DE2802484B2 - Dämpfungsschaltung für Lautsprecher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dämpfungsschaltung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Bei einer solchen aus der DE-AS 24 09 887 bekannten Dämpfungsschaltung ist neben der Gleichrichterschaltung zur Erzeugung der Speisegleichspannung für den Verstärker und die Relaistreiberschaltung eine weitere Vollweggleichrichterschaltung vorgesehen, deren Ausgang mit einem aus einer Parallelschaltung von Kondensator und Widerstand gebildeten Glättungsfilter verbunden ist. Als Spannungsbegrenzer ist diesem Glättungsfilter eine Zenerdiode parallelgeschaltet, um Spannungsspitzen der gleichgerichteten Wechselspannung abzuschneiden. Obwohl die Zeitkonstante dieses Glättungsfilters möglichst klein gemacht werden soll, um beim Feststellen einer Wechselspannung von etwa Null Volt infolge einer Abschaltung der Wechselspannungsspeisung den Relaisschalter zwischen dem Verstärker und dem Lautsprecher schnell zu öffnen, ergibt sich jedoch immer noch eine relativ lange Abschaltzeit nach dem Abschalten der Wechselspanrmngsspeisung, da die in diesem Augenblick am Kondensator des Glättungsfilters noch vorhandene Ladespannung erst über den ihm parallelgeschalteten Widerstand entladen werden muß. Die Zeitkonstante des Glättungsfilters kann dabei nicht beliebig klein gemacht werden, da auch bei einem Absinken der gleichgerichteten Wechselspannung zwischen zwei benachbarten Halbwellen auf eine Spannung von Null, die am Ausgang des Glättungsfilters liegende Spannung nicht kleiner als die Zenerspannung der Zenerdiode sein darf, um eine einwandfreie Funktionsweise der Schaltung aufrechterhalten zu können. Unabhängig von der Größe dieser kleinstmögliehen Zeitkonstante des Glättungsfilters ist die Abschaltzeit der Relaistreiberschaltung aber auch davon abhängig, in welchem Augenblick der Signalform der gleichgerichteten Wechselspannung die Wechselspannungsspeisung abgeschaltet wird. Geschieht dieses

z. B. bei einer relativ hohen Amplitude der gleichgerichtetem Wechselspannung, so ist auch die Entladezeit für den Kondensator des Glättungsfilters relativ lang. Die bekannte Dämpfungsschaltung kann daher nicht mit Sicherheit verhindern, daß nach dem Abschalten der Wechselspannungsspeisung noch Störgeräusche von dem mit dem Verstärker immer noch verbundenen Lautsprecher abgestrahlt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dämpfungsschaltung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß die Unterbrechung der Verbindung zwischen Lautsprecher und Verstärker nach Abschalten der Wechselspannungsspeisung noch schneller erfolgt.

Bei einer Dämpfungsschaltung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Dämpfungsschaltung zeichnet sich dadurch aus, daß ihre ebenfalls aus Kondensator und Widerstand gebildete Zeitkonstantenschaltung über einen elektronischen Schalter mit der von der Gleichrichterschaitung der gesamten Schaltungsanordnung erzeugten Speisespannung so verbunden ist, daß gesteuert von der »Um-Null-Volt«-Detektorschaltung eine Aui- und/oder Entladung des Kondensators immer nur solange stattfindet, wie die Wechselspannungsspeisung an der Schaltungsanordnung anliegt. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung geschieht dieses z. B. dadurch, daß der Kondensator der Zeitkonstantenschaltung über einen Reihenwiderstand dauernd an der Speisegleichspannung liegt, während ihm die Kollektor-Emitter-Strecke eines als elektronischer Schalter wirkenden Transistors parallelgeschaltet ist, der seinerseits von der Wechselspannung so angesteuert ist, daß er bei zugeführter Wechselspannungsspeisung den Kondensator bei jeder auftretenden Halbwelle der Wechselspannung kontinuierlich entlädt. Lediglich beim Nulldurchgang der Wechselspannung ist der elektronische Schalter kurzzeitig gesperrt, wodurch sich jedoch eine nur geringe Ladespannung während dieses kurzen Zeitintervalls am Kondensator aufbauen kann, die anschließend sofort wieder entladen wird. Wird dagegen die Wechselspannungsspeisung abgeschaltet, so steigt die Ladespannung am Kondensator dann sehr schnell an, übersteigt die Schwellwertspannung der Schwellwertschaltung und betätigt damit die Relaistreiberschaltung zum öffnen des Relaisschalters.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Zeitkonstantenschaltung aus einer Parallelschaltung aus Kondensator und Widerstand gebildet, die über den elektronischen Schalter mit der Speisegleichspannung verbunden ist. Der elektronische Schalter wird über eine Transistorschaltung immer dann leitend

geschaltet, wenn eine Halbwelle der als Steuerspannung für die Transistorschaltung benutzten vollweg-gleichgerichteten Wechselspannung auftritt Damit liegt die Zeitkonstantenschaltung mit Ausnahme der kurzen Augenblicke, während denen die vollweg-gleichgerichtete Wechselspannung einen Wer: von Null hat, kontinuierlich an der Speisegleichspannung, wodurch der Kondensator der Zeitkonstantenschaltung bei zugeführter Wechselspannungsspeisung immer eine bestimmte Ladespannung führt Bleibt dagegen die Wechselspannungsspeisung aus, so wird auch der elektronische Schalter gesperrt und die Aufladung des Kondensators der Zeitkonstantenschaltung beendet Die im Kondensator in diesem Augenblick noch gespeicherte Ladespannung entlädt sich schnell über den ihm parallelgeschalteten Widerstand der Zeitkonstantenschaltung, wodurch die Ladespannung am Kondensator schnell absinkt. Beim Absinken der Ladespannung auf einen bestimmten Wert wird die Schwellwertschaltung eingeschaltet, um ihrerseits die Relaistreiberschaltung zu betätigen, wodurch dann sofort der den Verstärker mit dem Lautsprecher verbindende Relaisschalter geöffnet wird.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine Schaltung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig.2a, 2b und 2c Zeitdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Dämpfungsschaltungund

F i g. 3 eine Schaltung eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird ein Audio-Signal an einen Leistungsverstärker 1 über seinen Eingangsanschluß E gegeben, dessen Ausgangssignal an eine Gleichspannungs-Überlastungs-Detektorschaltung 3 und einen Lautsprecher 2 über einen Relaiskontakt L\ gegeben wird. Das Ausgangssignal der Schaltung 3 wird an einen Transistor Q 1 in einer Schalterschaltung 14 gegeben. Der Kollektor des Transistors Q1 ist mit einem Transistor Q 2 in einer Relaistreiberschaltung 4 verbunden, um den Transistor Q 2 zu steuern. Die Rclaistreiberschaltung 4 weist den Transistor Q 2 und Widerstände R 1 und R 2 auf. Eine Relaiswicklung L ist zwischen den Kollektor des Transistors Q 2 und eine Gleichspannungs-Speisequelle + B geschähet. Eine aus einer Serienschaltung eines Widerstandes R 3 und eines Kondensators Cl aufgebaute Verzögerungsschaltung ist mit der Basis des Transistors Q 2 verbunden und außerdem ist der Kollektor eines Transistors Q 3 in einer Schalterschaltung 6 mit der Basis des Transistors Q 2 verbunden.

Eine herkömmliche Wechselspannungs-Speisequelle 7, wie eine Speisequelle von 100 Volt und 50 oder 60 Hz, bildet eine Schleife mit einem Speiseschalter 8 unö der Primärwicklung eines Transformators 9. Herkömmliche Wechselspannungen, die in geeigneter Weise vermindert sind, stehen an den Sekundärwicklungen 9i und 92 des Transformators 9 zur Verfugung. Die Sekundärwicklung 92 ist mit einer Gleichrichter-Filterschaltung 10 verbunden, um die Gleichspannungs-Speisequelle + B zu bilden, und mit einer Gleichrichter-Filterschaltung 11, um eine Gleichspannungs-Speisequelle — flzu bilden. Andererseits ist die Sekundärwicklung 9t mit einer Schaltung 12 verbunden, die zur Erfassung der Spannung um den Null-Voh-Pegel der herkömmlichen Wechselspannung wirksam ist und außerdem als eine Entladeschaltung, die nachfolgend a!s eine »Um-Null-VoIt-Detektor- und Entladeschaltung 12« bezeichnet ist dient Diese Schaltung 12 weist Transistoren Q 4 und Q 5 und einen Widerstand R 6 iiuf. Der Kollektor des Transistors Q 4 ist mit dem heißen Anschluß eines Kondensators C2 einer Integratorschaltung 13 verbunden, die aus einer Zeitkonstantenschaltung aufgebaut ist, die einen Widerstand Rl und den Kondensator C2 aufweist Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R 7 und dem Kondensator C2 ist mit der Basis des Transistors Q 3 in der Schalterschaltung 6 verbunden.

Die Arbeitsweise der so aufgebauten Schaltung wird jetzt erläutert. Wenn der Speiseschalter 8 geschlossen ist werden die Gleichspannungen + B und — B durch die Gleichrichter-Filterschaltungen 10 und 11 jeweils erzeugt und an die verschiedenen Schaltungen gegeben. Bei Zuführung der Gleichspannung an die Relaistreiberschaltung 4 wird die Erregung der Relais-Wicklung L mit einer Zeitkonstante verzögert, die durch den Widerstand R 1, den Widerstand R 3 und den Kondensator CX in der Verzögerungsschaltung 5 bestimmt ist. Eine bestimmte Zeitdauer nach dem Schließen des Speiseschalters 8 wird der Relaiskontakt L\ geschlossen, wodurch der Lautsprecher 2 mit dem Ausgang des Verstärkers 1 verbunden wird. Wird eine Ausgangsgleichspannung oder eine Überlastung des Leistungsverstärkers 1 durch die Gleichspannungs-Überlastungs-Detektorschaltung 3 erfaßt, so schallet das so erfaßte Ausgangssignal den Transistor Q1 in der Schalterschaltung 14 leitend, wodurch der Transistor Q2 in der Relaistreiberschaltung 4 gesperrt wird. Als Folge davon wird die Relaiswicklung L aberregt, so daß das Ausgangssigp.al des Leistungsverstärkers 1 elektrisch von dem Lautsprecher 2 abgetrennt wird, wodurch der Leistungsverstärker 1 und der Lautsprecher 2 geschützt werden.

Während der Speiseschalter 8 geschlossen bleibt, wird andererseits eine Spannung, die die in Fig. 2a gezeigte Signalform hat, durch die Sekundärwicklung 9| des Transformators 9 erzeugt. 1st daher die von der Sekundärwicklung 9i erzeugte Spannung etwa 0 Volt, so sperrt die »Um-Null-Voltu-Detektor- und Entladeschaltung 12 alle Tiansistoren Q 4 bis Q 6, so daß keine Entladung bewirkt wird. Zu anderen Zeitpunkten sind der Transistor Q 4 oder die Transistoren Q 5 und Q6 entsprechend der Polarität der Spannung leitend, wodurch der Kondensator C2 entladen wird. Die am Punkt b erhaltene Signalform der Spannung ist in F i g. 2 gezeigt, wodurch der Transistor Q 3 in der Schalterschaltung 6 nicht leitend wird. Wird in F i g. 2a zu einem Zeitpunkt t1 der Speiseschalter 8 geöffnet, so werden die Transistoren Q4 bis ζ>6 in der »Um Null-Volt-Detektor- und Entladeschaltung 12« gesperrt, wodurch die am Punkt b erzeugte Spannung mit einer Zeitkonstante ansteigt, die durch den Widerstand R 7 und den Kondensator C2 bestimmt ist. Übersteigt die Spannung die Sch well wertspannung des Transistors Q 3 in der Schalterschaltung 6, so wird der Transistor Q 3 leitend, der Punkt c der Relaistreiberschaltung geerdet und die Relaiswicklung L aberregt

Die durch den Widerstand R 7 und den Kondensator C2 bestimmte Zeitkonstante in der Integrationsschaltung ist so definiert daß bei einem normalen Betrieb und geschlossenem Speiseschalter 8 der Punkt b keine höhere Spannung als die Schwellwertspannung des Transistors Q3 führt. Die Kapazität des Kondensators C2 ist daher klein und auch seine dadurch bedingte

Zeitkonstante ist klein. Die Zeitdauer vom Zeitpunkt I₁, wenn der Speiseschalter geöffnet wird, bis zum Zeitpunkt i2, wenn die Relaiswicklung L aberregt wird, liegt daher innerhalb einer Periode der Frequenz der Wechselspannung.

In F i g. 1 werden zwei Schalterschaltungen 6 und 14 benutzt, jedoch kann, wenn der Ausgang der Integrationsschaltung 13 mit dem Eingang der Schaltersciialtung 14 über eine Diode D1 verbunden ist, wie dieses durch gestrichelte Linien dargestellt ist, eine Schalterstellung 14 die gleiche Funktion ausüben wie die zwei Schalterstellungen.

In F i g. 3 ist eine Modifikation der »Um-Null-Voli«- Detektor- und Entladeschaltung 12 und der Integrationsschaitung i3 gezeigt, in diesem Fail ist der Mittenabgriff der Sekundärwicklung 9i des Transformators 9 geerdet und die an der Sekundärwicklung erzeugte Spannung wird einer Vollweggleichrichtung mit Dioden D 2 und D 3 unterworfen. Ein Schaltlransistor Ql wird leitend und gesperrt um den Null-Volt-Pegel der gleichgerichteten Spannungssignalform.

Das heißt, eine »Um-Null-Volt«-Detektorschaltung \2A zum Erfassen des Null-Volt-Pegels wird aus den Dioden Dl und D 3 und dem Transistor Ql aufgebaut und eine Ladeschaltung MB ist aus einem Transistor Q 8 gebildet. Die Ladeschaltung wird von dem Ausgangssignal der »Um-Null-Volt«-Detektorschaltung 12/4 gesteuert, so daß der Ladestrom an eine Integrationsschaltung gegeben wird, die eine Zeitkonstantenschaltung mit einem Widerstand R 8 und einem Kondensator C3 bildet. Der heiße Anschluß des Kondensators C3 ist über eine Diode DA mit der Basis der Relaistreiberschaltung 4 und damit mit der Relaisspannung des Kondensators verbunden.

Während des Betriebs erfaßt die »Um-Null-Volt«- Detektorschaltung \2A etwa den Null-Volt-Pegel der herkömmlichen Wechselspannung, die über die zwei Anschlüsse der Sekundärwicklung des Transformators 9 erzeugt wird. Wenn der Transistor Ql um den Null-Volt-Pegel gesperrt wird, so wird auch die Ladeschaltung 12ß gesperrt und während dieser Zeitdauer wird die Aufladung des Kondensators C3 der Integrationsschaltung 13 ausgesetzt, während die Ladespannung auf dem Kondensator C3 über den Widerstand Ri nach Erde entladen wird. Normalerweise wird, wenn der Speiseschalter geschlossen gehalten wird, der Kondensator C3 durch die Ladeschaltung aufgeladen, bevor die Spannung auf einen Wert abgefallen ist, der durch die Entladezeitkonstante eingestellt ist, die durch den Kondensator C3 und den Widerstand RS bestimmt ist, wodurch die Spannung über dem Kondensator CZ niemals unter den eingestellten Wert fällt. Unmittelbar, wenn der Speiseschaller geöffnet ist, erfaßt die »Um-Nui!-Volt«-Detektorschaltung \2A den Null-Volt-Pegel, um den Transistor QB in der Ladeschaltung 12dzu sperren, wodurch der Fluß des Ladestroms gesperrt wird. Danach wird, wenn die Spannung über dem Kondensator C3 niedriger als der eingestellte Wert wird, die Diode DA leitend und der Transistors ζ) 2 in der Relaistreiberschaltung 4 wird gesperrt, wodurch die Relaiswicklung Δ aberregt wird.

Wie sich aus den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ergibt, können die »Um-Null-Voltw-Detektorschaltung und die Lade- oder Entladeschaltung voneinander getrennt werden oder miteinander kombiniert werden. Außerdem kann entweder die Ladeschaltung oder die Entladeschaltung mit der Integrationsschaltung verbunden werden. Herkömmliche Schaltungen können als die »Um-Null-Volt«-Detektorschaltung benutzt werden, um die gleichen Ziele zu erreichen.

Es ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung, daß bei der Erfindung für jede Periode der herkömmlichen Spannungsfrequenz festgestellt wird, ob der Speiseschalter offen ist oder nicht, um die Relaistreiberschaltung zu steuern. Wenn daher der Speiseschalter geöffnet ist, kann die Dämpfungswirkung sehr viel schneller erreicht werden als beim Stand der Technik.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Dämpfungsschaltung für Lautsprecher mit einer Gleichrichterschaltung zum Gleichrichten einer herkömmlichen Wechselspannung zum Erzeugen einer Speisegleichspannung, einem einen Lautsprecher mit einem Verstärker verbindenden Relaisschalter, einer Relaistreiberschaltung zum Steuern des Relaisschalters, einer »Um-Null-Volt«-Detektorschaltung zum Erfassen, wenn die Wechselspannung etwa Null Volt wird, einer auf das Ausgangssignal der »Um-Nutl-Volt«-Detektorschaltung ansprechenden Zeitkonstantenschaltung und einer auf deren Ausgangssignal ansprechenden Schalterschaltung zum Steuern der Relaistreiberschaltung derart, daß der Relaisschalter geöffnet wird, wenn das Ausgangssignal der Zeitkonstantenschaltung einen bestimmten Wert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß die »Um-Null-Volt«-Detektorschaltung (12, \2A) einen die Auf- und/oder Entladung des Kondensators (C2, C3) der Zeitkonstantenschaltung (13) von der Speisegleichspannung (+ B, -B) steuernden elektronischen Schalter (Q 4, QS) aufweist, der seinerseits von der Wechselspannung angesteuert ist.

2. Dämpfungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die »Um-Null-Volt«-Detektorschaltung (12A) eine Vollweggleichrichterschakung (D 2, D 3) aufweist, die mit einer Transistorschakung (Q 7) verbunden ist.

3. Dämpfungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (QA) dem Kondensator (Cl) parallelgeschaltet ist, der über einen, mit ihm in Reihe geschalteten Widerstand (R 7) aufladbar ist.

4. Dämpfungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (QS) mit dem Kondensator (C3) in Reihe geschaltet ist, dem ein Widerstand (RS) parallelgeschaltet ist.