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Ein-/Ausblendschaltung für einen NF-Verstärker
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Die Erfindung betrifft eine Ein-/Ausblendschaltung der im Oberbegriff
des Anspruches 1 angegebenen Art für einen NF-Verstärker. Eine derartige Ein-/Ausblendschaltung
ist beispielsweise aus der Service-Information "Stereo 5500 HiFi-Kassette" Ro13,
1973, von ITT-Schaub-Lorenz bekannt. Diese bekannte Schaltung ist in Figur 1 schematisch
dargestellt.
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Zwischen einer Tonfrequenzquelle 1 und einem NF-Verstärker 2 ist eine
spannungsgesteuerte elektronische Lautstärkestellanordnung 3 angeordnet. Letztere
enthält einaiaus einem Längswiderstand 4 und der Kollektor-Emitterstrecke eines
Transistors 5 bestehenden,als Spannungsteiler ausgebildeten Lautstärkesteller. An
dem mit der Basis des Transistors 5 verbundenen Stelleingang 6 ist eine Stellspannungsschaltung
7 angeschlossen, die zur Erzeugung der Stellspannung Ust einen Kondensator 8 enthält.
Dieser Kondensator wird mittels einer Ein-/Ausblendtaste 9 wahlweise an einen Ladewiderstand
1o oder einen Entladewiderstand 11 gelegt. Zum Ausblenden wird der Kondensator 8
aufgeladen und zum Einblenden wird dieser KondensAtor entladen.
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Mit einer derartigen Schaltungsanordnung wird erreicht, daß ein Tonereignis
nicht abrupt ein- oder ausgeschaltet wird, sondern daß das Tonereignis mit einer
zunehmenden Lautstärke (einblenden) eingeschaltet oder mit einer zeitlich abnehmenden
Lautstärke (ausblenden) ausgeschaltet wird. Die Abhängigkeit der Lautstärke L am
Ausgang der Lautstärkestellanordnung 3 von der Stellspannung U Ust am Stelleingang
6 der Lautstärkestellanordnung, deren Lautstärksteller teilweise durch einen Transistor
5 gebildet ist, ist durch die nichtlineare Kurve
12 im Diagramm
der Figur 2 dargestellt, in der die Abszisse die Stellspannung Ust linear darstellt
und die Ordinate die Lautstärke L in Dezibel ebenfalls linear darstellt. Die Abnahme
der Lautstärke beim Ausblenden und die Zunahme der Lautstärke beim Einblenden soll
möglichst zeitlinear verlaufen, wie dies durch die Kurve 13 im Diagramm der Figur
3a schematisch dargestellt ist. Darin stellt der größere Zeitbereich T1 zeitlich
den Ausblendvorgang und der kleines Zeitbereich T2 den Einblendvorgang eines normalerweise
mit der Lautstärke L0 am Ausgang der Lautstärkestellanordnung 3 anliegenden Tonereignisses
dar. Für den durch die Kurve 13 in Figur 3a angegebenen Verlauf der Lautstärke L
ist ein in Figur 3b durch die Kurve 14 angegebener Verlauf der Stellspannung Ust
am Stelleingang 6 der Lautstärkestellanordnung erforderlich. Die Stellspannung Ust
am Ausgang der bekannten Stellspannungsschaltung 7 hat jedoch den für eine -.Kondensatoraufladung
typischen Verlauf, der im Diagramm der Figur 3c durch die Kurve 15 dargestellt ist.
Dieser Stellspannungsverlauf der bekannten Anordnung ruft jedoch beim Ausblenden
einen schnellen Lautstärkeabfall hervor, der durchdie gestrichelte Kurve 16 im Lautstärkediagramm
der Figur 3a dargestellt ist und der eine sehr große Ausblendzeit erfordert, damit
die Ausblendung des Tonereignisses nicht abrupt erscheint.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Ein-/Ausblendschaltung
der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art die Stellspannungsschaltung
so auszubilden, daß bei der Verwendung einer spannungsgesteuerten elektronischen
Lautstärkestellanordnung mit wenigstens einer Kollektor-Emitterstrecke als Stellwiderstand
ein wenigstens angenähert linearer Lautstärkeabfall beim Ausblenden eines Tonereignisses
und ein ebenso wenigstens angenähert linearer Anstieg der Lautstärke beim Einblenden
eines Tonereignisses entsteht und die Ausblendzeit nicht wesentlich größer als die
Einblendzeit gehalten werden muß.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden
Teil des Anspruches 1 angegebenen technischen Maßnahmen gelöst. Mit diesen Maßnahmen
wird durch verhältnismäßig einfache Mittel bereits eine gute Annäherung an den linearen
Verlauf der Lautstärke beim Ausblenden und Einblenden erreicht.
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Ausserdem ist ein gegenüber dem Stand der Technik verhältnismäßig
kleiner Kondensator zur Erzeugung der Stellspannung erforderlich.
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Mit der im Anspruch 2 angegebenen Weiterbildung der Erfindung ist
eine beliebige Anpassung der Ausgangsspannung der Stellspannungsschaltung an die
für einen linearen Lautstärkeverlauf erforderliche Stellspannung möglich.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen 3 bis 5 angegeben.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger vorteilhafter Ausführungsbeispiele
näher erläutert. In der Zeichnung zeigen Figur 1 eine bekannte Ein-/Ausblendschaltung
in einem Tonsignalweg Figur 2 ein Diagramm mit dem von einer Stellspannung Ust abhängigen
Verlauf der Lautstärke eines Tonsignals am Ausgang der bekannten, in Figur 1 dargestellten
Ein-/Ausblendschaltung, Figur 3a ein Diagramm mit dem erwünschten linearen Verlauf
der Lautstärkeabnahme und -zunahme beim Aus- und Einblenden eines Tonsignals, Figur
3b ein Diagramm mit dem zum Lautstärkeverlauf der Figur 1 gehörenden Verlauf der
Stellspannung,
Figur 3c ein Diagramm mit dem in der in Figur 1 dagestellten
bekannten Schaltung erzeugten Verlauf der Stellspannung, Figur 4 ein Ausführungsbeispiel
einer Ein-/Ausblendschaltung nach der Erfindung in einer schematischen Darstellung,
Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ein-/ Ausblendschaltung mit zeitabhängigen
Schwellwertschaltern zur Umschaltung der Integrationszeitkonstanten im Integrationszweig,
Figur 6 ein Diagramm mit einem an den Verlauf der für einen linearen Lautstärkeabfall
erforderlichen, im Diagramm der Figur 3h dargestellten Stellspannungsverlauf angenäherten
Verlauf der Stellspannung einer Schaltungsanordnung nach Figur 5, Figur 7 ein weiteres
Ausführungsbeispiel einer Ein-/ Ausblendschaltung mit einem spannungsabhängigen
Schwellwertschalter und einer Trennstufe in einer ausführlicheren Schaltungsdarstellung.
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Im in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Ein-/ Ausblendschaltung
nach der Erfindung, in der mit der bekannten, in Figur 1 dargestellten Schaltung
übereinstimmende Schaltungselemente und -anordnungen mit dem gleichen Bezugszeichen
bezeichnet sind, ist zwischen einerTonfrequenzquelle 1 und einem NF-Verstärker 2
ebenfalls eine Lautstärkestellanordnung 3 mit einem Längswiderstand 4 und der Kollektor-Emitterstrecke
eines Transistors 5 als spannungsgesteuerter Stellwiderstand eines Lautstärkestellers
angeordnet. Die an den Stelleingang 6 der Lautstärkestellanordnung angeschlossene
Stellspannungsschaltung 17 enthält einen Gleichspannungsverstärker 18, zwischen
dessen Ausgang 19 und Eingang 20 ein Integrationszweig in der Gestalt
eines
Kondensators 21 geschaltet ist. Der Eingang 20 des Gleichspannungsverstärkers 18
ist normalerweise über die Ein-/Ausblendtaste 9 mit dem Bezugspol der Schaltung
verbunden, so daß die Stellspannung Ust etwa gleich Null ist und die Lautstärkestellanordnung
die sie durchfließenden Tonsignale höchstens geringfügig dämpft. Zum Ausblenden
eines Tonereignisses wird der Eingang 20 des Gleichspannungsverstärkers 18 über
die Ein-/Ausblendtaste und einen Widerstand 22 an eine Gleichspannungsquelle 23
angeschlossen.
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Die Stellspannung Ust am Ausgang 19 des Gleichspannungsverstärkers
steigt entsprechend einer Zeitkonstante linear an, die aus dem Kondensator 21 und
dem am Eingang 20 des Gleichspannungsverstärkers wirkenden Eingangswiderstand gebildet
ist. Der lineare Verlauf dieser Stellspannung Ust ist im Diagramm der Figur 3b durch
die strichpunktierte Kurve 24 für das Ausblenden und 24' für das Einblenden dargestellt.
Der zugehörige Lautstärkeverlauf ist in dem Diagramm der Figur 3a durch die strichpunktierten
Kurven 25 bzw. 25' dargestellt, deren Abweichung vom linearen Verlauf der Lautstärkeabnahme
bzw. Lautstärkezunahme kaum hörbar ist.
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Das in Figur 5 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Ein-/Ausblendschaltung unterscheidet sich von dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
nur durch die Ausbildung des zwischen dem Ausgang 19 und dem Eingang 20 des Gleichspannungsverstärkers
18 angeordneten Integrationszweiges 26 der Stellspannungsschaltung 27. Deshalb sind
einander entsprechende Schaltungsteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Zwischen dem Ausgang 19 und dem Eingang 20 des Gleichspannungsverstärkers 18 ist
eine Serienschaltung von drei Kondensatoren 28, 29 und 30 angeordnet, von denen
der Kondensator 28 die größte und der Kondensator 3o die kleinste Kapazität aufweisen.
Beidseitig der kleineren Kondensatoren 29 und 30 ist je ein Anschluß 31 bis 33 vorhanden,
an denen jedem dieser Kondensatoren die Schaltstrecke je eines zeitab-
hängig
gesteuerten Schwellwertschalters 34 und 35 parallelgeschaltet ist. Diese Schwellwertschalter
schließen im normalen Betriebsfall die Kondensatoren 29 und 30 kurz. Mit dem Umschalten
der Ein-/Ausblendtaste 9 in die Ausblendstellung wird gleichzeitig durch die Taste
9 eine Zeitlaufschaltung 36 in Gang gesetzt, was durch die Wirklinie 37 in der Zeichnung
angedeutet wird. Für die Erzeugung der Stellspannung Ust am Ausgang der Stellspannungsschaltung
27 ist zunächst nur der Kondensator 28 mit dem größten Kapazitätswert wirksam.
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Die Stellspannung steigt zunächst mit einer großen Zeitkonstante verhältnismäßig
flach linear an, wie dies im Diagramm der Figur 6 durch den geraden Kurvenabschnitt
38 angedeutet ist. In diesem Programm ist die Abszisse die Zeitachse und die Ordinate
die Spannungsachse für die Stellspannung. Die Kurve 39 stellt darin den Verlauf
der Stellspannung dar, für den am Ausgang der Lautstärkestellanordnung 3 ein linearer
Abfall der Lautstärke L erreicht wird. Nach einer Laufzeit t1 erreicht die Stellspannung
diese Kurve 39. In diesem Zeitpunkt t1 unterbricht die Zeitlaufschaltung 36 die
Schaltstrecke im ersten Schwellwertschalter 34, so daß nunmehr der Kondensator 29
zum Kondensator 28 in Serie parallel liegt.
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Dadurch entsteht eine kleinere Zeitkonstante und ein steilerer Anstieg
der Stellspannung, deren weiterer Verlauf im Diagramm der Figur 6 durch den Kurvenabschnitt
40 dargestellt ist.
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Die Zeitlaufschaltung 36 ist so eingestellt, daß im Zeitpunkt t2,
in dem die Stellspannung wiederum die Kurve 39 trifft, von der Zeitlaufschaltung
die Schaltstrecke des zweiten Schwellwertschalters 35 unterbrochen wird und dadurch
der Kondensator 30 mit dem kleinsten Kapazitätswert in Reihe zu den anderen Kondensatoren
28 und 29 liegt. Dadurch wird die Zeitkonstante der Stellspannungsschaltung 27 noch
kleiner und der Verlauf der Stellspannung steigt noch steiler an, wie im Diagramm
der Figur 6 am Kurvenabschnitt 41 zu erkennen ist.
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Die linearen Kurvenabschnitte 38, 40 und 41 des Verlaufes der Stellspannung
Ust bilden den für eine zeitlineare Lautstärke-
absenkung erforderlichen
Verlauf 39 der Stellspannung derart eng nach, daß die tatsächliche zugehörige Lautstärkeabnahme
praktisch zeitlinear ist.
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Bei dem in Figur 7 mehr im Detail dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiel
ist ebenfalls zwischen einer Tonfrequenzquelle 1 und einem NF-Verstärker 2 eine
Lautstärkestellanordnung 3 mit einem Längswiderstand und der als Querwiderstand
ausgebildeten Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors 5 angeordnet. Die Stellspannungsschaltung
42 dieser Ein-/Ausblendschaltung enthält einen Transistor 43 mit einem Kollektorwiderstand
44 als Gleichspannungsverstärker, der über einen Widerstand 45 an eine Gleichspannungsquelle
46 angeschlossen ist. Zwischen dem Ausgang 19 des Gleichspannungsverstärkers 43/44
und dessen Eingang 20 ist die Reihenschaltung zweier Kondensader toren 47 und 48
angeordnet. Dem Kondensator 48 mit kleineren Kapazität liegt die Schaltstrecke eines
spannungsgesteuerten Schwellwertschalters 49 prallel. Der Schwellwertschalter 49
enthält einen Schalttransistor 50, dessen Kollektor-Emitter-Strecke die Schaltstrecke
des Schwellwertschalters ist und dessen Basis an einen Spannungsteiler 51 der gleichen
Spannungsquelle 46 angeschlossen ist. Zwischen den Ein-/Ausblendschalter 9 der Ein-/Ausblendschaltung
und den Auslöseeingang 52 der Stellspannungsschaltung 42 ist eine Trennstufe 53
mit einem Transistor 54 in Kollektorschaltung geschaltet. Der Eingang der Trennstufe
ist über einen Widerstand 55 mit der Gleichspannungsquelle 46 verbunden. Mit der
Trennstufe werden undefinierte Schaltzustände während des Schaltens der Ein-/Ausblendtaste
9 vom Auslöseeingang 52 der Stellspannungsschaltung 42 ferngehalten und außerdem
definierte Schaltspannungen am Auslöseeingang der Stellspannungsschaltung gewährleistet.
Außerdem ist für die Ein-/Ausblendtaste nur ein einfacher Arbeitskontakt erforderlich.
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Im normalen Betriebszustand - bei geöffneter Ein-/Ausblendtaste -
sind die Transistoren 54 und 43 stromleitend, so daß
am Ausgang
19 des Gleichspannungsverstärkers 43 bzw. am Stelleingang 66 der Lautstärkestellanordnung
3 nur eine kleine, die Lautstärke des Tonsignales höchstens geringfügig dämpfende
Stellspannung U st anliegt. Beim Schließen der Ein-/Ausblendtaste 9 zum Ausblendvorgang
wird der Transistor 54 der Trennstufe 53 gesperrt, so daß der Eingang 20 des Gleichspannungsverstärkers
43/44 mit dem Bezugspotential der Gleichspannungsquelle 46 verbunden ist. Der Kondensator
47 mit dem größeren Kapazitätswert lädt sich unter der Wirkung des Gleichspannungsverstärkers
43/44 so auf, daß die Stellspannung an seinem Ausgang 19 linear ansteigt. Erreicht
die Spannung am Anschluß 56 zwischen den beiden Kondensatoren 47 und 48 den am Abgriff
des Spannungsteilers 51 des Schwellwertschalters 49 eingestellten Spannungswert
abzüglich der Basis-Emitterspannung der beiden Transistoren 43 und 50, der fertmäßig
auf der im Diagramm der Figur 6 dargestellten Kurve 39 der Stellspannung für einen
linearen Lautstärkeabfall liegt, wird der Transistor 50 des Schwellwertschalters
in den nichtleitenden Zustand gesteuert und dadurch der Kondensator 48 mit dem kleineren
Kapazitätswert in Reihe zum Kondensator 47 geschaltet. Die Stellspannung am Ausgang
19 des Gleichspannungsverstärkers 43/44 steigt nunmehr mit einer wesentlich größeren
Steigung linear an, bis sie die Kurve 39 des idealen Verlaufes der Stellspannung
etwas unterhalb der Spannung der Gleichspannungsquelle 46 trifft. Die von der Tonfrequenzquelle
1 erzeugten Tonereignisse bleiben so lange ausgeblendet, so lange die Ein-/Ausblendtaste
9 gedrückt bzw. beschlossen ist.
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Beim öffnen der Ein-/Ausblendtaste 9 gelangt der Transistor 54 der
Trennstufe 53 wieder in den stromleitenden Zustand und damit auch der Transistor
43 des Gleichspannungsverstärkers 43/44. Die Kondensatoren 48 und 47 entladen sich
linear in einer der Aufladung entsprechenden umgekehrten Weise. Der Verlauf der
Stellspannung Ust am Stelleingang 6 der Lautstärkestellanordnung 3 ist bei dieser
Schaltungsanordnung derart
an den idealen, im Diagramm der Figur
6 durch die Kurve 39 dargestellten Spannungsverlauf angepaßt, daß die Lautstärke
gehörmäßig zeitlinear abgesenkt bzw. angehoben wird.