DE3148202A1 - "schaltungsanordnung zur gegensinnigen verstaerkungssteuerung von verstaerkern" - Google Patents

"schaltungsanordnung zur gegensinnigen verstaerkungssteuerung von verstaerkern"

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DE3148202A1
DE3148202A1 DE19813148202 DE3148202A DE3148202A1 DE 3148202 A1 DE3148202 A1 DE 3148202A1 DE 19813148202 DE19813148202 DE 19813148202 DE 3148202 A DE3148202 A DE 3148202A DE 3148202 A1 DE3148202 A1 DE 3148202A1
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Bernhard Dipl.-Ing. 7900 Ulm Rall
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3005Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in amplifiers suitable for low-frequencies, e.g. audio amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04M9/00Arrangements for interconnection not involving centralised switching
    • H04M9/08Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic

Description

  • Beschreibung
  • Schaltungsanordnung zur gegensinnigen Verstärkungssteuerung von Verstärkern Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur gegensinnigen Verstärkungssteuerung von Verstärkern, deren Verstärkung einem Steuerstrom proportional ist, i-nsbesondere von sogenannten OTA-Verstärkern, in sprachgesteuerten Gegensprech- oder Freisprecheinrichtungen der Nachrichtentechnik, bei denen das Produkt der Verstärkungsfaktoren der jeweils beiden gegensinnig zu steuernden Verstärker annähernd konstant oder eine vorgebbare Funktion ist.
  • Freisprecheinrichtungen mit Lautsprecher und Mikrofon in enger Nachbarschaft haben das Problem der akustischen Rückkopplung. Es wird durch von der Sprache gesteuerte Verstärkung in den Signalwegen zum und vom fernen Teilnehmer beseitigt, in dem jeweils der Verstärker für das Mikrofon des sprechenden Teilnehmers aufgesteuert und der Verstärker für den hörenden Teilnehmer zugesteuert wird.
  • Im Falle der sogenannten weichen Verstärkungssteuerung kann die Verstärkung in Sende- und Empfangsrichtung in jeder Zwischenstellung zwischen den Extremen "Senderichtung auf", "Empfangsrichtung zu" und umgekehrt liegen.
  • Gefordert wird, daß das Produkt der Verstärkungsfaktoren im Sende- und Empfangskanal in jeder Zwischenstellung nahezu konstant ist.
  • Günstige Verstärker für den genannten Zweck sind sogenannte OTA-Verstärker. Es sind dies in der Steilheit durch ein Steuerstrom steuerbare Differenzverstärker (beispielsweise LM 13600 von National Semiconductor Corp.). In Freisprecheinrichtungen für weiche Steuerung müssen die Steuerströme für Sende- und Empfangsverstärker so gebildet werden, daß deren Produkt konstant ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit geringem Aufwand und mit integrierbaren Bauelementen das Produkt der Verstärkungsfaktoren (oder deren Summe in dB) konstant hält. Sie wird gelöst durch die im Anspruch 1 genannte Erfindung.
  • Dadurch, daß lediglich der eine Verstärker von den Ausgangssignalen der beiden Verstärker gesteuert wird, der andere jedoch von einem linearen Regelkreis, der die Summe der gewichteten Spannungen der Steuereingänge der beiden Verstärker auf einen konstanten Wert regelt, wird auf einfache Weise das geforderte konstante Verstärkungsprodukt erzielt.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Ausgestaitungen der Erfindung nach den Ansprüchen 2 bis 5 ermöglichen eine einfache Integrierbarkeit der Anordnung.
  • Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 bewirkt eine vollständige Entkopplung der Steuereingänge der beiden Verstärker und damit eine sehr exakte Konstanthaltung des Verstärkungsproduktes über den gesamten Regel bereich.
  • Durch ungleiche Widerstandswerte gemäß Anspruch 7 läßt sich ein Verstärker stärker steuern als der andere, was bei unterschiedlichen Geräuschpegeln auf der Sende- und Empfangsseite mitunter sehr erwünscht ist.
  • Schaltungsanordnungen mit Halbleiter zeigen in der Regel unerwünschte temperaturabhängige Parameter. Durch die Weiterbildung nach Anspruch 9 wird der Temperaturgang des Verstärkungsproduktes in optimaler Weise beseitigt.
  • Obwohl gemäß Anspruch 8 das Verstärkungsprodukt einstellbar ist, ist es dennoch wünschenswert, eine individuelle Lautstärkeeinstellung sowohl auf der Sende- als auch auf der Empfangsseite vornehmen zu können. Hierzu gibt Anspruch 10 eine einfache Lösung, da eine einstellbare konstante Einströmung durch ein hochohmiges Potentiometer zwischen einem Pol der stabilisierten Versorgungsspannung und der Stelle, in die die Einströmung erfolgen soll, realisierbar ist.
  • Schaltungen der eingangs genannten Art haben oft den Nachteil, daß am Ende eines gesprochenen Wortes im Bereich leiser Konsonanten die Anordnung bereits die Senderichtung umschaltet und dadurch die Konsonanten nicht mehr übertragen werden. Um dies zu vermeiden, erfolgt bei der erfindungsgemäßen Lösung das normale Zurückschalten mit unterschiedlichen Zeitkonstanten, die in einfacher Weise gemäß Anspruch 11 einstellbar sind.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels und von Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen im einzelnen: FIG. 1: Verstärkungssteuerkennlinien von gegensinnig gesteuerten Verstärkern; FIG. 2: Prinzip der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; FIG. 3: Schaltung zur Erzeugung der Mittelwertspannung UM; FIG. 4: Nomogramm der Verstärkungssteuerung für gleiche Bewertung der Steuerspannungen U12 und U22; FIG. 5: Nomogramm der Verstärkungssteuerung für ungleiche Bewertung der Spannungen U12 und U22; FIG. 6: Ausführungsbeispiel zur Erzeugung temperaturkompensierter Steuerströme für die Verstärker; FIG. 7:- Verlauf der Verstärkungen über das Verhältnis der Verstärkersteuerströme; FIG. 8: Verlauf der Verstärkung in Abhängigkeit von der Zeit während des Umschaltens der Obertragungsrichtung; FIG. 9: Verlauf des Steuerstromes I1 des gesteuerten Verstärkers in Abhängigkeit von der Zeit während des Umschaltens der Übertragungsrich+ung.
  • Die Erfindung verwendet als Verstärker in den beiden Übertragungsr ichtungen sogenannte OTA-Verstärker. Für kleine Aussteuerungen am Eingang eines derartigen Verstärkers, beispielsweise mit Eingangsspannungen Ue kleiner 40 mV, ist der Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung In dieser Gleichung ist I1 der Steuerstrom des ersten Verstärkers, UT eine temperaturabhängige Halbleiterkonstante, Uei die Eingangsspannung und Ua1 die Ausgangsspannung des ersten Verstärkers.
  • Bei gegebenem Außenwiderstand Ra1 ist die Verstärkung direkt proportional dem Steuerstrom I1 und da UT prop. T, also proportional zur absoluten Temperatur ist, ist die Steilheit (Transkonduktanz) des Verstärkers I1/UT und damit die Verstärkung umgekehrt proportional zur absoluten Temperatur.
  • FIG. 1 zeigt die Dämpfung al eines OTA-Verstärkers mit Ra = 800 Ohm über dem Steuerstrom I1in dB (Dezibel).Es ist: Negative Dämpfungswerte bedeuten Verstärkung. Bei OTA-Verstärkern ist die Verstärkung proportional zum Logarithmus des Steuerstromes I1. Erfindungsgemäß wird nun die Spannung am Steuereingang eines OTA-Verstärkers, die ebenfalls proportional zum Logarithmus des Steuerstromes ist, zur Regelung der Verstärkung a2 des zweiten OTA-Verstärkers herangezogen.
  • Die Verstärkungssumme in dB, also al + a2, der beiden gegensinnig zu steuernden Verstärker soll konstant sein.
  • Um dies zu zeigen, ist in FIG. 1 neben der Verstärkung al des einen Verstärkers auch die des anderen Verstärkers a2 angegeben. Da der andere Verstärker jedoch gegensinnig zu steuern ist, ist in FIG. 1 sein Steuerstrom 12 in umgekehrter Richtung aufgetragen. Außerdem sind die Steuerströme I1 und I2 in logarithmischem Maßstab dargestellt.
  • Wie ersichtlich, gehört beispielsweise zum Steuerstrom I1 = 1 uA des einen Verstärkers ein Steuerstrom von 100 pA des anderen usw. Die strichlierte Linie Su zeigt die Summe der Verstärkungen der beiden Verstärker.
  • Da die Summe al + a2 konstant sein soll, muß auch das Produkt der Steuerströme I1-I2 konstant sein, was auch aus FIG. 1 entnehmbar ist.
  • Ist beispielsweise gemäß FIG. 1 bei 10 pA die Verstärkung a1 = 2= +10 dB> so ist al + a2 = 20 dB und mit wird Hierzu muß sein: oder, da log 1 = 0 I1.I2 = (10 µA)2 = IM2 (5) Der Strom IM ist folglich der geometrische Mittelwertstrom der Steuerströme I1 und 12. Mit ihm lassen sich die Steuerströme und damit die Verstärkungen beider Verstärker gleichsinnig einstellen. Er wird deshalb hier mit "die Summenverstärkung bestimmender Strom" bezeichnet.
  • Für die Steuerspannungen am Eingang eines OTA-Verstärkers 1 erhält man mit guter Annäherung: Wenn 1 sat der Diodensättigungsstrom eines Transistors oder einer Diode im OTA-Verstärker ist. Diese Spannung entspricht derjenigen von zwei in Reihe vom Steuerstrom Ii durchflossenen Dioden.
  • Haben die OTA-Verstärker für beide Gesprächsrichtungen exakt die gleichen Stromspannungssteuerkennlinien, so ist Damit folgt für die Summenspannung oder mit Gleichung 4 Daraus folgt: Ist U12 vorgegeben, so muß U22 so geregelt werden, daß obige Gleichung erfüllt ist.
  • In FIG. 2 ist hierzu die erforderliche Schaltungsanordnung angegeben. Die beiden gegensinnig zu steuernden Verstärker sind hier mit 1 und 2 bezeichnet. Verstärker 1 erhält ein Eingangssignal über Eingang 11 vom Mikrofon M1 und gibt seine Ausgangssignale einem Ausgang 13 an die Steuereinheit 3 ab. Gesteuert wird er vom Eingang 12. Verstärker 2 erhält seine Eingangssignale am Eingang 21 vom Mikrofon M2. Sein Ausgang ist mit 23 und sein Steuersignaleingang mit 22 bezeichnet. Auch er ist mit seinem Ausgang 23 mit der Steuereinheit 3 verbunden. Befindet sich der Verstärker 1 mit Mikrofon M1 auf der einen Seite der Übertragungsstrecke, so ist ihm der Lautsprecher 1 zugeordnet, der am Ausgang 23 des Verstärkers 2 angeschlossen ist. Der Lautsprecher L2 auf der Seite des Mikrofons M2 ist am Ausgang 13 des Verstärkers 1 angeschlossen.
  • Gemäß der Erfindung sind nun die Steuereingänge 12 und 22 der beiden Verstärker 1 und 2 zur Umschaltung aer Übertragungsrichtung jeweils mit einer steuerbaren Signalquelle 5 bzw. 6 verbunden, von denen die Signalquelle 5 eine von der Steuereinheit 3 gesteuerte Stromquelle ist.
  • Ferner ist ein linearer Regelkreis mit den Widerständen R1 und R2, einem Verstärker 4 und der steuerbaren Stromquelle 6 vorgesehen, der die Summe der über die Widerstände R1 und R2 gewichteten Spannungen der Steuereingänge 12 und 22 der beiden Verstärker 1 und 2 über die steuerbare Signalquelle 6 auf eine die Summenverstärkung (in dB) bestimmende Mittelwertspannung UM regelt. Signalquelle 6 ist hier in vorteilhafter Weise eine Stromquelle. Infolge der Regelung kann sie auch durch eine Spannungsquelle ersetzt werden. Der Verstärker 4 ist als Differenzverstärker ausgebildet. Seinem ersten Eingang wird die gewichtete Spannung UM und seinem anderen Eingang die Mittelwertspannung UM zugeführt. Sein Ausgang führt über die im Ausführungsbeispiel gewählte steuerbare Stromquelle 6 zum Steuereingang 22 des zweiten Verstärkers 2.
  • Die beiden Widerstände R1 und R2 sind zwischen den Steuereingängen 12 und 22 der beiden Verstärker 1 und 2 geschaltet. Die gewichtete Spannung wird am Verbindungspunkt der beiden Widerstände abgegriffen. Am Verbindungspunkt der zunächst als gleich angenommenen Widerstände R und R2 steht als gewichtete Spannung Der Regel verstärker steuert den Steuerstrom 12, so daß sich über die Spannung U22 am Steuereingang 22 des Verstärkers 2 und den Widerstand R2 die Spannung UM = UM wird.
  • Die Spannungen U12 und U22 an den Steuereingängen der OTA-Verstärker 1 und 2 entstehen an sogenannten Wilson-Stromspiegeln, deren Werte durch Gleichung 6 gegeben sind.
  • Um den Temperaturgang dieser Spannungen zu kompensieren, wird gemäß der Erfindung die Spannung UM durch ein Wilson-Stromspiegel gleicher Art wie in den OTA-Verstärkern erzeugt. Dadurch erhält die Spannung UM den gleichen Temperaturgang wie die Spannungen U12 und U22 am Ausgang der Verstärker 1 und 2 und damit wie die Spannung UM.
  • In FIG. 3 ist die hier erforderliche Schaltung näher dargestellt. Wie ersichtlich, wird die Mittelwertspannung UM am Eingang eines Stromspiegels mit den Transistoren 75 und 77 und der Diode 76 abgegriffen, wobei der Eingang des Stromspiegels die Basis des Transistors 77 ist, dessen Kollektor mit der Betriebsspannungsquelle UÄ verbunden ist. Der Emitter des Transistors 75 befindet sich auf Bezugspotential. Die Spannung UM wird durch einen in den Eingang des Stromspiegels eingespeisten Strom 1M erzeugt, der, wie bereits gezeigt, die Summenverstärkung in dB der beiden Verstärker 1 und 2 bestimmt und daher zweckmäßigerweise einstellbar eingespeist wird.
  • Ferner ist in FIG. 3 ersichtlich, daß zwischen einem Steuereingang und einem Widerstand jeweils eine Impedanzwandlerstufe vorgesehen ist. So liegt zwischen Steuereingang 12 und Widerstand R1 die Impedanzwandlerstufe 100 und zwischen dem Steuereingang 22 und dem Widerstand R2 die Impedanzwandlerstufe 200. Die Impedanzwandlerstufen können als Spannungsfolger ausgebildet sein und sind nur dann erforderlich, wenn es auf eine präzise Konstanz des Verstärkungsproduktes der beiden Verstärker 1 und 2 ankommt.
  • In die Schaltungsanordnung wird also der Steuerstrom I1 in den ersten Verstärker hineingegeben und die Regel schleife erzeugt den Steuerstrom I2, so daß die Summe der Verstärkungen in dB oder das Produkt der Verstärkungen stets konstant bleibt. Dabei bestimmt der Strom IM die Summe der Verstärkungen. Diese kann in vorteilhafter Weise mit dem Strom IM eingestellt oder abhängig von übertragungstechnischen Parametern nachgeregelt werden.
  • In FIG. 4 ist ein Steuernomogramm mit drei logarithmisch geteilten Koordinaten für die Steuerspannungen und damit für die Verstärkungen für Widerstände R1 und R2 mit gleichen Widerstandswerten dargestelt. Wird die steuern spannung U12 infolge höheren Steuerstromes II größer, so wird die Steuerspannung U22 in gleichem Maße kleiner, wobei die Mittelwertspanung UM Drehpunkt ist. Wird die Mittelwertspannung UM z.B. durch den Strom 1M geändert, so ändern sich die Steuerspannungen U12 und U22 um das gleiche Maß in dB, wie die strichlierten Geraden zeigen.
  • Auch eine Temperaturerhöhung der Schaltungsanordnung bewirkt eine Verschiebung der Geraden. Dann nimmt nämlich die Spannung UM mit 1,7 mV/OC ab. Die Nomogrammlinien verschieben sich in Richtung der strichliert gezeichneten Geraden, woraus folgt, daß beide Verstärker eine niedrigere Steuerspannung U12 bzw. U22 erhalten, ihre Verstärkung also dann abnimmt.
  • FIG. 5 zeigt das Nomogramm für unterschiedliche Widerstandswerte R1 und R2. Wie ersichtlich erhält man einen größeren Dämpfungshub auf der Seite des größeren Widerstandswertes. Es lassen sich so auch schräge Summendämpfungsgeraden U12 + U22 realisieren. Diese Möglichkeit kann bei bestimmten Systemen interessant sein.
  • Wie zu FIG. 4 erläutert, ändert sich das Verstärkungsprodukt der beiden Verstärker mit der Temperatur falls keine besonderen Maßnahmen getroffen werden.
  • Gemäß Gleichung 3 ist die Verstärkung eines Verstärkers 1 oder 2 umgekehrt proportional mit der absoluten Temperatur. Diese Temperaturabhängigkeit läßt sich durch eine richtig bemessene Temperaturabhängigkeit der Steuerströme kompensieren. Da das Verstärkungsprodukt V1-V2 konstant sein soll, ergibt sich mit den Gleichungen 3 und 5 Bei einer integrierten Schaltung kann man voraussetzen, daß die Stromspiegel der OTA-Verstärker 1 und 2 sowie des entsprechend aufgebauten Stromspiegels 75 bis 77 für die Mittelwertspannung UM stets genau gleiche Temperaturen haben. Für eine konstante Verstärkung ist es nun erforderlich, daß das Verhältnis IM/UT konstant ist, d.h., daß IM proportional zur absoluten Temperatur zunimmt. Das geschieht in vorteilhafter Weise über eine sogenannte Thermometerschaltung, die in an sich bekannter Weise aus einem Stromspiegel mit einem Widerstand im Emitter des stromführenden Transistors besteht.
  • In FIG. 6 sind die Maßnahmen zur Kompensation des Temperaturganges der Verstärker ausführlich dargestellt. Von den OTA-Verstärkern 1 und 2 sind lediglich die den Temperaturgang bestimmenden Dioden der Stromspiegel der Steuerstrecke gezeichnet, die die gleiche Schaltung aufweisen, wie die des Stromspiegels 75 bis 77 (FIG. 3), der in FIG. 6 in gleicher Weise als Einheit 7 dargestellt ist. Die Steuerströme dieser drei Einheiten sind die bereits erläuterten Ströme I1 IM und 12.
  • Wie ersichtlich, wird nun der die Summenverstärkung bestimmende Strom IM vom Ausgang eines Stromspiegels, bestehend aus der Diode 72 und dem Transistor 71, abgenommen. Des Weiteren ist ein temperaturabhängiger Stromspiegel mit den Transistoren 81, 82 und dem Widerstand R3 vorgesehen, der auch mit Thermometerschaltung bezeichnet wird, da die Basisspannung des Transistors 81 linear mit dem Temperaturanstieg absinkt. An der Basis sind die drei Transistoren 83, 84 und 85 angeschlossen, die als Stromquellen dienen. Der Kollektor des Transistors 83 ist mit dem Eingang der Stromquelle 52, 51 verbunden, die den Steuerstrom für den ersten Verstärker 11 liefert. Der Kollektor des Transistors 84 ist mit dem Eingang des Stromspiegels 72, 71 verbunden, der den Strom IM liefert.
  • Der dritte Transistor 85 ist mit seinem Kollektor mit dem Eingang des Stromspiegels 62, 61 verbunden, der den Steuerstrom 12 für den zweiten Verstärker liefert. Der die Summen verstärkung bestimmende Strom IM kann nun über den Eingangsstrom Io der Thermometerschaltung 81, 82, R3 eingestellt werden.
  • Ist Io konstant, so steuert die Basisspannung des Transistors 81 die Transistoren 83, 84 und 85 so, daß ihr Kollektorstrom proportional mit der Temperatur ansteigt.
  • Damit ändert sich auch der das Verstärk-ungsprodukt bestimmende Strom IM proportional der Temperatur, so daß damit der Temperaturgang des Verstärkungsproduktes kompensiert wird.
  • Eventuelle zusätzliche unerwünschte Temperaturgänge von Bauelementen der Schaltung lassen sich z.B. durch einen Strom Io mit einem Temperaturgang entgegengesetzter richtung in an sich bekannter Weise kompensIeren.
  • Eine weitere Forderung bei Freisprechgeräten betrifft die Konstanz des Übertragungsmaßes in einer Obertragungsrichtung. Ist völlig auf "Senden" durchgeschaltet, so wird eine bestimmte Sendebezugsdämpfung verlangt. Andererseits wird dann, wenn völlig auf "Empfang" durchgeschaltet ist, eine bestimmte Empfangsbezugsdämpfung verlangt, die nicht mit dem Fehler der absoluten Temperatur, der zwischen -25°C und +75"C etwa 3.dB ausmacht,behaftet sein und die einen von variablen Steuergrößen unabhängigen Endwert haben soll. Deshalb wurde für die Stromspiegel der Ströme Ij und I2 eine Subtraktionssteuerung vorgesehen.
  • Wie aus FIG. 6 ebenfalls ersichtlich ist, wird der Steuerstrom ISt der Steuereinheit 3 (FIG. 2) über einen Stromspiegel 53, 54 dem Stromspiegel 52, 51 und der Steuerstrom des Regelverstärkers 4 über einen Stromspiegel 63, 64 dem Stromspiegel 61, 62 zugeführt. Die Verstärkungsfaktoren der beiden Verstärker 1 und 2 können dann durch zusätzliche zu den Steuerströmen ISt und r konstante Einströmungen Ist, bzw. r eingestellt werden.
  • Ist beispielsweise der Steuerstrom der Steuereinheit 3, also ISt = O, so zieht der Transistor 53 keinen Strom von der Diode 52 ab. Dadurch hat der Steuerstrom Ii über den Transistor 51 seinen hichsten Wert, so daß der Verstärker 1 seine größte Verstärkung hat. Gleichzeitig wird der Regelverstärker 4 voll aufgesteuert, Transistor 63 wird leitend und Transistor 61 praktisch gesperrt, so daß der Steuerstrom I2 für den zweiten Verstärker und damit die Verstärkung -a2 sehr klein wird Umgekehrt ist im Falle eines großen Steuerstromes ISt der Steuerstrom I1 für den Verstärker 1 klein und der Ausgangsstrom des Regelverstärkers 4 Ir = °- Dadurch hat der Steuerstrom I2 durch den Kollektorstrom des Transistors 85 seinen definierten und temperaturabhängig richtig eingestellten Höchstwert. Folglich hat auch die Verstärkung -a2 des zweiten Verstärkers ihren Höchstwert 'amax.
  • In FI6. 7 ist der Verlauf der Verstärkung al und a2 der beiden Verstärker 1 und 2 dargestellt. Abszisse ist der Logarithmus des Verhältnisses der Steuerströme I1 und I2, Koordinate die Dämpfung a in dB.
  • Durch zusätzliche Einströmungen It und Ir können die Höchstwerte der Verstärkungen -a1maX und -a2maX variiert werden. Diese Methode der Lautstärkeregelung begrenzt nur die maximale Lautstärke in beiden Übertragungsrichtungen.
  • Die in FIG. 6 mit den Transistoren 51 und 53 realisierte Subtraktionssteuerung des Stromes I1 hat noch einen bemerkenswerten Vorteil, der bei der Analyse des Zeitverhaltens der Umsteuerung von "Senden" auf "Empfangen" und umgekehrt erkennbar wird.
  • In FIG. 8 ist das gewünschte Zeitverhalten der Schaltungsanordnung und in FIG. 9 der Steuerstrom It über der Zeit dargestellt. Die Sendeverstärkung V5 hat gemäß FIG. 8 vom Zeitpunkt 0 bis t einen sehr kleinen Wert. Zum Zeitpunkt t1 steuere die Steuereinheit 3 bei Besprechendes Mikrofons M1 (FIG. 2) den Verstärker 1 auf. Das geschieht z.B. dann, wenn der Sprecher auf der Sendeseite zu sprechen beginnt. Es wird gefordert, daß die Sendeverstärkung innerhalb 20 ms hochlaufen soll (Kurventeil A) enden dann zur Zeit t2 die lauten Teile der Sprache, die die Sprachsteuerung betätigen, so soll die Sendeverstärkung dann noch 200 ms erhalten bleiben (Kurvenstück C), um die Endkonsonanten nicht zu verschlucken. Dann soll die Umschaltung auf Empfang nicht zu langsam vor sich gehen (Kurvenstück D). Für den Fall, daß die Gegenseite dem Sprecher ins Wort fällt, soll aber schnell auf Empfang umgeschaltet werden (Kurventeil F).
  • Dieser in FIG. 8 dargestellte Kurvenverlauf kann, wie nun gezeigt wird, durch geeignete Beeinflussung des Steuerstromes r1 erreicht werden. Wie der Steuerstrom 11 gebildet wird, zeigen die Figuren 6 und 9. Es gilt: I1 = I1max - ISt für ISt # I1max und ferner I1 = O für ISt > I1max.
  • Der maximale Steuerstrom I1max für den Verstärker 1 ist der konstante Wert (Kurventeil B' in FIG. 9) für die vom Verstärker 1 voll durchgeschaltete Senderichtung In vorteilhafter Weise wird nun der Höchstwert des Steuerstromes ISt der Steuereinheit 3 (FIG. 2) etwas größer als Ilmax gewählt. Der Steuerstrom ISt wird in der Steuereinheit als Strom aus der Spannung eines impulsförmig angeregten RC-Netzwerkes gebildet um die Umschaltverhältnisse klar definiert zu gestalten. Für das Umschalten auf "Senden" (Kurvenstück A') ist eine kurze Zeitkonstante vorgesehen und für das schnelle Zurückschalten ebenfalls (Kurvenstück F' ). Das normale Zurückschalten erfolgt m; einer 10 und mehrfach größeren Zeitkonstanten (Kurvenstück C') Wären der Steuerstrom ISt und der Steuerstrom 1lmax gleich, so würde die Verstärkung V mit einem konstanten Betrag von 20 log e pro Zeiteinheit abnehmen. Da jedoch gemäß der Erfindung ISt > I1max gewählt ist, tritt dieser Fall in dem Kurvenstück C' bzw. C (FIG. 8) zunächst nur für die ersten 10 dB ein und nimmt dann mit der Annäherung der Differenz I1 - ISt an 0 zur Zeit t4 schnell ab. Durch entsprechende Wahl des Steuerstromes ISt gegenüber dem Strom I maX können die Zeitkonstanten und damit der Übergang des flachen Kurvenstücks C (FIG. 8) in das steile Kurvenstück D optimal eingestellt werden.

Claims (11)

  1. Patentansprüche Schaltungsanordnung zur gegensinnigen Verstärkungssteuerung von Verstärkern, deren Verstärkung einem Steuerstrom proportional ist, insbesondere von sogenannten OTA-Verstärkern, in sprachgesteuerten Gegensprech- oder Freisprecheinrichtungen der Nachrichtentechnik, bei denen das Produkt der Verstärkungsfaktoren der jeweils beiden gegensinnig zu steuernden Verstärker annähernd konstant oder eine vorgebbare Funktion ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: a) die Steuereingänge (12, 22) der beiden Verstärker (1, 2) sind zur Umschaltung der Übertragungrichtung jeweils mit einer steuerbaren Signalquelle (5, 6) verbunden, von denen die erste'Signalquelle (5) eine erste Stromquelle ist und von einer mit den Ausgängen der beiden Verstärker (1, 2) verbundenen Steuereinheit (3) gesteuert ist; b) es ist ein linearer Regelkreis (R1, R2, 4, 6) vorgesehen, der die Summe der gewichteten Spannungen (UM) der Steuereingänge (12, 22) der beiden Verstärker (1, 2) über die zweite steuerbare Signalquelle (6) auf einen die Summenverstärkung (in dB) bestimmende Mittelwertspannung (UM) regelt (FIG. 2).
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Regelkreis aus einem als Differenzverstärker ausgebildeten Regelverstärker (4) besteht, dessen einem Eingang die gewichtete Spannung (UM), dessen anderem Eingang die Mittelwertspannung (UM) zugeführt ist und dessen Ausgang über die -zweite steuerbare Signalquelle (6) mit dem Steuereingang (22) des zweiten Verstärkers (2) verbunden ist (FIG. 2).
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite steuerbare Signalquelle (5, 6) jeweils als erste bzw. zweite Stromspiegelschaltung (Stromspiegel 52, 53 bzw. 61, 62) ausgebildet sind (FIG. 6).
  4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gewichtete Spannung am Verbindungspunkt zweier in Reihe geschalteter Widerstände (R1, R2) abgegriffen wird, die zwischen den Steuereingängen (12, 22) der beiden Verstärker (1, 2) geschaltet sind (FIG. 2).
  5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwertspannung (UM) am Eingang eines dritten Stromspiegels (75-77) abgegriffen wird, dem ein die Summenverstärkung bestimmender einstellbarer Strom (IM) zugeführt ist (FIG. 3).
  6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Steuereingang (12, 22) und einem Widerstand (R1 bzw. R2) jeweils eine Impedanzwandlerstufe (100 bzw. 200) vorgesehen ist (FIG. 3).
  7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (R1, R2) ungleiche Widerstandswerte haben.
  8. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Summenverstärkung bestimmende Strom (IM) einstellbar ist.
  9. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Summenverstärkung bestimmende Strom (IM) vom Ausgang eines vierten Stromspiegels (71, 72) abgenommen ist, daß ein fünfter temperaturabhängiger Stromspiegel (Thermometerschaltung 81, 82, R3) vorgesehen ist, der drei in Emitterschaltung betriebene Transistoren (83-85) als Stromquellen steuert, daß die Kollektoren der drei Transistoren (83-85) mit den Eingängen des ersten Stromspiegels (51, 52), des zweiten Stromspiegels (61, 62) bzw. des vierten Stromspiegels (71, 72) verbunden sind und daß der die Summenverstärkung bestimmende Strom (IM) über den Eingangsstrom (Io) der Thermometerschaltung (81, 82, R3) einstellbar ist (FIG. 6).
  10. 10.Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstrom (ISt) der Steuereinheit (3) über einen sechsten Stromspiegel (53, 54) dem ersten Stromspiegel (52, 53) und der Steuerstrom (Ir) des Regelverstärkers (4) über einen siebten Stromspiegel (63, 64) dem zweiten Stromspi-egel(61, 62) zugeführt sind und daß die Verstärkungsfaktoren der beiden Verstärker (1, 2) durch zusätzlich zu den Steuerströmen (ISt, Ir) der Steuereinheit und des Regelverstärkers konstante Einströmungen (ISt bzw. Ir) einstellbar sind (FIG. 6).
  11. 11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstrom (ISt) der Steuereinheit (3) größer ist als der maximale Betrag des den ersten Verstärker (1) aufsteuernden Steuerstromes (Ii) (FIG. 9).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0214472A2 (de) * 1985-09-04 1987-03-18 Motorola, Inc. Steuerschaltung zur Verwendung mit elektronischen Dämpfungsgliedern und Verfahren zur Abgabe eines Steuersignals proportional zur absoluten Temperatur
EP0415031A2 (de) * 1989-08-31 1991-03-06 Hagenuk Gmbh Schaltungsanordnung zur Unterdrückung elektrischer und/oder akustischer Rückkopplungen
DE102008028810B3 (de) * 2008-06-19 2010-02-11 Technische Universität Dresden Steuerbare Verstärkeranordnung und Verfahren zur Verstärkung einer Eingangsspannung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1208361B (de) * 1963-07-05 1966-01-05 Standard Elektrik Lorenz Ag Schaltungsanordnung fuer sprachgesteuerte Lautfernsprechgeraete
DE2758573B2 (de) * 1976-12-31 1980-02-14 Jean-Philippe Meudon-La- Foret Girard Telefonsprechstelle mit Lautsprecher
DE2751261C3 (de) * 1977-11-16 1980-07-03 Dasy Inter S.A., Genf (Schweiz) Schaltungsanordnung für ein Freisprechertelefon mit selbsttätiger Signalamplitudenbegrenzung
DE3034569C2 (de) * 1980-09-10 1983-10-27 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Sprachgesteuerte Lautfernsprechanlage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1208361B (de) * 1963-07-05 1966-01-05 Standard Elektrik Lorenz Ag Schaltungsanordnung fuer sprachgesteuerte Lautfernsprechgeraete
DE2758573B2 (de) * 1976-12-31 1980-02-14 Jean-Philippe Meudon-La- Foret Girard Telefonsprechstelle mit Lautsprecher
DE2751261C3 (de) * 1977-11-16 1980-07-03 Dasy Inter S.A., Genf (Schweiz) Schaltungsanordnung für ein Freisprechertelefon mit selbsttätiger Signalamplitudenbegrenzung
DE3034569C2 (de) * 1980-09-10 1983-10-27 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Sprachgesteuerte Lautfernsprechanlage

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. Slawik und H. Wiedemann: "Die neue sprachgesteuerte Freisprecheinrichtung für die Produktfamilie Intermat" in DE-Z.: Elektrisches Nachrichtenwesen 53, 1978, Nr. 4, S. 288-293 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0214472A2 (de) * 1985-09-04 1987-03-18 Motorola, Inc. Steuerschaltung zur Verwendung mit elektronischen Dämpfungsgliedern und Verfahren zur Abgabe eines Steuersignals proportional zur absoluten Temperatur
EP0214472A3 (en) * 1985-09-04 1988-07-20 Motorola, Inc. Control circuit for use with electronic attenuators and method for providing a control signal proportional to absolute temperature
EP0415031A2 (de) * 1989-08-31 1991-03-06 Hagenuk Gmbh Schaltungsanordnung zur Unterdrückung elektrischer und/oder akustischer Rückkopplungen
EP0415031A3 (en) * 1989-08-31 1992-03-11 Hagenuk Gmbh Circuit arrangement for suppression of electrical and/or acoustical feedback
DE102008028810B3 (de) * 2008-06-19 2010-02-11 Technische Universität Dresden Steuerbare Verstärkeranordnung und Verfahren zur Verstärkung einer Eingangsspannung

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