DE2944832A1

DE2944832A1 - Elektronischer verstaerker

Info

Publication number: DE2944832A1
Application number: DE19792944832
Authority: DE
Inventors: Randall C Smith
Original assignee: Mesa Engineering Inc
Current assignee: Mesa Engineering Inc
Priority date: 1978-11-13
Filing date: 1979-11-06
Publication date: 1980-05-29
Also published as: JPS5571308A; GB2035741B; CA1121735A; DE2944832C2; US4211893A; GB2035741A

Description

ickenstr 15 0-8000 München 2 D-6450 Hanau t

29U332 Patentanwälte Dipl.-Ing. Joachim Strasse München »*

Pmtnaional Raorasantatives D-8000

ssSÄ. Dr. Hans-Herbert Stoffregen Hanau iL'ÄSf"

2. November 1979 11 922

Mesa Engineering, Inc.
Lagunitas, Kalifornien, V.St.A.

Elektronischer Verstärker

Die Erfindung betr ifft elektronische Verstärkersysteme für Musikinstrumente, mit welchen ebenfalls eine Spezialschal tung zur Steigerung des Klanges eines Soloinstrumentes verfügbar gemacht wird.

Es sind elektronische Verstärkerschaltungen, welche spezifisch für die Verstärkung von Musikinstrumenten ausgelegt sind, wohlbekannt und in Gebrauch. Weiterhin kann eine solche Schaltung einschaltbare Vorrichtungen zur Modifizierung oder Verstärkung des Klanges eines Musikinstrumentes aufweisen, wofür Vibration und Nachhall als Beispiele zu nennen sind. Eine Art der Modifizierung und Verzerrung der Klangqualität von Musikinstrumenten erzeugten Hörfrequenzsignalen ist das Übersteuern einer elektronischen Ent I adunqsvorrichtunq einer der Stufen eines Verstärkers, um eine nichtlineare Ausgangsgröße zu erhalten. Eine solche Anordnung ist dem US Patent 2.315.248 (DeRosa) zu entnehmen. Eine andere Technik ist durch die US-PS 3.973.461 gegeben. Dort wird ein Kathodenverstärker als Verzerrungsstufe verwendet, an welchen die Hörfrequenzsignale angelegt werden.

Die als Kathodenverstärker verwendete Röhre wird so vorgespannt, daß sie bei normalen Signalhöhen linear (verzerrungsfrei) arbeitet, jedoch zur Lieferung einer Verzerrung an ihrem Ausgang ausreichend stark ausgesteuert wird, indem der Signalpegel an ihrem Eingang erhöht und an ihrem Ausgang verringert wird, um einen vorbestimmten Ausgangspegel aufrechtzuerhalten. Die am Eingang des Verzerrungsverstärkers angelegten Signale werden dem Ausgang ebenfalls einstellbar hinzugefügt. Wenn

jedoch nur reine, unverzerrte Signale oder nur die verzerrten

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Signale zum Auftreten am Ausgang ausgewählt und die anderen Signale herausgeschnitten werden, verändert sich demgemäß der Signalpegel am Ausgang und muß bei jeder Auswahl eingestellt werden, damit ein gegebener Ausgangspegel aufrecht erhalten w ird.

In der vorliegenden erf indubgsgemäßen Verstärkerschaltung kann eine Mehrfachsteueranordnungferngeschaltet werden, welche mit ihren eingestellten Eingangs und Ausgangspegel-Steuerungen eine weit verbesserte Führungsinstrumentklangtönung mit Halte und Verzerrungscharakteristiken, welche momentan im Pop- und Bluesmusik-Milieu Teil des Ausdrucks der Führungsinstrumente sind, ergeben und welche seither nur teilweise und nur durch Überschreiten der vorgegebenen Leistungsparameter der Ausgangsstufe bei herkömmlichen Verstärkern erreicht werden konnte.

Ein zweipoliges Umschaltrelais (DPDT) kann entweder von einem Schalter an der Vorderseite des Verstärkers oder einem ferngesteuerten Druckknopf betätigt werden, um entweder die herkömmliche Verstärkung zu wählen oder die Führungsaussteuerungsschaltung einzuschalten. Auf den Eingangsvorverstärker und die

Tonsteuerungsschaltung und eine Lautstärken-Steuerungs-Signalabgabe von einer Kathodenverstärkerstufe mit niedriger Impedanz folgt ein Relais, das so ausgewählt ist, daß es für herkömmliche Verstärkungszwecke eine Vorverstärkungs-Ausgangspegel-Steuerung an die Leistungsverstärker-Aussteuerungsstufe koppelt. Bei der anderen Betriebsart für das Führungsinstrument (bei betätigtem Relais) wird stattdessen ein Signal von der Niedrigimpedanzquelle durch einen separaten Führungsaussteuerungs-Regler in eine zusätzliche Hochleistungsverstärkerstufe gekoppelt. Der Ausgangspegel dieser Stufe wird durch einen Endregler oder Führungs-Master geregelt. Die gesamte Verstärkungsleistung in der Betriebsart kann bis zum 50-fachen oder mehr des Verstärkungsfaktors von herkömmlichen Schaltungen betragen. Dies führt zu einer massiven Sättigung der Führungsaussteuerung und/oder der nachfolgen-

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den Stufen, um ein zusammengesetztes Signal zu erzeugen, dessen halber Inhalt oder mehr aus Verzerrungsprodukten bestehen kann (das meiste davon aus den geradzahligen Oberschwingungen, zusammen mit einem wesentlichen Anteil von ungradzah I igen Oberschwingungen. Mit der zusätzlichen Leistung kann die Saitenvibration am Instrument (elektrische Gitarre) bis zu 90 % oder mehr schwinden, ohne den Ton des von der Schaltung erzeugten Volumens wesentlich zu verändern (der sich daraus ergebende musikalische Ton klingt weniger wie eine gezupfte Saite als eine gestrichene Saite). Der Führungsaussteuerungs-Regler stellt das Maß der Verzerrung und des Haltens ein, der Führungs-Master mindert den Ausgangspegel so, daß die Spiel lautstarke bei der Führungsbetriebsart von der Spiel lautstarke in der herkömmlichen, rhythmischen Betriebsart getrennt einstellbar ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltungsbild einer Grundausführung der Erfindung,

Fig. 2 ein schematisches Schaltungsbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit Hochspannungs-Feld-Effekt-Transistoren in den ersten beiden Stufen,

Fig. 3 eine Schaltung entsprechend Fig. 2 mit der Ausnahme, daß die direktgekoppelte Kathodenverstärkerstufe VA weggelassen worden ist,

Fig. A eine Schaltung mit einer abgeänderten Anordnung der Schaltelemente, wodurch dem 'Verstärker ein Nachhall beigemischt werden kann, und

Fig. 5 eine Schaltung mit einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung, nämlich der Stromzuführungsschaltung für das Relais mit

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lokalen und ferngesteuerten Schaltvorrichtungen und einer Zustandsanzeige für die momentan eingeschaltete Betriebsart des Verstärkers.

Die verbesserte, auf zwei Betriebsarten zu betreibende Musikinstrument-Verstärkerschaltung wird in den Zeichnungen unter Verwendung von Trioden, welche mit VI, V2, V3, V4 und V5 bezeichnet sind, für die verschiedenen Stufen des Verstärkers dargestellt. Es ist jedoch selbstverständlich, daß jede Mshr-

elementen-Vakuumröhre oder jeder Halbleiter für diesen Zweck Verwendung finden kann.

In Fig. 1 wird die Eingangsschaltung durch einen Leiter 1, der zu einem Gitter 11 von VI führt, dargestellt. Ein Gitterzuleitungswiderstand 7 ist mit zu einer allgemeinen Leitung 99 verbunden, die über Masse 100 geerdet ist. Die Verstärkerstufe VI ist in herkömmlicher Weise mit einem Kathodenvorspannungswiderstand 8 und einem Überbrückungskondensator 9 zwischen einer Kathode 10 und der Leitung 99 angeordnet. Die Anode 12 von VI ist mit einer B+-Gleichstrom-Hochspannungsquel Ie 92 durch Lastwiderstände 13 verbunden. Das verstärkte Ausgangssignal von VI wird über eine Leitung 70 einer Klangregelungsschaltung mit Elementen 14 bis 23 und einem Element 68 zugeführt. Ein

Hochtonregler 16 ist in T-Form ausgebildet. Die Hochton-RC-Schaltung besteht aus einem Potentiometer 16 und einem Kondensator 14. Eine Hochtonregler-Mittelpunktsfrequenz-Verschiebung kann

mittels eines Schalters 68 (genannt Hochtonverschiebung) erreicht werden, welcher eine Kapazität 15 der RC-Schaltung zuschaltet. Ein Potentiometer 19 dient der Basis-Tonsteuerung und arbeitet in Verbindung mit einem Kondensator 18. Ein Potentiometer 21 dient der Mittelfrequenztonsteuerung, dessen RC-Glied einen Kondensator 20 enthält. Ein Widerstand 17 wird zur Erlangung eines

Abgleichs in den Ausgängen der Basis- und Mittel-RC-Schaltern in Bezug auf den Ausgang des Hochton-RC-Netzes verwendet. Ein

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zweipoliger Umschalter (SPST) 22 unterbricht die Tonreglerschaltung, wenn er offen ist, und da dies einen wesentlichen, durch die Tonreglerschaltung verursachten Leistungsverlust vermeidet, wird der Schalter 22 "Leistungsverstärker" (gain boost) genannt. Ein Widerstand 23 leitet das Signal zu einen Potentiometer 24, welches als Lautstärke( "VoI urne" )-1-Steuerung bekannt ist. Der Widerstand 23 verhindert eine Belastung der Tonreglerschaltung, wenn "Volume'M (24) niedrig eingestellt ist. Der Helligkeits-

Schalter 26 betätigt einen Kondensator 25, um eine Hochtonfrequenzabschwächung bei niedrigen Einstellungen von "Volume" 1 (24) auszugleichen. V2 ist eine weitere herkömmliche Verstärkerstufe· Das Gitter 27 empfängt ein Signal von dem Regler 24 (und möglicherweise vom Helligkeitsregler) über einen Leiter 71. Die Kathode 30 von V2 ist über einen Widerstand 28 vorgespannt, durch ein Kondensator 29 parallel geschaltet ist. Die Anode 31 von V2 wird von der B+-Zuführung über einen Lastwiderstand 32 gespeist. Ein Sperrkondensator 33 koppelt den Ausgang von V/ an ein Gitter 36 von V3 über ein RC-Glied mit Widerstand 34 und Kondensator 35, das zur Tonformung verwendet wird. Widerstand 37 dient als Gitterableitung für V3. Die V3-Kathode 40 ist ebenfalls herkömmlich durch einen Widerstand 38 vorgespannt und wird über einen Kondensator 39 zur Erde abgeleitet. Die Anode 42 ist mit der B+-Zuführung 90 über einen Last widerstand 41 verbunden. Das Ausgangssignal von V3 ist direkt mit einem Gitter 44 der Stufe V4 über einen Leiter 43 verbunden. Die Anode 47 von V4 ist direkt mit der B+-Zuführung über einen Leiter 72 verbunden. Die Kathode 45 ist über einen Widerstand 49 vorgespannt und der Ausgang der V4-Kathoden verstärkerstufe ist über einen Kondensator 48 und einen Widerstand 49 mit einem ersten Pol 50 des zweipoligen Zustands-Umscha I t-Relais verbunden. An diesem Punkt sollte bemerkt werden, daß die Kathodenverstärkerstufe V4 nur in geringem Maße zur Betonung der musikalischen Charakteristiken beiträgt und weggelassen werden kann, ohne daß die Arbeitsweise dieses Vorverstärkers im ganzen gesehen wesentlich beeinflußt werden würde. Eine solche Schal-

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tung ist in Fig. 3 dargestellt. Das erste Segment des zweipoligen Umschaltrelais besteht aus dem Eingangskontaktpol 50 und Ausgangs-Kontaktschal tern 51 und 69, welche die halbe Auswahl zwischen der normalen und der Führungs-Verstärkungsbetriebsart treffen. In dieser normalen Stellung (mit ausgeschaltetem Relais) wird durch das Relais ein Signal vom Punkt 50 zum Punkt 51 geleitet. Ein Widerstand 52 koppelt das Signal in ein Potentiometer 53 ein, welches die Master-Regler darstellt. Das Ausgangssignal von diesem Regler erreicht einen Kontaktausschalter 55 des zweiten Segmentes des zweipoligen Umschaltrelais über eine Leitung 54. Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, sind die Polsegmente des Zustandsrelais so einander zugeordnet, daß das Signal zu einem Vorverstärker-Ausgangsanschluß über Relaiskontakte 55 und 56 geleitet wird, wenn das Signal bei der Master-1-Steuerung 53, wie sie von den Kontakten 50 und 51 des vorhergehenden Relaissegmentes ausgewählt worden ist, vorliegt. So kann die Verstärkerschaltung mit VI, V2, V3 und VA über die Volume-1-Steuerung 2A und die Master-1-Steuerung 53 so eingestellt werden, daß sie ein geeignetes Maß von Leistungsgewinn zum Leistungsverstärker liefert, an welchen die Signale angelegt werden, um eine normale und getreue Verstärkung eines elektrischen Musikinstrumentes zu ermöglichen. Die Verzerrung ist gering und der abgegebene Klang entwickelt durch die ihm zuteil gewordene Behandlung und durch die Vielzahl von Stufen selbst in der Rhythmus-Art eine musikalische Fülle, da VI und V2 allein die meisten Leistungs-Verstärkei—Schaltungen ausreichend aussteuern können.

Wenn das Relais betätigt ist (die in gestrichelten Linien dargestellte Relais-Stellung) wird der Verstärker in die "Solo"-Betriebsart geschaltet, hauptsächlich durch die Mithereinnahme von V5. Durch seine Betätigung leitet das Relais ein Signal vom Ausgang von VA über die Punkte 50 und 69 zu einem als Führungsaussteuerung bekannten Potentiometer 80. Dieses Potentiometer 80 steuert die an einem Gitter 66 von V5 ankommende Signalhöhe.

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Diese Signalspannung kann das Vielfache der zulässigen Gitteraussteuerungsspannung von V5 sein, so daß die Führungsaussteuerungsspannung 80 das Maß der Übersteuerungssättigung einstellt und dadurch das zusätzliche harmonische Verzerrungsmaß, das für die gewünschten Soloklangführung typisch ist. V5 wird als herkömmlicher Verstärker mit äußerem Scheinwiderstand im Anodenkreis betrieben und ist so vorgespannt, daß der Betrieb um den Mittelpunkt des linearen Teils seiner Charakteristik herum erfolgt. Die an sein Gitter von der vorausgehenden

Verstärkerstufe angelegten Signale haben eine solch große Amplitude, daß sowohl deren positive als auch negative Ausschläge die Röhre zum Betrieb in den nicht I inearen Teilen ihrer Charakteristik aussteuern. So werden an ihrem Ausgang verzerrte Signale erhalten, die sowohl an Harmonischen als auch an Unharmonischen reich sind. Eine Kathode 65 wird von einem Widerstand 63 vorgespannt und über einen Kondensator 64 mit Erde verbunden. Ein Last widerstand 58 verbindet die Anode 59 mit der B+-Zuführung 90. Das Ausgangssignal wird der Anode entnommen und über einen Kondensator 60 an ein als Fiihrungs-Master bekanntes Potentiometer 61 angelegt. Das Führungs-Master-Potentiometer 61 steuert die Gesamt lautstarke des Systems in der Führungs- oder Soloart seines Betriebes und diese abgeschwächte Abgabe erscheint an einem Vorverstärkerklemme 57, nachdem sie über Relaiskontaktpunkte 62 bis 56 geleitet worden ist. Ein Widerstand 91 wird in der B+-Zuführungslei tung zum leichten Absenken der Spannung für die Feldeffekt-Transistor-Ableitungselemente benutzt, wo solche verwendet werden (wie in Fig. 2) und zum Abkoppeln dieser Eingangsstufen von den folgenden Stufen. Ein Kondensator 93 ist ein elektrolytischer Filter, welcher das Abkoppeln vervollkommnet und Schwingungen bei Hochleistungseinstellungen vermeidet.

Diese Anpassung der Schaltung in Fig. 1 ist derart angeordnet und ausgelegt, daß die aktiven Elemente von V1 und V2 entweder aus Dual-Trioden-Vakuumröhren oder Hochspannungs-Feldeffekt-

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Transistoren, welche als Dualeinheiten in einer Neun-Stifte-Steckpackung erhältlich und mit der Röhre direkt austauschbar sind. Es ist außerdem selbstverständlich, daß Feldeffekt-Transistoren in ähnlicher Weise in irgendeiner der oder in allen Verstärkerstufen ersetzt werden könnten und daß dergleichen npn- oder pnp-bipolare Transistoren in einem schaltbaren Stromkreis, der dieselben Übersteuerungsprinzipien anwendet, gebraucht werden könnten, obwohl die harmonsichen Verzerrungsprodukte dieser Vorrichtung weniger gut geeignet wären.

Fig. 2 zeigt eine Anpassung der Schaltung, die den Gebrauch von Feldeffekt-Transistoren in den ersten beiden Stufen VI und V2 ermöglicht. Diese Abänderung läßt, wie bereits erwähnt, einen direkten Steck-Ersatz der Dual-Trioden-Elektronenröhre durch den kompakten Dual-Hochspannungs-Feldeffekt-Transistor (FET) zu, auch bei Beschädigung oder Ausfall kann der FET durch eine herkömmliche Dual-Triode ersetzt werden. Diese direkte

Austauschbarkeit der Vakuumröhre und Festkörperelemente in den kritischen Eingangsstufen stellt eine weitere Verkörperung der vorliegenden Erfindung dar. Es ist zu bemerken, daß die duale Betriebsart und die Übersteuerungssättigungs-Prinzipien der vorliegenden Erfindung durch jede Kombination von Vakuumröhren, FETs oder bipolaren Transistoren bei VI, V2, V3, VA und V5 erhalten werden könnten. Die in Fig. 1 beschriebenen Elektronenröhrenelemente haben ihre gleichwertigen Gegenstücke in den FETs der Fig. 2; für VI ist das Gitter 11 das Gegenstück zu einem Tor 73, Kathode 10 zu Quelle 74, Platte 12 zu Senke 75 und desgleichen ist für V2 das Gitter 27 das Gegenstück zu Tor 76, Kathode 30 zu Quelle 77 und PLatte 31 zu Senke 78. Abweichungen zum Schaltbild aus Fig. 1 sind die Konstantstrom-Dioden (Element 67 für VI, Element 68 für V2), welche die Vorspannung regulieren und deshalb für die FETs über einen weiten Temperaturbereich Betriebsstabilität erhalten, und außerdem Drift am FETaltern hindern. Diese werden über die gleichen Kondensatoren 9 und 29 wie sie in Fig. 1 vorhanden sind, zur

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Erde abgeleitet. Andere Abweichungen von Fig. 2 zu Fig. 1 bestehen in dem für den FET erforderlichen Eingangsschutzsystem, welches die Teile 2 bis 6 aufweist. Die Widerstände 2 und 3 weisen einen Spannungsteiler auf, um die Zener-Dioden 4 und 5 vor dem Durchbrennen zu schützen, im Falle, daß ein Hochspannungs-Hoch leistungssignal an den Vorverstärkereingang angelegt wird, der die Zener-Dioden leitend macht. Die Zener-Dioden 4 und 5 selbst, begrenzen das Spannungsmaß, das am FET-Tor erscheinen kann auf eine vorbestimmte Höhe und verhindern Schaden für den FET, der aufgrund von Erdschleifen oder Mißbrauch des Verstärkers auftreten könnte. Ein Kondensator 6 schützt weiterhin den FET durch Blockieren jeglicher Gleichstromverluste, welche dem Eingangssignal überlagert auftreten könnten. Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Schaltungen nach Fig. 1 und 2, nämlich ein Weglassen der Kathoden verstärkerstufe. Wie schon zuvor bemerkt, ändert diese Weglassung die Prinzipien oder den Betrieb des Vorverstärkers nicht wesentlich und kann wirtschaftlich gerechtfertigt werden in Fällen, die Zusätze einer weiteren Röhre, eines Sockels, von Schutzverdrahtung und umgebender Verdrahtung für seinen Einsatz erforderlich macht. Wenn eine sonst unbenutzte Triode vorhanden ist, (was der Fall sein könnte, wenn Nachhall dem Vorverstärker beigemischt wird) macht der Einsatz des V4-Kathodenverstärkers in die Schaltung die Abgabe des Vorverstärkers etwa glatter im Klang in der Führungsbetriebsart und etwas reicher im musikalischen Klang in der herkömmlichen Verstärker-Betriebsart. Die Schaltung von Fig. 3 zeigt einen Kopplungskondensator 48 mit der Anode von V3 anstelle der Kathode von V4, wie in Fig. 2, verbunden. Sonst sind die Schaltungen von Fig. 2 und Fig. 3 identisch.

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Fig. A zeigt eine Schaltung, in der Nachhall zusätzlich zum dualen Musikinstrument-Vorverstärker vorliegt. Hierdurch ergibt

sich für dieselben Grundschaltungselemente, wie sie zuvor beschrieben wurden, eine etwas andere Anordnung, um eine geeignete Nachhallfunktion sowohl bei der Solo- als auch bei der rhytmischen Betriebsart zu erhalten. Bis auf den Ausgang der V2-Stufe ist die Schaltung identisch mit der in Fig. 2 beschriebenen und es wird sich weiterhin zeigen, daß viele andere Elemente aus der Schaltung von Fig. 2 hier in Fig. A r>it denselben Funktionen, wie sie zuvor durchgeführt worden sind, auftreten, obgleich die Aufeinanderfolge der Stufen und die Funktion des Relais etwas abweichen. Der Ausgang der V2-Verstärkerstufe wird dann durch einen Kondensator 33 an einen Verbindungspunkt AOO gekoppelt. Hier wird ein Signal durch das bekannte RC-GI ied mit einem Widerstand 3A und Kondensator 35 an ein Gitter 36 von V3 gekoppelt. Vom Verbindungspunkt AOO werden auch eine Übersteuerungsstufe V5¹ und die Nachhall-Aussteuerungsstufe V6, V7 gespeist. Kondensator A02 und Widerstand A01 koppeln das Signal vom Punkt AOO an das Gitter 66 von V5¹. Die Führungs-Aussteuerungs-Steuerung 80 schwächt das Signal und damit die Aussteuerungsverzerrung, die von der V5'-Verstärkerstufe erzeugt wird. Die Schaltungkomponenten 58, 59, 60, 63, 6A, 65 und 66 von V5' bleiben identisch zu denen, wie sie in Fig. 2 beschrieben wurden. Das Relais ist jedoch anders

angeordnet. Ein Mittelpol A03 eines Relaissegmentes ist mit der Masse 100 verbunden. In der rhytmischen Betriebsart ist die V5'-Überaussteuerungsstufe dadurch ausgeschaltet, daß ihr Signal über das Relais vom Kontakt AOA zur Erde parallelgeschaltet ist. Das niedrig verstärkende Signal wird vom Verbindungspunkt AOO zum Gitter 36 der Stufe V3 durch das RC-GIied mit dem Widerstand 3A und dem Kondensator 35 geleitet. Ein Widerstand A3A verringert die Ladung am Gitter 36 von V3 auf einen vernachlässigbaren betrag, wenn sich der Verstärker in der rhythmischen Betriebsart befindet und das Ausgangssignal von V5' zur Erde kurzgeschlossen ist. Wenn das Relais betätigt ist (was durch gestrichelte Linien angezeigt ist) wird die Erdparallelschaltung weggenommen und so kann der einstellbare, hochverstärkende

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Ausgang von V5' und seine A-Trioden-Verzerrungsproduk te durch einen Widerstand 434 in das Gitter 36 von V3 gekoppelt werden. V3 und die damit verbundenen Schaltkreisteile sind in Beschreibung und Arbeitsweise gleich denen, die in Fig. 2 für V3 beschrieben wurden. Der Ausgang des V3-Verstärkers ist direkt mit V4 gekoppelt, wiederum genau wie zuvor ?u Fig. 2 beschrieben wurde. Der Niedrigimpedanz-Kathodenverstärkerausgang von V4 ist durch einen Kondensator 48 und einen Widerstand 49 mit einer Master-1-Steuerung 53 gekoppelt. Der Ausgang der Master-1-Steuerung stellt einen letzten Verstärkerausgang 57 wie in Fig. 2 dar. Zur Verdeutlichung ist zu beachten, daß der Verstärkernusgang 57 gleich (oder verbunden) mit einem Verbindungspunkt 435 ist. Ebenfalls mit diesem Ausgangsverb i ndungspunk t 435, 57 ist der Abgreifer oder der einstellbare Arm der Führungs-Master-Steuerung 61. Wenn das Relais für die Auswahl der

Betriebsart betätigt ist (gestrichelte Linien), und die Parallelschaltung zur Erde vom Ausgang von V5¹ abgenommen ist, wird dieselbe Frdpara I IeI scha I tung 403, 100 an ein Ende eines Führungs-Master-Potentiometers 61 über Relais-Kontakte 405 und 403 angelegt. Diese Erdparallelschaltung betätigt die Führungs-Master-Steuerung 61, wodurch die Master-1-Steuerung übersteuert wird und die nun verstärkte Verstärkerabgabe voreinstellbar abgeschwächt wird, wenn sie am Ausgangsverbindungspunkt 435, 57 von der Kathodenverstärkerstufe ankommt. Ein zusätzliches Merkmal ist ein Hochfrequenz-Schnittschalter 437, welcher über einen Kondensator 438 obere Höhen und harmonische Oberschwingungen zur Erde überbrückt. Ein Vorzug dieses Hochfrequenz-Schnittschalterist der, daß er keine Auswirkung auf den Rhythmus-Signal-Klangcharakter ausübt, da der Kondensator nur zur Erde ableiten kann, wenn das Relais sich in der Stellung für die Führungs-Betriebsart befindet. Wenn deshalb die musizierende

Person eine helle Klangfarbe (bright treble chording sound) auswählt, kann sie verhindern, daß der Führungston zu hell und dünn wird, indem sie den HöhenschnittschaIter 437 verwendet.

Vom Verbindungspunkt 400 wird das Signal ebenfalls in den

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Nachhai I-Aussteuerunqs-Verstärker V6 - V7 durch einen Kondensator 407 und Misch-/Isol iei—Widerstand 406 qekoppelt. Der dargestellte Nachhai I-Aussteuerunqs-Verstärker ist ein Dual-Paral IeI-Trioden-Umformer-gekoppel te-Klasse Α-Ausgangsverstärker mit V6, V7 und angeschlossenen Elementen. Gitter 410, 411 verwenden einen Widerstand 408 für die Gitterableitung zur Erde. Zwei Kathoden 412, 413 sind durch einen Widerstand 415 vorgespannt und durch einen Kondensator 414 zur Erde 100 vorgespannt. Anoden 408, 409 sind durch eine erste Wicklung 416 eines Transformators mit kleiner Abgabe an eine B+-Hochspannung 439 angeschlossen. Unerwünschte Schwingung wird durch einen Neutralisations-Kondensator 440 zwischen den Elektroden 408,409 und den Kathoden 412, 413 ausgeschlossen. Die zweite Wicklung 417 des Ausganqstransformators koppelt das Siqnal in eine elektromechanische Dreifeder-Nachhal I-Verzögerungsleitung 418. Ein Gitter 420 eines Nachhall-Zurück-Vorverstärkers V8 wird vom Ausgang einer Feder-Verzögerungsleitung 418 gespeist und für die Gitterableitung wird ein mit der Erde 100 verbundener Widerstand 419 verwendet. VB ist ein herkömmlicher Hochleistungs-KLasse A-Verstärker, dessen Kathode 421 durch einen Widerstand 423 vorgespannt und durch einen Kondensator 422 überbrückt wird. Ein Anoden-Lastwiderstand 425 verbindet eine Anode 424 von V8 mit der B+-Spannungsquel Ie 90. Ein verstärktes, mit Nachhall versehenes Signal wird von der Anode 424 von V8 abgenommen, indem ein Kondensator 426 mit einem Ende einer Nachhai l-l ntensitäts-Steuerung 427 und das andere Ende mit der Erde 100 verbunden wird. Das einstellbare Nachhallsignal wird vom veränderlichen Arm der Nachhall-Steuerung 427 abgenommen und in das verbleibende Segment des zweipoligen Umschaltrelais über eine Leitung

428 eingespeist. Dieses Segment des Relais mit einem Eingangspol

429 und Ausgangskontakten 430 und 432 bestimmt die mit Nachhall versehenen Signale für die geeigneten Schaltkreis-Punkte, so daß in beiden Betriebsarten des Verstärkers ein passendes Verhältnis zwischen Signalen mit Nachhall und der wirklichen Zeit entspre-

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chenden Signalen aufrechterhalten wird.

Wenn sich i\er Verstärker, wie dargestellt, in der Rhy thmus-Betriebsart befindet, wird das Nachha 11 si gnal Jber Relaispunkte 429, 430 und durch einen Misch-/1 sol ier-Widerstand 439 geleitet, wo es auf das Niederlei stungssigna I vom RC-GI ied von 34 und 35 trifft, um das Gitter 36 von V3 zu speisen. Wenn das Relais betätigt ist (qestr ichel te Linien), und sich der Verstärker in der Führunqs-Retriebsart befindet, wird das Nachhall-Signal stattdessen über Relaispunkte 429 zu 432 qeleitet und durch den Misch-/-I sol ier-Widerstand 433 zum Gitter des nun betätigten V5'-Überaussteuerungs-Verstärkers. Wenn so das Wirk I ich-Zei t-Si qna I in der V5'-Stufe verarbeitet worden ist und eine weitere (bis zu) 50-fache oder mehr Verstärkunq erhalten hat, wird das Nachhall-Siqnal auf die qleiche Weise verstärkt, so daß in beiden Betr iebsarten des Verstärkers ein ziemlich konstantes Maß von Nachhall erhalten wird.

Die Bezugsstel lunq der nicht schaltbaren Ausr.teuerungsstufe V5 ist qeändert worden, um für eine geeignete Mischung des Nachha 11 - ( Verzöqerunq/Abk I i nqen )Siqna I s in sowohl der Solo- als auch eier Rhythmus-Betriebsart zu passen und ist mit V5¹ bezeichnet worden. Aus der Schaltung in Fig.4 ist ersichtlich, daß ein Seqment des zweipoliqen Umscha I t-Steuerunqs-Rel a is benutzt wire), um in die Mehrfachsteuerunqs-iibersteuerunqsstufe V5¹ zu schalten, während das andere Seg m< r-t dazu verwendet wird, verstärkte, von der Nachha I I-Verzöqerungslei tung zurückkommende Signale zuzuweisen. Diese Abgabe vom Nachhallsystem bleibt konstant, ob (Jer Verstärker sich nun in der Rhythmus- oder der Führungs-Betriebsart befindet und um in beiden Betriebsarten ein geeignetes Verhältnis von Wirk I ich-Zei t-Signa I zu Nachhall-Verzögerungs-Signal zu erhalten. Die Abgabe von eier Nachha 11-Verzögerungsscha I-tung muß in die Übersteuerungsstufe V5¹ gemischt werden, wenn das Relais betätigt und die Führungs-Betriebsart gewählt ist.

Fig. 5 ist ein schemat isches Diagramm einer Ausführungsform der

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vorliegenden Erfindung, nämlich der Relais-Stromzuführung und des Schaltsystems, durch welches der Verstärker /wischen der herkömmlichen Verstärkung und der Führungs-Betriebsart hin- und hergeschaltet werden kann. In diesem Diagramm weist ein Stromumformer 98 eine 6,3 Volt-Draht-Wicklung 101 mit einer Mittelabzweigung 97 auf, die mit einer gemeinsamen Erde 99, 100 verbunden ist. Bei 102 und 103 sind Vakuumröhrendrähte dargestellt, von denen mehrere vorhanden sein können. Eine Silikondiode 10A richtet einen Arm der Wechselstromleitung während seines positiven Halbzyklus gleich. Ein elektrolytischer Kondensator 105 speichert Energie, während die Diode 10A Spannung leitet und zu einem Punkt 120 durchgehen läßt, wenn der andere Zweig der Wechselstromleitung positiv wird und die Diode momentan gesperrt ist. Ein Widerstand 106 begrenzt die Strommenge, die von einer Relaisbetätigungsspule 107 gezogen werden kann. Ein weiterer elektrol y tischer Kondensator 180 leitet Scha It vorgänge zur Erde ab und verhindert hörbares Knal l-(Krach-)Geräusch im Verstärker beim Auslösen des Relais. Ein einpoliger Ein- und Ausschalter 109 ist auf der Verstärkerfrontplatte zur lokalen Relaiskontrolle und Betriebssicherheit angeordnet. Ein Paar Buchsen 111 und 81 und Plus 112 und 82 ermöglichen die Verbindung eines Kabels 113 zu einem entfernten einpoligen Ein- und Ausschalter (SPST) 110. Ein LED-Zustandsanzeiger 115, der auf dem Schaltergehäuse angeordnet ist, wird zwischen der positiven relaisbetätigenden Spannung und der Erde durch einen strombegrenzenden Widerstand 11A verbunden. Wenn der Schalter 110 geschlossen wird, fällt die Relaisspannung unter die zum Erregen des LED erforderliche Höhe.

Beim Betrachten dieser Erfindung sollte ins Gedächtnis gerufen werden, daß die vorliegende Offenbarung nur zur Beschreibung gedacht ist und keine Begrenzung der Erfindung darstellt.

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Claims

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Elektronischer Verstärker
ANSPRÜCHE

Elektronischer Verstärker für elektrische Hörfrequenzsignale, die von einem Musikinstrument wie beispielsweise einer Gitarre erzeugt werden, mit einer Mehrzahl von Vorverstärkerstufen, die im wesentlichen in der linearen Art arbeiten und von der letzten Vorverstärkerstufe eine Signalabgabe mit großer Amplitude erzeugen,
gekennzeichnet durch

eine weitere Verstärkerstufe mit einer Elektronenentladevorrichtung mit einer Anode, einer Kathode und einer Steuerelektrode,

einem ersten einstellbaren Dämpfungsglied,
einem zweiten einstellbaren Dämpfungsglied,
einer Vorverstärker-SignaI-Ausgangsklemme,

Schaltvorrichtungen zum wahl weisen Schalten des Ausgangs der letzten Vorverstärkerstufe an die Vorverstärkersignal-Ausgangsklemme durch das erste Dämpfungsglied zur Erzeugung eines Signals mit einer voreingestellten Amplitude an dieser Klemme oder zum Schalten der letzten Vorverstärkerstufe an die Steuerelektrode, um diese in ihre nichtlineare gesättigte Betriebsart zu steuern und um ein verzerrtes Signal an ihrer Anodenelektrode zu erzeugen,

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und wobei die Schaltvorrichtungen Vorrichtungen aufweisen, welche den Ausgang von dieser Anodenelektrode an die Vorverstärkersignal-Ausgangsklemme durch das zweite Dämpfungsglied gleichlaufend mit dem Koppeln der Steuerelektrode an den Ausgang der letzten Vorverstärkerstufe verbinden.

2. Elektronischer Verstärker gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin ein drittes einstellbares Dämpfungsglied zum Einstellen der an die Steuerelektrode angelegten Signalhöhe aufweist.

3. Schaltung zur Steigerung des Klangs, der von einem Musikinstrument wie beispielsweise einer Gitarre erzeugt wird und in elektrische Signale verwandelt wird,
gekennzeichnet durch einen elektronischen Verstärker mit einer Eingangsklemme für die Aufnahme der Signale und einer Mehrzahl von Verstärkerstufen,

wobei eine der Stufen mit Ausnahme der Eingangsstufe als Verzerrungs-Verstärkerstufe betrieben wird, welche eine Elektronenent ladevorrichtung aufweist mit einer Anode, einer Kathode und einer Steuerelektrode,

wobei die Verstärkerstufe, die dieser einen Stufe vorausgeht, ein Signal abgibt, das, wenn es an die Steuerelektrode dieser einen Stufe angelegt wird, von einer solchen Größe ist, daß es diese eine Stufe in die Sättigung steuert, wobei sie in ihren nichtlinearen Bereichen arbeitet, um an ihrer Anodenelektrode ein verzerrtes Signal, das reich an Harmonischen ist, verfügbar zu machen,

eine Ausgangsklemme,

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ein erstes einstellbares Dämpfungsglied, ein zweites einstellbares Dämpfungsglied,

Signalübertragungsvorrichtungen mit Schaltvorrichtungen zum abwechselnden Anschließen des Ausgangs von der ersten Stufe an die Ausgangsklemme durch das erste Dämpfungsglied und des Ausgangs von der nachfolgenden Verstärkerstufe an die Ausgangsklemme durch das zweite Dämpfungsglied, wodurch die Höhen der jeweiligen Signale von der einen Stufe und der vorhergehenden Verstärkerstufe, wie sie an die Ausgangsklemme angelegt werden, voreingestellt werden.

A. Schaltung gemäß Anspruch 3,

gekennzeichnet durch

das Vorhandensein einer Nachhallschaltung, deren Eingang an dem Ausgang der vorangehenden Verstärkerstufe gekoppelt ist, und durch

Vorrichtungen zum abwechselnden Anschließen seines Ausgangs an die Steuerelektroden und an den Eingang der Signa !übertragungsvorrichtung.

5. Schaltung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß ein drittes einstellbares Dämpfungsglied zwischen dem Ausgang der vorangehenden Verstärkerstufe und die Steuerelemente geschaltet ist.

6. Schaltung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ausgang der Nachhai I schaltung durch das dritte Dämpfungsglied an die Steuerelektrode angeschlossen ist.

7. Schaltung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

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daß ein drittes einstellbares Dämpfungsglied zwischen den Ausgang der vorangehenden Verstärkerstufe und die Steuerelektrode geschaltet ist.

8. Schaltung gemäß Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die E lektronenent ladevorrichtung so vorgespannt ist, daß sie im wesentlichen um den Mittelpunkt ties linearen Teils ihrer Charakteristik herum arbeitet, wobei die Signale von der vorangehenden Verstärkerstufe eine solche Größe haben, daß sowohl die positiven als auch die negativen Anteile des Signals die Elektronenentladevorrichtung zum Arbeiten im nichtI inearen Bereich ihrer Charakteristik veranlassen.

9. Schaltung gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenentladevorrichtung so vorgespannt ist, daß sie im wesentlichen um den Mittelpunkt des linearen Bereiches ihrer Charakteristik herum arbeitet, wobei die Signale von der vorangehenden Verstärkerstufe eine solche Größe haben, daß sowohl die positiven als auch die negativen Anteile der Signale die Elektronenentladevorrichtung zum Arbeiten im nicht I i nearen Bereich ihrer Charakteristik veranlassen.

10. Schaltung gemäß Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Nachhallschaltung aufweist, deren Eingang an den Ausgang der vorangehenden Verstärkerstufe angeschlossen ist, und Vorrichtungen zum abwechselnden Anschließen des Ausgangs an die Steuerelektrode und an den Eingang der Si gna I übert rag ungs vorrichtungen umfaßt.

11. Schaltung gemäß Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes einstellbares Dämpfungsglied zwischen den

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Ausgang der vorangehenden V/erstärkerstufe und die Steuerelektrode geschaltet ist.

12. Schaltung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachhallschaltung durch das dritte Dämpfungsglied an die Steuerelektrode angeschlossen ist.

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