DE3402285C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Verstärkungsrege­ lung eines Lauthörverstärkers für eine Fernsprechteilnehmerstation zur auto­ matischen Lautstärkeregelung der von einem Lautsprecher wiederzugebenden Empfangssignale.

Bei Fernsprechteilnehmerstationen ist es bekannt, Lautsprecher zum "Laut- Hören" der Empfangssignale zu benutzen. Hierfür sind Verstärkerschaltungen, und zwar sogenannte Lauthörverstärker erforderlich, da selbst mit Hilfe ak­ tiver Sprechschaltungen verstärkte Empfangssignale zur Ansteuerung eines Lautsprechers nicht hinreichend angepaßt sind. Unbefriedigend ist auch die Stromversorgung derartiger Lauthörverstärker, weil eine Versorgung aus der Gleichstromschleife nicht so ohne weiteres möglich ist, so daß bisher ge­ trennte Stromversorgungen dafür eingesetzt wurden. Außerdem erfordern der­ artige Lauthörverstärker eine Verstärkungsregelung, um Schwankungen der wieder­ zugebenden Empfangssignale auszuregeln und akustische Rückkopplungen der vom eigenen Mikrophon ausgehenden und für den Lauthörverstärker nicht vollständig unterdrückbaren Signale zu vermeiden.

Die bisher für diese Zwecke eingesetzten Verstärker erfüllen zwar vom Prinzip her die an sie gestellten Forderungen, aber nur dann, wenn der Aufwand ent­ sprechend hoch getrieben wird. Da dies vom wirtschaftlichen Standpunkt aber nicht immer zu rechtfertigen ist, gelten mit vertretbarem Aufwand aufgebaute Lauthörverstärker als unbefriedigend.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lauthörverstärker der eingangs genannten Art vorzusehen, welcher bei vertretbarem Aufwand direkt aus einer aktiven Sprechschaltung einer Fernsprechteilnehmerstation ansteu­ erbar ist und eine zuverlässige automatische Verstärkungsregelung besitzt, wobei der Lauthörverstärker aus der ak­ tiven Sprechschaltung einer Fernsprechteilnehmerstation versorgt werden soll. Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Empfangssignal über einen Koppelkondensator, zwei Reihenwiderstände und einen weiteren Kondensa­ tor einem gegengekoppelten Inverter zugeleitet ist, der mit seinem Ausgang über eine Diode den Lauthörverstärker steuert sowie über einen Widerstand an positivem Betriebspotential liegt, und daß der Ausgang dieses Inverters über einen weiteren Inverter und eine Diode weiterhin einen als Integrator geschalteten Inverter steuert, dessen Ausgang über zwei gleichsinnig in Reihe geschaltete Dioden zum Bezugspotential geschaltet ist und daß der Verbindungspunkt dieser Dioden mit dem Verbindungspunkt der Reihenwiderstände verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung schafft mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Verstärkungsregelung für einen aus der aktiven Sprechschaltung einer Fernsprechteilnehmerstation angesteuerten und versorgbaren Lauthörver­ stärker. Dabei können für die Inverter invertierende Analogverstärker be­ nutzt werden, wovon einer als Regelverstärker für den Lauthörverstärker und die beiden anderen als schwellwertabhängige Schaltstufe bzw. als Integrator im Regelkreis zur automatischen Regelung der wiederzugebenden Empfangssignale eingesetzt werden.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 enthalten.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Stromlaufplan mit einer als Block 1 beginnenden aktiven Sprechschaltung einer Fernsprechteilnehmerstation, welche als Eingang die üblichen Klemmen a, b einer Teilnehmerstation besitzt und als Ausgang drei Klemmen c, d, e. An den Klemmen c, e wird Betriebsspannung für den nachfolgend beschriebenen Lauthörverstärker zur Verfügung gestellt, während an der Klemme d das auf die Klemme e bezogene Steuersignal für den Lauthör­ verstärker anliegt. Für die aktive Sprechschaltung 1 kann z. B. eine Sprech­ schaltung gemäß der DE 34 02 282 A1 (Schaltungsanordnung für eine Fernsprechteilnehmerstation) eingesetzt werden, wobei die Klemme e das als Bezugspotential definierte Minuspotential liefert.

Das Steuersignal von der Klemme d wird mit einem Koppelkondensator C ₄ abge­ koppelt und über eine Reihenschaltung zweier Widerstände R ₁₄, R ₁₅ und eines weiteren Kondensators C 5 auf den Eingang eines Inverters I ₄ geschaltet. Am Ausgang des Inverters I ₄ liegt die Katode einer Diode D ₇, deren Anode über einen Widerstand R ₁₇ zu der Betriebspotential liefernden Klemme c führt. Außerdem ist die Anode der Diode D ₇ einerseits über einen Widerstand R ₁₆ zur Gegenkopplung des Inver­ ters I ₄ auf seinen Eingang zurückgeführt und andererseits direkt zum Steuer­ eingang eines Lauthörverstärkers A geschaltet. Der Ausgang des Lauthörver­ stärkers A ist über einen Kondensator C ₈ und den Lautsprecher L an das Bezugs­ potential d. h. an die Klemme e geschaltet.

Vom Ausgang des Inverters I ₄ wird ein Inverter I ₅ direkt angessteuert, der über eine Diode D ₄ einen weiteren als Integrator geschalteten Inverter I ₆ ansteuert. Die Diode D ₄ liegt hierbei mit ihrer Anode am Eingang des Inver­ ters I ₆, der durch einen Kondensator C ₇ für die Integratorfunktion überbrückt ist. Außerdem ist vom Eingang des Inverters I ₆ ein Widerstand R ₁₈ an die Klem­ me c geschaltet. Vom Verbindungspunkt zweier gleichsinniger in Reihe geschalteter Dio­ den D ₅, D ₆, die vom Ausgang des Inverters I ₆ an das Bezugspotential geschal­ tet sind, führt eine Verbindung zum Abgriff der Reihenwiderstände R ₁₄, R ₁₅, wodurch ein Regelkreis für das Empfangssignal geschlossen wird. Die Inverter I ₄, I ₅, I ₆ werden als invertierende Analogverstärker betrieben und erhalten in nicht näher dargestellter Weise die Betriebsspannung von den Klemmen c, e.

Der bisher beschriebene Schaltungsteil des Lauthörverstärkers umfaßt den Ver­ stärker mit automatischer Verstärkungsregelung. Bei einer Ansteuerung aus der aktiven Sprechschaltung 1 mit einer auf das Potential der Klemme e bezogenen Steuerspannung von der Klemme d, gelangt dieses Signal über den Kondensator C ₄, die Widerstände R ₁₄, R ₁₅ und den Kondensator C ₅ auf den durch den Wider­ stand R ₁₆ 100% gleichstromgegengekoppelten Inverter I ₄. Am Ausgang des In­ verters I ₄ entsteht im Normalfall eine leicht negative Spannung, so daß sich die Spannung am Eingang des Inverters I ₅ auf den logischen Schwellwert von ungefähr 0,5 U _e/c einstellt. Um diesen eingeschwungenen Zustand zu bekommen, muß der Ausgang des Inverters I ₄ dem Strom durch den Widerstand R ₁₇ entgegen­ wirken, was durch die Diode D ₇ bewirkt wird, so daß sich am Ausgang des In­ verters I ₄ eine um die Flußspannung dieser Diode negativere Spannung als die logische Schwellspannung des Inverters I ₅ einstellt. Im Ruhezustand ist da­ her der Ausgang des Inverters I ₅ "high", der Ausgang des als Integrator ge­ schalteten Inverters I ₆ "low", und als Folge dieses Schaltzustandes sperren die Dioden D ₅, D ₆.

Das NF-Signal, das an der Klemme d erscheint, wird vom Inverter I ₄ verstärkt und anschließend über die Diode D ₇ und den Verstärker A auf den Lautsprecher L gegeben. Der Verstärker A ist ein bekannter Kleinleistungsendverstärker und nicht Teil der Erfindung. Wenn das zugeführte NF-Signal am Eingang des Inver­ ters I ₄ soweit ansteigt, daß positive Spannungsspitzen an seinem Ausgang den logischen Schwellwert des Inverters I ₅ übersteigen, dann wird der Ausgang dieses Inverters kurzzeitig negativ. Dies hat zur Folge, daß sich der Ein­ gangsstrom in den als Integrator geschalteten Inverter I ₆ umpolt, so daß sich der Kondensator C ₇ sehr schnell umlädt. Daraufhin wird der Ausgang des Inverters I ₆ positiver, die Dioden D ₅, D ₆ werden leitend und ihr differen­ tieller Widerstand wird geringer. Da der Verbindungspunkt der Dioden D ₅, D ₆ mit dem Verbindungspunkt der Reihenwiderstände R ₁₄, R ₁₅ verbunden ist, wird das Eingangssignal über diese Verbindung abgeleitet und abgesenkt, bis die Regelschleife einen Gleichgewichtszustand erreicht und der Verstärker A sei­ nen Eingangssollwert erhält. Wenn das Eingangssignal kleiner wird oder ver­ schwindet, dann läuft die Regelfunktion umgekehrt ab, d. h. der Kondensator C ₇ wird über den Widerstand R ₁₈ aufgeladen, so daß der Strom durch die Dio­ den D ₅, D ₆ kleiner wird und die Verstärkung bis zu einem neuen Gleichgewichts­ zustand hochläuft. Der Kondensator C ₅ am Eingang des Inverters I ₄ bewirkt da­ bei daß nur NF-Signale geregelt werden und verhindert somit eine Gleichstrom­ schleife über die Dioden D ₅, D ₆.

Da der erfindungsgemäße Lauthörverstärker bei der Inbetriebnahme stumm bleiben soll, ist eine mit Hilfe eines Tastschalters T steuerbare zu­ sätzliche Stummschaltung vorgesehen. Hierfür wird eine aus den Invertern I ₂, I ₃ bestehende bistabile Speicher-Schaltstufe benutzt, welche durch zwei Widerstände R ₁₁, R ₁₂ zu einem Ring zusammengeschaltet sind. Eine solche Speicher-Schaltstufe ist an sich bekannt und in soweit auch nicht Gegenstand der Erfindung. Die bistabile Speicher-Schaltstufe wird hier benutzt, um mit dem Ausgang des Inverters I ₃ den Verstärker A stumm, d. h. abzuschalten. Da diese bistabile Speicher-Schaltstufe bei der Inbetrieb­ nahme aber keine definierte Schaltstellung einnimmt, ist hierfür ein wei­ terer Inverter I ₁ vorgesehen. Dieser Inverter I ₁ liegt mit seinem Eingang am Abgriff eines RC-Gliedes R ₁₀, C ₃, dessen Widerstand R ₁₀ am Bezugspoten­ tial, d. h. an der Klemme e liegt, während der Kondensator C ₃ an der Klemme c, d. h. am Betriebspotential liegt. Der Ausgang des Inverters I ₁ ist über eine Diode D ₂ an den Eingang des Inverters I ₃ geschaltet, wobei die Katode der Diode am Inverter I ₁ liegt. Außerdem führt vom Ausgang des Inverters I ₂ ein RC-Glied R ₁₃, C ₆ zur Klemme e und vom Verbindungspunkt dieses RC- Gliedes ein Tastschalter T zum Eingang dieses Inverters I ₂. Bei der Inbe­ triebnahme zwingt der Inverter I ₁ mit seinem Ausgang den Eingang des In­ verters I ₃ in die "low" Schaltstellung bis sich der Kondensator C ₃ über den Widerstand R ₁₀ aufgeladen hat, so daß der Ausgang des Inverters I ₁ nach "high" umschaltet. Damit befindet sich der Ausgang der bistabilen Speicher-Schaltstufe (Inverter I ₃) in der "high" Schaltstellung und der Verstärker A ist stumm geschaltet. Durch Drücken der Taste T kann dann der Verstärker A ein- und auch wieder ausgeschaltet werden. Die einfache durch einen Inverter I ₁ ergänzte bistabile Speicher-Schaltstufe bietet daher die Möglichkeit zum wahlweisen Ein- und Ausschalten, wobei bei der Inbetrieb­ nahme eine definierte Schaltstellung und zwar die Stummschaltung für den Verstärker A gewährleistet wird. Die Inverter I ₁, I ₂, I ₃ werden wie die übrigen Inverter in nicht näher dargestellter Weise mit der Betriebsspan­ nung U _c/e versorgt, und außerdem ist es sinnvoll, alle Inverter I ₁, I ₂, . . . I ₆ als integrierte Schaltstufen in CMOS-Technik in einem Gehäuse unterzu­ bringen.

Der erfindungsgemäße Lauthörverstärker bietet die Möglichkeit, in Verbindung mit einer aktiven Sprechschaltung einer Fernsprechteilnehmerstation neue vor­ teilhafte Konzepte für Telefone zu verwirklichen. So ist es wegen des gerin­ gen Bauteile-Aufwandes möglich, im Handapparat eines Telefones eine aktive Sprechschaltung einschließlich Mikrophon, Fernhörer und Lauthörverstärker unterzubringen und über zwei Adern der vier Adern enthaltenden Anschluß­ schnur mit dem Apparategehäuse zu verbinden. Mit den zwei weiteren Adern kann das im Lauthörverstärker verstärkte Hörersignal zurückgeführt und dem dort vorgesehenen Lautsprecher L zugeleitet werden. Die im Handapparat vor­ gesehene Taste T bietet dabei die Möglichkeit auf "Laut-Hören" wahlweise zu schalten oder auf übliche Art mit dem Handapparat zu hören.

Claims (9)

1. Schaltungsanordnung zur Verstärkungsregelung eines Lauthörverstärkers für eine Fernsprechteilnehmerstation zur automatischen Lautstärkeregelung der von einem Lautsprecher wiederzugebenden Empfangssignale, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Empfangssignal über einen Koppelkondensator (C ₄), zwei Reihenwiderstände (R ₁₄, R ₁₅) und einen weiteren Kondensator (C ₅) einem gegengekoppelten Inverter (I ₄) zugeleitet ist, der mit seinem Aus­ gang über eine Diode (D ₇) den Lauthörverstärker (A) steuert, sowie über einen Widerstand (R ₁₇) an positivem Betriebspotential liegt, und daß der Ausgang des Inverters (I ₄) über einen weiteren Inverter (I ₅) und eine Diode (D ₄) einen als Integrator geschalteten Inverter (I ₆) steuert, dessen Ausgang über zwei gleichsinnige in Reihe geschalte­ te Dioden (D ₅, D ₆) zum Bezugspotential geschaltet ist und daß der Verbindungs­ punkt dieser Dioden (D ₅ , D ₆) mit dem Verbindungspunkt der Reihenwiderstän­ de (R ₁₄, R ₁₅) verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverter (I ₆) durch einen vom Ausgang auf seinen über einen Widerstand (R ₁₈) am Betriebspotential liegenden Eingang zurückgeführten Kondensator (C ₇) als Integrator wirkt, und daß zur Gegenkopplung des Inverters (I ₄) ein Widerstand (R ₆) von der Anode der Diode (D ₇) zu seinem Eingang ge­ schaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Lauthörverstärker (A) ein durch eine Taste (T) abschaltbarer Verstärker vorgesehen ist, dessen Ausgang über einen Kondensator (C ₈) den mit sei­ ner zweiten Klemme am Bezugspotential (e) liegenden Lautsprecher (L) an­ steuert.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Abschaltung des Lauthörverstärkers (A) eine bistabile durch die Taste (T) steuerbare Speicher-Schaltstufe (I ₂, I ₃) vorgesehen ist, welche durch eine Inverterstufe (I ₁) eine definierte Schaltstellung bei der Inbetriebnahme erhält.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die bistabile Speicher-Schaltstufe in an sich bekannter Weise aus zwei durch Widerstände (R ₁₁, R ₁₂) zu einem Ring gekoppelten Inverter (I ₂, I ₃) besteht, wobei der Ausgang des Inverters (I ₃) den Schalteingang des Lauthörverstärkers (A) ansteuert, während sein Ein­ gang über eine Diode (D ₂) vom Ausgang des Inverters (I ₁) angesteuert wird, und daß der Ausgang des Inverters (I ₂) über ein RC-Glied (R ₁₃, C ₆) zum Bezugspotential geschaltet ist und der Verbindungspunkt des RC-Glie­ des (R ₁₃, C ₆) über die Taste (T) auf seinen Eingang zurückgeführt ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Eingang des Inverters (I ₁) am Verbindungspunkt eines RC-Gliedes (R ₁₀, C ₃) liegt, und daß der Kondensator (C ₃) dieses RC-Glie­ des mit der Betriebsspannung (Klemme c) und der Widerstand (R ₁₀) mit dem Bezugspotential (Klemme e) verbunden ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betriebsspannung für die Schaltungsanordnung aus einer aktiven Sprechschaltung (1) einer Fernsprechteilnehmerstation abgeleitet ist und an den Klemmen (c, e) zur Verfügung steht, und daß die Steuerung des Lauthörverstärkers (A) von einer Klemme (d) erfolgt, an welcher das Ausgangssignal der aktiven Sprechschaltung (1) anliegt.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die an den Klemmen (c, e) zur Verfügung stehende Betriebs­ spannung auch zur Versorgung der Inverter (I ₁, I ₂ . . . I ₆) dient.

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Inverter (I ₁, I ₂ . . . I ₆) als integrierte in CMOS-Technik hergestellte Schaltstufen in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefaßt sind.