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Schaltung zur automatischen Lautstärkeregelurg Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Schaltung zur automatischen Lautstärkeregelung, für Geräte der Unterhaltungselektronik,
insbesondere zur Anwendung in einem Fernsehempfänger, die mit einer Lautstärkereglerstufe
zusammenarbeitet, wobei deren Ausgang mit einer NF-Vorverstärkerstufe gekoppelt
ist und ihr Eingang von NF-Quellen mit unterschiedlichen Ausgangspegeln gespeist
wird.
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Bekanntlich wird bei Programmwechsel die plötzliche Änderung der Lautstärke
insbesondere bei Fernsehempfängern von den Benutzern als sehr störend empfunden.
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ein-Es kommt auch auf einem gerade/gestellten Sender nicht selten
vor, daß bei eingeblendeten oder nachfolgenden Werbe- oder Reklamesendungen oder
einem Quiz, das einen großen Dynamikumfang hat, die auftretende Lautstärkeänderung
als sehr störend empfunden wird. Es ist deshalb wünschenswert, diese starken Lautstärkeänderungen
automatisch auf ein für den Zuhörer bzw. Zuschauer erträgliches Maß zu regeln und
zwar unabhängig vom Pegel der die Lautstärkereglerstufe ansteuernden Signalquelle.
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Überlegungen wie eine automische Lautstärkeregelungsschaltung beschaffen
sein mußte, ließen erkennen, daß derartige Schaltungen mit sehr kleiner Zeitkonstante
zu schnell regeln und nicht befriedigend arbeiten, indem sie bereits auf relativ
kleine Lautstärkeän-derungen reagieren. Beispielsweise neigt eine Schaltung, die
sehr schnell regelt, auch dazu die geringen Lautstärkeunterschiede eines Sprechers
derart zu beeinflussen, daß die Sprache unverständlich wird. Andererseits ist eine
Schaltung, die langsam auf große Lautstärkeänderungen reagiert, offensichtlich ungeeignet.
Sie würde einen großen Krach oder einen plötzlich auftretenden Lautstärkeanstieg
unbeeinflußt lassen und nicht die erwünschte, im wesentlichen konstante Lautstärke
liefern.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine schaltungsmäßige Lösung
dieses Problems zu finden, die nicht nur störendegroße Pegelunterschiede ausregelt,
sondern dabei auch auf die unterschiedlichen Anforderungen verschiedener Programmarten
mit typischer oder für die
Aussage bzw. Wirkung notwendiger Art
der Dynamik Rücksicht nimmt.
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Diese Aufgabe wird mit der eingangs genannten Schaltung erfindungsgemäß
nach dem Kennzeichen des ersten Anspruchs gelöst.
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Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten sind den weiteren Ansprüchen
sowie der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung
zu entnehmen.
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Die beanspruchte Schaltung enthält zwei Detektorstufen mit unterschiedlichen
Zeitkonstanten und unterschiedlichen Schwellwerten. Damit ist sie in der Lage auf
die unterschiedlichen Forderungen der Aufgabenstellung zu reagieren. Relativ kleine
Lautstärkeänderungen werden mit dem Schaltungsteil mit großer Zeitkonstante beeinflußt
ohne dabei die Sprachverständlichkeit zu verschlechtern. Mit dem anderen Schaltungsteil
wird erreicht, daß rasche Lautstärkeänderungen mit großen Pegelunterschieden erfaßt
werden. Damit werden die bei Programmwechsel den Fernsehzuschauer störenden Lautstärkeunterschiede
wirkungsvoll ausgeglichen, gleichzeitig wird die Modulation der Sprache nicht verfälscht.
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Wie die Zeichnung zeigt, ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel ein
gut bekannter integrierter Schaltkreis 3 (z.B. der-lineare IC von RCA Type CA 3065
oder ein ähnlicher
eines anderen Herstellers) in einem Empfänger
mit einem NF-Teil vorgesehen. Dieser IC 3 enthält in Reihe eine UKW/FM-NF-Demodulator-Stufe
5, Lautstärkereglerstufe 7 und eine NF-Vorverstärkerstufe 9. An diese integrierte
Schaltung 3 ist die Schaltung zur automatischen Lautstärkeregelung 11 angeschlossen,
die aus einer Verstärkerstufe 13, einer ersten Detektorstufe 15, einer zweiten Detektorstufe
17 und einer Ausgangsstufe 19 besteht. Die Verstärkerstufe 13 ist an der Lautstärkereglerstufe
7 des IC's 3 angeschlossen. Der Ausgang der.
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19 Ausgangsstufe/liegt am zweiten Eingang der Lautstärkereglerstüfe
7, während die aKW-FM-NF-Demodulatorstufe 5 an den ersten Eingang der Lautstärkereglerstufe
7 angeschlossen ist.
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Der Kondensator 21 verbindet den Ausgang der Lautstärkereglerstufe
7 mit der Basis des Transistors 23 und über den Widerstand 25 mit Masse. Der Widerstand
27, der Kondensator 29 und der Lautstärkeregler 31 liegen in Reihe zwischen der
Basis des Transistors 23 und dem Eingang des NF-Vorverstärkers 9. Der Ausgang oder
Kollektor des Transistors 23 ist mit dem Verbindungspunkt von Widerstand 27 und
Kondensator 29 verbunden. Der Emitter des Transistors 23 liegt über den Widerstand
33 an Masse, während am Kollektor über den Widerstand 35 die Plusspannung Bl anliegt.
Über die Reihenschaltung von Kondensator 37 und Widerstand 39 ist der Kollektor
des Transistors 23 mit der Basis des Transistors 41 verbunden, der ersten Detektorstufe
15.
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Dieser Transistor 41 liegt mit seinem Emitter an Masse
und
sein Kollektor ist über die Reihenschaltung der Widerstände 43 und 45 an Bt angeschlossen.
Ein Kondensator 47 liegt parallel zum Widerstand 45, beide bilden das erste Zeitglied
49.
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Am Verbindungspunkt von Widerstand 39 und Kondensator 37 ist ein Spannungsteiler
51 angeschlossen, der aus den Widerständen 53 und 55 in Reihe gegen Masse besteht.
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Die Basis des Transistors 57 der zweiten Detektorstufe 17 ist an der
Verbindungsstelle der Widerstände 53 und 55 angeschlossen. Während der Emitter des
Transistors 57 an Masse liegt, ist der Kollektor am Kondensator 47 über den Widerstand
59 angeschlossen. Diese Kombination bildet das zweite Zeitglied 61.
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Mit dem gleichen Verbindungspunkt zwischen Kondensator 47, Widerstand
45 und Widerstand 59 ist die Basis des Transistors 63 verbunden und dieser bildet
die Ausgangsstufe 19.
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Der Emitter des Transistors 63 liegt über den Widerstand 65 an Bt
und sein Kollektor über den Widerstand 67 an Masse.
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Gleichzeitig ist der Kollektor mit dem zweiten Eingang der Lautstärkereglerstufe
7 verbunden.
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Diese Schaltung funktioniert folgendermaßen: Eine Verschiebung des
NF-Signalpegels oder der Lautstärke am Ausgang der Lautstärkereglerstufe 7 wird
über die Verstärkerstufe 13 an die Basis des Transistors 41 der ersten Detektorstufe
15 geleitet. Der Transistor 41 hat einen Schwellwertpegel, die Basis zu Emitter-Grenzschicht-Spannung
von beispielsweise etwa o,6 V Spitzenspannung.
Irgend ein Signal
über diesem Schwellwert wird vom Spannungsteiler bestehend aus den Widerständen
43 und 45 sowie dem ersten Zeitglied 49 beeinflußt.
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Als Folge davon steuert das Potential am Zeitglied 49 den Transistor
63 über seinen Basisanschluß ansprechend.
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Die Ausgangsspannung der Ausgangsstufe 19 steuert nun die Lautstärkereglerstufe
7 je nach Pegeländerung und gleicht die genannte Verschiebung aus.
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Die Widerstände 43 und 45 bilden die Zeitkonstante für die Aufladung
und der Widerstand 45 den Entladepfad für den Kondensator 47. Die Verwendung eines
relativ großen Widerstandes 43 von beispielsweise 150 k Ohm erlaubt eine relativ
langsame Änderung von r bis 3 Sekunden in der Größe des NF-Signalpegels. Darüberhinaus
erfolgt die relativ langsame Änderung der Größe des NF-Signalpegels als Folge eines
relativ kleinen Signalpegels, d.h. einer 2-4-fachen Signalpegeländerung.
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Es ist wichtig zu erwähnen, daß die Schaltungsparameter vorzugsweise
ausgewählt werden in Kombination mit der integrierten Schaltung 3 und Programmmaterial,
wie den tagsüber ausgestrahlten Reihenprogrammen zum Beispiel.
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Normalerweise wird ein 2 bis 4-facher Gewinn des tagsüber ausgestrahlten
Reihenprogrammpegels zur Verfügung stehen, wenn gerade kein Tonsignal übertragen
wird.
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Daher wird die Tonwiedergabe oder der Hintergrundton immer dann begrenzt,
wenn immer das NF-Signal drastisch reduziert ist.
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Sobald hingegen ein relativ starkes NF-Signal erscheint, verursacht
das 3 bis 6-fache des Signale, das an den Transistor 41 gelangt, der am Ausgang
der Verstärkerstufe 13 liegt, die Leitfähigkeit des Transistors 57 der zweiten Detektorstufe
17. Der Spannungsteiler 51 dient als Schwellwertpegel für das erwähnte relativ große
NF-Signal. Der Widerstand 59 hat im Vergleich zum Widerstand 43 einen relativ kleinen
Widerstandswert (o,7 k Ohm verglichen mit 150 k Ohm beispielsweise). Dabei wird
der Kondensator 47 schnell aufgeladen in o,o5 bis o,15 Sekunden wegen des relativ
kleinen Widerstands 59. Daraufhin gelangt das Kompensationspotential schnell an
die Lautstärkereglerstufe 7 über die Ausgangsstufe 19 um so wiederdie bereits erwähnte
Verschiebung des NF-Signalpegels zu reduzieren.
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Somit wird wie gefordert der etwa konstante Pegel der Ausgangslautstärke
eingehalten.
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Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß relativ kleineÄnderungen
des NF-Pegels am Ausgang der Lautstärkereglerstufe 7 über die Verstärkerstufe 13
an die erste Detektorstufe 15 gelangen. Dieser hat eine relativ unä'5eshalb große
Zeitkonstante und ist tdeshalb relativ langsam in der Erzeugung des Kompensationspotentials
zur Änderung des Ausgangs der Lautatärkerreglerstufe 7. Gleichwohl bewirkt die Einspeisung|einedrelativ
großen Änderung des NF-Pegels auf die weite Detektorstufe 17, die eine relativ kleine
Zeitkonstante hat und schnell ein Kompensationspotential zur Änderung des Ausgangs
der Lautstärkereglerstufe
7 erzeugt, daß der gewünschte, im wesentlichen
gleichmäßige Lautstärkepegel eingehalten wird.
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Als spezifisches Beispiel, ohne jedoch die Erfindung darauf festlegen
zu wollen, sei nachstehend eine typische Wertetabelle der wichtigen Bauteile gezeigt:
C 21 - 1 /t F C 37 - o,1 µ F C 47 - 5 ,w F R 33 - 180 Ohm R 35 - 3 k Ohm R 39 -
1oo k Ohm R 43 - 15o k Ohm R 45 - 330 k Ohm R 53 - 22 k Ohm R 55 - 4,7 k Ohm R 59
- 2,7 k Ohm R 65 - 15 K Ohm R 67 - 3,9 k Ohm Transistor 23 Transistor 41 Transistor
57 Transistor 63 Während die Beschreibung von einem bevorzugten Ausführungs--beispiel
handelte, wird es für den Fachmann unschwer möglich sein, Modifikationen zu finden,
die jedoch den Erfindungsgedanken nicht verlassen.