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SCHALTUNG ZUR GEHURRICHTIGEN LAUTSTÄRKEEINSTELLUNG
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Die Erfindung betrifft eine Schaltung mit variablem Verstdrkungsgrad
und einer mit der Verstärkungsänderung gekoppelten Frequenzgangänderung, die in
Abhängigkeit vom NF-Pegel selbsttätig eingestellt wird, indem eine aus dem NF-Signal
gewonnene Steuerspannung einem Schaltkreis mit frequenzabhängigen Impedanzen zugefUhrt
wird, der ein oder mehrere im Frequenzgang durch die Steuerspannung veränderbare
Signale liefert, die zum Ausgangssignal addiert werden.
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Eine derartige Schaltung ist aus der DT-PS 1 085 919 bekannt.
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Sie bezweckt, die Wiedergabe von Sprachschwingungen zu verbessern,
da erfahrungsgemäß der eine Sprecher mehr Baßtäne und der andere Sprecher mehr Diskanttöne
als der Durchschnittssprecher produziert, was die Verständlichkeit ungUnstig beeinflußt.
Im bekannten Falle werden deshalb dem Signal über Filter wenigstens zwei vorzugsweise
im Bereich der höchsten bzw. tiefsten Sprachfrequenzen liegenden Frequenzbänder
entnommen, aus denen durch Gleichrichtung Regelspannungen zur selbsttatigen gesonderten
Nachregelung jedes der innerhalb dieser Bänder liegenden Teilsignale gewonnen werden.
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Dabei werden die Regelspannungen einem Vergleich mit einer durch Gleichrichtung
des gesamten Signals oder der Signale im Mitteltonfrequenzbereich gewonnenen Regelspannung
unterworfen.
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Die bekannte Lösung beruht auf dem Gedanken, daß durch diese Maßnahmen
der Energieinhalt der Sprachschwingungen im Baß-bzw. Diskanttonbereich der verschiedenen
Sprecher dann nur noch wenig vom Durchschnittswert abweicht, so daß eine bessere
Verständlichkeit erzielt wird.
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In der NF-Verstärkertechnik ist ferner eine gehörrichtige Lautstärkeeinstellung
bekannt, die bei Betätigung des Lautstärkeeinstellers neben dem Pegel auch den Frequenzgang
des Verstärkers verändert, um der Physiologie des menschlichen Ohres entsprechend
einen gleichbleibenden Klangeindruck zu erreichen. Zu diesem Zweck mUssen bei Reduzierung
des Pegels vor allem die Bässe und im geringen Umfang die Höhen angehoben werden.
FUr eine derartige gehörrichtige Lautstärkeeinstellung ist es in der Empfangstechnik
üblich, ein mit mehreren festen Abgriffen versehenes Potentiometer vorzusehen und
diese Abgriffe durch frequenzabhängige Widerstände, z. B.
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RC-Glieder, zu belasten. Bekannt ist ferner, hierfür eine integrierte
Schaltung einzusetzen, bei der mittels eines einfachen Lautstärkeeinstellers und
eines getrennten Physiologiegrundeinstellers eine gehörrichtige Lautstörkeeinstellung
ermöglicht wird. Diese bekannten Lösungen ermöglichen im Gegensatz zu der eingangs
erwähnten Schaltung keine selbsttätige Einstellung in Abhängigkeit vom NF-Pegel.
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Insbesondere bei Fernsehempföngerschaltungen besteht das Problem,
daß bei Veränderungen des Grundpegels, beispielsweise durch unterschiedlichen Sendepegel,
und der Nachregelung der Lautstärke durch ein Potentiometer mit Physiologieregelung
auf den gleichen Hörpegel auch der Frequenzgang mit verändert
wird.
Dies hat zur Folge, daß der Frequenzgang selbst fUr einen bestimmten Ausgangspegel
nicht konstant bleibt. Da die bekannten Fernsehempfängerschaltungen keine selbsttätige
Physiologieeinstellung besitzen, muß der Verstärker eine mittlere Baß- und Höhenanhebung
aufweisen, um einen angenehmen Klangeindruck bei üblichen Lautstörken zu erzielen.
Dies ist dann aber bei größeren Pegeln von Nachteil, da durch solche Anhebungen
ein stärkeres Ansteigen des Klirrfaktors bei diesen Frequenzen im Vergleich zu dem
nicht angehobenen mittleren NF-Frequenzgebiet bewirkt wird.
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Ferner ist hierdurch eine frUhe Begrenzung durch die Leistungsdaten
des Endverstärkers gegeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige gehörrichtige
Lautstörkeeinstellung, vorzugsweise fur einen Fernsehempfänger mit elektronischer
Lautstärkeregelung in der Ton-ZF, anzugeben. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung
durch die im Anspruch 1 enthaltenen Maßnahmen gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Schaltung nach der Erfindung ist im Gegensatz zu der eingangs
erwähnten bekannten Schaltung für einen Fernsehempfänger mit elektronischer Lautstärkeregelung
in der Ton-ZF besonders gut geeignet. Sie ermöglicht in der Grundfunktion einen
Frequenzgang mit maximaler Baß- und eventueller Höhenanhebung und eine dem Pegel
entsprechende selbsttätige Reduzierung dieser Anhebungen. Ferner gewährleistet die
Schaltung nach der Erfindung eine selbsttätige gehörrichtige Lautstörkeeinstellung
mit einer dem Gehör angepaßten Einstellkonstanten.
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Die Schaltung noch der Erfindung sei im folgenden an Hand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Die selbsttutige elektronische Physiologieeinstellung enthält einen
Schaltkreis 1 mit einem Schaltmittel 2, ds ein verstärktes Ausgangs signal mit einem
bestimmten Grundfrequenzverlauf liefert, einem zweiten Schaltmittel 3, das Uber
ein Glied 4 mit frequenzabhdngigen Impedanzen ein Teilsignal, das ein Frequenzband
ausgewählter Frequenzen enthält, zum Ausgangssignal addiert, und einem weiteren
S:haltmittel 5, dem eine aus dem NF-Signol gewonnene Steuerspannung zugeführt wird
und das das Schaltmittel 3 entsprechend dieser Steuerspannung steuert. Zur Einstellung
eines bestimmten Grundfrequenzverlaufes fUr das verstärkte Ausgangssignal des Schaltmittels
2 dient ein Glied 6 mit frequenzabhängigen Impedanzen. Das das Ausgangssignal liefernde
Schaltmittel 2 addiert zugleich ein weiteres Teilsignal über das Glied 7 mit frequenzabhängigen
Impedanzen fUr eine geringe Höhenanhebung.
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Zur selbsttätigen Einstellung des Frequenzganges der Teilsignale in
Abhängigkeit vom NF-Pegel wird dieser dem Schaltkreis 1 zugeführt. Die für den Schaltkreis
1 erforderliche Steuerspannung wird aus dem NF-Signal durch Gleichrichtung mittels
des Gleichrichters 8 gewonnen. Diese Steuerspannung wird dann Uber eine Widerstands-Kondensatoranordnung
9 zur Einstellung der Regelzeit dem Eingang des Schaltmittels 5-zugeführt. Die Widerstands-Kondensatoranordnung
9 enthält einen Kondensator verhältnismäßig hoher Kapazität fUr eine schnelle Grundeinstellkonstante
und einen verhältnismäßig
hochohmigen Widerstand für eine langsame
Nacheinstellkonstante, so daß die selbsttätige Einstellung eine dem Gehör angepaßte
Einstellkonstante besitzt. FUr die Einstellung des Steuerspon nungspegels dient
ein einstellbarer Widerstand 10.
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Bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung
wurde angenommen, daß als Scholtmittel 2, 3 und 5 Transistoren verwendet werden.
Die den Schaltkreis 1 aufbouenden Transistoren 2, 3 weisen einen gemeinsamen Emitterwiderstand
11 auf, zu dem die Kollektor-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors 12 in Reihe
geschaltet ist, dessen Basis am Eingang 13 ein geregeltes NF-Eingangssignal zugeführt
wird.
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Der Kollektorkreis des Transistors 3 ist Uber das frequenzabhängige
Koppelglied 4 mit dem Kollektorkreis des Transistors 2 verbunden. Die BasisanschlUsse
der beiden Transistoren 2, 3 sind über einen Kondensator 14 wechselstrommößig miteinander
gekoppelt. Zur Amplitudenonderung des am Kollektor des Transistors 3 stehenden Ausgangssignals
wird die Basis dieses Transistors mit der Kollektor-Emitter-Strecke des Steuertransistors
5 verbunden, dessen Basis die aus dem NF-Signal gewonnene Steuersponnung zugeführt
wird.
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Die Arbeitsweise der Schaltung nach der Erfindung besteht im folgenden:
Ein in der Ton-ZF lautstarke-geregeltes NF-Eingangssignal gelangt vom Eingang 13
Uber Basis-Kollektor des Transistors 12 zum Emitter des Transistors 2, dessen Basis
auf konstantem Pegel gehalten ist, und von dort verstärkt in den Kollektorkreis,
der die beiden Glieder 6, 7 mit frequenzabhangigen
Impedanzen enthalt.
Die verstärkten Ausgangsschwingungen des Transistors 2 werden dann in Ublicher Weise
Uber eine Vor- und Endstufe 16 einem Lautsprecher 15 zugefUhrt.
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Durch die frequenzabhängigen Glieder 6, 7 wird ein bestimmter Grundfrequenzverlauf
fUr das verstärkte Ausgangssignal des Transistors 2 gewährleistet, indem der Mitteltonfrequenzbereich
vor allem gegenüber dem Baßtonbereich und in geringerem Maße gegenüber dem Hochtonbereich
abgesenkt ist. Selbstverständlich kann eine andere gewunschte Grundfrequenzcharakteristik
zur Anwendung kommen. Bei dem aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsbeispiel
sind die frequenzabhängigen Glieder 6, 7 als Tiefpaß bzw. Hochpaßfilter ausgebildet.
Die zu verstärkenden NF-Eingangssignale werden außerdem vom Eingang 13 Uber Basis-Kollektor
des Transistors 12 dem Emitter des Transistors 3 zugeführt und gelangen dann je
nach Aufsteuerung dieses Transistors mehr oder weniger verstärkt in dessen Kollektorkreis,
der mit dem Kollektorkreis des Transistors 2 gekoppelt ist, so daß in dessen Kollektorkreis
durch Summierung das gemeinsame Ausgangssignal entsteht.
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Das im Kollektorkreis des Transistors 3 liegende frequenzabhängige
Glied 4 besteht aus einem mit Widerständen und Kondensator aufgebauten Tiefpaßfilter,
so daß bei abnehmender Aufsteuerung des Transistors 3 infolge zunehmender Verstärkung
ein höherer Anteil an tiefen Frequenzen zum Ausgangssignal addiert wird. Zur selbsttätigen
Steuerung der Verstärkung des Transistors 3 in Abhängigkeit vom NF-Pegel, der im
Ausfuhrungsbeispiel vom Lautsprecher 15 abgenommen wird, ist die Basis des Transistors
3 mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors 5 verbunden, dessen Basis
eine aus dem NF-Signal gewonnene Steuerspannung zugeführt wird. Zur Erzeugung
der
Steuerspannung dienen der Einstellwiderstand 10, der Gleichrichter 8 und die Widerstand-Kondensatoranordnung
9, deren Kondensator fUr eine schnelle Grundeinstellkonstante und deren hochohmiger
Widerstand fUr eine langsame Nacheinstellkonstante entsprechend der Physiologie
des menschlichen Ohres sorgt. Der Steuertransistor 5 arbeitet in der Weise, daß
bei abnehmendem NF-Pegel und damit abnehmendem Steuerspannungspegel an seiner Basis
sich die Ausgangsimpedanz des Transistors verringert, so daß die an der Basis des
Transistors 3 stehende Spannung des Basisspannungsteilers verringert wird, wodurch
weniger Strom durch den Transistor fließt und sein Ausgangssignal mehr verstärkt
wird. Auf diese Weise wird dem Ausgangssignal des Transistors 2 Uber den Tiefpaß
4 ein höherer Anteil an tiefen Frequenzen hinzugefügt. Die beschriebene Anordnung
arbeitet bei ansteigendem NF-Pegel gerade umgekehrt, so daß sich eine diesbezügliche
Erläuterung erübrigt.
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Anstelle der beschriebenen Zuruckregelung kann auch eine selbsttätige
Einstellung in der Weise vorgenommen werden, daß das NF-Signal zur Gewinnung der
Steuerspannung nicht vom Lautsprecher 15, sondern vom Eingang 13 oder vom Ausgang
eines diesem Eingang nachgeschalteten NF-Vorverstärkers entnommen wird. Auch kann
dem Steuerkreis bei Abnahme des NF-Signals am Eingang 13 ein Verstärker vorgeschaltet
werden. Ferner ist es möglich, daß der Schaltkreis 1 bei entsprechender Ausführung
zwei im Frequenzgang durch eine Steuerspannung veränderbare Teilsignale liefert,
die Uber Glieder mit unterschiedlichen frfquenzabhängigen Impedanzen zum Ausgangssignal
addiert werden.
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Mit der beschriebenen Schaltung nach Fig. 1 kann fUr den Frequenzgang
ein Kurvenverlauf erzielt werden, wie er aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die unterste
Kurve entspricht maximaler Ausgangsleistung, während die folgenden Kurven jeweils
einer Absenkung der Ausgangsleistung um 5 dB entsprechen. Wie die Fig. 2 zeigt,
wird bei kleiner werdender Ausgangsleistung der Anordnung eine bevorzugte Ubertragung
der tiefen Töne und damit die gewünschte physiologische Klangcharakteristik erzielt.
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Patentonspruche: