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Die
Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung nach der Gattung
des Hauptanspruchs.
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Es
sind bereits verschiedene Schaltungsanordnungen mit einem einstellbaren
Amplitudenfrequenzgang für
ein NF-Signal bekannt. Derartige Schaltungsanordnungen werden beispielsweise
zur gehörrichtigen Lautstärkeeinstellung
(loudness control) verwendet.
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Aus
dem Abstract zu JP 63-286 014 ist eine Anordnung zur Frequenzkorrektur
eines NF-Signals bekannt, die über
zwei gemeinsam verstellbare Stellglieder verfügt. Dem Eingang des ersten
Stellgliedes ist das NF-Signal zugeführt, das nach Maßgabe der
Einstellung des Stellgliedes verstärkt und über einen Widerstand einem
anschließenden
NF-Verstärker
zugeführt
wird, dessen Ausgangssignal einem Lautsprecher zur Wiedergabe zugeführt ist.
Weiter wird das nach Maßgabe
der Einstellung des ersten Stellgliedes verstärkte NF-Signal einer Filterung
zur Isolierung bestimmter Frequenzanteile aus dem NF-Signal zugeführt. Die
aus dem NF-Signal durch Filterung gewonnenen Signalanteile werden
dem zweiten Stellglied zugeführt
und nach Maßgabe dessen
Einstellung verstärkt.
Diese verstärkten
NF-Signalanteile werden über
einen weiteren Widerstand dem dem NF-Verstärker zugeführten, im ersten Stellglied
verstärkten,
NF-Signal überlagert,
so dass dessen Frequenzgang nach Maßgabe der Filterung und der
mittels der Stellglieder vorgenommenen Verstärkungen beeinflusst wird.
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In
Journal of the Audio Engineering Society, July/August 1978, Volume
26, Nr. 7/8, Seiten 526 bis 536 sind Verfahren und Schaltungsanordnungen
zur gehörrichtigen
Lautstärkeeinstellung
angegeben. Dazu sind im wesentlichen steuerbare Tiefenentzerrer
erforderlich. Diese Schaltungen eignen sich jedoch häufig nicht
zur Realisierung mit Hilfe von erhältlichen integrierten Schaltungen,
die für
eine frequenzunabhängige
Lautstärkeeinstellung
vorgesehen sind.
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Die
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
hat den Vorteil, daß in
einfacher Weise mit Hilfe von auf dem Markt erhältlichen integrierten Schaltungen
eine
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Verstärkungseinstellung
unter gleichzeitiger Veränderung
des Frequenzgängs
möglich
ist.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ist zur gehörrichtigen
Lautstärkeeinstellung
vorgesehen. Eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Schaltung dient
zum Überblenden
eines NF-Signals zwischen zwei Ausgängen, insbesondere als Überblendsteller
zwischen den vorderen und den hinteren Lautsprechern in einem Auto.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Erfindung möglich.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt
und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
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1 ein
Schaltbild einer Anordnung zur gehörrichtigen Lautstärkeeinstellung,
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2 Frequenzgänge der
Schaltungsanordnung nach 1 für verschiedene Einstellungen
des ersten Stellgliedes,
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3 Frequenzgänge der
Schaltungsanordnung nach 1 für verschiedene zugeführte Stellgrößen,
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4 eine
zweite Schaltungsanordnung zur gehörrichtigen Lautstärkeeinstellung,
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5 Frequenzgänge als
Funktion der ersten Stellgröße,
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6 Frequenzgänge als
Funktion der zugeführten
Stellgröße,
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7 eine
Schaltungsanordnung zur Überblendung,
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8 Frequenzgänge des
ersten Ausgangs mit verschiedenen Werten der zugeführten Stellgröße als Parameter
und
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9 Frequenzgänge des
zweiten Ausgangs für
verschiedene Werte der zugeführten
Stellgröße.
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Gleiche
Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die
Stellglieder sind in den 1, 4 und 7 der Übersichtlichkeit
halber als Potentiometer dargestellt. Bei der Ausführung der Schaltung,
insbesondere durch einen integrierten Schaltkreis, beispielsweise
den Schaltkreis TDA 7300 der Firma SGS-Thomson, sind jedoch hier
Multiplizierer vorhanden.
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Das
zu beeinflussende NF-Signal UE wird an den
Eingang 1 angelegt und gelangt zu den Stellgliedern 2, 3.
Den beiden Stellgliedern 2, 3 wird ferner je eine
Stellgröße S1, S2
zugeführt.
Die Ausgänge
der Stellglieder sind über
je einen als Impedanz-Wandler geschalteten Operationsverstärker 4, 5 mit
den Schaltungspunkten 6, 7 verbunden, welche das
Eingangstor eines Tiefpasses bilden, der aus dem Widerstand 8 und
dem Kondensator 9 besteht. Der Ausgang der Schaltungsanordnung
wird von dem Ausgangsanschluß 10 des
Tiefpasses 8, 9 gebildet und führt das Ausgangssignal UA. Die Grenzfrequenz des Tiefpasses beträgt etwa
40 Hz. Wird der Übertragungsfaktor
des Stellgliedes 3 auf 0 und der des Stellgliedes 2 auf
den Maximalwert gestellt, so ergibt sich der Frequenzgang A in 2.
Mit zunehmendem Übertragungsfaktor
des Stellgliedes 3, also mit einer Verringerung des Signals
am Tiefpaß,
wird die Absenkung der Höhen
und damit die Basisanhebung im Frequenzgang immer kleiner, beispielsweise
Kurve B, bis sie bei einer gleichen Einstellung der Stellglieder 2, 3 zu
0 wird (Kurve C).
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Bei
einer geeigneten Steuerung der Stellgröße S1 in Abhängigkeit
von S2 bzw. von einer zugeführten Stellgröße läßt sich
für jede
Lautstärke
eine optimal angepaßte
Anhebung realisieren. Entsprechende Frequenzgänge sind in 3 dargestellt.
Eine solche Steuerung kann in einfacher Weise mit einem Prozessor 11 erfolgen,
der ohnehin für
die Ansteuerung der Funktionen des integrierten Schaltkreises benötigt wird.
In einem Speicher des Prozessors ist eine Tabelle abgelegt, welche
für jeden
Wert von S2 einen entsprechenden Wert von S1 aufweist.
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Gegenüber der
Schaltungsanordnung nach 1 ist bei der Schaltungsanordnung
nach 4 ein Tiefpaß zweiter
Ordnung mit den Widerständen 21, 22, 23 und
den Kondensatoren 24, 25 vorgesehen. Damit wird
der sogenannte Mulm-Bereich zwischen 100 Hz und 500 Hz weniger betont
zugunsten einer zusätzlichen Baßanhebung,
was aus den in 5 gezeigten Frequenzgängen zu
ersehen ist. Dabei ist zu beachten, daß ohne den Widerstand 23,
anders als bei einem auf Masse bezogenen Tiefpaß, hier infolge von Phasenverschiebungen über dem
Kondensator 24 der Frequenzgang einen deutlichen Einbruch
im Bereich von 300 Hz aufweist. Mit der angegebenen Dimensionierung
für den
Widerstand 23 in Abhängigkeit
von den übrigen
Werten läßt sich
ein vertretbarer Kompromiß zwischen
maximaler Flankensteilheit und Frequenzgangeinbruch erzielen.
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5 zeigt
Frequenzgänge
der Schaltungsanordnung nach 4 für eine maximale
Stellgröße S1 und
verschiedene Stellgrößen S2 als
Parameter. 6 zeigt die durch die geeignete
Abhängigkeit
der Stellgröße S1 von
der Stellgröße S2 erzielten
Frequenzgänge.
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7 stellt
eine Schaltungsanordnung zur Überblendung
eines NF-Signals auf zwei verschiedene Ausgänge dar, beispielsweise zur Überblendung
zwischen den vorderen und den hinteren Lautsprechern eines Autoradios.
Der Ausgang 6 des Operationsverstärkers 7 ist über je eine
Reihenschaltung aus einem Kondensator 31, 32 und
einem Widerstand 35, 36 mit dem Ausgang 41 und
mit dem Ausgang 42 verbunden. An dem Ausgang 41 steht
das Ausgangssignal UV für die vorderen Lautsprecher
an, während
am Ausgang 42 das Ausgangssignal UH für die hinteren
Lautsprecher abnehmbar ist. Der Ausgang 7 des Operationsverstärkers 5 ist über eine
Reihenschaltung aus einem Kondensator 33 und einem Widerstand 37 mit
dem Ausgang 41 verbunden, während die Verbindung zwischen
dem Ausgang 7 des Operationsverstärkers 5 und dem Ausgang 42 aus
lediglich einem Kondensator 34 besteht.
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Zugunsten
einer guten Baßwiedergabe
werden tiefe Frequenzen unterhalb von 300 Hz beim Überblenden
nicht beeinflußt.
Der Mittel-Hochtonbereich wird abgesenkt bzw. um ein gewisses Maß angehoben, um
den Lautstärkeeindruck
möglichst
unverändert
zu lassen. Dieses geht aus 8 hervor,
die den Frequenzgang für
den hinteren Lautsprecher zeigt, welcher bis in den Bereich von
100 Hz im wesentlichen unbeeinflußt ist und darüber eine
Absenkung bzw. eine geringere Überhöhung in
Abhängigkeit
von den Stellungen der Stellglieder zeigt.
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Bei
den vorderen Lautsprechern ist eine Einengung des Stellbereichs
vorgesehen, wie sie in 9 dargestellt ist. Die dargestellten
Frequenzgänge
werden mit der Schaltungsanordnung nach 7 wie folgt erreicht:
Unter der Voraussetzung, daß beide
Stellglieder 2, 3 ausgehend von der Mittelstellung
bei –6
dB genau invers zueinander gestellt werden und die Kondensatoren 31 bis 34 gleiche
Kapazitätswerte
aufweisen, laufen alle Frequenzgänge
für tiefe
Frequenzen im (–6
dB)-Punkt zusammen. Dieses ergibt sich aus der kapazitiven Spannungsteilung
mit den Kondensatoren 31 und 33 einerseits und
den Kondensatoren 32 und 34 andererseits.
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Bei
der Stellung "vorn" des Überblenders
wird die Spannung am Schaltungspunkt 6 gleich der Eingangsspannung,
während
die Spannung am Schaltungspunkt 7 0 V beträgt. Dann
bestimmt für
die hinteren Lautsprecher bei hohen Frequenzen der Tiefpaß aus dem
Widerstand 36 und dem Kondensator 34 das Verhalten
(8, unten), während
für den
vorderen Lautsprecher der Spannungsteiler aus dem Widerstand 35 und
dem Widerstand 37 bestimmend wird (9, oben).
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In
der Stellung "hinten" ist die Spannung
am Schaltungspunkt 6 0 V und die Spannung am Schaltungspunkt 7 gleich
der Eingangsspannung. Dann bildet der Kondensator 34 mit
dem Widerstand 36 einen Hochpaß für die hinteren Lautsprecher
(8, oben), während
für die
vorderen Lautsprecher wieder der Spannungsteiler aus dem Widerstand 37 und
dem Widerstand 35 wirksam wird (9, unten).
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Folgende
Dimensionierungen haben sich bei den Ausführungsbeispielen bewährt:
