DE3027715C2 - Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Regelung oder Begrenzung der Dynamik von Signalen - Google Patents

Description

nungsanstieg bewirkt dann eine zu hohe Dämpfungserhöhung des Stellgliedes 3 und damit eine zu ausgeprägte Erniedrigung der Gesamtverstärkung der Schaltungsanordnung. Um dies zu vermeiden, ist zunächst einmal der Längswiderstand 12 vorgesehen, der die Aufladung s des ersten Ladekondensators 13 etwas verzögert und seine zu hohe Aufladung insbesondere: dann verhindert, wenn eine plötzliche Erhöhung des Eingangssignalpegels nur kurzzeitig stattfindet Außerdem sind zusätzliche Steuermittel für das Stellglied 3 vorgesehen, die einen zweiten Ladekondensator 17 enthalten. Dieser bildet zusammen mit Dioden 18 und 19 einen zweiten Spitzengleichrichter. Durch eine wesentlich kürzere Aufladezeitkonstantc (gegenüber dem ersten Ladekondensator 13) reagiert der zweite Ladekondensator we- is sentlich schneller auf einen plötzlichen Anstieg des Eingangssignalpegels. Auf der anderen Seite ist aber die Entladezeitkonstante des zweiten Ladekondensators 17 ebenfalls wesentlich kürzer als diejenige des ersten Ladekondensators 13, so daß die zusätzlichen Steuermittel mit dem zweiten Ladekondensator 17 bei einem plötzlichen Anstieg des Eingangssignalpegels nur vorübergehend wirksam werden, wobei sich die Wirkungen, der beiden Spitzengleichrichter (10 bis 13 bzw. 17 bis 19) einander überlagern in der Weise, daß zunächst der zu- 2s säuliche Spitzengleichrichter 17 bis 19 vorübergehend auf das Stellglied 3 über die Leitung 9 einwirkt, wenn und solange die Spannung an den Dioden 20,21 deren Schleusenspannungen überschreitet, und dann nach Absinken der Ladespannung am zweiten Ladekondensator 17 auf einen Wert, der um eine Schleusenspannung über der Spannung am ersten Ladekondensator 13 liegt — der erste Ladekondensator 13 die Steuerung des Feldeffekttransistors 8 im Stellglied 3 übernimmt

Durch die schnelle Aufladung des zweiten Ladekondensators 17 setzt die Regelung mit Hilfe des Feldeffekttransistors 8 sofort ein; sie folgt praktisch unmittelbar dem Signalanstieg und verhindert damit weitgehend ein Uberschwingsn der Ausgangsspannung. Anfangs ist wegen der größeren Zeitkonstante die Spannung am Kondensator 13 noch unwirksam, sie übernimmt jedoch allmählich mit steigender Aufladung des Kondensators 13 oder bei Wiederabsinken der Signalamplitude mit der schnellen Entladung des Kondensators 17 die Regelung. Bleibt die Amplitudenanhebung des Eingangssignals für längere Zeit erhalten, so laden sich die Kondensatoren 13, 17 und 24 auf dieselbe Spannung auf, jedoch übernimmt nur der Regelkreis mit dem Kondensator 13 die Regelung, weil zwischen dem Kondensator 13 und der Leitung 9 nur eine Diode 15 liegt im Gegensatz zu den beiden Dioden 20,21 zwischen den Kondensatoren 17,24 einerseits und der Leitung 9 andererseits.

Der Widerstand 23 und der Kondensator 24 betreffen noch eine zusätzliche Feinheit, durch welche erreicht wird, daß die Aufladung des zweiten Ladekondensators 17 zunächst mit hoher Geschwindigkeit erfolgt und dann etwas verzögert durch den Widerstand 23 der Kondensator 24 aufgeladen wird. Für die Speicherung bei der Entladung ist dann die Parallelschaltung der Kondensatoren 17 und 24 wirksam.

Durch einen Widerstand 25 und einen Kondensator 26 in Verbindung mit dem Widerstand 14 wird eine Rückführung des Signals von einer Stelle hinter dem Signalverstärker 4 zum Gate des Feldeffekttransistors 8 gebildet, die zu dessen Kennlinien-Linearisierung dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Patentansprüche: Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung

1. Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Rege- wird bereits die erste Periode des Eingangssignals auslung oder Begrenzung der Dynamik von Signalen 5 geregelt; dadurch werden Übersteuerungen vermieden, mit einem eingangsseitigen Stellglied (3), einem dem und zwar unabhängig von der Polarität der ersten HaIb-Stellglied nachgeschalteten Signalverstärker (4) un'd periode.

einem ausgangsseitigen Stellgrößengeber, der zwei Die zusätzliche Entkopplungsdiode in der Zeitkonparallel zueinander geschaltete Zeitkonstanten- stantenschaltung mit der kleineren Zeitkonstante in der schaltungen (10... 13; 17... 19) mit unterschiedli- 10 erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bewirkt, daß chen Zeitkonstanten enthält, die je einen Gleichrich- die »schnelle« Regelung nur bei plötzlichen Änderunter enthalten und deren Ausgänge über Entkopp- gen des Eingangspegels einsetzt
lungsdioden (20,21; 15) miteinander verbunden sind, Anhand der Zeichnung wird ein bevorzugtes Ausfühwobei das Stellglied, der Signalverstärker und der rungsbeispiel der Erfindung erläutert
Stellgrößengeber einen Regelkreis bilden, da- 15 Ausgehend von einem Eingang 1 der gezeigten Schaldurch gekennzeichnet, daß im Signalweg tungsanordnung, der mit einem schwankenden Einhinter dem Signalverstärker ein Umkehrverstärker gangssignalpegel beaufschlagt sein soll, liegen im Si-(5) Ulk einem Verstärkungsfaktor etwa gleich minus gnalweg aufeinanderfolgend ein Bandpaß 2, ein Stell-1 eingefügt ist, glied 3, ein Signalverstärker 4 mit hoher Signalverstär-

daß die Gleichrichter des Stellgrößengebers in 20 kung in der Größenordnung von 100 bis 1000, ein UmForm von Zweiweggleichrichtern (10,11; 18,19) aus- kehrverstärker 5 mit einer Verstärkung von minus 1, gebildet sind, deren Gleichrichtereingänge am Ein- gefolgt vom Ausgange,
und am Ausgang des Umkehrverstärkers liegen, Durch df;n Bandpaß 2 werden unterhalb und oberhalb

daß die Zeitkonstantenschaltung (17,22), die eine des Nutzfrequenzbereiches liegende Störsignale wegkleine Zeitkonstante aufweist, in Serie eine' Ent- 25 gefiltert, welche die gewünschten Regelfunktionen bekopplungsdiode (21) mehr enthält als die Zeitkon- einträchtigen können. Außerdem wird durch den Bandstantenschaltung (12 bis 14,16), die eine große Zeit- paß ein steiler Amplitudensprung des Eingangssignaies konstante aufweist abgeflacht entsprechend der Einschwingdauer des

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- Bandpasses (~ 1/Bandbreite).

durch gekennzeichnet daß am Signaleingang (1) der 30 Das Stellglied 3 besteht vorzugsweise aus einem

Schaltungsanordnung im Signalweg ein Bandpaß (2) Spannungsteiler mit einem Längswiderstand 7 und ei-

vorgesehen ist nem Feldeffekttransistor 8 als Ausgangs-Querwider-

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, stand, der durch eine Stellgröße bezüglich des Querwidadurch gekennzeichnet, daß im Stellglied (3) ein derstandes im Stellglied 3 steuerbar ist, wobei die Stell-Feldeffekttransistor (8) als steuerbarer Widerstand 35 größe auf einer Leitung 9 zugeführt wird. In einem Reeingesetzt ist, dessen Gate zur Kennlinienlinearisie- gelkreis ist hinter dem Signalverstärker 4 ein Doppelrung die Stellgröße zugeführt wird. weg-Spitzengleichrichter angeordnet, enthaltend Di-

öden 10,11, einen Längswiderstand 12 und einen ersten

Ladekondensator 13. Diesem folgt ein Entkopplungswi-

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanord- 40 derstand 14, eine Diode 15 und schließlich die bereits

nung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. erwähnte Leitung 9.

Bei einer aus der DE-OS 27 34 402 bekannten Schal- Sowie der Ausgangssignalpegel am Ausgang 6 bzw. tungsanordnung dieser Art liegen die Aufladezeitkon- am Ausgang des Verstärkers 4 anzusteigen versucht, stanten der zwei Zeitkonstantenschaltungen beispiels- wird der erste Ladekondensator 13 über die Dioden 10, weise bei 0,1 bzw. 2 bis 3 Sekunden und ihre zugeordne- 45 11 und den Längswiderstand 12 aufgeladen, und zwar ten Entladezeitkonstanten bei 2 bis 3 Sekunden bzw. 60 möglichst rasch, damit die Kondensatorspannung über bis 90 Sekunden. Diese Dimensionierung führt zu ent- den Entkopplungswiderstand 14, die Diode 15 und die sprechenden Ansprech- und Erholzeiten der Verstär- Leitung 9 möglichst rasch zum Stellglied 3 gelangen und kungsregelung, welche bei der Verstärkungsregelung dieses zur Erhöhung seiner Dämpfung veranlassen insbesondere von Mikrofonsignalen mit stark schwan- 50 kann, so daß es schließlich gar nicht erst zu einem überkendem Pegel zweckmäßig sind. Derartige Dynamik- mäßigen Ansteigen des Ausgangssignalpegels am Ausoder Störgeräuschsprünge treten bekanntlich beispiels- gang 6 kommen kann, selbst wenn am Eingang 1 ein weise in der Musikaufnahmetechnik von Originaldar- sprunghafter Pegelanstieg aufgetreten ist. Sinkt der Sibietungen oder in Tonfilmkameras mit eingebautem Mi- gnalpegel am Eingang 1 wieder ab, so wird der erste krofon auf. 55 Ladekondensator über die Dioden 10 und 11 nicht mehr

Nachteilig an der bekannten Schaltung sind die un- ständig in dem Maße nachgeladen wie bei hohem Ein-

vermeidlichen Signalverzerrungen infolge Übersteue- gangssignalpegel, sondern er entlädt sich über einen

rung bei plötzlichem Pegelanstieg. Bei einer Ansprech- Entladewiderstand 16 mit großer Zeitkonstante, so daß

zeit von 0,1 Sekunden spricht nämlich die Regelung z. B. die Dämpfung des Stellgliedes 3 wieder heruntergesteu-

auf ein 1 kHz-Tonsignal erst nach 100 Perioden an. 60 ert wird. Die Entladezeitkonstante des ersten Ladekon-

Uer Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, einen Lö- densators 13 bestimmt also dann den Verlauf der Zusungsweg zu finden, um unter Beibehaltung einer Rück- nähme des Ausgangssignalpegels,
wärtsregelung zu erreichen, daß bei einem unvermittel- Wenn die Regelkreisverstärkung groß gewählt worten Pegelanstieg der Eingangssignale der Ausgangssi- den ist, um eine große Regelschärfe zu erreichen, hat gnalpegel möglichst keine Überschwinger aufweist und 65 sich gezeigt, daß bei einem plötzlichen Anstieg des Eineine Erhöhung des Klirrfaktors vermeidbar wird. gangssignalpegels der erste Ladekondensator 13 infolge

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen eines anfänglichen Überschwingens der Ausgangsspan-Schaltungsanordnung gelöst durch die Merkmale des nung zu stark aufgeladen wird. Dieser zu hohe Span-