DE2917100C2 - Ein-/Ausblendschaltung für einen NF-Verstärker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ein*/Ausblendschaltung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art fOr einen NF-Verstärker. Eine derartige Ein-/Ausblendschaltung ist beispielsweise aus der Service-Information »Stereo 5500 HiFi-Kassette« Ro 13, 1973, von ITT-Schaub-Lorenz bekannt Diese bekannte Schaltung ist in F i g. 1 schematisch dargestellt Zwischen einer Tonfrequenzquelle 1 und einem NF-Verstärker 2 ist eine spannungsgesteuerte elektronische Lautstärkestellanordnung 3 angeordnet Letztere enthält einen aus einem Längswidefständ 4 und der Köllektof-Emitierstrecke eines Transistors S 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 U„ einen Kondensator 8 enthält. Dieser Kondensator wird mittels einer Ein-/ Ausblendtaste 9 wahlweise an einen Ladewiderstand 10 oder einen Entladewiderstand U gelegt. Zum Ausblenden wird der Kondensator 8 aufgeladen und zum

Einblenden wird dieser Kondensator entladen.

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 Lautstärkesteüanordnung 3 von der Stellspannmig U₁, am Stelleingan,: 6 der

ίο Lautstärkestellanordnung, deren Lautstärkesteller teilweise durch einen Transistor 5 gebildet ist, ist durch die nichtlineare Kurve 12 im Diagramm der Fig.2 dargestellt, in der die Abszisse die Steilspannung U_s, 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 Fig.3a schematisch dargestellt ist. Darin stellt der größere Zeitbereich Ti zeitlich den Ausblendvorgang eines normalerweise mit der Lautstärke L₀ am Ausgang der Lautstärkestellanordnung 3 anliegenden Tonereignisses dar. Für den durch die Kurve 13 in Fig.3a angegebenen Verlauf der Lautstärke L ist ein in F i g. 3b durch die Kurve 14 angegebener Verlauf der Stellspannung U_n am Stelleingang 6 der Lautstärkestellanordnung erforderlich, ßie Stellspannung U_s, am Ausgang der bekannten Stellspannungsschaltung 7 hat jedoch den für eine Kondensatoraufladung typischen Verlauf, der im Diagramm der Fig.3c durch die Kurve 15 dargestellt ist Dieser Stellspannungsverlauf der bekannten Anordnung raft jedoch beim Ausblenden einen schnellen Lautstärkeabfall hervor, der durch die gestrichelte Kurve 16 im Lautstärkediagramm der Fig.3a dargestellt ist und der eine sehr große Ausblendzeit erfordert, damit die Ausblendung des Tonereignisses nicht abrupt erscheint

Es sind auch Verstärker bekannt, die einen Regeleingang aufweisen und an deren Regcleingang durch ein Verändern des Verstärkungsgrades des Tonverstärkers die Lautstärke des übertragenen Tonsignals verändert werden kann. So wird bei einem aus der DE-AS 27 03 249 bekannten Verstärker die Lautstärke in Abhängigkeit von dem Pegel der Umgebungsgeräusche dadurch gesteuert, daß aus dem Geräuschpegel eine Regelspannung gebildet wird, die an den Regeleingang des Verstärkers gelangt. Aus dem Geräuschpegel wird bei der bekannten Schaltung eine diesem proportionale gleichgerichtete Tcnspannung gebildet, die eine von

so zwei Konstantstromquellen solange einschaltet, bis die Spannung eines von ihnen aufgeladenen oder entladenen Kondensators den Wert der gleichgerichteten Tonspannung erreicht Die an dem Kondensator entstehende, linear anteigende oder linear abfallende Spannung gelangt als Regelspannung an den Regeleingang des Tonverstärkers. Bei der bekannten Schaltung handelt es sich nicht um Ein-/Ausblendvorgänge, bei denen bestimmte ohrphysiologische Gesetze zu beachten sind, sondern um eine Regelschaltung, die an

μ bestimmte Umgebungseinflüsse angepaßt werden muß. 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 spannungs gesteuerten 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.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im s 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 \n Außerdem ist ein gegenüber dem Stand der Technik verhältnismäßig kleiner Kondensator zur Erzeugung der Stellspannung erforderlich.

Integratorschaltungen der im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Art sind an sich bekannt ι ϊ (beispielsweise aus U.Tietze, Ch. Schenk »Halbleiter-Schaltungstechnik« Z Auflage, Springer-Verlag Berlin 1971, Seite 225 und 226). Sie sind jedoch bisher nicht als Stellspannungsschaltung für eine Ein-/Ausblendschaltung der eingangs angegebenen Art verwendet worden.

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.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 5 angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger vorteilhafter Ausführungsbeispiele näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine bekannte Ein-/Ausblendschaltung in einem Tonsignalweg,

F i g. 2 ein Diagramm mit dem von einer Stellspannung U_st abhängigen Verlauf der Lautstärke eines Tonsignals am Ausgang der bekannten, in F i g. 1 dargestellten Ein-/Ausblendschaltung,

F i g. 3a ein Diagramm mit dem erwünschten linearen Verlauf der Lautstärkeabnahme und -zunähme beim Aus- und Einblenden eines Tonsignals,

F i g. 3b ein Diagramm mit dem zum Lautstärkeverlauf der Fig. 1 gehörenden Verlauf der Stellspannung,

F i g. 3c ein Diagramm mit dem in der in F i g. 1 dargestellten bekannten Schaltung erzeugten Verlauf der Stellspannung,

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel eirer EinVAusblendschaltung nach der Erfindung in einer schematischen Darstellung,

Fig,5 ein weiteres Ausfühfungsbeispiel einer Ein-/ Ausblendschaltung mit reitabhängigen Schwellwerk schaltern zur Umschaltung der Integrationszeitkonstanten im Integrrationszweig,

F i g. 6 ein Diagramm mit einem an den Verlauf der für einen linearen Lautstärkeabfall erforderlichen, im Diagramm der F i g. 3b dargestellten Stetlspannungsverlauf angenäherten Verlauf der Stellspannung einer Schaltungsanordnung nach F i g. 5,

F i g. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ein-/ Ausblendschaltung mit einem spannungsabhängigen Schwellwertschalter und einer Trennstufe in einer ausführlicheren Sehaltungsdarstellung.

Eine bekannte, in F i g. 1 dargestellte Ein-/Ausblendschaltung für einen NF-Verstärker und die in Fig.2 dargestellte nichtlineare Lautstärkekennlinie 12 der spannungsgesteuerten elektronischen Lautstärkestellan-Ordnung 3 dieser Eiii'/Ausblendschaltung sind bereits eingangs beschrieben worden. Außerdem wurden anläßlich dieser Beschreibung bereits die Kurven 13,14, 15 und 16 der F i g, 3a, 3b und 3c erläutert.

In dem in Fig,4 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Ein-ZAusblendschaltung nach der Erfindung, in der mit der bekannten, in Fig, I dargestellten Schaltung übereinstimmende Schaltungselemente und -anordnungen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, ist zwischen einer Tonfrequenzquelle 1 und einem NF-Verstärker 2 ebenfalls eine Lautstärkestellanordnung 3 angeordnet, die auch einen Längswiderstand 4 und eine Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors 5 als spannungsgesteuerten Stellwiderstand des Lautstärekstellers der Lautstärkestellanordnung enthält Die an den Stelleingang 6 der Lautstärkestellanordnung angeschlossene Stellspannungsschaltung 17 enthält einen Gleichspannungsverstärker 18, zwischen dessen Ausgang 19 und Eingang 20 ein Iniegrationszweig 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 U_a etwa gleich >«ill 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 u:id einen Widerstand 22 an eine Gleichspannungsquelle 23 angeschlossen. Die Stellspannung {/« 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 U₅, ist im Diagramm der F i g. 3b durch die strichpunktierte Kurve 24 für das Ausblenden und 24' für das Einblenden dargestellt. Der zugehörige Lautstärkeverlauf ist in dem Diagramm der Fig.3a durch die strichpunktierten Kurven 25 bzw. 25' dargestellt, deren Abweichung vom linearen Verlauf der Lautstärkeabnahme bzw. Lautstärkezunahme kaum hörbar ist.

Das in F i g. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ein-/Ausblendschaltung unterscheidet sich von dem in F i g. 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 gröDte und der Kondensator 30 die kleinote 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 zeitabhängig gesteuerten Schwellwertschalter 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 Ausblend· stellung 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 U_s, am Ausgang der Stellspannungsschaltung 27 ist zunächst nur der Kondensator 28 mit dem größten Kapazitätswert wirksam. Die Stellspannung steigt zunächst mit einer

großen Zeitkonstante verhältnismäßig flach linear an, wie dies im Diagramm der Fig. 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 t\ erreicht die Stellspannung diese Kurve 39. In diesem Zeitpunkt t\ unterbricht die Zeitlaufschaltung 36 die Schaltstrecke im ersten Schwellwertschalter 34. so daß nunmehr der Kondensator 29 /um Kondensator 28 in Serie parallel liegt. Dadurch entsteht eine kleinere Zeitkonstante und ein steilerer Anstieg der Stellspannung, deren weiterer Verlauf im Diagramm der F i g. 6 durch den Kurvenabschnitt 40 dargestellt ist. Die Zeitlaufschaltung 36 ist so eingestellt, daß im Zeitpunkt ti. 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 mil 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 Fig. 6 am Kurvenabschnitt 41 zu erkennen ist. Die linearen Kurvenabschnitte 38, 40 und 41 des Verlaufes der Stellspannung i/„ bilden den für eine zeitlineare Lautstärkeabsenkung erforderlichen Verlauf 39 der Stellspannung derart eng nach, daß die tatsächliche zugehörige Lautstärkeabnahme praktisch zeitlinear ist.

Bei dem in F i g. 7 mehr im Detail dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist ebenfalls zwischen einer Tonfrequenzquelle 1 und einem NF-Verstärker 2 eine Lautstärkestellanordnung 3 mit einem Längswiderstand 4 und der ah Querwiderstand ausgebildeten Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors 5 angeordnet. Die Stellspannungsschaltung 42 dieser Ein/Aus· blendschaltung 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 Kondensatoren 47 und 48 angeordnet. Dem Kondensator 48 mit der kleineren Kapazität liegt die Schaltstrecke eines spannungsgesteuerten Schwellwertschalters 49 parallel. Der Schwellwertschalter 49 enthält einen Schalttransistor 50, dessen Kollektor-Emitter-Strecke die Schaltstrecke des Schwellwertschalter ist und dessen Basis an einen Spannungsteiler51 dergleichen Spannungsquelle 46 angeschlossen ist. Zwischen den Ein-/Ausblendschalter 9 der Ein-/Ausblendschaltung und den Auslöseeingang 52 der Stellspannungsschaltung 42 ist eine s 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 Stellspan-• nungssdiallung 42 ferngehalten und außerdem definierte Schallspannungen am Auslöseeingang der Stellspannungsschaltung gewährleistet. Außerdem ist für die Ein-ZAusblendtaste nur ein einfacher Arbeitskontakt erforderlich.

Im normalen Betriebszustand — bei geöffneter Ein-/Ausblendtaste — sind die Transistoren 54 und 43 stromleitend, so daß am Ausgang 19 des Gleichspannungsverstarkcrs 43 bzw. am Stclleingang 66 der Lautslärkestellanordnung 3 nur eine kleine, die Lautstärke des Tonsignales höchstens geringfügig dämpfende Stellspannung /',, anliegt. Beim Schließen der F.in/Ausblendtasie 9 zum Ausblendvorgang wird der Transistor 54 der Trennstufe 53 gesperrt, so daß der Eingang 20 des Gleichspannungsverstärkers 43/44 mit dem isezugspotentiai der Gieichspanrungsqueüe 4b 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, (!rreicht 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-Emitterspanfiung der beiden Transistoren 43 und 50, der wertmäßig auf der im Diagramm der F i g. 6 dargestellten Kurve 39 der Stellspannung für einen linearen Lautstärkeabfall liegt, wird der bisher in leitendem Zustand gehaltene und so den Kondensator 48 kurzschließende 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 I erzeugten Tonereignisse bleiben so lange ausgeblendet, so lange die Ein-/Ausblendtaste 9 gedruckt bzw. geschlossen ist. 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 ungekehrten Weise. Der Verlauf der Stellspannung U_s, am Stelleingang 6 der Lautstärkestellanordnung 3 ist bei dieser Schaltungsanordnung derart an den idealen, im Diagramm der Fig.6 durch die Kurve 39 dargestellten Spannungsverlauf angepaßt, daß die Lautstärke gehörmäßig zeitlmear abgesenkt bzw. angehoben wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ein-/Ausblendschaltung für einen NF-Verstärker, die eine spannungsgesteuerte elektronische Lautstärkestellanordnung mit wenigstens einer steuerbaren Halbleiterstrecke und eine an den Stelleingang der Lautstärkestellanordnung angeschlossene, durch eine EinVAusblendtaste umschaltbare Stellspannungsschaltung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellspannungsschaltung (7,17,27,42) eine Integratorschaltung ist, die im wesentlichen einen Gleichspannungsverstärker (18, 43/44) und einen zwischen dem Ausgang (19) und dem Eingang (20) des Verstärkers angeordneten, den Verstärker gegenkoppelnden Integrationszweig (21, 26) mit wenigstens einem Kondensator (21) enthält

2. Ein-/Ausblendschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrationszweig (26) wenigstens zwei Kondensatoren (28,29,30,47, 48) enthält, <Jaß die Anordnung dieser Kondensatoren Anschlüsse (31, 32, 33, 56) enthält, an die wenigstens ein spannungs- oder zeitabhängiger Schwellwertschalter (34, 35, 49) zur Umschaltung der wirksamen Zeitkonstante des Integrationszweiges angeschlossen ist und daß die erste eingeschaltete Zeitkonstante die größte ist und jede weitere eingeschaltete Zeitkonstante kleiner als die zuvor eingeschaltete Zeitkonstante ist

3. Ein-/Ausblendschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (49) die Kollektor-Emitterstrecke eines Schalttransistors (50) als Schaltstrecke entfcllt

4. Ein-/AusblendschaL'ung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daA der Integrationszweig (26) eine Reihenschaltung mehrerer Kondensatoren (28,29,30) enthält, von denen dem zweiten Kondensator (29) und den folgenden Kondensatoren (30) je ein Schalter (34,35) parallelgeschaltet ist

5. Ein-/Ausblendschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ein-/Ausblendtaste (9) und dem Auslöseeingang (52) der Stellspannungsschaltung (42) eine Trennstufe (53) angeordnet ist