DE3122383A1

DE3122383A1 - Schaltung zur erzeugung einer von einer wechselspannung abhaengigen steuergleichspannung

Info

Publication number: DE3122383A1
Application number: DE19813122383
Authority: DE
Inventors: Jürgen Ing.-(grad.) 3000 Hannover Fränzke
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson oHG
Priority date: 1981-06-05
Filing date: 1981-06-05
Publication date: 1982-12-23
Also published as: GB2102256A; KR880000678B1; GB2102256B; JPS585039A; KR840001023A

Description

• ft ·« * β *»«

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Theodor-Stern-Kai 1, 6000 Frankfurt (Main) 70

Hannover ,den O4.O6.198l Z13 PTL-H Wö/vß H 81/35

Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer von einer Wechselspannung abhängigen Steuergleichspannung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer von einer Wechselspannung abhängigen Steuergleichspannung, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches wiedergegeben ist.

Aus der DE-PS 28 50 736 ist bekannt, eine solche Schaltungsanordnung bei einem Kompandersystem als Steuerspannungserzeugerzu verwenden.

Dem Eingang des Steuerspannungserzeugers wird bei Kompression das Wechselspannungs-Ausgangssignal und bei Expansion das Wechselspannungs-Eingangssignal eines elektronisch in seiner Verstärkung steuerbaren und im Nutzsignalweg liegenden Verstärkers über einen weiteren elektronisch steuerbaren Verstärker zugeführt. Das Gleichspannungs-Ausgangssignal des Steuerspannungserzeugers wird sowohl dem Steuereingang des ins Nutzsignalweg liegenden Verstärkers als auch dem Steuereingang des weiteren Verstärkers zugeführt. Der Steuerspannungserzeuger wirkt dabei so, daß er beim Überschreiten

- k - H 81/35

eines Schvrellwertes durch die dem Eingang des Steuerspannungserzeugers zugeführte Wechselspannung eine schnell ansteigende Gleichspannung erzeugt, die die Verstärkung des im Nutzsignalweg liegenden Verstärkers soweit verändert, bis die Wechselspannung am Eingang des Steuerspannungserzeugers wieder unter den erwähnten Schwellwert gesunken ist.

Eine schnelle Änderung des Übertragungsmaßes der im Nutzsignalweg liegenden Verstärker ist besonders dann wichtig, wenn sich der Pegel des Nutzsignals sprungartig in großen Bereichen ändert. Sonst besteht bei einem Pegelsprung von einem kleinen zu einem großen Wert die Gefahr des Uberschwingens und damit der Übersteuerung des Übertragungskanals. Bei einem Pegelsprung in umgekehrter Richtung wurden in der Übergangszeit der Nachregelung Rauschsignale hörbar werden.

Der Steuerspannungserzeuger zur Steuerung des Übertragungsmaßes der im Nutzsignalweg liegenden Verstärker liefert daher eine Steuergleichspannung, die dem jeweiligen Pegel des Nutzsignals schnell angepaßt wird. Voraussetzung ist dafür eine bei großen Pegelsprüngen wirksame relativ kurze Lade- bzw. Entladezeitkonstante am Ladekondensator des SteuerSpannungserzeugers. _w Eine solche relativ kurze Zeitkonstante wird durch entsprechende Bemessung der Lade- bzw. Entladestromquelle realisiert.

Im stationären Zustand oder bei langsamen Pegeländerungen ist .

eine relativ lange Lade- bzw. Entladezeitkonstante erforderlich, da die Steuergleichspannung sonst dem zeitlichen Verlauf der NutζSignalfrequenz folfcpn würde. Ein solches Verhalten hätte einen hohen Klirrfaktor zur Folge.

Diese Schaltungsanordnung hat sich bei Aufnahmegeschwindigkeiten von 4,75 cm / see. und mehr bewährt. Bei geringeren Bandgeschwindigkeiten ergeben sich bei Aufnahmen mit einem Kompander, der umschaltbare Zeitkonstanten besitzt, QuaIitats-

- 5 - H 81/35

einbüßen insbesondere durch drop outs, BandlaufSchwankungen, variierenden Band-Kopf-Kontakt, Übersteuerung, Dynamikfehler

Aufgabe der Erfindung ist es, ein unerwünschtes willkürliches g

Ansprechen der Zeitkonstantenumschaltung bei mit solchen Feh- -a

lern behafteten Übertragungskanälen, insbesondere bei gerin- f

gen Bandgeschwindigkeiten, zu verhindern. f

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die im Kennzeichen angegebenen Merkmale gelöst.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungs&rmen sind in den Unteransprächen angegeben.

Durch die Erfindung kann bei geringen Geschwindigkeiten das Kompandersystem den geänderten Eigenschaften des Übertragungskanals angepaßt werden. Vorteilhaft geschieht dies durch Umschalten der Kompanderparameter in Verbindung mit dem Geschwindigkeit swahlschalt er. Bei einer Bandgeschwindigkeit von 4,75 cm / see. ist eine Zeitkonstantenumschaltung vorgesehen, bei einer Bandgeschwindigkeit von 2,4 cm / see. wird nur eine relativ lange Zeitkonstante festgeschrieben. Mit einer relativ langen Zeitkonstanten bei einer Bandlaufgeschwindigkeit von 2,4 cm / see. wird in Verbindung mit dem Kompander eine qualitativ hochwertige Aufnahme-Wiedergabequalität erzielt.

Die Zeitkonstantenumschaltung wird, abhängig von Pegelschwankungen, vom Kompressor gesteuert. Treten im Übertragungskanal Fehler auf, z.B. Pegelfehler im Frequenzgang, so wird der Expander nicht spiegelbildlich die Steuersignale produzieren können, die der Kompressor zur Bearbeitung des Signales erzeugt hatte« Da die Ursache des Steuersignals nicht mit übertragen wurde, wird ein willkürlicher Pegel herangezogen, der die Steuerspannung im Expander erzeugt. Dieses führt zu uner-

- 6 - ^Η 81/35

wünschtem willkürlichem Ansprechen der Zeitkonstantenumschaltung und somit zu hörbaren Dynamikfehlern, die durch die Erfindung verhindert werden.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung .

In Fig. 1 ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen Schaltung dargestellt. Sie hat einen Eingang 1 für die Wechselspannung U_N„ und einen Ausgang 2 für die Steuergleichspannung U-.. Der Eingang 1 steuert über einen Spannungsteiler 3»^ die Basis der als Darlington-Schaltung geschalteten Transistoren 5 und 6 an. Der Emitter des Transistors 6 liegt auf Bezugspotentiäl. Die Kollektoren der Transistoren 5 und 6 sind mit den ersten Anschlüssen der Stromquelle 7, des Kondensators 11, des Kollektors des Transistors 8, der Diodenstrecke l8 bis 22 und der Basis des Transistors 17 verbunden. Der zweite Anschluß des Kondensators 11 und der Diodenstrecke l8 bis 22 sowie der Emitter des Transistors 8 liegen auf Bezugspotential· Die Basis des Transistors 8 ist über den Widerstand 9 mit dem Mittenkontakt des Schalters 10 verbunden. Die Umschaltkontakte des Schalters 10 liegen einerseits auf Bezugspotential andererseits an Betriebsspannung U_. Der Transistor 17 bildet mit dem Transistor 2k exen Differenzverstärker. Die beiden Emitter der Transistoren 17 und 21 sind-untereinander und mit dein ersten Anschluß der Stromquelle 23 verbunden. Der zweite Anschluß der Stromquelle 23 liegt auf Bezugspotential. Der Kollektor des Transistors 2k hat Verbindung mit der Betriebsspannung U . Die Basis des Transistors 2k hat einen gemeinsamen Kontakt mit der Diodenstrecke 26 bis 28 und der Stromquelle 25« Der zweite Anschluß der Diodenstrecke 26 bis 28 führt auf Bezugspotential, der zweite Anschluß der Stromquelle 25 auf die Betriebsspannung TJ-. Der Kollektor des Transistors 17 ist mit

- 7 - H 81/35

der Basis des Transistors 15 und über den Widerstand 16 mit der Betriebsspannung verbunden. Der Emitter des Transistors 15 liegt ebenfalls an der Betriebsspannung U_x.. Weiterhin liegt der Widerstand 13 mit einem ersten Anschluß an der Betriebsspannung Ug. Der zweite Anschluß führt auf den Verbindungspunkt mit dem Kondensator 12, dem Widerstand ik und dem Ausgang 2. Der zweite Anschluß des Kondensators 12 liegt auf ]

Bezugspotential. Der zweite Anschluß des Widerstandes ik ist j

mit dem Kollektor des Transistors 15 verbunden* j

Die Transistoren 5 und 6 und der Spannungsteiler 3 und k stellen einen Schwellwertschalter dar, der als Entladestrompfad , parallel zum Kondensator 11 wirkt. Liegt am Eingang 1 ein j Signal an, das größer ist als der Schwellwert der Anordnung 3 bis 6, so wird der Kondensator 11 über die Darlington-Schaltung 5 und 6 sehr schnell auf eine Restspannung von ca. einer Diodenspannung entladen. Dadurch ist die Spannung an der Basis des Transistors 2k um zwei Diοdenspannungen höher als die an der Basis des Transistors 17. Dieser ist somit gesperrt, sein Kollektorstrom I._ ist Null und damit auch der Kollektox&trom I₁- des Transistors 15. Für die Aufladung des Kondensators 12 ist damit nur der Ladestrom durch den Widerstand 13 wirksam. Es ergibt sich eine relativ lange Zeitkonstante aus dem Produkt des Kondensators 12 und des Widerstandes 13*

Bei einer Bandgeschwindigkeit von 4,75 cm / see. ist die Basis des Transistors 8 über den Widerstand 9 und den Schalter 10 auf Bezugspotential gelegt. Der -Transistor 8 ist gesperrt. Unterschreitet das Signal am Einjmg 1 die Schwellwertspannung der Anordnung 3 bis 6, so ist die Darlington-Schaltung 5»6 gesperrt. Die Kondensatorspannung des Kondensators 11 erhöht sich dann linear, hervorgerufen durch die Stromquelle 7« von einer Diodenspannung auf einen durch die 5 Dioden l8 bis 22 begrenzten Wert. Die Zeit, die vergeht, bis der Kondensator 11 und damit die Basis des Transistors 17 drei Diodenspannungen, d.h. die gleiche Spannung wie die Basis des Transistors

- 8 - H 81/35

24,erreicht, ist die Verzögerungszeit der Schaltung. Nach Erreichen dieser Spannung übernimmt der Transistor 17 sehr schnell den Strom I₂^ der Stromquelle 23. Damit fließt ein Basisstrom für den Transistor 15 durch den Widerstand 16, und der Transistor 15 wird leitend. Er schaltet den Widerstand 14 parallel zu dem Widerstand 13. Jetzt ist eine relativ kurze Zeitkonstante wirksam, die sich aus dem Produkt des Kondensators 12 und der Parallelschaltung der Widerstände und l4 ergibt. »

Wird eine Bandgeschwindigkeit von 2,4 cm / see. gewählt, so wird der Schalter 10 umgeschaltet. Die Basis des Transistors 8 liegt jetzt über den Widerstand 9 auf Betriebsspannung. Der Transistor 8 wird leitend. Unterschreitet jetzt das Signal am Eingang 1 die Schwellwertspannung der Anordnung 3 bis 6, so wird zwar die Darlington-Schaltung 5*6 gesperrt, der Kondensator 11 bleibt jedoch weiterhin über den Transistor 8 mit Bezugspotential verbunden.

In dieser Betriebsart ist nur die relativ lange Zeitkonstante aus dem Produkt des Kondensators 12 und des Widerstandes 13 wirksam.

Die Umschaltung der Zeitkonsfante erfolgt lediglich bei einer Bandgeschwindigkeit von 4,75 cm / see, wie sie bei Cassettengeräten üblich ist. Bei einer geringen Bandgeschwindigkeit, nämlich bei 2,4 cm / see,ist nur eine Zeitkonstante wirksam. Die unterschiedlichen Betriebsweisen werden im Kompressorund Expanderbetrieb eingesetzt. Auf diese Weise können Fehler, z.B. drop outs, in der Aufzeichnung nicht zu unerwünschtem Ansprechen der Zeitkonstantenumschaltung führen. Zur Vermeidung eines zusätzlichen Schalters kann die Abschaltung der Zeitkonstantenumschaltung vorzugsweise mit dem Geschwindigkeitswahlschalter kombiniert werden.

Claims

H 81/35

Patentansprüche

Iy Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer von einer Wechselspanung abhängigen Steuergleichspannung, insbesondere zur Dynamik-Kompression- oder Expansion, mit einem ersten Ladekondensator (ll), der über einen ersten Ladestromkreis (7tIi) aufladbar und über einen ersten Entladestromkreis (3 - 6,11) entladbar ist, und einem zweiten Ladekondensator (12), der über einen zweiten Ladestromkreis (-12 - 15) aufladbar und über einen zweiten Entladestromkreis (2,12) entladbar ist, wobei der zweite Ladestromkreis (12-15) einen steuerbaren Strompfad (l4,15) aufweist, der bei Überschreiten der Spannung des ersten Ladekondensators (Ii) über einen vorgegebenen Schwellwert angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitwert des zweiten Ladestromkreises (12 - 15) in einer ersten Betriebsart bei einer ersten Spannung des ersten Ladekondensators (ll) unterhalb des Schwellwertes einen ersten Wert und oberhalb des Schwellwertes einen zweiten Wert aufweist, und daß bei einer-anderen Betriebsart der Leitwert des zweiten Ladestromkreises (12 - 15) einen von der Wechselspannung unabhängigen Leitwert aufweist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der anderen Betriebsart der erste Kondensator (il) durch einen dritten 'Entladestromkreis (8 - 11) entladen wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschalter (10) vorgesehen ist, der in der anderen Betriebsart den dritten Entladestromkreis (8 - 11) einschaltet.

- 2 - H 81/35
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Betriebsart einer Bandgeschwindigkeit eines Magnetbandgerätes zugeordnet ist, die geringer ist als die Bandgeschwindigkeit, die bei der ersten Betriebsart gewählt ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung der Betriebsart mit einem Wahlschalter zur Bandgeschwindigkeit gekoppelt ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Kondensator (11) ein Transistor (8) parallel geschaltet ist, der bei Anlegen einer Betriebsspannung an dessen Basis in einen leitenden Zustand versetzt wird.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsart durch einen vorhandenen Betriebswahlschalter gewählt wird.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsart durch einen separaten Betriebswahlschalter entsprechend dem vorliegenden Übertragungskanal gewählt wird.