und 54 gespeicherten Regelsignaley und ^ 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 Rückstellkrcise 300 und 301 arbeiten wie folgt:

Zunächst sei der Empfangszustand betrachtet Beim Anliegen eines Signals vergrößert sich das Ausgangssi· gn^r-^? '"s Komparator* 50 in positiver Richtung, so daß tL -- -elsignal ζ im Speicherkondensator 56 gespeifc—-,; -'.-£ Infolgedessen werden die durch den f. ^!Hcnsr^-ier eingeführten Dämpfungen Lr. Lr auf die -„.-»™»r rvsohriebene Weise durch das Rege^ignal ζ

vermindert Wenn der Teilnehmer unter diesjpäi Bedingungen den Lautsprecher näher an das NfJIfP^ phon heranführt, erhöht sich der Wert oder Pegel dl||| durch das Mikrophon erfaßten Umlaufsignals,>$ ||§| sich der Regel des pinen Eingangs ^zum^Koitiparaföfi 50 erhöht !Folglich WKt Sicih das A|sg%i^|n|y dieses Komparator», von ein^m jxjsitiven WeW%üPinä negativer Richtung. Der Ruckstellkreis 301 ii V.-wacht die Polarität des Ausgangss'gnals de·. Ko parators 50 und wenn dessen Polarität auf Negatv übergeht, bewirkt der Rückstellkreis 30t ein Kurzschließen des Speicherkondensators 56, um auf diese Weise dao in ihm gespeicherte Regelsignal ζ ?\\ löschen. Auf diese Weise kann der vorher erwähnte Fehlbetrieb vermieden is werden. Nach dem Löschen des gespeicherten Regelst gnals ζ wird die geregelte Dämpfung l_R(z) aufgehoben, wodurch der Eingang Zr zum Komparator 50 erhöh! wird. Daraufhin wird das Ausgang* · ignal vom Komparator 50 wieder positiv, und der Ruckstellkreis 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 Fehlbetuebs während des Empfangszustands wird die Ausgangspolarität des Komparator 50 auch dann negativ, wenn die Schaltung in Abhängigkeit von einen übertragenen Signal in den Üb rtragungs- oder Sendezustand versetzt wird. Da die beiden Eingangssignale in diesem Fall die Beziehung Z_t>Zr zueinander besitzen, ist das Ausgangssignal vom Komparator 50 negativ. Da diese Beziehung jedoch einem dem Sendezustand eigenen Pegel- odei Wertverhäitnis 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 Empfangszüstand an Hand der Polarität des Ausgangssignals des Komparator 49 ohne weiteres möglich ist kann der Rückstellkreis 301 unter Ausnutzung der Polarität des Ausgangssignals Af des Komparator 49 deaktiviert werden, wenn die Schaltung in den Sendezustand (x > 0) versetzt ist Mit anderen Worten, 0er Ruckstellkreis 301 arbeitet nur dann, wenn sich die Schaltung im Empfangsaistand befindet, um das gespeicherte Regelsignal ζ auf Grund der Tatsache zu loschen, daß sich die Polarität des Ausgangssignals vom Komparator 50 auf einen negativen Wert geändert hat wenn der Teünehmer 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 Vusgangssignals vom Komparator 48 negativ, so daß das im ispeiciierkondensator 53 der Speicherschaltung gespeicnerte Regelsignai y durch die Wirkung des Rückstellkreises 300 gelöscht wird.

Wie vorstehend erläutert ist die Schaltung gemäß * J_g. 1 scrr.it so ausgelegt daß sie jiie eingeführte Dampfung durch Bestimmung des Grads der Rüc-khöraamphwgs-Charakteristik sowie durch Bestimmung der M^i° u ^{Γ akustis}chen Kopplung zwischen dem Mikrophon und dem LaulsKecher regelt Ersichtlicherwase kann jedoch ein Pfeifen auch durch Anwendung einer der s^hai»,.,,,,,*- l:_j . j._ i_i.»

——·~«6*.ΐΐ VCMIIIIUCn WerUCII, wcn-isi-

Regelsignaie y und ζ an die Ausgangsklemmen 68 und fT der Speicherschaltungen 51 und 54 gemäß Fig.] anlegen, urn die eingeführte Dämpfung in Abhängigkeit von den beiden obengenannten Parametern, d. h. der ROckhÖrdämpfijings Charakteristik und der Größe der akustischen Kopplung, zu regeln.

Bei der erfiridurigsgemäßen Schaltung ist der Sprachscnälier VSnicht auf die Schaltung gemäß F i g. 1 beschränkt, vielmehr kann auch der noch in beschreibende Sprachschalter gemäß Fig.4 mit den gleichen |₀ vor eilhaften Ergebnissen angewandt werden. Genauer gesagt, ist bei der abgewandelten Ausführungsform des Sprachschalters gemäß Fig.4 der Steuer Oämpfungsregelkreis Λ1 <ur Lieferung der variablen Dämpfung Ir(z)gemäß F1 g. 1 weggelassen, während ein Regelverstärker 410 rrii einer der variablen Dämpfung Ir(z) genau entgegengesetzten Kennlinie Ai{z) an der Eingargsseite cf's Gleichrichter-Filterkreises 42 vorge sehen ist Die anderen Anschlüsse sr J die deichen wis beim Sprachschalter 38 gemäß Fig. 1. Die Kennlinie des Regelverstärkers 410 ist in F1 g. 5 veranschaulicht, ir welcher die Abszisse das Ausgangssignal ζ der Speicherschaltung 54 und die Ordina'e den Verstärkangsgrad des Verstärkers 410 angibt.

Während bei der Schaltur··» gemäß Fig. 1 das Regelsignal Zr des an den Komparator 50 angelegten Empfangssignals durch den Steue^r-Dämpfungsregelkreis 41 gepreßt wird, wenn dar Empfangssignal durch den Komparator 50 festgestellt wird, wird bei der Schaltung gemäß F i g. 4 das andere Eingangssignal (Zj) 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 Umlaufsignals und der Komparator (48 oder 50) durch einen Teiler ersef werden, welcher das Verhältnis aer 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 welcher die maximale Kopplung auftritt, so daS 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 größer gewählt wird als der Unterschied in den Pegeln bzw. Werten (bei diesem Beispie! 6db) dss Regelsignals und der, Uniaufsignals unter den ungünstigsten Bedingungen.

Bt. 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 an Hund der Fig.6 bis 9 ein bevorzugtes Beispiel, für die bänipfungsregelkreise^£.r, Lr und Ir beschrieben.

Die Schaltung gemäß Fig. 6 weist bd 70 den in F i g 1 mn 39 bezeichneten Dämpfengsregelkreis Lr,bei 71 den in Fig. 1 "iit 40 bezeichneten Dämpfungsregelkreis L, und bei 72 den mit 41 bezeichneten Dämpfungsregel Lreis Ir auf. Die Dämpfungsregelkreise /.; und Lf? sind mit Eingangs- und Ausgangsklemmen 73,74 bzw. 75,76 versehen, und der Dämpfungsregelkreis Ir weist eine Ausgangsklemme 77 auf. An eine Regelklemme 78 ist die Aüsgangsklemme des Komparators 49 gemäß F i g. 4 angeschlossen, während mit einer Klemme 79 die Ausgangsklemme 68 der Speicherschaltung 51 gemäß Fig. I und mit einer Klemme 80 die Ausgangsklemme 69 der Speicherschaltung verbunden ist. Die Dampfungsregelkreise Lt und Lr weisen jeweils drei in Kaskade geschaltete Operationsverstärker 81,82 und 83 bzw. 84,85 und 86 auf. Der Dämpfungsregelkreis /«weist dagegen einen einzigen Operationsverstärker 87 auf.

Die Verstärkungsgradedieser Verstärker werden durch Widerstände 88 bis 105 gesteuert oder geregelt. Bei dieser Schaltung sind mehrere MOS-Feldeffekttransi· stören - im folgenden einfach als MOSFETs bezeichnet - 105 bis 115 vorgesehen, deren Gate-Vor spannungen 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 Regelkiemme 79 angelegte Regelsignal y gesteuert werden, sowie MOS-Feldeffekttransisto-en 118, 119 und 120 vorgesehen, deren Gate-Vorspannungen durch das an der Regelklemme 80 liegende Regelsignal ζ gesteuert werden.

F i g. 7 ist ein Schaltbild eines Verstärkers ut einem mit 130 bezeichneten Operationsverstärker, welcher einen umkehrenden Eingang 131, einen nichtumkehrenden Eingang 132 und eine Ausgangsklemme 133 aufweist Widerstände 134 und 135 ditnen zur Bestimmung des Vers'örkungsgrads des Verstärkern Der Verstärker besitzt eine Eingangsklemme 136 und eine Eingangssignalquelle 137.

Fig. 8 veranschaulicht die Schaltung eines MOS-Feldeffekttransistors 140 mit Drai.. Zlektrode 141, Source-Elektrode 142 und Gate·Elektrode 143 Zwischen Gate- und Source-Elektrode 142 und 143 ist eine Vorspannungsquelle 144 geschaltet.

Fig.9 zeigt eine Kennlinie eines solchen Transistors zur Veranschaulichung der Art der Änderung des differenzierten Widerstands zwischen Drain- und Source-Elektrode durch Änderung des über Gate- und Source-Elektrode aufgeprägten Vorspannungspoten tials. In Fig 9 gibt die Abszisse das Vorspannungspo tentia! (Vgs) über Gate- und Source-Elektrode und die Ordinate den Widerstandswert Γώ zwischen Drain- und Source-Elektrode an. Gemäß Fig.9 nimmt der differenzierte Widerstand r<ö über Drain- und Soun*»- Elektrode eines MOSFETs ab, wenn sich das Vorspan nungspotential über Gate- und Source-Elektrode erhöht

Ik F i g. 6 bestehen alle Verstärker aus Operationsver starkem, deren Verstärkungsgrade durch MOSFETs gesteuert werden. Der Verstärkungsgrad eines solchen

starkcrs IaBt sich durch die Gleichung

K =

itUädrudcep. in welcher die Symbole eo, e* Rf und Rj die sWAsa sind wie die in F i g. 7. Der Verstärkungsgrad «es VsreilSrkers wird somit durch zwei Widerstände 134 Und 145 bestimmt, und er variiert umgekehrt prqportio-JlSl zou Widerstand R₁ an der Eingangsseite, ist jedoch dem Rückkopplungswiderstand Rf proportional. Wenn Örein· und Source-EIektrode des MOSFETs über den Eingangswiderstand R, geschaltet sind, läßt sich der Vsrstärkungsgrad des Verstärkers durch die Gleichung

K =

= -Rf/lRJ/r_dAVGs)l (2)

(4)

Nunmehr sei angenommen, daß das Regeisigna! χ innerhalb eines Bereichs 0 £ χ S xo varriert und daß gilt:

r</_s (X = O) > γ«. r_q5

s IV

Γ92,'95·

Sodann ergeben sich die ungefähren Werte der Verstärkungsgrade Ka und K^ für χ = 0, xo durch folgende Gleichungen:

K₈₃(X	= O) =	= Xo)*	(5)
K₈₃(X --	*= Xo)* =**		(6)
K₈₄(X	= 0) =	*K₀)Ir₉A..*	(7)
K₈₄(X =	*= Xo)* =**	(8)
- ^r₉₃Ir₉₂,

*- -r₉sf^r94 7*

Aus diesen Gleichungen geht hervor, daß der Absolutwert des Verstärkungsgrades Kai unter den

10

ausdrücken, in welcher [RJI'r&j den Gesamtwert des Widerstands R, und des differenzierten Widerstands γ_λ zwischen Drain- und Source-EIektrode bedeutet, die parallel geschaltet sind. Da sich gemäß Fig.9 der differenzierte Widerstand zwischen Drain- und Source-EIektrode eines MOSFETs bei zunehmendem Vorspannungspotential Vas über Gate- und Source-EIektrode verringert, geht aus der Gleichung hervor, daß sich der Verstarkungsgrad des Verstärkers erhöht, wenn sich die Gate-Vc spannung des MOSFETs erhöht Wenn dagegen der MOSFET parallel zum Rückkopplungs-Widerstand Rf (T'ig.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 Cha.akteristik gesteuert oder geregelt Zunächst ist die Arbeitsweise der Operationsverstärker gemäß F i g. 6 beschrieben. In der folgenden Beschreibung bedeuten K&, den erhöhten Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers 83, r« den Wert des Widerstands 92 und r^x) den Wert des Widerstands über der Drain- und Source-EIektrode eines durch ein Signal χ gesteuerten MOSFETs. Die Verstärkungsgrade der Operationsverstärker 83 und 84 lassen sich durch folgende Gleichungen wiedergeben:

Sendebedingungen (x = Xo₁J einen Maximalwert besitzt, unter den Empfangsbedingungen (x = O) jedoch am kleinsten ist Mit anderen Worten: Der Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers 83 verringert sich unter L ipfangsbedingungen, weil der Sprachschalter eine Dampfung einführt Der Absolutwert des Verstärkungsgrads Kn wird unter Sendebedingungen (x = X₀) am kleinsten, während er unter Empfangsbedragungen ani größten ist Mit anderen Worten: Der Verstärkungsgrad des Verstärkers 84 wird unter Sendebedingungen verringert, weil der Sprachschalter VS eine Dämpfung einführt Im Bereich O < χ < xo nehmen beide Verstärkungsgrade Werte zwischen den Höchst- und Mindestwerten ein. Auf diese Weise variieren die Verstärkungsgrade der Operationsverstärker 83 und 84 bei variierendem Signa! χ in entgegengesetzten Richtungen entsprechend der in Fig.4 ausgezogen emgezekhseten Kennlinie.

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

K₈, = -O

₈₉

Unter der Voraussetzung, daß gilt
T₁J₅(X = Xo) <: r„g,ir_aa//r_is{z)],r_9l,lr_ga//r_ii(y)'\: rj^x = 0) » r₈₉, ir_s8/!r_ds{z)'], [W/r^fj)], r_9I

lassen sich die angenäherten Werte der Verstärkungsgrade Ksi und Ä82 bei χ =- 0, X₀ durch folgende Gleichungen ausdrucken:

K₈₁(X = 0) Φ -Γ₈₉/[Γ₈₈//Γ_ώ(ζ)], (11)

K₈₁(X = x₀) = -I, (12)

K₈, (x = 0) = -^/Xr₉₀ZZr_-1(JB, (13)

(3) K₈₂(X = X₀) = -1.

(14)

Diese Gleichungen zeigen, daß die Absolutwerte der Verstärkungsgrade K₈I und K& unter Sendebedingungen (x ^ afe) gleich 1 sind, so daß diese Verstärkungsgrade keinen Einfiuß auf die Arbeitsweise des Systems haben, wenn das System unter Sendebedingungen arbeitet

Die Gleichungen (11) und (12) zeigen, daß die Verstarkungsgradc amü Essyfssgsbtdgg (* =

0) ansteigen, wenn sich die Signale y und ζ erhöhen und r<i/j^ und Γά(ζ) abnehmen. Unter Empfangsbedingungen wird die Dämpfung an der Sendeseite eingeführt, so daß sich der Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers 83 ver~ingert Wenn daher djtiVerstärküngsgrade der

Öperatidnsvefstäfker 81 ündl82iuniSr Einpfangsbiain-

gungen vergrößert werden, wird die an der Sendeseite durch den Sprachschalter eingeführte Dämpfung verringert

Auf diese Weise wird durefa Verwendung der Operationsverstärker 81 und 82 die an der Sendeseke durch die Signale y und r eingeführte Dämpfung verringert
Die Verstärkungsgrade der Operationsverstärker 85

/fo

ausdrücken:

^sich durch folgende Gleichungen

•Kos =

K₈₆ = -

Setzt man nun

Operationsverstärker 85 und 86 eine Verringerung der ah der Empfangsseite durch den Sprtchschalter eingeführten Dämpfung. Auf diese Weise kann durch Anwendung der Operationsverstärker 85 und 86 die an der Empfangsseite durch iie Signale y und ζ eingeführte Dämpfung verringert werden.

Der Verättfkungsgrad 4§b Operationsverstärkers 87 läßt sich schließlich durch folgende Gleichung ausdrükken:

(16)

, r₉₉, r₉₇, [W/

2» ^r103> ^Γ101» [.^rlOoff^rds(^z)]

^r<fs(^x = O) :> J₉₃ = r₉₇ = r₁₀₂ = r₁

IO

K₈? = - [>105//»Vb(^z)]/^rl<H ·

(21)

und

so ergeben sich die ungefähren Werte der Verstärkungsgrade K₈S und Kg₆ bei χ = 0, *₀ durch folgende Gleichungen:

K₈₅(X = 0) = -

¹SS + ^r99

l>9e> »Vb(>'fi

(17)

K₈₅(X = X₀) = -

= 0) + T₉₉

4 ',„(χ = X₀)

35

— r₉₉

(18)

^r102 + ^r103

+ ^r

l0I

(19)

^r102 ^rI01

K₈₆(X = X₀) = -

= *o) + r₁₀₃

(20)

55

Diese Gleichungen zeigen, daß die Absolutwerte der Verstärkungsgrade Kss und K&, unter Eiöpfangsb#dinfungcn (i = 0}-jgteich t 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 Sefldebedingüngen (x = X₀) die Verstärkungsgrade erhöhen, wenn sich die Signale y und ζ erhöhen und r^y/wia r^C^/äbHchnien. Unter Sendebedingungen wird dann die Dämpfung durch den Sprächschalter an der Empfangsseite eingeführt, wodurch der Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers 84 herabgesetzt wirc*. infolgedessen bewirkt die Erhöhung der Verstärkungsgrade der Diese Gleichung zeigt, daß es durch Herabsetzung von Γφ) möglich ist, den Verstärkungsgrad Ksr zu verringern. Mit anderen Worten: Es ist möglich, den Steuer-Dämpfungsregelkreis 41 Pr(z)] gemäß Ftg.l durch den Operationsverstärkers? zu ersetzen.

Obgleich in der vorstehenden Beschreibung klargestellt worden ist, 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 r^gleich sein sollten. Genauer gesagt: Wenn der Verstärkungsgrad des Operationsverstärkers

87 um 10 db unter eine Regel- oder Steuerspannung von ζ - Z₀ verringert wird, sollten die Verstärkungsgrade der Operationsverstärker 81 und 86 unter Empfangsund Sendebedingungen um ebenfalls 10 db erhöht werden. Dieser Kopplungsbetrieb laß» sich ohne weiteres realisierea Wenn nämlich die Werte der Widerstände π» Λ00 und T₁₀₅, mit denen r^z) parallel geschaltet ist, gleich groß gewählt werden, sind die Änderungen der Verstärkungsgrade Kgi, Kw und Ke? in bezug auf die Änderung von r^z} gleich. Auf dieselbe V eise ist es dnrrh Wahl von r<jo = r*, möglich, die Änderungen der Verstärkungsgrade K$: und Kgs in bezug auf die Änderung von γ,*^gleich zu gestalten.

F i g. 10 ist ein Schaltbild ι er abgewandelten Ausführungsforrr der Schaltung gemäß Fig.4. bei welcher eir Mikrophonverstärker ».ur Verstärkung des Ausgangssignals des Mikrophons an Stelle des variablen Regel Verstärkers 410 [Aj(z)]gemä& F i g. 4 vorgesehen ist der durch las Empfangssigral gesteuert wird. Die Schaltung gemäf Fig. 10 entspricht derjenigen gemäß F i g. 4 mit der Ausnahme, daß die zur Verhi^ ⁴erung eines Pfeifens vorgesehenen Dämpf t/ngsregell· ι .se 20f und 202 durch die Regelnnale χ und y gesteuert werden, während der Mikrophonverstärker 200 und der Lautsprecher-Regeiversiärker 203 durc„ die Regelsignale χ und ζ gesteuert verden. Aus diesem Grund wird im folgenden nur die von der Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 4 abweichende Arbeitsweise beschrieben. Im folgenden sei nunmehr der Fall bciia«.!.«;, ir. wcichcn: izz Err.pfangsesg!»?· an die Schaltung ge~a3 Fig. 10 angelegt w:rd. die in den Empfangszustand gebracht wurde. Unter diesen Bedingungen wird der V<xstärkungsgrad des variablen oder Regelv2rstärkers 2C3 zur Gewährleistung eines ausreißenden Hörpgeis durch das Regelsignal χ aai einen Nennwert eingestellt wobei der Versiärkungsgrad durch das Regelsignal ζ nicht beeinträchtigt wird. Andererseits wird der Verstarkungsgrad des variablen oder Regelverstärkers 250 auf den Nennwert eingestellt, issnndas Regelsignal ^gleich Null isLdoch erhöht sich der Verstärkungsgrad des Verstärkers 200 bei einer Vergrößerung des Regelsignals z. Mit anderen Wonen: Bei d-r Schaltung gemäß F i g.6 arbeitet der Regelverstärker Wu unter Empfangsbedängtingen, d.h. im Empfangszüsten«* auf die gleiche Weise wie der

7B9530/J07

24 48%

'variable Regelverstärker 410 gemäß F i g. 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 DSmpfungsregelkreis 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 Schaltang vom Sende- in den Empfangszuitand 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 entsprechen ten Betrag, d.h. infolge der Abnahme der akustischen Kopplung zwischen Mikrophon und Lautsprecher.

Fig. Il veranschaulicht die Einzelheiten der Schaltung gemäß Fig. 10. Die Schaltung gemäß F13.11 entspricht derjenigen gemäß Fig.6, nur mit dem unterschied, daß der Steuer-Dämpfungsregelkreis 72 bei der Schaltung gemäß F i g. 6 nicht vorhanden ist und daß ais variabler Regeiverstärker ein Verstärker in Form von Operationsverstärkern 81 und 86 vorgesehen ist _3t>

Bei der bekannten Schaltung mußte bei einer Leitungsdämpfung von 10 db dur.-h den Jprachschalter eine große Dämpfung von etwa Ji 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 c -m 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 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.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

.₍ Patentansprüche:

' j* I. Lautsprecher-Fernsprechschältung mit einem * Sprachschalter, welcher Hauptkorhparatcren mit ^Eingingen für bestimmte Steuersignalpegei von ί Empfangs- und Ubertragungssigr/alen und je einen ^ Ausgang für Differenzsignale aufw-jst wobei die Differenzsignale zur Steuerung der Übertragung des , Sprechsignals Steuerkomparatoren beeinflussen und mit Filterkreisen, Verzögerungsgüedern und Dämpfungsregelemrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprachschalter (F i g. 1) einen ersteii, mit einer Übertragungsleitung verbundenen Gleichrichter-Filterkreis (42) für die Gleichrichtung und Filterung des durch diese Übertragungsleitung übertragenen Sprachsignais deran aufweist, daB ein in dem Übertragungssignal enthaltener Sprachpegel abnehmbar ist >>d daß ein zweiter, mit eine Empfangsleitung verbundener Gleichnchter-Filtei kreis (43) für die Gleichrichtung und Filterung des Ober die Empfangsleitung empfangenen Sprachsignals derart vorgesehen ist, daß ein in dem Empfangssignal enthaltener Steuersignalpegel abgebbar ist und daß ein Haupt-Analog-Komparator (49) in den Hauptkomparatoren zum Vergleich der, au* dem ersten und dem zweiten Gieiehrichter-¹⁷«!- terkreisen (42) bzw. (43) kontinuierlich und veränderlich abgegebenen Ausgangssignale vorgesehen ist und daß Widerstands-Dämpfungsglieder (44, 45, 46,47) zur Dämpfung der. a-s dem ,rsten und dem zweiten Gleiehrichter-FilterK.-eis (42) bzw. (43) kommenden Ausgangssignale vorgesehen sind, und daß mindestens ein Steuer-Analog-K^mparator (48, 50) einen Eingang fur die kontinuierlichen und veränderlichen Ausgangssignale aus den Dämpfungsgliedern und einen Eingang für die von dem ersten bzw. zweiten Gleichrichter-Filterkreisen kommenden, un^jdämpften Signale aufweist und daß je eine Speichervorrichtung (51,54) die aus dem Steuer-Analog-Komparator '*8, 50) kontinuierlich und veränderlich korrimcmjc . Ausgängasigüäic so lange speichert bis eine Löschung durch eine P ickstellschaltung (300, 301) folgt und daß ein Übertragungs-Dämpfungsregelkreis (39) mit der Übertragungsleitung und ein Empfangs-Dämpfungs-P.egelkreis (W mit der Empfangsleitung derurt verbunder sind, daß auf die Sprechieiuing durch Verwendung der kontinuierlichen und veränderlichen Ausgangssignale aus dem Haupt-Analog-Korrparator eine Dämpfung einführbar ist und daß die jeweilige Dämnfungsgröße durch die kontinuierlichen u.id verände- chen Ausgangssignale aus der Speichervorrichtung steuerbar ist
2. Lautsprecher-Fernsprechschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Rückstellschaltung \M0, JOI) den in der Speicherschaltung (äi,

λ54) gespeicherten Inhalt löscht, wenn die äußeren "Betriebsbedingungen des Telefons variieren, insbesondere wenn der Abstand zwischen einem mit der 6a Empfangsleitung verbundenen Läutsprecher und einen mit der Übertragungsleitung verbundenen Mikrophon verändert ist
3. Lautffprecher-Fernsprechschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlieher Sieuer-Dämpfungsregelkreis (41) vorgesehen ist, weicher zwischen die Empfangsleitung und den zweiten Gleichrichterfilterkreis (43) zwischengeschaltet ist und daß die. Dämpfung des zusätzlichen 'Sieüer-Dämpfungsfegelkreises (41) vergrößert wird, " wenn, die AusgangssJgnäle aus der Speichervorrichtung (54) größen werden (F i g. 1).
4. Lautsprecher-Fernsprechschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Sieuerrsgsiversfärksr {410} vorgesehen ist, welcher zwischen die Übertragungsleitang und den ersten Gleichrichterfilterkreis (42) zwischenge^haltet ist und daß die Verstärkung des zusätzlichen Steuerregelverstärkers (410) vergrößert wird, wenn die Atisgangssignale aus der Speichervorrichtung (51) größer werden (F i g. 4).
5. Lautsprecher-Fernsprechschaltu-ng nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Regelverstärker (200) für den Übertragungskreis und ein zusätzlicher Regelverstärker (203) für den cmpfangskreis vorgesehen sind, welche durch Verwendung des Ausgangs von dem Haupt-Analog-Komperator (49) und des Ausgangs von der Speichervorrichtung (54) als Parameter gesteuert werden (F ig. 1 0).