DE2650018A1 - Veraenderliches daempfungs- bzw. abschwaechglied fuer tonwiedergabesysteme - Google Patents

Description

ALPS ELECTOIC CO., Ltd. 28. Oktober 1976

1-7 Yukigaya Otsuka-Cho, Ota-Ku, IG/ΜΑ GRV kkj, kk5 Tokyo / Japan . 145

Veränderliches Dämpfung»- bzw. Absohwächglied für Tonwiedergabe-Systeme .

Die Erfindung betrifft ein veränderliches Absohwäohglied für Tonwiedergabesysteme, mit einer Mehrzahl von Widerständen und verbindenden Leitern und mindestens einer Gleiteinrichtung·

Es ist bekannt, für Tonwiedergabesysteme und für Regelung der Lautstärke in Audiogeräten eine Anpassung der Tonoharakteristik an das menschliche Ohr vorzusehen, wobei Abschwächglieder eine logarithm!sehe Absohwäohkurve abgeben und dies durch ein Steuerglied einstellbar ist₀ Für niedrige Impedanzen und für AbSchwächungen, die größer als -20 db_e bis -40 db_o sind, war man bisher nioht in der Lag·, ein veränderliches Absohwächglied herzustellen, welohes nioht kompliziert und teuer gewesen wäre_e

Andererseits ist es bekannt, ein veränderliches Absohwächglied mit einer angestrebten maximalen Abschwäohung bis -60 db. durch Vergrößerung der Impedanz herzustellen, wobei allerdings Anpassungsprobleme für die Abschwächeinrichtung, hinsichtlich anderer Bauteil· des Audiosystema* , auftreten,, Ferner ist es bekannt,

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zwei oder mehrere veränderliche Widerstände miteinander zu koppe In₀ Allerdinge ist hier nachteilig, daß durch die Bewegung der Gleiter erzeugte Geräusoh, wenn dieser über die veränderlichen Widerstände gleitet, unbefriedigend bleibt. Ferner treten Ungenauigkeiten auf, wenn zwei veränderliche Widerstände schleifend abgegriffen werden_p und zwar aus Gründen der Herstellung«

Ferner ist bekannt, fUr ein veränderliches Dämpfungsglied ein Widerstandselement durch Überlappen einer Anzahl von Sohiohten unterschiedlichen Widerstandswertes herzustellen« Das Verfahren hat sich jedoch als unzureichend erwiesen, weil einmal diese Bauart zu einem erhöhten Lärmpegel führt, verursacht durch die Bewegung des Gleitkörpers an den Zwischenschichten (interfaces), ferner sind die Herstellungskosten erhöht bzw, die Herstellung müßte sehr präzise erfolgen wenn man unterschiedliche Schichten bildet, was schwierig bleibt«

Zuletzt ist es noch bekannt, kompensierend arbeitende Widerstände unterschiedlichen Widerstandswertes außerhalb eines Hauptwiderstandes zu verwenden« Hier liegt der Nachteil in hohen Herstellungskosten« aber auoh in einer Ungenauigkelt, die den Wert des Audiosystems begrenzt«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden und ein Abschwäch- bzw„ Dämpfungsglied anzugeben, das einfacher ist, billiger hergestellt werden kann und bei sonst hoher Qualität eine Serienproduktion gestattet,,

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Ferner bezweckt die Erfindung ein veranderlioh.es Dämpfungsglied anzugeben, das niedrige Impedanz, aber eine Absohwäohung von mehr als -60 db, ermöglicht·

Erfindungsgemäß wird hierzu von einem Hauptwiderstand von länglicher Form ausgegangen und ihm ein Leiter parallel zugeordnet, wobei ferner eine Mehrzahl von sekundären Widerstandselementen vorhanden ist» die zwischen dem Hauptwiderstand und dem (länglichen) Leiter liegen, aber voneinander vorbestimmte Abstandsintervalle getrennt sind und daß man einen ohmsohen Gleiter in Kontaktberührung mit dem Hauptwiderstand bringt_β

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Eine Auβführungβform der Erfindung ist sohematisch in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert· Es zeigen:

Fig. 1 eine elektrische Schaltung eines veränderlichen Absohwäohgliedes, die bekannt ist und insoweit nur zur Erläuterung dient;

Fig. 2 eine auseinandergebogene Ansicht einer Ausführungeform

der Erfindung einer veränderlichen Absohwäoheinriohtung}

Fig. 3 eine elektrische Sohaltung, welche zur veränderlichen Abschwäohelnriohtung, gem. Fig« 2, gehört;

Fig. k eine grafisohe Darstellung, welche die Absohwäohkurve der Einrichtung, gem_o Fig« 2, veranschaulicht|

Figo 5 eine auseinander«!·*·«·*· Ansicht einer zweiten Au·-

führungsferra der veränderlichen Absohwäoheinriohtung;

Fig· 6 eine schematisierte elektrische Sohaltung» mit Darstellung eines äquivalenten, für die Absohwächeinriohtung, gem· Fig« 5» bestimmten Kreises;

Fig· 7 eine grafisch· Darstellung einer Absohwäohkurve eines in Fig* 6 gezeigten äquivalenten Kreises;

Fig. 8 soh.e ma ti sch eine elektrische Schaltung, welche einen abgewandelten Kreis zu Fig. 5 für eine veränderliche Abaohwäoheinriohtung zeigt und

Fig. 9 eine grafisohe Darstellung für eine Absohwäohkurve des in Fig« 8 gezeigten, abgeänderten elektrischen Kreisesο

Die Absohwäoheinrichtung, die auoh als Dämpfungsglied, Teiler oder Spannungsteiler eingesetzt wird, vgl« Fig. 1, kann zunächst in an sich bekannterweise ein T-Spannungsglied 10 aufweisen, mit in Serie geschalteten festen Widerständen 12 und 14, mit einer Signalquell· 16 und einem Verbraucher 18« Ein erster veränderlicher Widerstand 20. liegt zwischen einem Abzweigpunkt zwisohen Widerständen 12,1*4- und der Erde» Bin zweiter veränderlicher Widerstand 22 liegt parallel zu den hintereinander geschalteten festen Widerständen 12 und 14. Die gleitenden Abgriffe der -veränderlichen Widerstände 20 und 22 sind miteinander gekoppelt« Übliche Werte für die Widerstandebereiche der veränderliehen Widerstände 20 und 22 sind Null bis fünf Kilo-Ohm bzw₀ von einem unbestimmten Wert bis zehn Kilo-Ohm. Der hauptsächliche Nachteil de· bekannten Dämpfungsglied·■ 10 besteht darin, daß fehler wegen der Schleifbewegung zwischen veränderlichen Widerständen 20 und 22 und ferner ein zusätzliches β««β|«ϋ| 4ttroh die Sohleifglieder erzeugt werden.

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Die erfindungsgemäße Absoh.waoheinrioh.tung bzw« da a Dämpfungsglied 30 hat eine isolierte Basisplatte 32, die ein mittleres Looh 34 aufweist· Ein ringförmiger Leiter 36 umfaßt koaxial das Looh 34 und ist mit der Endklemme J8 verbunden« Ein Hauptwiderstand 40 ist koaxial um den Leiter 36 herum gebildet₉ wobei seine Dioke im Uhrzeigersinn von einem ersten Ende 40a zu einem zweiten Ende 40b abnimmt* Endklemme 42 ist mit dem Ende 40a des Hauptwiderstandes 40 über einen Leiter 44 verbunden« Ein länglicher Leiter 46 umfaßt koaxial den Hauptwiderstand 4O und ist mit der Endklemme 48 verbunden« Sekundäre WiAerstanciselemente 50 erstrecken sieh radial einwärts vom Leiter 46 und sind mit dem Hauptwiderstand 40 über Leiter 52 verbunden« Gem« Pig« 2 sind, aus Gründen der Vereinfachung, nur jeweils eines der sekundären Widerstandselemente 50 und der Leiter 52 #M9f)t fiesuisziffern ausgewiesen, wenn auch 4λ Praxis die Anzahl der sekundären Widerstandselemente 50 und der Leiter 52, garn« Fig. 2, jeweils zwanzig betragen« In Mhnlioher Veise sind Teile 5k des Hauptwiderstandes kO zwisahen benaohbarten Leitern 52 ausgezeichnet,d«h« gemeinsam mit der Bezugsziffer 5K₀ Ferner ist die H'm&klemme k2 verbunden mit dem Leiter 46 über die in Serie angeordnete Gruppe, bestehend aus Leiter 56, Widerstand 58t «in·* Leiter 60 und einem Widerstand 62o

Der Widerstand des Hauptwideretandes 40 ist gleichmäßig, der Widerstand aller Widerstandseiemente 50 ie* gleiefeg wobei der Widerstandswert der Element® 50 gleicfe edcvs? gröJSt&s? ist, verglioheß

BAD ORiGINAL

mit dem Hauptwideretand kO» Bei der besonderen Ausführungsform gern, Figo 2, vergrößert sich die Dicke der Widerstände $0 und ihre Länge verringert sieh von dem Ende 4Oa zum Ende 4Ob des Hauptwiderständeβ kO hin, so daß die Viderstandswerte der Wider* Standselemente 50 progressiv abfallen«, Der Ringspalt zwischen den Widerstandselementen 50 wird als gleich dargestellt, obgleich er ungleich gemaoht wird, um die gewünschte Abschwäohkurve zu erhalten* Alle die dargestellten Widerstände, die anhand Fig« 2 beschrieben sind, vorzugsweise auf der Basisplatte 32 aufgedruckt.

Räumlich getrennt von der Basisplatte 32 ist der Schieber, Gleiter oder dergleichen 64 dargestellt, bestehend aus einer A oh se 66, welche drehbar die Öffnung % durchsetzt«. Ein Arm 68 ist an den Sohaft 66 befestigt und ein flexibler Kentakt 70 ist an dem Arm 68 mit Hilfe einer N**t 72 befestigt. Der Koniakt 70 ist mit einem ersten Wirkteil 70a versehen, der die Ohmsehe Verbindung zum Leiter 36 herstellt, und mit einem zweiten Arbeitsoder Wirkteil 70b, der den »hmβohen Kontakt mit dem Hauptwiderstand 40 herstellt! in dem Sohleifer 64 gedreht wird, wird die Endklemme 30 an verschiedene Punkte des H£uptwiderstandes 40 über den Kontakt 70 gelegt· > ■■ 4 A¹-- ·.■.-<»* ■ J .»'"·

Das Absohwäohglied 30 arbeitet, indem eine Signalquelle 76 zwischen die Endklemmen kZ und k8 geschaltet und der äußeren Verbraucher^ zwischen Klemmen 38 und 48 gesohaltet wird«

ORiGSNAL INSPECTED

Fig, 3 zeigt «inen äquivalenten elektrischen Schaltkreis für das Absohwäohglied 30, während Fig. 4 eine zugehörige Absohwäohkurve zeigt, wobei die Abszisse die Winkelstellung des Kontaktes 70 zeigt, gemessen vom Ende 4Oa des Hauptwiderstandes kO und die Ordinate den Wert der Absohwäohung darstellt, erzeugt durch das Abaohwäohglied JO^ Die Absohwäohung ist linear, wenn sie in Dezibel gemessen wird, und logarithmisch, wenn sie in Einheiten der Spannung oder der Leistung gemessen wird« Ein Pfeil 7k zeigt in Fig« 3 die Sichtung der Bewegung des Kontaktes 70 auf dem Hauptwiderstand 4O, Das Absohwäohglied 30 erzeugt eine stufenförmige Absahwäohoharakteristik, wenn auch in der Kurve, gem« Fig« k_t dies aus Gründen der Vereinfachung kontinuierlich gezeigt titt^.Man kann die gewünschte Abschwäohkurve durch die geeignete Auewahl der Länge und Dicke der Viderstandselemente 50» durch die Größe 4er Spalte und die Form des Hauptwiderstandes kO_t je naoh Einzelfall, erzielen,, Das Abschwächglied 30 erzeugt eine Abschwächung von mindestens -60db, mit niedriger Xmpedans bei praktischem Betrieb« Das Geräusch wird, verglichen mit den bekannten Abaohwäohglied 10, wesentlich verringert, da daß Absohwäohglied 30, gem. der Erfindung, nur einen Gleiter, ver» glichen mit den zwei Gleitern der bekannten Ausführung, besitzt«

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, gem₀ Fig₀ 5» hat die Basisplatte 82 ein mittleres Leoh 8k_t wobei ein umlaufender Leiter 86 koaxial um das mittlere Loch 8k gebildet wird und mit . der Endklemme 88 in Verbindung steht₀ Ein Hauptwider-

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stand 90 ist koaxial um den Leiter 86 herum gebildet, während ein Leiter 92 koaxial um den Hauptwiderstand 90 herum gebildet ist« Sekundäre Viderstände 9^ erstrecken »ioh radial nach innen

Verbindungs-

von dem Leiter 92 und werden übervLeiter 9° mit dem Hauptwiderstand 90 verbunden. Die sekundären Widerstände 9h werden dargestellt mit gleichen Winkelabatänden, die Teile des Hauptwiderstandes 90■ zwischen den Leitern 96. sind mit 98 bezeichnete

Koaxial um den Leiter 92 herum ist ein HilfsWiderstand 100* Sekundäre Hilf«widerstände 102 erstrecken sioh radial nach außen vom Widerstand 92 an den Verbindungapunkten der sekundären Widerstände 9k, wobei die Widerstände 102 mit dem HilfsWiderstand über die Hilf »leiter 104 verbundenen·¹. Die Teile des Widerstandes 100 zwisohen den Widerständen 104 sind mit IO5 bezeichnet» Eine Endklemme IO6 ist mit den ersten Enden (nioht bezeichnet) der Widerstände 90 bzw« 100 verbunden, und die zweiten Enden ( nioht bezeichnet) der Widerstand· 90 und 100, die im Uhrzeigersinn von

jeweils de* ersten Enden VtLn Abstand stehen, sind über einen Leiter 110 überbrückt.

Ein Ende des Leiters 92 ist nit der Klemme 112 verbunden, während das andere Ende hiervon an den Leiter 110 über den Widerstand 11 ^f verbunden ist©

Bin Gleiter II6 weist einen Schaft 118 auf, der drehbar durch die Öffnung 84 geführt ist sowie einen Arm 120, der an dem Schaft befestigt ist· Ein Kontakt 122 ist über ein· Niet»12*l· an dem Arm

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120 befestigt und hat einen Wirkteil 122a, weloher eine ohmsohe Verbindung mit dem Leiter 86 bildet, und einen Yirkteil 122b, weloher eine ohmaohe Verbindung mit dem Hauptwideretand 90 bildet. Der Gleiter 116 dient hierbei dazu, die Endklemme 112 an verschiedenen Punkten mit dem Hauptwiderstand 90 zu verbinden»

Die Dämpfungβeinrichtung 80 wird benutzt, indem man die Signalquelle 126 zwischen die findklemmen 88 und 112 legt, sowie eine äußere Last 128 zwischen die Klemmen 106 und 112· Ein symbolisoher äquivalenter Kreis der Absohwäoheinriohtung 80 ist in Figo 6 dargestellt, während eine Absohwäohkurve in Fig. 7 dargestellt ist* Der Widerstand 11^ ist, aus Gründen vereinfachter Darstellung, aus Fig· 6 entfernt„ Die Widerstandswerte der Widerstände 9k und 102 sind einander gleiohjgewählt und ebenfalls gleioh zum Verbraucher bzw« zur Last 128_O Auf diese Art 1st die Impedanz der Absohwäoheinriohtung 80 gleioh unabhängig von der Position des Gleiters 116 und gibt perfekte Übereinstimmung zur Last 128« Die Positionen Q und P in Fig« 6 und 7 zeigen, daß der Wirkteil 122b des Gleiters 116 mit den finden dos Hauptwiderstandes 90 zusamaengreift, welohe mit den Leitern 108 bzw« 110 verbunden sind« Wie aus Fig. 7 ersichtlioh, wird olno AbsohwMohkurve insoweit durch Drehung des Gleiters 116 la Uhrsolgersinn erzeugt, die sogar steiler verläuft als duroh ausgezogene Linie für die Dämpfeinriohtung 3O>dargestellt. Dl· gestriohelte Linie in Figo 7 zeigt eine Absohwäohung, die dann vorläge, wenn d©r Gleiter 116 mit dem Widerstand 100 statt mit dem Widerstand 90 zusammengreift bzw« hierfür angepaßt ist«

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Die Aueführungsformen der Erfindung, gem« Fig« 8 und 91 »»igen ein Abaohwäohglied 80 mit einem Abatandaraum 80* zwiaohen sekundären Widerständen 3k^l und 102·, wobei sioh dieaer Abatand im Uhrzeigersinn progressiv verringert· Die zugehörigen Bauteile sind insoweit mit gleichen Bezugsziffern, gem. Fig» 6, versehenj lediglich mit einem Komma oben zusätzlich versehen« Hei dieser besonderen Aueführungeform wird eine niohtlogarlthmiaohe Abschwäohkurve hergestellt, die in Fig« 9 dargestellt ist, um zu zeigen, daß der Erfindungegegenstand flexibel und anpassungsfähig ist.

Für einen Qurohsohnittsfaohmann ist erkennbar, daß innerhalb der erfinderischen Lehre Abweichungen möglich sind» Xm Einzelfall kann das Absohwäohglied 80 über -60 db, vergrößert werden, wenn eine vergrößerte Anzahl von sekundären Widerstände 9h und 102 vorhanden ist und die Abstände zwischen Ihnen verringert werden«, Xm Einzelfall kann, statt eines Dämpfungegliedes als Drehabsohwächer, eine lineare parallele Konfiguration der Widerstandeelemente 9er Leiter vorgesehen werden,,

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Claims (3)

29. Oktober 1976 ΐα/ge GRV 443, 445 Alps Electric Go., Ltd. Patentansprüche

1..' Veränderbare elektrische Abschwäch- oder Dämpfungseinrichtung für Tonwiedergabesysteme wie Plattenspieler, Radios, Lautsprecher,, Fernsehgeräte ad.derfl.welche zwischen mindestens einer Spannungsquelle und mindestens einem Verbraucher angeordnet sowie eine Mehrzahl von veränderlichen Widerständen und zugehörige Verbindungsleiter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hauptwiderstand (40) in länglicher Form, ausgelegt wird, daft parallel hierzu mindestens ein Leiter (46) in ebenfalls länglicher Form vorhanden ist und daß eine Mehrzahl von sekundären Widerständen (50) zwischen dem Hauptwideretand und diesem Leiter verbunden ifl&* und daß ein einzeln aneich bekannter Gleiter (64) mit diesem Hauptwideratand Ohmsehe Kontakte bildet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Hauptwiderstand (40) und den jeweiligen sekundären Widerständen (50) jeweils ein Yerbindungsleiter(52)

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von vorhandener Mehrzahl dieser Leiter, eingeschaltet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Endklemme (42) an ein Ende des Hauptwiderstandes (40), eine zweite Endklemme (48) an das entgegengesetzte Ende des Hauptwiderstandes (40) verbunden bzw. geschaltet ist und daß eine dritte Endklemme (3B) mit dem Gleiter (64) in Verbindung steht.

4· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptwiderstand (40) und die sekundären Widerstände (50) gleichen Widerstandwert aufweisen.

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke eines Hauptwiderstandes (40) sich von einem Ende zu seinem entgegengesetzten Ende verringert .

.Einrichtung nach einem Ansprüche 1-5, dadurch, gekennzeichnet, daß die sekundären Widerstände (50) von einem Ende in Richtung zum entgegengesetzten Ende des Hauptwiderstandes (40) fortlaufend dicker ausgebildet sind.

7. Einrichtung nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundären Widerstand· (50) sich fortlaufend von einem Eaäe in Richtung zum anderen End· des Hauptwiderstandes (40) verkürzen.

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.Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen HilfsWiderstand (100) aufweist, welcher parallel zu diesem in länglicher Form ausgebildeten und angeordneten Leiter (92) erstreckt und daQ ferner eine Hehrzahl von sekundären Hilfewiderständen (94) zwischen den Hilfswiderständen sowie dem Leiter (92) in länglicher Form vorhanden, als auch jeweils zueinander mit vorbestimmten Abständen vorhanden sind .

.Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptwiderstand (90) und die Hilfswiderstände (100) jeweils ein erstes und ein zweites Ende aufweisen, dal das erste Ende des Hauptwiderstandes mit dem ersten Ende des HilfsWiderstandes und das zweite Ende des Hauptwiderstandes mit dem zweiten Ende des HilfsWiderstandes in Verbindung steht*-

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des in länglicher Form ausgelegten Leiters (92) mit de» ersten Enden des Haupt- bzw . der Hilfswiderstände (90, 100) in Verbindung steht.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptwiderstand und die Hilfewiderstände (90 bzw . 100) und dieser längliche Leiter (92) eine koaxiale Anordnung zu dem zwischen dem Hauptwiderstand und den Hilfswiderständen vorhandenem Leiter haben.

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12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundären Widerstände und die sekundären Hilfswiderstände (100 bzw. 94) mit unter einem Winkel stehenden
Intervallen bzw. Abständen vorbestimmter Größe angeordnet sind .

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese vorbestimmten Intervalle gleich sind .

14. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe dieser Intervalle eich fortlaufend verringert.

15. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Mehrzahl von Hilfsleitern (104) vorhanden ist, welche Verbindungsbauteile zwischen dem Hilfswideretand (100)
und den sekundären Hilfswiderständen (94) sind.

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