DE3130087C5 - Schaltungsanordnung für ein dynamisches Mikrofon - Google Patents

Abstract

Schaltungsanordnung für ein dynamisches Mikrofon, insbesondere für eine Fernsprechkapsel, dessen Tauchspule mit dem Eingang eines Verstärkers verbunden ist, welcher die relativ kleinen Sprechspannungen des Mikrofons auf einen bestimmten Pegel anhebt, wobei ein Kondensator vorgesehen ist, der entsprechend einer vorgegebenen Zeitkonstante aus einer Gleichspannungsquelle aufladbar ist, und wobei der Verstärker ab einer bestimmten Spannung am Kondensator aktiviert wird und der Kondensator zwischen einem Anschluß der Tauchspule und dem Eingang des Verstärkers liegt und daß Schaltmittel vorgesehen sind, welche in Abhängigkeit von der Größe der an ihnen liegenden Spannung die Zeitkonstante für die Aufladung des Kondensators verringern, um die Aktivierung des Verstärkers zu beschleunigen, wobei die Aufladung des Kondensators mittels eines Schwellwertfühlers steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertfühler eine Zener-Diode (9) ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Bei den in der Fernsprechtechnik verwendeten Mikrofonen nach dem dynamischen Wandler-Prinzip wird die relativ kleine an der Tauchspule abfallende Sprechspannung mit Hilfe eines Verstärkers auf den erforderlichen Pegel angehoben. Da einerseits das Eingangs-Gleichstrom-Potential des Verstärkers durch hochohmige Widerstände festgelegt wird, andererseits die niederohmige Tauchspule das erwähnte Eingangs-Gleichstrom-Potential beeinflussen würde, wird die Tauchspule mittels eines Koppel-Kondensators von dem Verstärkereingang gleichstrommäßig getrennt. Dieser Koppelkondensator darf jedoch die niedrigen Sprachfrequenzen nicht schwächen, weshalb er eine relativ große Kapazität von einigen Mikrofarad aufweisen muß.
• Beim Anlegen der Betriebsspannung an das Mikrofon muß der Kondensator zunächst auf das für den Eingang des Verstärkers erforderliche Potential aufgeladen werden. Solange dieses Potential nicht erreicht ist, ist der Verstärker in gesperrtem Zustand, und das dynamische Mikrofon weist an seinen Ausgangsklemmen einen höheren Gleichstromwiderstand als im stationären Zustand auf. Je nach Schaltungsdimensionierung hat sich der Kondensator nach 30...100 Millisekunden aufgeladen und das Mikrofon seinen stationären Zustand erreicht.
• Dieses Verhalten des dynamischen Mikrofons kann bei der Impulswahl in einigen Fernsprechvermittlungsanlagen zur Vortäuschung einer zusätzlichen Schleifenunterbrechung und damit zur Falschwahl führen. Während des Ablaufs des Nummernschalters ist nämlich die Sprechschaltung des Fernsprech apparats kurzgeschlossen und damit stromlos. Nach Ablauf des Nummernschalters wird der Kurzschluß der Sprechschaltung aufgehoben, und die Speisegleichspannung gelangt an die Sprechschaltung und damit an das dynamische Mikkrofon. Wegen des oben beschriebenen Aufladevorgangs des Koppelkondensators vergehen 30...100 Millisekunden, bis das dynamische Mikrofon einen ausreichend niedrigen Gleichstromwiderstand erreicht hat. Da die Schleifenunterbrechungen in derselben Größenordnung liegen wie die für das Aufladen des Kondensators erforderliche Zeit, kann bei manchen Wählsystemen der während des Aufladevorgangs hohe Gleichstromwiderstand des dynamischen Mikrofons und damit des Fernsprechapparats eine Schleifenunterbrechung vortäuschen und eine Falschwahl verursachen.
• Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Verstärker nach Anlegen der Betriebsspannung innerhalb einer Zeit zu aktivieren, die außerhalb der Schleifenunterbrechungszeit liegt.
• Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Dadurch, daß von einer bestimmten anliegenden Spannung an ein Schwellwert-Fühler aktiviert wird, der bewirkt, daß die Ladezeitkonstante des Kondensators verkürzt wird, kann eine Verwechslung der Ansprechverzögerung des Mikrofon-Verstärkers mit einer Schleifenunterbrechung nicht mehr vorkommen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Schwellwert-Fühler eine Zener-Diode verwendet wird, die beispielsweise eine Durchbruchspannung von 5 bis 7 Volt hat. Im Augenblick des Einschaltens der Betriebsspannung wird die Zener-Diode mit einer Spannung versorgt, die über der Durch bruch-Spannung der Zener-Diode liegt. Hierdurch wird die Zener-Diode leitend und bildet einen Ladewiderstand für den Kondensator, der diesen schnell auflädt. Der Kondensator wird somit in wenigen Millisekunden aufgeladen, wodurch der Verstärker schnell in den stationären Zustand übergeht. Hierauf sinkt die Speisespannung am Mikrofon, die im Zeitpunkt des Anlegens der Betriebsspannung fast der gesamten Betriebsspannung entspricht, auf 4 bis 6 Volt, so daß die an der Zener-Diode liegende Spannung deren Durchbruchspannung unterschreitet. Die Zener-Diode wird nichtleitend und hat damit auf den stationären Betriebszustand des Verstärkers keinen Einfluß mehr.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• In der einzigen Figur ist ein Nummernschalter 1 symbolisch dargestellt, der beispielsweise über die Leitung 2 Nummerschalterimpulse abgibt. Derartige Nummernschalter sind weit verbreitet (vergl. z.B. Taschenbuch Elektrotechnik, Band 4, Systeme der Informationstechnik, 1979, Hrsg. Eugen Philippow, Seite 32 unter 1.2.1.4) und brauchen deshalb nicht näher erläutert zu werden. Während auf der Leitung 2 Nummernschalterimpulse erscheinen, hat die Leitung 3 ein elektrisches Potential, welches des Schalter 4 schließt und somit die Betriebsspannung U_B von der Sprechschaltung 5 fernhält. Die Sprechschaltung 5 weist einen Verstärker 6 auf, der dann, wenn der Nummernschalter 1 keine Impulse mehr abgibt und hierdurch ein Potential auf der Leitung 3 bewirkt, das den Schalter 4 öffnet, an die Betriebsspannung U_B angeschlossen wird. Parallel zu dem Eingang des Verstärkers 6 ist ein Spannungsteiler 15 geschaltet, der zwei ohmsche Widerstände 7,8 enthält, von denen der Widerstand 7 an Pluspotential und der Widerstand 8 an Minuspotential liegt. Parallel zu dem Widerstand 7 isz eine Zener-Diode 9 geschaltet, und zwar mit ihrer Kathode an dem Pluspotential liegend. Bei der Zener-Diode können bekanntlich bei genügend hoher Feldstärke die Valenzelektronen durch das an sich verbotene Feld tunneln, wobei sich ein mit der Diodenspannung sehr stark zunehmender Strom ergibt. In Ge und Si ist das für den Zener-Effekt erforderliche Feld etwa 10⁶V cm^-1. Dieser Durchbruchmechanismus führt zu keiner Zerstörung der Diode, weshalb er gut für die Spannungsstabilisierung verwendbar ist. Ähnliche Effekte wie bei einer Zener-Diode können aber auch bei bestimmten Röhren-Arten auftreten, beispielsweise bei Schaltröhren. Diese Effekte sind jedoch nur vom äußeren Ergebnis her vergleichbar, auf das es bei der vorliegenden Erfindung. ankommt, nicht jedoch von der Struktur des Leitungsmechanismus im atomaren Bereich.
• Mit der Anode der Zener-Diode 9 und damit mit dem Mittenabgriff des Spannungsteilers 15 ist ein Kondensator 10 mit seinem einen Anschluß verbunden, während sein anderer Anschluß an einem Ende der Tauchspule 11 eines dynamischen Mikrofons 12 liegt. Das andere Ende der Tauchspule 11 ist mit dem Minuspotential der Betriebsspannung U_B verbunden.
• Geht man davon aus, daß sich der Kondensator 10 über den Widerstand 8 und die Tauchspule 11 entladen hat, so wird bei Fehlen der Zener-Diode 9 und nach Beendigung der Nummernschalter-Impulse die Betriebsspannung an den Spannungsteiler 15 gelegt. Die Widerstände 7 und 8 des Spannungsteilers 15 legen dabei das Gleichstrom-Potential des Verstärker-Eingangs 14 fest. Der entladene Kondensator 10 lädt sich hierauf über den hochohmigen Widerstand 7 und die niederohmige Tauchspule 11 auf. Da der Kondensator 10 zum Zwecke der Sprachübertragung eine relativ große Kapazität aufweisen muß und der Widerstand 7 hochohmig ist, ist die Aufladezeit lang, z.B. 50 Millisekunden. Wenn der Kondensator 10 aufgeladen ist, hat er im wesentlichen diejenige Spannung angenommen, die am Widerstand 8 im stationären Zustand abfällt. Jetzt erst wird der Verstärker 6 aktiviert.
• Die durch den Ladevorgang des Kondensators 10 bewirkte Einschaltverzögerung des Verstärkers 6 liegt somit in derselben Größenordnung wie die beim Wählen erzeugten Schleifenunterbrechungen. Erfindungsgemäß ist nun parallel zum Widerstand 7 eine Zenerdiode 9 geschaltet, die ein Schwellwert-Verhalten aufweist, d.h. die von einem bestimmten Spannungswert an schlagartig ihr Leitfähigkeitsverhalten ändert. Mit Hilfe dieser Zener-Diode 9 wird die Einschaltverzögerung des Verstärkers 6 verringert. In dem Augenblick, in dem die Spannung an den Spannungsteiler 15 gelegt wird, liegt die Spannung an der Parallelschaltung Widerstand 7/ Diode 9 über der Durchbruchspannung der Zener-Diode 9, weil der Kondensator 10 im Einschaltmoment als Kurzschluß wirkt und folglich die ganze Spannung an der erwähnten Parallelschaltung liegt. Die Diode 9 wird folglich niederohmig und bildet mit dem Widerstand 7 einen niederohmigen Ladewiderstand für den Kondensator 10. Dies hat zur Folge, daß der Kondensator 10 innerhalb von wenigen Millisekunden, z.B. in 2 bis 5 Millisekunden, aufgeladen wird. Nach dem Aufladen des Kondensators 10 teilt sich die Spannung am Spannungsteiler 15 entsprechend den Widerstandsverhältnissen der Widerstände 7 und 8 auf. Hierdurch wird der Verstärker 6 aktiviert, und da die an der Zener-Diode 9 nun abfallende Spannung geringer als beim Einschalten, sperrt die Diode 9 und hat keinen Einfluß mehr auf das Verhalten des Verstärkers 6.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung für ein dynamisches Mikrofon, insbesondere für eine Fernsprechkapsel, dessen Tauchspule mit dem Eingang eines Verstärkers verbunden ist, welcher die relativ kleinen Sprechspannungen des Mikrofons auf einen bestimmten Pegel anhebt, wobei ein Kondensator vorgesehen ist, der entsprechend einer vorgegebenen Zeitkonstante aus einer Gleichspannungsquelle aufladbar ist, und wobei der Verstärker ab einer bestimmten Spannung am Kondensator aktiviert wird und der Kondensator zwischen einem Anschluß der Tauchspule und dem Eingang des Verstärkers liegt und daß Schaltmittel vorgesehen sind, welche in Abhängigkeit von der Größe der an ihnen liegenden Spannung die Zeitkonstante für die Aufladung des Kondensators verringern, um die Aktivierung des Verstärkers zu beschleunigen, wobei die Aufladung des Kondensators mittels eines Schwellwertfühlers steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertfühler eine Zener-Diode (9) ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (6) in Abhängigkeit von der an dem Kondensator (10) anliegenden Spannung vom passiven in den aktiven Zustand oder umgekehrt geschaltet werden kann.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in der Sprechschaltung (5) eines Fernsprechapparats mit Nummernschalter (1) vorgesehen ist, wobei diese Sprechschaltung (5) während des Ablaufs des Nummernschalters (1) kurzgeschlossen ist und nach Ablauf des Nummernschalters (1) eine Speisespannung (U_B) an die Sprechschaltung (5) gelegt wird, die den Kondensator (10) mittelbar oder unmittelbar auflädt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (10) bei Anlegen der Betriebsspannung (U_B) in weniger als zehn Millisekunden aufgeladen ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert-Fühler zu Beginn der Aufladung des Kondensators (10) einen sehr niedrigen Widerstand und nach der Aufladung des Kondensators (10) einen sehr hohen Widerstand aufweist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbruch-Spannung der Zener-Diode (9) so bemessen ist, daß die Zener-Diode (9) bei Anlegen der Betriebsspannung (U_B) an die Sprechschaltung (5) leitend und nach Aufladung des Kondensators (10) nicht leitend ist.