DE2737466C2 - Schaltungsanordnung zur Steuerung einer steuerbaren Widerstandsschaltung oder eines steuerbaren Verstärkers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Bei der Verwendung eines digital einstellbaren Stellgliedes z. B. in einem digital in seiner Verstärkung steuerbaren Verstärker wird bei ausreichend kleinen Mindeständerungen der digitalen Steuerspannung die absolute Änderung der Verstärkung kaum, d.h. sinngemäß fast nur als analoge Änderung wahrgenommen. Es zeigt sich jedoch, daß während der Umschaltung der Verstärkung auch bei der kleinsten möglichen Änderung der digitalen Steuerspannung ein störendes Knackgeräusch auftritt. Dies liegt u.a. daran, daß Änderungen der digitalen Steuerspannung im Verstärker sprunghafte Umschaltungen z. B. von solchen Widerständen bewirken, die ciie Verstärkung des Verstärkers bestimmen.

Als Ausweg ist eine Schaltungsanordnung bekannt (DE-OS 21 61 657, insbesondere Seite 9) als Bestandteil der Rückführung eines Regelkreises zur Verstärkungsregelung. Dort ist dem Steuereingang eines Verstärkers ein Digital-Analog-Wandler vorgeschaltet und es wird als Vorteil angegeben, daß die Störimpulse von der nun treppenförmigen Regelspannung für den Verstärker nicht so groß sind, wie diejenigen im Signalweg bei direkter Ansteuerung digitaler Dämpfungsglieder. Weiterhin könne man die noch verbleibenden Störimpulse mit Hilfe von einfachen KC-Integratoren zu einer kontinuierlich ansteigenden und damit störungsarmen Regelspannung verschleifen. Allerdings sei die hierfür minimal mögliche Zeitkonstante von der gewünschten Regelgeschwindigkeit bestimmt, da die Integratoren eine gewisse zusätzliche Laufzeitverzögerung im Regelkreis bewirken.

Herausgelöst aus den Zusammenhängen innerhalb eines Regelkreises bedeutet dies, daß ζ. Β. ein großer Kondensator im RC-Integrator (zukünftig Siebglied genannt) eine gewisse Verzögerung zwischen der Veränderung der digitalen Steuergröße und der dadurch bewirkten Änderung der Verstärkung des gesteuerten Verstärkers bewirkt. Im Zusammenhang mit der Verstärkung von Signalen, die letztlich hörbar gemacht werden, hat sich zwar gezeigt, daß eine praktisch vollkommene Unterdrückung von Knackgeräuschen schon bei einer solchen Bemessung des Siebgliedes möglich ist, die keine spürbaren Verzögerungen der beschriebenen Art zur Folge hat. Es gibt aber bestimmte Anwendungsfälle, bei denen sich diese Verzögerungen und Knackgeräusche nicht gleichzeitig vermeiden ließen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Brauchbarkeit der bekannten Schaltungsanordnung für diese bestimmten Anwendungsfälle zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei der im Oberbegriff des Patentanspruchs wiedergegebenen Schaltungsanordnung durch dessen kennzeichnendes Merkmal gelöst

Die Zeichnung zeigt als Beispiel der erfindungssemäßen Schaltungsanordnung einen mittels eines Stellgliedes in seiner Verstärkung einstellbaren Verstärker 7,

ίο z. B. in einem NF-Kanal eines Tonstudio-Mischpultes.

Dem Nutzsignaleingang des Verstärkers 7 werden über eine Eingangsklemme 5 NF-Signale zugeführt Das Ausgangs-Nutzsignal des Verstärkers 7 wird der Ausgangsklemme 8 der dargestellten Schaltung zugeführt so daß sie dort abgreifbar ist

Das den Verstärker in seiner Verstärkung beeinflussende Stellglied besteht aus einem über eine analoge Steuerspannung steuerbaren Widerstand, der in vorteilhafter Weise aus einem Feldeffekttransistor besteht und beispielsweise im Gsgenkopplungsweg des Verstärkers 7 liegt

Es ist vorgesehen, daß die Verstärkung des Verstärkers 7 mittels einer von einem digitalen Einsteller 1 erzeugten digitalen Steuerspannung steuerbar ist. Die digitale Steuerspannung am Ausgang des digitalen Einstellers 1 besteht z. B. aus einem über parallele Leitungen 2 übertragbaren Digitalsignal. Die digitalen Ausgänge des Einstellers 1 sind dabei mit entsprechenden digitalen Eingängen eines Digital/Analog-Wandlers 3 verbunden. Die digitalen Eingänge des Digital/Analog-Wandlers können auch vorteilhaft an die digitalen Ausgänge einer Steuereinheit angeschlossen sein, wie. sie in automatischen Studios Verwendung findet
Der Digital/Analog-Wandler 3 besitzt einen Ausgang, an dem eine der erwähnten digitalen Eingangsspannungen des Digital/Analog-Wandlers entsprechende analoge Steuerspannung abgreifbar ist. Zur Unterdrückung von Spannungssprüngen in der analogen Steuerspannung ist ein Siebglied 4 vorgesehen, daß im einfachsten Fall aus einem zwischen dem Steuerspannungsweg und Masse geschalteten Kondensator besteht. Als Siebglied kann z. B. auch eine Integrationsschaltung verwendet werden, bei der ein Kondensator im Gegenkopplungsweg eines Verstärkers angeordnet ist.

Der Ausgang des Siebgliedes 4 ist mit dem Steuereingang 6 des steuerbaren Verstärkers 7 verbunden. Auf diese Weise bewirkt eine zwangsläufig sprunghafte Änderung der digitalen Ausgangsspannung des digitalen Einstellers 1 am Eingang 6 des steuerbaren

so Verstärkers 7 eine analoge Spannungsänderung, die von störenden sprunghaften Änderungen befreit ist. Damit ist die vom steuerbaren Verstärker 7 abgegebene Ausgangs-Nutzsignalspannung frei von Sprüngen, die an sich Knackgeräusche bedeuten würden.

Durch eine geeignete Dimensionierung des Siebgliedes 4 kann genau bestimmt werden, bis zu welchem Grade störende sprunghafte Spannungsänderungen bei der Steuerspannung für den steuerbaren Verstärker 7 unterdrückt werden sollen. Hierbei ist jedoch zu

bo beachten, daß z. B. ein großer Kondensator im Siebglied 4 eine gewisse Verzögerung zwischen der Veränderung des Einstellers 1 und der dadurch bewirkten Änderung der Verstärkung des Verstärkers 7 bewirkt. Es hat sich zwar gezeigt, daß normalerweise eine praktisch

h5 vollkommene Unterdrückung von Knackgeräuschen schon bei einer solchen Bemessung des Siebgliedes 4 möglich ist, die keine spürbaren Verzögerungen der beschriebenen Art zur Folge hat.

Entsprechend der Erfindung ist nun jedoch für bestimmte Anwendungsfälle die Zeitkonstante des Siebgliedes 4 steuerbar. Dies ist z. B. dadurch zu realisieren, daß der Widerstandswert eines ÄC-Gliedes steuerbar ist Die Zeitkonstante des Siebgliedes kann dann in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der sich die digitale Steuergröße am Eingang des Digital-Analog-Wandlers ändert derart gesteuert werden, daß die erwähnte Zeitkonstante kleiner wird, wenn die erwähnte Geschwindigkeit zunimmt Dies ist durch die gestrichelt eingezeichnete Steuerleitung 9 dargestellt

Der Vorteil einer solchen Anordnung ergibt sich aus folgenden Überlegungen: Zunächst sollte man annehmen, daß bei zunehmender Änderungsgeschwindigkeit der digitalen Steuergröße die Knackgeräusche störender werden und daher eine bessere Siebung erforderlich wird. Versuche haben aber ergeben, daß zunächst einmal bei kleinen Pegeländerungen durch eine entsprechende Verstärkungssteuerung das menschliche Ohr diese Pegeländerungen kaum wahrnimmt, dafür

15 aber umsomehr das Knacken, das durch Sprünge in der Steuerspannung hervorgerufen ist Dies trifft insbesondere dann zu, wenn vom Verstärker tieffrequente Töne übertragen werden, die Knackgeräusche aber hauptsächliche Frequenzanteile im Bereich von 3—5 KHz aufweisen, wo die Ohrempfindlichkeit am größten ist

Bei schnellen und damit großen Pegeländerungen dagegen nimmt das Ohr diese Änderungen deutlich war, dafür aber weniger ein durch Steuersprünge hervorgerufenes Knacken. Deshalb kann bei schnellen Pegeländerungen tatsächlich ohne Schaden die untere Grenzfrequenz des SiebgÜedes dadurch heraufgesetzt werden, daß die Zeitkonstante kleiner gesteuert wird.

Die beschriebene Schaltungsanordnung läßt sich unter anderem dadurch abwandeln, daß am Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 3 statt einer analogen Steuerspannung ein analoger Steuerstrom abgreifbar ist, der einem solchen Stellglied zugeführt ist das einen dem Steuerstrom linear folgenden Widerstandswert aufweist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Steuerung einer steuerbaren Widerstandsschaltung oder eines steuerbaren Verstärkers (7), welche jeweils ein analog steuerbares Stellglied aufweisen, mit Hilfe einer digitalen Steuergröße, die einem Digital-Analog-Wandler (3) zuführbar ist, von welchem das Stellglied über ein Siebglied (4) steuerbar ist, daß so ausgebildet ist, daß das Stellglied (6) bei einer Änderung der digitalen Steuergröße kontinuierlich gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des Siebgliedes (4) mit zunehmender Änderungsgeschwindigkeit der digitalen Steuergröße kleiner steuerbar ist