DE3132402A1

DE3132402A1 - Schaltungsanordnung mit elektronisch steuerbarem uebertragungsverhalten

Info

Publication number: DE3132402A1
Application number: DE19813132402
Authority: DE
Inventors: Eise Carel Eindhoven Dijkmans; Wilhelm 2000 Hamburg Graffenberger; Ernst-August 2000 Hamburg Kilian; Rudy Johan van de Geldrop Plassche
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1980-10-08
Filing date: 1981-08-17
Publication date: 1982-05-27
Also published as: ES8301400A1; FR2491696B1; DE3132402C2; IT8124315A0; ES506051A0; FR2491696A1; GB2085686A; CA1175505A; IT1138934B; GB2085686B

Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG CMBH PHD 81-086

Schaltungsanordnung mit elektronisch steuerbarem Übertragungsverhalten

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit elektronisch steuerbarem Übertragungsverhalten, insbesondere eine Stellerschaltung, wobei das Eingangssignal einem Verstärker mit steuerbarer Gegenkopplung zugeführt wird.

Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der DE-PS 24 04 bzw. der DE-PS 22 62 089 bekannt. Die Gegenkopplung des Verstärkers und damit das Übertragungsverhalten der Schaltung wird dadurch verändert, daß die Stromverteilung von zwei Differenzverstärkern durch eine GMchspannung gegensinnig geändert wird. Die Eingänge der beiden Differenzverstärker sind entweder über ein frequenzunabhängiges Netzwerk miteinander gekoppelt, so daß sich ein Lautstärkesteller ergibt (DE-PS 24 04 331), oder über ein frequenz- abhängiges Netzwerk (DE-PS 22 62 089), so daß sich ein Klangsteller (Höhen- oder Tiefensteiler) ergibt.

Ein Nachteil von Schaltungen, die auf der Änderung der Stromverteilung von zwei Differenzverstärkern beruhen, ist ein relativ starkes Rauschen. Außerdem werden bei Herstellung dieser Schaltung in integrierter Schaltungstechnik für den Anschluß des Gegenkopplungsnetzwerkes wenigstens drei größere Anschlüsse benötigt, und die äußere Beschaltung einer solchen integrierten Schaltung ist zumindest bei Verwendung eines Klangstellers verhältnismäßig aufwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine elektronische Steuerung des Übertragungs-

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Verhaltens ohne Verwendung von Stromverteilungsschaltungen der erwähnten Art möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Ausgang des Verstärkers eine mit mehreren Abgriffen versehene Spannungsteileranordnung angeschlossen ist und daß die Abgriffe über einen ersten elektronisch steuerbaren Umschalter mit einem invertierenden Eingang des Verstärkers und über einen zweiten elektronisch steuerbaren Umschalter mit dem Ausgang der Schaltung verbunden sind.

Die Signalspannung hat an jedem Abgriff der Spannungsteileranordnung einen anderen Wert. Wenn der erste Umschalter an einen Abgriff mit einer relativ hohen Signalspannung angeschlossen ist, ist die Gegenkopplung relativ stark und daher die Verstärkung relativ klein. Ist hingegen der zweite Umschalter an einen derartigen Abgriff angeschlossen, ist die Verstärkung relativ groß. Genau das umgekehrte Verhalten ergibt sich jeweils bei Anschluß der Umschalter an einen Abgriff mit relativ niedriger Spannung. Eine zur Verwendung als Höhensteller geeignete Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die frequenzabhängige Spannungsteileranordnung so ausgebildet ist, daß an wenigstens einem Teil der Abgriffe die Signalspannung mit zunehmender Frequenz abnimmt. In Ausgestaltung dieser Schaltung ist vorgesehen, daß die frequenzabhängige Spannungsteilerschaltung durch die Serienschaltung eines Kondensators und einer Widerstandskette mit mehreren Abgriffen gebildet wird.

Bei dem Aufbau einer solchen Schaltung in integrierter Schaltungstechnik ist nur noch ein einziger Anschluß erforderlich, der über die in integrierter Schaltungstechnik ausgeführte Widerstandskette mit dem Ausgang

des Verstärkers und über den Kondensator mit einem Bezugspunkt (Masse) verbunden ist.

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Eine zur Verwendung als Baßsteller geeignete Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß an wenigstens einem Teil der Abgriffe die Signalspannung mit abnehmender Frequenz abnimmt. In Ausgestaltung dieser Schaltung ist vorgesehen, daß eine mit mehreren Abgriffen versehene Widerstandskette an den Ausgang des Verstärkers angeschlossen ist und daß ein Kondensator zwischen den Ausgang des Verstärkers und einen der Abgriffe geschaltet ist. Wenn hierbei wiederum der Verstärker, die Umschalter und die Widerstandskette in integrierter Schaltungstechnik ausgeführt werden, ist lediglich noch ein äußeres Bauelement, der Kondensator, anzuschließen. Zum Anschluß dieses Kondensators muß die integrierte Schaltung zwei Anschlüsse aufweisen.

In weiterer Ausgestaltung eines solchen Baßstellers ist vorgesehen, daß der vom Ausgang des Verstärkers abgewandte Anschluß der Widerstandskette über einen Kondensator mit einem Bezugspunkt (Masse) verbunden ist und daß die Impedanz des Kondensators klein im Vergleich zur Impedanz der Widerstandskette ist. Der Kondensator in Serie zur Widerstandskette, vorzugsweise ein Elektrolytkondensator, hat dabei die Aufgabe, die Gleichstromimpedanz zwischen dem Abgriff und dem Bezugspunkt (z.B. Masse) so groß zu machen, daß die Gleichspannungsgegenkopplung stark und die Gleichspannungsverstärkung gleich 1 ist. Dadurch werden Offsetspannungen am Ausgang„des Verstärkers, die bekanntlich mit der Gleichspannungsverstärkung steigen, klein gehalten.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die beiden Umschalter so gesteuert sind, daß stets einem der beiden Umschalter die volle Ausgangsspannung des Verstärkers zugeführt wird. Wenn beispielsweise die Widerstandskette aus η Teilwiderständen besteht und jeder ■

der beiden Umschalter η Eingänge hat, von denen jeweils

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einer mit seinem Ausgang verbunden sein kann, gibt es η öuBdratkombinationen von Schalterstellungen, von denen jedoch einige überflüssig sind, weil dabei z.B. eine Verstärkungsabsenkung ganz oder teilweise durch eine Ver- · Stärkungsanhebung wieder kompensiert wird. Durch die Maßfiahmen nach der Weiterbildung kann der Verstärkungsbereich bzw. der Höhen- (Tiefen-) Absenkungs- und Anhebungsbereich mit nur zwei n-1 Schalterstellungen erfaßt werden.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß aus der Zeitschrift "Punkschau" 1980, Heft 5 bereits eine Schaltung zur Beeinflussung von Audiosignalen bekannt ist, bei der Halbleiter-

_s,_; Schalter durch digitale Signale bdätigt werden. Die bekannte Schaltung, die als, Lautstärkesteller dient, ist relativ aufwendig, weil sie einen Analog-Digital-Wandler mit einem • Auflösungsvermögen von 17 Bit benötigt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
^ Es zeigen

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung, die als Höhensteiler wirkt,

Fig. 2 den Frequenzgang in verschiedenen Stellungen der _;>i.;· beiden Umschalter nach Fig. 1, ■ Fig. 3a bis 3c Ersatzschaltbilder der Schaltung nach _S:, Fig. 1 für verschiedene SchalterdarStellungen, FiIg: 4 ein Prinzipschaltbild eines erfindungs gemäßen Baßstellers,

·,; Fig. 5 den Frequenzgang der Schaltungen nach Fig. 4 in verschiedenen Stellungen der beiden Umschalter, Fig. 6a bis 6c Ersatzschaltbilder der Schaltung nach Fig. 4 für verschiedene SchalterStellungen.

In Fig. 1 ist eine Schaltung dargestellt, die als Höhen-

steller in einem Audioverstärker mit angeschlossenem Laut-

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Sprecher dienen kann, der zur Wiedergabe von Audiosignalen bestimmt ist, die ein Rundfunkabstimmteil, einen Plattenspielerteil oder dergleichen liefert. Die Schaltung enthält einen Operationsverstärker 1 mit einer Leerlaufver-

⁵· Stärkung von 80 dB, dessen nicht invertierendem Eingang das Eingangssignal u. zugeführt wird. Der Ausgangsanschluß 13 des Verstärkers ist über eine Widerstandskette 4, die aus fünf in Serie geschaltetai Widerständen 41...45 besteht, •mit einem kondensator 5 verbunden, dessen anderes Ende an Masse angeschlossen ist. Der Ausgang 13 des Verstärkers sowie.die vier Verbindungspunkte zwischen den Widerständen 41 45 sind mit fünf Abgriffen 55...51 versehen, die

mit den fünf Eingangsanschlüssen 25...21 bzw. 35.·-31 zweier Umschalter 2 und 3 verbunden sind. Abhängig von dem Schaltzustand dieser Umschalter, der durch einen Schaltarm 28 bzw. 38 symbolisch angedeutet ist, ist einer der Steuereingänge 21...25 bzw. 31...35 mit dem Ausgangsanschluß bzw. 36 des betreffenden Umschalters 2 bzw. 3 verbunden. Welcher Eingang mit dem Ausgang 26 bzw. 36 verbunden ist,

wird durch ein digitales Datenwort bestimmt, das an den fünf Steuereingängen 27 bzw. 37 des Umschalters 2 bzw. 3 anliegt.

Der Ausgang 26 des Umschalters 2 ist mit dem invertierenden Eingang 11 des Verstärkers 1 verbunden, während der Ausgang 3d des Umschalters 3 den Ausgang der Schaltung darstellt, an dem das Ausgangssignal u_Q abgenommen wird. Je nach Schaltstellung der Umschalter 2 und 3 ergibt sich dabei eine unterschiedliche Beeinflussung der höheren

Frequenzen.

In der gezeichneten Schalterstellung, bei der der Ausgang der Schaltung über den Umschalter 3 direkt mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist und bei der der Ausgang 26 mit dem Abgriff 31 am unteren Ende der Widerstandskette verbunden ist, ergibt sich das in Fig. 3a dargestellte

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Ersatzschaltbild. Der Widerstand R zwischen dem Ausgang des Verstärkers und seinem invertierenden Eingang entspricht der Summe der Teilwiderstände 42...45 der Widerstandskette 4, während der Widerstand R_Q, der klein ist im Vergleich zu R und dazu dient, die Höhenanhebung bzw. -absenkung zu begrenzen, dem Widerstand 41 entspricht und in Serie mit dem Kondensator 5 zwischen den invertierenden Eingang 1t und Masse geschaltet ist. Bei relativ niedrigen Frequenzen ist die Impedanz des Kondensators .5 groß im Vergleich zur Impedanz des Widerstandes R, so daß das Signal am invertierenden Eingang 11 praktisch dem Signal am Ausgang des Verstärkers 1 entspricht. In diesem Fall ergibt sich eine Spannungsverstärkung von 1 bzw. 0 dB. Bei höheren Frequenzen ist die Impedanz des Kondensators 5 nicht mehr vernachlässigbar im Vergleich zum Widerstand R, so daß die Gegenkopplung abnimmt, was einer Erhöhung der Verstärkung bei höheren Frequenzen (Höhenanhebung) entspricht. Es ergibt sich dabei der in Fig. 2 mit der ausgezogenen Linie 1.21 dargestellte Verlauf der Verstärkung als Funktion von der Frequenz.

Wenn bei unveränderter Stellung des Umschalters 3 die Stellung des Umschalters 2 so verändert wird, daß nacheinander die Eingänge 22, 23, 24 und 25 mit dem Ausgang 26 des Umschalters 2 verbunden werden, wächst der Widerstand R_Q stufenweise, während der Widerstand R um denselben Betrag abnimmt. Bei den höheren Frequenzen wird daher die Gegenkopplung immer stärker, d.h. die Anhebung der Verstärkung bei höheren Frequenzen wird immer schwächer, wie durch die gestrichelten Linien 122...124 angedeutet. Wenn schließlich der mit dem Ausgang 13 des Verstärkers 1 verbundene Eingang 25 des Umschalters 2 mit dem Umschalterausgang 26 verbunden ist, ergibt sich das in Fig. 3b dargestellte Ersatzschaltbild. Der Widerstand R_Q+R entspricht dabei der Summe der Widerstände 41...45. Dabei wird stets die volle Ausgangsspannung

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auf den Verstärkereingang zurückgekoppelt, so daß die entstandene Kennlinie (ausgezogene Linie 125) völlig linear verläuft, wenn der Innenwiderstand des Verstärkers wesentlich kleiner ist als die am Ausgang wirksame Impedanz.

Wenn im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten Schalterstellung der Eingang 25 des Umschalters 2 mit dessen Ausgang 26 verbunden ist und der Eingang 31 des Umschalters 3 mit dessen Ausgang 36, ergibt sich das in Fig. 3c dargestellte Ersatzschaltbild, wobei der Widerstand R wiederum der Summe der Widerstände 42...45 entspricht, während der Widerstand R_Q dem Widerstand 41 entspricht. Da, wie bereits erwähnt, die Impedanz des Kondensators 5 bei niedrigen Frequenzen groß ist im Vergleich zum Widerstand R, erscheint das Ausgangssignal des Verstärkers 13 praktisch unverändert an der Ausgangsklemme 36 der Schaltung. Bei höheren Frequenzen ist der Widerstand R jedoch nicht mehr im Vergleich zur Impedanz des Kondensators 5 zu vernachlässigen, so daß sich eine Abnahme der Verstärkung zu höheren Frequenzen ergibt, wie durch die ausgezogene Linie 131 in Fig. 2 angedeutet. Der dem Teilwiderstand 41 der Widerstandskette 4 entsprechende Widerstand Rq verhindert dabei eine allzu starke Absenkung der Verstärkung bei hohen Frequenzen. Wird nun der Umschalter 3 so umgeschaltet, daß nacheinander die Eingänge 32, 33 und 34 mit dem Ausgang 36 des Umschalters 3 verbunden werden (während der Eingang 25 des Umschalters 2 weiterhin mit seinem Ausgang 26 verbunden bleibt), wird im Ersatzschaltbild der Fig. 3c der Widerstand R_Q immer weiter vergrößert, während der Widerstand R verkleinert wird, was zur Folge hat, daß der Verstärkungsabfall bei den höheren Frequenzen immer weiter zurückgeht, wie durch die gestrichelten Linien 132...134 in Fig. 2 angedeutet. ^-In der obersten Stellung des Umschalters 3 ergibt sich wieder das in Fig. 3b dargestellte Ersatzschaltbild bzw. die durch die Linie 125 dargestellte Frequenzunabhängigkeit der Verstärkung.

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Außer den beschriebenen Schalterstellungen sind noch andere möglich. Beispielsweise können die Eingänge 23 und 33, an die der Abgriff 53 angeschlossen ist, mit den Ausgängen 26 bzw. 36 der Umschalter 2 bzw. 3 verbunden sein, doch kompen-

s sieren sich dann Höhenabsenkung und Höhenanhebung exakt, so daß sich wiederum ein linearer Frequenzgang ergibt. In anderen Schalterstellungen erfolgt nur eine teilweise Kompensation, so daß sieh entweder eine Höhenanhebung oder eine Höhenabsenkung ergibt, jedoch bewegt sich die erzielbare Frequenzgangsbeeinflussung zwischen den Grenzen 121 und 131, so daß diese Schalterstellungen überflüssig sind.

Bei geeigneter Bemessung der Teilwiderstände 41...45 und des Kondensators 5 läßt sich erreichen, daß sich die Verstärkung bei einer oberen Grenzfrequenz f z.B. bei 20 kHz beim Übergang von einer der in Fig. 2 dargestellten Kennlinien zux- benachbarten Kennlinie um jeweils z.B. 3 dB ändert. Bei der angegebenen Verstärkungsänderung von jeweils 3 dB können mit der in Fig. 1 dargestellten Schaltung Höhenanhebungen bzw. -absenkungen von jeweils + 12 dB erreicht werden. Wenn noch stärkere Anhebungen bzw. Absenkungen erzielt werden sollen, ohne daß die Verstärkungsänderungen vergrößert werden sollen, oder wenn die Verstärkungsänderung beim Übergang von einer Kennlinie zur anderen kleiner sein soll als 3 dB, muß eine Widerstandskette mit noch mehr Teilwiderständen verwendet werden.

Wie bereits erwähnt, werden die Umschalter 2 bzw. 3 durch digitale Datenworte an ihren Eingängen 27 bzw. 37 umgeschaltet. Derartige Umschalter sind bekannt, z.B. in Form der integrierten Schaltung TDA 1029 der Firma Philips, die allerdings nur zur Umschaltung von je vier Eingängen auf zwei Ausgänge ausgelegt ist. Eine größere Anzahl von Schaltmöglichkeiten ergibt sich durch Kaskadierung, wie

beispielsweise in der Zeitschrift "Technische Informationen für die Industrie" Nr. 780530 der Firma VaIvo beschrieben

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X <f2 PHD 81-086

(Bild 23). Die beiden für die Steuerung der Umschalter 2 und 3 erforderlichen Datenworte von 5 bit Länge werden von einer Dekodierschaltung 6 geliefert, die ein an ihrem Eingang 62 anliegendes Datenwort mit vier Binärstellen in

ö ein Datenwort mit zehn Binärstellen transformiert, von dem je fünf Binärstellen den Steuereingängen 27 und 37 der Umschalter 2 und 3 zugeführt werden. Die Dekodier- " schaltung kann einen Speicher mit einer der Zahl der möglichen Schalterstellungen (neun) entsprechenden Zahl .-von Speicherplätzen mit zehn Binärstellen enthalten, deren Adresse durch das an der Eingangsleitung 62 anliegende Signal aufgerufen wird; sie kann aber auch eine aus Gattern bestehende Logikschaltung enthalten, die jedem vierstelligen Datenwort am Eingang ein zehnstelliges Datenwort am Ausgang zuordnet.

Die Eingänge 62 der Dekodierschaltung 6 sind mit dem Ausgang eines Speichers 7 -verbunden, dessen Inhalt somit die Stellung der Umschalter 2 und 3 bestimmt. Der Speicher 7 kann beispielsweise ein durch den Benutzer in seiner Zählrichtung über die Einheit 8 steuerbarer Vorwärts-Rückwärtszähler sein, der bis neun zählen kann, wobei aufeinanderfolgenden Zahlen Stellungen der Umschalter zugeordnet sind, die benachbarten Kennlinien, z.B. den Kennlinien 133 und 134 in Fig. 2, entsprechen, so daß bei einem Vorwärts-(Rückwärts-) Zählzyklus die Kennlinien quasi kontinuierlich von 121 bis 131 (Fig. 2) bzw. umgekehrt durchlaufen werden.

Der Speicher 7 kann aber auch durch einen Mikroprozessor gesteuert werden. Wenn dieser die vier Stellen eines Datenwortes seriell liefert, muß noch ein Schieberegister vorgesehen sein, das die vom Mikroprozessor gelieferten Daten aufnimmt, die dann parallel in den Speicher 7 übertragen werden.

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Die beschriebene Schaltung verursacht weniger Signalrauschen. als die bekannten Schaltungen, weil sowohl der Verstärker 1 als auch die Umschalter 2 und 3 ohne das Stromverteilungsprinzip arbeiten können. Die Höhenanhebungs- und -absenkungs-

^s kurven verlaufen streng spiegelbildlich zueinander, weil für beide Funktionen dieselbe Widerstandskette und derselbe Kondensator benutzt werden. Wird die in Fig. 1 dargestellte Schaltung in integrierter Schaltungstechnik ausgeführt, dann können alle dargestellten Elemente mit Ausnahme des Kondensators 5 auf einem Chip integriert werden. An eine solche integrierte Schaltung müßte also nur ein äußeres Schaltelement (der Kondensator 5) angeschlossen werden und für diesen ist nur ein äußerer Anschluß (pin) erforderlich.

Für Frequenzen oberhalb der in Fig. 2 mit f_ bezeichneten s- Grenzfrequenz, die so groß sind, daß die Impedanz des Kondensators 5 klein im Vergleich zum Widerstand R_Q ist, und für darüberliegende Frequenzen verläuft der Übertragungsfaktor bei vorgegebener Schalterstellung als Funktion der Frequenz wieder linear - für verschiedene Schalterstellungen aber auf unterschiedlichem Niveau. Macht man nun die Kapazität des Kondensators 5 so groß, daß die "höheren" Frequenzen, bei denen die Verstärkung bei vorgegebener : Schalterstellung von der Frequenz abhängt, unterhalb <p>s Hörbereiches liegen, dann wirkt die in Fig. 1 dargestellte Schaltung wie ein Lautstärkesteller. Dabei ist es Mwtäj^kmäßig, wenn der Umschalter 2 sich in einer solchen .; Sönal.tsteilung befindet, daß der invertierende Eingang 11

r' desj Verstärkers mit dem Abgriff 55 bzw. dem Ausgang. 13 des Verstärkers 1 verbunden bleibt, weil dann die Gegenkopplung maximal ist und die geringstmöglichen Verzerrungen auftreten. Zur Lautstärkestellung muß dann lediglich der zweite Umschalter 3 gesteuert werden. - Wann man dabei die von Schaltstellung zu Schaltstellung auftre-

tenden Verstärkungssprünge noch verkleinern will, kann in

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Serie zum Widerstand 41 ein weiterer Widerstand geschaltet werden, der größer ist als dieser.

In Fig. 4 ist ein sogenannter Baßsteller dargestellt, d.h.

eine Schaltung, die es gestattet, wahlweise die tieferen Frequenzen entweder anzuheben oder abzusenken. Die Schaltung nach Fig. 4, die in gleicher Weise durch Steuereinheiten 6, 7, 8 steuerbar ist wie die Schaltung nach Fig. 1, unterscheidet sich von dieser in ihrem Aufbau lediglich dadurch, daß der Kondensator 5 zwischen den Ausgang 13 des Verstärkers 1, der mit dem Abgriff 55 identisch ist,' und den Abgriff 51 zwischen den beiden unteren Widerständen 42 und 41 der Widerstandskette geschaltet ist, und dadurch, daß der vom Ausgang 13 des Verstärkers 1 abgewandte Anschluß des untersten Widerstandes 41 der Widerstandskette 4 über einen Kondensator 56 mit sehr großer Kapazität, vorzugsweise einem Elektrolytkondensator, mit Masse verbunden ist. Aufgabe des letztgenannten Kondensators ist es, die Gleichspannungsverstärkung des Ver-

stärkers 1 auf den Faktor 1 herabzusetzen, so daß die Offsetspannungen am Ausgang relativ klein werden. Gegebenenfalls könnte dieser Kondensator 56 entfallen, wenn der mit ihm verbundene Anschluß des Widerstandes 41 gleichspannungsmäßig mit demselben Punkt verbunden wäre, mit dem auch der Eingang 12 des Verstärkers 1 verbunden ist.

In der in Fig. 4 dargestellten Schalterstellung der Umschalter 2 und 3 eigj-bt sich für die Schaltungsanordnung das in Fig. 6a dargestellte Ersatzschaltbild, wobei R₁ die Serienschaltung der Widerstände 42 bis 45 repräsentiert, der Kondensator C₁ dem Kondensator 5 und der Widerstand R^ dem Widerstand 41 entspricht (die Impedanz des Kondensators 56 ist für alle zu übertragenden Frequenzen vernachlässigbar klein gegenüber den anderen. Widerständen).

' ·

Bei den niedrigen Frequenzen des Ubertragungsbereich.es • ist die Impedanz des Kondensators C₁ noch nicht gegenüber

"α ψ m.

* η φ

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dem Widerstand R₂ vernachlässigbar, so daß mit zunehmender Frequenz die Gegenkopplung zu- und die Verstärkung abnimmt, bis bei mittleren Übertragungsfrequenzen der Kondensator C₁ im Vergleich zum Widerstand R₂ für das Signal praktisch einen Kurzschluß bildet, so daß die Verstärkung den Wert annimmt, wie durch die Verstärkungskurve 221 in Fig. 5 angedeutet. Wenn der Schaltarm 28 nach oben verstellt· wird und einen der Abgriffe 52...54 mit dem invertierenden Eingang 11 des Verstärkers 1 verbindet, nimmt das Ausmaß, in dem die tiefen Frequenzen (Bäs*se) angehoben werden, immer mehr ab, wie durch die Terstärkungskurven 224 in Fig. 5 angedeutet. Wenn schließlich der Abgriff 55 der Widerstandskette 4 bzw. der Ausgang 13 des Verstärkers 1 über den Umschalter 2 mit dem· invertierenden Eingang 11 des Verstärkers verbunden ist, ergibt sich das in Fig. 6b dargestellte Ersatzschaltbild. Die Widerstandskette und der Kondensator wirken in diesem Schaltzustand zwar als frequenzabhängige Belastung des Ausganges des Verstärkers,doch ist dessen Gegenkopplungsfrequenz unabhängig, so daß auch die Verstärkungsfrequenz unabhängig wird, wenn der Ausgangswiderstand dieses Verstärkers klein im Vergleich zu der an seinem Ausgang wirksamen Impedanz ist. Es ergibt sich dann der mit 225 bezeichnete geradlinige Verlauf der Verstärkung in Abhängigkeit von der Frequenz.

Wenn der Schaltzustand der Umschalter-2 und 3 so geändert wird, daß der invertierende Eingang 11 mit dem Abgriff 55 und der Ausgang mit dem Abgriff 51 verbunden wird, ergibt sich das in Fig. 6c dargestellte Ersatzschaltbild. Die Ausgangsspannung des Verstärkers wird dabei durch den aus den Elementen R₁, C₁ und R₂ bestehenden Spannungsteiler heruntergeteiit, wobei der Übertragungsfaktor bzw. die Verstärkung mit abnehmender Frequenz abnimmt. Daraus resultiert die Verstärkungskurve 231. Wild der Umschalter 3 statt mit

dem Abgriff 51 mit den Abgriffen 52, 53 oder 54 in Ver- . bindung gebracht, ergeben sich die Verstärkungsverlaufe ...234. · - -

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Bei dem in. Fig. 4 dargestellten Baßsteller sind ebenso wie bei dem Höhensteiler in Fig. 1 die Verzerrungen und das Rauschen gegenüber den bisher bekannten elektronisch steuerbaren Höhen- und Tiefenstellern deutlich verringert. Auch hierbei verlaufen die Tiefenanhebungs- und-absenkungskurven 221.-.231 streng spiegelbildlich zueinander, weil für beide Funktionen dieselben Bauelemente benutzt werden.

Leerseite

Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

\Λύ Schaltungsanordnung mit elektronisch steuerbarem Übertragungsverhalten, insbesondere eine Stellerschaltung, wobei das Eingangssignal einem Verstärker mit steuerbarer Gegenkopplung zugeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang (13) des Verstärkers (1) eine mit mehreren Abgriffen (51...55) versehene Spannungsteileranordnung (4, 5) angeschlossen ist ·. iönd daß die Abgriffe (51...55) über einen ersten elektronisch steuerbaren Umschalter (2) mit einem invertierenden Eingang (11) des Verstärkers (1) und über einen zweitenelektronisch steuerbaren Umschalter (3) mit dem Ausgang (36) der Schaltung verbunden sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, pJ

^ ää&arch gekennzeichnet, daß die Spannungsteileranordnung * (4, 5) einen frequenzabhängigen Übertragungsfaktor hat.

Si Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung als Honensteller, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzabhängige Spannungsteiler anordnung so ausgebildet ist, daß an wenigstens eihem Teil der Abgriffe die Signalspannung mit zunehmender frequenz abnimmt.

" 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 zur Verwendung als Tiefensteiler,

täOurch gekennzeichnet, daß der frequenzabhängige Spannungsteiler so ausgebildet ist, daß an wenigstens einem T_eil der Abgriffe die Signalspannung mit abnehmender Frequenz abnimmt .

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5- Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzabhängige Spannungsteilerschaltung durch die Serienschaltung eines Kondensators (5) und einer Widerstandskette (4) mit mehreren Abgriffen (51.-.55) gebildet wird (Fig. 1).

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit mehreren Abgriffen (51···55) versehene Widerstandskette an den Ausgang (13) des Verstärkers (1) angeschlossen ist und daß ein Kondensator (5) zwischen den Ausgang (13) des Verstärkers und einen der Abgriffe (51) geschaltet ist (Fig. 4).

7- Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Ausgang (13) des Verstärkers (1) abgewandte Anschluß (51) der Widerstandskette (4) über einen Kondensator (56 mit einem Bezugspunkt (Masse)verbunden ist und daß die Impedanz des Kondensators (56) klein im Vergleich zur Impedanz der Widerstandskette (4) ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang de.s Verstärkers die Serienschaltung einer mit Abgriffen versehenen Widerstandskette und eines Kondensators angeschlossen ist, ' dessen Impedanz klein im Vergleich zur Impedanz der Widerstandskette ist.

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umschalter (2, 3) so gesteuert sind, daß stets einem der beiden Umschalter (2 oder 3) die volle Ausgangsspannung des Verstärkers (1) zugeführt wird.

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10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Umschalter (2 bzw. 3) eine Halbleiterschaltung dient, deren Schaltzustand durch ein digitales Datenwort an ihren Steuereingängen (27 bzw. 37) steuerbar ist.¹

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10,.

dadurch gekennzeichnet, daß eine mit den Steuereingängen (27, 37) der Umschalter (2, 3) gekoppelte Speicheranordnung (7) vorgesehen ist, in der die Datenworte für die Steuereingänge (27, 37) der Umschalter (2, -3) gespeichert sind. · . . '