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SchaltungsanoRdnung zur Vermeidung des Ubersprechens bei der Mischung
elektrischer Signale Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Vermeidung
des tbersprechens bei der Mischung elektrischer Signale von Tonkanälen in einem
Summen-Tonkanal mit den Tonkanälen zugeordneten Verstärkern und einem dem Summen-Tonkanalzugeordneten
Knotenpunktverstärker, wobei die Verstärker über eine gemeinsame Masse-Samme-lleitung
miteinander verbunden sind.
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In der Tonmischtechnik besteht die Forderung, ein Übersprechen zwischen
den einzelnen Tonkanälen- zu vermeiden. Diese Forderung läßt sich bekanntlich dadurch
erfüllen, daß symmetrische Tonkanäle verwendet werden. Symmetrische Tonkanäle sind
jedoch nur mit großem Kostenaufwand zu realisieren, weil dafür teure Übertrager
benötigt werden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung
der wesentlich billigeren unsymmetrischen Tonkanäle,also Tonkanäle mit gemeinsamer
Nasse-Sammelleitung, ein obersprechen zwischen diesen zu vermeiden. Diese Aufgabe
wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprechen
beschrieben.
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An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausfahrungsbeispiele wird
die Erfindung nachstehend näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine bekannte Mischschaltung
zur Erklärung des Xbersprechens bei unsymmetrischen Tonkanälen, Fgi. 2 ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung bei einer Schaltungsanordnung mit zwei Sammelleitungen, Fig. 3 ein
Prinzipschaltbild zur Erläuterung der Erfindung und Fig. 4- ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung bei einer Stereo-Ausgangswahlschaltung für je zwei Sammelschienen.
Einander entsprechende Teile sind in Fig. 1 - Fig. 3 mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
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An Hand der Fig. 1 wird nachstehend das Zustandekommen des t1brsprechens
bei unsymmetrischen Tonkanälen, das sind Tonkanäle, die einseitig über eine gemeinsame
Masse-Sammelleitung geerdet -sind, erläutert. Fig. 1 zeigt zwei Signalquellen E1,
E2, deren Signale über Verstärker 5 bzw. 6 sowie Widerstände R1 bzw. R2 auf Je eine
Sammelleitung 1 bzw. 2 geführt sind. Die Verstärker 5,- 6 sind beispielsweise Operationsverstärker
mit der Verstärkung V = 1, wobei das Zeichen + in dem Verstärkersymbol andeuten
soll, daß die Signale an den nicht invertierenden Eingang der Verstärker 5> 6.
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geführt sind. Jeder Sammelleitung 1, 2 ist ein. sogenannter Knotenpunktverstärker
7, 8 mit je einem Rückkopplungswiderstand R5,-R4 zugeordnet. Durch das Minuszeichen
in den Verstärkersymbolen der Knotenpunktverstärker 7, 8 ist angedeutet, daß die
Knotenpunktverstärker 7, 8 eine Phasendrehung von 1800 bewirken. Die Knotenpunktverstärker
7, 8 arbeiten bekanntlich in sogenannter.
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Null-Ohm-Tecknik, d.h., ihr Eingangswiderstand beträgt nahezu.
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Null Ohm. In Fig. 1 ist nur eine Signalq:uelle-.E1- gezeigt, dessen
Signal auf die Sammelleitung 1 eingespeist wird. In der Regel werden natürlich mehrere
Signale auf die Sammelleitung 1 gegeben.
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Entsprechendes gilt bezüglich der Sammelleitung 2.- Die Ausgangsspannungen
U12 bzw. U22 der Knotenpunktverstärker 7, 8 stellen, also das Signalgemisch der
den Sammelleitungen 1 -bzw. 2 zugeführten
Signale dar. Alle Verstärker
sind über die dick gezeichnete Masse-Sammelleitung 4 gemeinsam mit Masse M verbunden.
Der gezeigte Widerstand PM stellt den Kupferwiderstand der Masse-Sammelleitung 4
dar.' -Zu Erklärung des Übersprechens sei nachfolgend angenommen, daß nur die Signalquelle
E1 auf die Sammelleitung 1 arbeitet. Für die Eingangsspannungen der Verstärker 5,
6 gilt also U11 # 0 und U21 = 0. Aufgrund der Spannung U11 fließt der mit I1 bezeichnete
Strom über die Sammelleitung 1 und die Masse-Sammelleitung 4. An dem Ausgang des
Knotenpunktverstärkers 7, dessen Verstärkung ebenso wie die Verstärkung des Knotenpunktverstärkers
8 eins beträgt, entsteht in gewünschter Weise die Spannung U12# - U11. Der Strom
I1 erzeugt an dem Kupferwiderstand RM der U11 Masse-Sammelleitung 4 eine Fehlerspannung
UF = RM . I1 #. RM. R1 Als Folge der Fehlerspannung Um tritt zwischen den Punkten
P3 und P4 ein Potentialunterschied von der Größe der Fehlerspannung auf, so daß
der Knotenopunktverstärker 8 eine Ausgangsspannung U22# UF erzeugt. Obwohl also
von der Signalquelle E2 kein Signal auf die Sammelleitung 2 geführt ists tritt als
Folge des Übersprechens an dem Ausgang des Knotenopunktverstärkers 8 eine von der
Sammelleitung 2 herrührende Ausgangsspannung auf. Wenn in Fig. 1 auch noch der Betriebsfall
E2 # 0 vorausgesetzt wird., tritt ein Übersprechen in beiden Richtungen auf.
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Durch die Erfindung wird das st5rende. Übersprechen bei einer eigangs
vorausgesetzten Schaltungsanordnung dadurch vermieden, daß gemäß Fig. 2 den Verstärkern
5, 6 der Tonkanäle ein invertierender, an die Masse-Sammelleitung 4 angeschlossener
Ausgleichsverstärker 9 bzw. 10 zugeordnet ist, der einen Kompensationsstrom auf
eine Ausgleichsleitung 3 einspeist1 und daß die Ausgleichsleitung 3 mit dem Verbindungspunkt
P1 bzw. P11 des Knotenpunktverstärkers 7 bzw. 8 mit der Masse-Sammelleitung 4 verbunden
ist, und daß der Betrag des Kompensationsstromes gleich dem Betrag des von dem
Knotenpunktverstärker
7 bzw. 8 zu seinem Verbindungspunkt Pl bzw. Pil mit der Nasse-Sammelleitung 4 fließenden
Stromes ist.
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Der ansich über die Masse-Sammelleitung 4 in Fig. 2 fließende Strom,
der aufgrund des durch ihn an dem Kupferwiderstand RN der Nasse-Sammelleitung 4
erzeugten Spannungsabfalls das Übersprechen verursacht, wird nunmehr über die Ausgleichsleitung
geführt, so daß auf der Nasse-Sammelleitung 4 keifr Strom mehr fließt, und damit
auch kein Übersprechen mehr auftritt.
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Fig. 2 unterscheidet sich von der oben erläuterten Fig. 1 dadurch,
daß jedem Verstärker 5, 6 ein invertierender Ausgleichsverstärker 9, 10 mit je einem
Gegenkopplungswiderstand R5, R7 zugeordnet ist. Die beiden Ausgleichsverstärker
9, 10 sind mit der gemeins amen Nasse-Sammelieitung 4 verbunden und speisen über
die Widerstände R11 bzw. R21 einen Strom auf eine Ausgleichsleitung 3, die jeweils
mit den Verbindungspunkten P1, P11 der Knotenpunktverstärker 7, 8 mit der Masse-Sammelleitung
4 verbunden ist. Die Ausgleichsverstärker 9, 10 werden iiber die Widerstände R6,
R8 von den Ausgangsspannungen der Verstärker 5, 6 der Einzel-Tonkanäle angesteuert.
Die Verstärkungsfaktoren aller Verstärker sind V = 1. Der beispielsweise von dem
Knotenpunktverstärker 7 zu dem Verbindungspunkt P1 mit der Masse-Sammelleitung 4
fließende Strom fließt nunmehr nicht über die Masse-Sammelleitung 4, sondern über
die Ausgleichsleitung 3, weil der Ausgleichsverstärker 9 einen entgegengesetzt gerichteten,
vom Betrag her jedoch gleichen Kompensationsstrom auf die Åusgleichsleitung 3 einspeist.
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In Fig. 3 wird an Hand des dort gezeigten Prinzipschaltbildes die
Wirkung der Ausgleichsverstärker 9, 10 und der Ausgleichsleitung 3 erläutert. Durch
den Ausgleichsverstärker 9 und die Ausgleichsleitung 3 entsteht eine Brückenschaltung,
in deren Brückendiagonale die Nasse-Sammelleitung 4 mit dem Kupferwiderstand RN
liegt. Wie bereits an Hand der Fig. 1 beschrieben, fließt
der von
dem Verstärker 5 erzeugte Strom I1 über den Widerstand R1 und die Sammelleitung
1 sowie über den Knotenpunktverstärker 7, dessen Eingangswiderstand annähernd Null
Ohm beträgt, zu dem Punkt P1. Der Ausgleichsverstärker 9 erzeugt auf der mit dem
Punkt Pl verbundenen Ausgleichsleitung 3 einen Strom 12, der von dem Punkt P1 über
den Widerstand R11 zu dem Ausglei,chsverstärker fließt; Wenn der Kompensationsstrom
I2 gleich dem Strom I1 gewählt ist, befindet sich die Brücke Gleichgewicht.
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Zwischen den Punkten P1 und P2 tritt kein Potentialunterschi'ed auf,
so daß über die Masse-Sammelleitung 4 kein Strom fließen kann. Dadurch ist ein Übersprechen
zwischen den einzelnen Tonkanälen vermieden.
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Statt jedem Verstärker der Einzel-Tonkanäle einen eigenen Ausgleichsverstärker
zuzuordnen, ist es auch möglich, nur einen einzigen Ausgleichsverstärker vorzusehen,
der von den Verstärkern der Einzel-Tonkanäle angesteuert wird und einen Strom erzeugt,
der gleich der Summe der Ströme der von den Einzel-Tonkanälen erzeugten Ströme ist.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Stereo-Ausgangswahlschaltung für je zwei Sammelschienen
I und II ist bei spielsweise für je zwei Einzel-Tonkanäle nur ein gemeinsamer Ausgleichsverstärker
14 vorgesehen. Die gezeigte Schaltung 11 beinhaltet zwei Verstärker 12, 13 zur Verstärkung
der Signale eines linken Kanals L und eines rechten Kanals R. Mittels der Schalter
SI und SII können die Signale der beiden Stereo-Kanäle L und R über die leitungen
15 - 18 wahlweise auf Sammelschienen I oder Sammelschienen II gegeben werden. Der
Ausgleichsverstärker 14 wird sowohl von der Ausgangsspannung des Verstärkers 12
als auch von der Ausgangsspannung des Verstärkers 13 angesteuert.
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Sein Verstärkungsfaktor ist so zu bemessen, daß der von ihm erzeugte
Strom der über die Klemme A der Ausgleichsleitung zugeführt wird, gleich der Summe
der über die beiden Sammelleitungen 1 bzw.II fließenden Ströme ist. In Fig. 4 ist
unten dargestellt, daß jede der Sammelleitungen I und II -mit .je einem Knotenpunkt
verstärker 20 verbunden ist. Die Summe der Einzelströme der
Sammelleitungen,
die zu dem Verbindungspunkt P der Knotenpunkt verstärker 20 mit der gemeinsamen
Masse-Sammelleitung 4 führen, fließt nicht über die Masse-Sammelleitung 4, sondern
über die Ausgleichsleitung A, so- daß auch hier kein Übersprechen auftritt.