DE611236C

DE611236C - Listening frequency amplifier

Info

Publication number: DE611236C
Application number: DE1930611236D
Authority: DE
Inventors: Popko Reinder Dijksterhuis
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1929-09-25
Filing date: 1930-08-05
Publication date: 1935-04-04

Description

Hörfrequenzverstärker Bei Schallwiedergabevorrichtüngen, bei denen elektrische Ströme in Schallschwingungen umgesetzt werden, hat man bisher immer versucht, eine möglichst naturgetreue Wiedergabe des Schalls zu erzielen.Audio frequency amplifier For sound reproduction devices in which Electric currents have always been converted into sound vibrations tries to achieve a reproduction of the sound that is as realistic as possible.

Die Naturgetreuheit wurde stets darin gesucht, daß im wiedergegebenen Schall das Verhältnis der Stärke der verschiedenen Töne in. physikalischer Hinsicht dasselbe wie bei dem ursprünglichen Schall sein sollte. Bei den erwähnten Vorrichtungen kommt es öfter vor, daß man den Schall zu verstärken oder zu schwächen wünscht. Dies geschieht mit Hilfe eines Lautstärkereglers, der die physikalische Stärke aller Töne ungefähr in gleichem Maße vergrößert oder verringert.Faithfulness to nature has always been sought in that which is reproduced Sound is the ratio of the strength of the various tones in physical terms should be the same as the original sound. With the devices mentioned it often happens that one wishes to amplify or weaken the sound. This is done with the help of a volume control that controls the physical strength of everyone Tones increased or decreased by roughly the same amount.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntpis, daß man nicht an allererster Stelle eine Naturgetreuheit im obenerwähnten Sinne anstreben muß, sondern daß man vielmehr die Regelung derart ausführen muß, daß sich bei Schwächung oder Verstärkung der Lautstärke der physiologisch wahrgenommene Charakter des wiedergegebenen Schalls gegenüber dem des ursprünglichen Schalls nicht ändert. Es ist bereits für medizinische Zwecke ein Verstärker zur Messung von Herztönen gebaut worden, dessen Entwicklung von dem Umstand ausging, daß man bei der Messung von Herztönen mit objektiven Hilfsmitteln andere Ergebnisse erhielt, als wenn die Messungen mit Hilfe des menschlichen Ohrs vorgenommen wurden. Bei einem solchen Herztonverstärker soll die Frequenzkuuve die gleiche Frequenzabhängigkeit wie die Gehörempfindlichkeit besitzen, und zu diesem Zweck werden die zu verstärkenden Spannungen derart verzerrt, daß die objektiv wahrgenommene Intensität der verschiedenen Töne mit der subjektiv wahrgenommenen Tonstärke übereinstimmt.The invention is based on the realization that you do not get the very first Place a naturalness in the above-mentioned sense must strive, but that one rather, the regulation must be carried out in such a way that, in the event of weakening or amplification the volume of the physiologically perceived character of the reproduced sound does not change compared to that of the original sound. It's already for medical For the purpose of an amplifier for the measurement of heart sounds was built, its development was based on the fact that the measurement of heart sounds was done with objective aids obtained different results than when the measurements were made with the help of the human ear were made. With such a heart sound amplifier, the frequency curve should be the have the same frequency dependence as hearing sensitivity, and to this Purpose, the tensions to be amplified are distorted in such a way that the objectively perceived The intensity of the various tones corresponds to the subjectively perceived tone strength.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schallwiedergabeverstärker, bei dem zwar ebenfalls eine frequenzabhängige Verzerrung der zu verstärkenden Spannungen stattfindet, bei dem aber die Verzerrung nicht derart ist, daß die mit dem Ohr wahrgenommenen Intensitäten des wiedergegebenen Schalls in einem linearen Verhältnis zu den mit dem Ohr wahrgenommenen Intensitäten der zu verstärkenden Töne stehen. Bei dem Verstärker -nach der Erfindung wird die Verstärkung vielmehr derart geregelt, daß der physiologisch wahrgenommene Charakter des wiedergegebenen Schalls derselbe ist wie der des ursprünglichen Schalls.The invention relates to a sound reproduction amplifier this is also a frequency-dependent distortion of the voltages to be amplified takes place, but in which the distortion is not such that that perceived with the ear Intensities of the reproduced sound in a linear relationship to those with the intensities of the tones to be amplified that are perceived by the ear. At the amplifier -after according to the invention, the gain is regulated in such a way that that the physiologically perceived character of the reproduced sound is the same is like that of the original sound.

Das menschliche Ohr ist bekanntlich nicht für alle im Hörbarkeitsgebiet liegenden Frequenzen gleich empfindlich. Die Empfindlichkeit des Ohrs ist vielmehr für Frequenzen in der Nähe von i 5oo bis z ooo Hertz am größten, während oberhalb und unterhalb dieses Bereichs die Empfindlichkeit allmählich abnimmt. Es besteht ferner ein, sogenannter Schwellenwert, der von der Frequenz abhängig und für diejenigen Frequenzen am niedrigsten ist, für die das Ohr am empfindlichsten ist. Für die sehr hohen sowie für die sehr niedrigen Frequenzen ist der Schwellenwert sehr hoch. Unter Schwellenwert wird hier die physikalische Intensität verstanden, die erforderlich ist, um gerade einen wahrnehmbaren Schalleindruck zu verursachen.It is well known that the human ear is not in the audible range for everyone lying frequencies equally sensitive. Rather, the sensitivity of the ear is greatest for frequencies in the vicinity of i 500 to z ooo Hertz, while above and below this range the sensitivity gradually decreases. It exists also a so-called threshold value, which depends on the frequency and for those Frequencies to which the ear is most sensitive. For the very The threshold value is very high for both high and very low frequencies. Under Threshold is understood here as the physical intensity that is required is to create just a noticeable sound impression.

Die Kurve, die den Schwellenwert in Abhängigkeit von der Frequenz darstellt, weist in der Nähe der Frequenz i 5oo bis 2 ooo-Hertz ein Minimum auf und steigt nach oben wie nach unten allmählich an. - - -Bei einem bestimmten Schall, in dem neben den mittleren Tönen auch die hohen und die tiefen Töne vorhanden sind, kann es vorkommen, daß bei gleichmäßiger Schwächung aller Töne die hohen und die tiefen Töne eine unter dem Schwellenwert liegende Intensität erhalten, wodurch sich der Charakter des Schalls ändern würde.The curve showing the threshold as a function of the frequency represents, has a minimum in the vicinity of the frequency i 500 to 2,000 hertz and increases gradually upwards as well as downwards. - - -At a certain sound, in which, in addition to the middle notes, there are also high and low notes, It can happen that if all tones are equally attenuated, the high and the low tones receive an intensity below the threshold value, which the character of the sound would change.

Unter dem Charakter des Schalls ist das physiologisch -wahrgenommene Intensitätsverhältnis der verschiedenen Töne zu verstehen.What is physiologically perceived is beneath the character of sound To understand the intensity ratio of the different tones.

Besteht der Schall z. B. aus zwei einfachen Tönen, deren physikalische Intensitäten durch A und B gegeben seien, so sind die physiologischen Eindrücke der Stärke dieser beiden Töne ganz anders- und können etwa durch die Werte .C und -D dargestellt werden. Das Verhältnis zwischen C und D bestimmt nun, wie oben ausgeführt; den Charakter des wahrgenommenen Schalls. Bei dem Verstärker gemäß der Erfindung wird nun dieses Verhältnis zwischen C und D unabhängig von der absoluten St=ärke, d. h. von der in physikalischem Maß gemessenen Stärke, wenigstens annähernd -konstant gehalten. Die hier für nur zwei -Töne --angestellte Betrachtung gilt natürlich- auch für -einen aus beliebig vielen Tönen zusammengesetzten Schall.Is the sound z. B. from two simple tones, the physical intensities of which are given by A and B , the physiological impressions of the strength of these two tones are completely different - and can be represented by the values .C and -D. The relationship between C and D is now determined as stated above; the character of the perceived sound. In the amplifier according to the invention, this ratio between C and D will now ärke independent of the absolute St =, ie at least approximately on the measured level in physical strength, - kept constant. The consideration given here for only two tones - of course - also applies to a sound composed of any number of tones.

Bei dem Verstärker gemäß der Erfindung kann außerdem ein gewöhnlicher Lautstärkeregler vorgesehen sein, mittels dessen die Stärke sämtlicher Töne ungefähr in gleichem Maße geändert wird. Dem besonders bei Radiogeräten, Tonfilmanlagen, Schallplatten- und ähnlichen Verstärkern auftretenden Übelstand, daß sich mit der Stärke des Schalls auch seine Natur, wie oben' erwähnt, ändert, wird durch den Verstärker nach der Erfindung abgeholfen. Viele Benutzer von elektrischen Verstärkern, denen es nicht ausschließlich um eine möglichst große Lautstärke zu tun ist, stellen die Lautstärke ein, bis der Gesamteindruck ein angenehm-er ist. In diesem Fall ist jedoch die Stärke oft nicht genügend, wenn. sich die Hörer in einiger Entfernung von der Wie-"dergabevorrichtung befinden. Eine Steigerung der Stärke ändert bei den normalen Geräten die Qualität. Durch Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird dieser Übelstand ganz vermieden, und nachdem man. z. B. zuerst die Lautstärke mit einer gewöhnlichen Lautstärkeregelung vergrößert hat, kann man die ursprüngliche Qualität wieder zurückbekommen.In the amplifier according to the invention, an ordinary Volume control can be provided, by means of which the strength of all tones approximately is changed to the same extent. Especially with radios, sound film systems, Record and similar amplifiers that occur with the Strength of the sound also changes its nature, as mentioned above, is made by the amplifier remedied according to the invention. Many users of electrical amplifiers who it is not just a matter of making the volume as high as possible, make the Volume up until the overall impression is pleasant. In this case, however, is the strength is often insufficient, though. the listener at some distance from the Playback device located. An increase in strength changes in normal Devices the quality. By using the device according to the invention this becomes Evil completely avoided and after one. z. B. first adjust the volume with a Ordinary volume control has increased, you can see the original quality get back again.

Ein einfaches Mittel zum Konstanthalten des physiologischen Charakters des Schalls besteht darin, daß parallel zu der Primär-oder Sekundärwicklung seines Transformators, der als Kopplungselement zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stufeneines Verstärkers dient, -eine Impedanz geschaltet wird, die aus einer Reihenschaltung .einer Selbstinduktion und einer Kapazität parallel zu einem Widerstand besteht, der als Potentiometer eingerichtet sein kann.A simple means of keeping the physiological character constant of the sound consists in being parallel to the primary or secondary winding of its Transformer, which acts as a coupling element between two successive stages of a Amplifier is used, -an impedance is switched from a series circuit there is a self-induction and a capacitance parallel to a resistor, which can be set up as a potentiometer.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt. Wird bei einem bestimmten Schall. die Stärke mittels einer bekannten Lautstärkeregelung geändert, so ändert sich auch der Charakter des wiedergegebenen Schalls. Durch Ver schiebung des Potentiometerkontakts kann der ursprüngliche Eindruck wiederhergestellt werden, ohne die Lautstärke merklich zu beeinflussen. -Die Erfindung ist auf alle elektrischen Verstärker anwendbar, die Schalle zu irgendeinem Zweck wiedergeben.The device works as follows. Used at a certain sound. if the strength is changed by means of a known volume control, it also changes the character of the reproduced sound. By shifting the potentiometer contact the original impression can be restored without increasing the volume noticeably to influence. -The invention is applicable to all electrical amplifiers, reproduce the sound for any purpose.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung- näher erläutert, in der eine Ausführungsform beispielsweise dargestellt ist.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which one embodiment is shown, for example.

In Fig. i bedeutet i eine Röhre, die als Verstärker in einem gebräuchlichen elektrischen_ Niederfrequenzverstärker dient. Im Anodenkreis der Röhre liegt eine Primärwicklung z eines Transformators, dessen Sekundärwicklung 3 mit dem Gitter und der Glühkathode einer Röhre 5 verbunden ist. Parallel zu der Primärwicklung des Transformators ist eine Impedanz geschaltet, die einerseits aus einem Widerstand 6 und andererseits aus einem Widerstand 7 in Reihe mit einer Kapazität C und einer Selbstinduktion L besteht. Die Impedanz besteht also aus den zwei parallelen Zweigen 6 und 7, C, L, Die Widerstände 6 und 7 können zu einem einzigen Potentiometerwiderstand kombiniert werden, -bei dem in veränderlicher Punkt z. B. mittels eines Gleitkontakts 9 mit dem einen Ende der Primärwicklung 2 verbunden ist. Ist der Widerstand 6 klein im Vergleich zum Widerstand 7, so ist der wiedergegebene Schall verhältnismäßig schwach. Wird der Widerstand 6 allmählich vergrößert, so wird, solange der Widerstand 6 in bezug auf den Ohmschen Widerstand in dem Zweig 7, C, L klein ist, aer Schall derart verstärkt, daß die physikalischen Intensitäten sämtlicher Frequenzen in gleichem Maße zunehmen. Wird jedoch der Widerstand 6 groß, so ist für diejenigen Frequenzen, die in der Nähe der Resonanzfrequenz des Kreises liegen, die mit den Elementen L und C erzeugt werden kann, der Wechselstromwiderstand im Zweige 7, C, L verhältnismäßig gering. Dies hat zur Folge, daß die in der Nähe der Resonanzfrequenz liegenden Frequenzen verhältnismäßig weniger verstärkt werden als die Frequenzen, die höher und niedriger als diese Resonanzfrequenzen sind.In Fig. I, i denotes a tube which serves as an amplifier in a conventional electrical low-frequency amplifier. In the anode circuit of the tube there is a primary winding z of a transformer, the secondary winding 3 of which is connected to the grid and the hot cathode of a tube 5. Connected in parallel to the primary winding of the transformer is an impedance consisting on the one hand of a resistor 6 and on the other hand of a resistor 7 in series with a capacitance C and a self-induction L. The impedance thus consists of the two parallel branches 6 and 7, C, L, The resistors 6 and 7 can be combined to a single potentiometer resistor, -in the variable point z. B. is connected to one end of the primary winding 2 by means of a sliding contact 9. If the resistance 6 is small compared to the resistance 7, the reproduced sound is relatively weak. If the resistance 6 is gradually increased, as long as the resistance 6 is small with respect to the ohmic resistance in the branch 7, C, L , the sound is amplified in such a way that the physical intensities of all frequencies increase to the same extent. However, if the resistance 6 becomes large, the alternating current resistance in the branches 7, C, L is relatively low for those frequencies which are close to the resonance frequency of the circuit which can be generated with the elements L and C. As a result, the frequencies in the vicinity of the resonance frequency are amplified relatively less than the frequencies which are higher and lower than these resonance frequencies.

Es hat sich herausgestellt, daß auf die oben beschriebene Weise eine Regelung der Lautstärke erzielt wird, bei der für jede Lautstärke der Charakter des Schalls nach Belieben geregelt werden kann.It has been found that in the manner described above Control of the volume is achieved in the case of each volume of the character the sound can be regulated at will.

Statt einer einzigen L, C-Verbindung können selbstverständlich -auch mehrere solche Verbindungen parallel geschaltet werden, und in diesem Fall können die Resonanzfrequenzen dieser - L, C-Verbindungen verschieden sein.Instead of a single L, C connection, you can of course also use several such connections can be connected in parallel, and in this case can the resonance frequencies of these - L, C connections may be different.

Die Breite des Minimums in der Frequenzkennlinie . der Vorrichtung wird durch die Dämpfung des L, C-Kreises bedingt. Bei einem inneren Widerstand der Röhre i von i o'- Ohm und einem Gesamtwert der Widerstände 7 und 6 von i i. i o4 Ohm wurden sehr gute Ergebnisse erzielt. Ist der Widerstand des Teiles 7 erheblich geringer und zugleich der Widerstand 6 größer als der innere Widerstand der-Röhre, so zeigt die Frequenzkennlinie seine Durchbiegung, deren Lage durch die Werte von L und C bedingt ist. Die gesamte Verstärkung wird etwas verringert, aber diese Verringerung wird vom Gewinn an Qualität mehr als ausgeglichen. Ist z. B. der Widerstand 6 dem inneren Widerstand ungefähr gleich und ist überdies der Widerstand 7 größer als der innere Widerstand, so beträgt die mittlere Verstärkung sämtlicher Frequenzen noch 5o % des höchst erreichbaren Wertes.The width of the minimum in the frequency characteristic. the device is caused by the damping of the L, C circle. With an internal resistance of the Tube i of i o 'ohms and a total of resistors 7 and 6 of i i. i o4 Ohm, very good results were obtained. The resistance of part 7 is significant lower and at the same time the resistance 6 greater than the internal resistance of the tube, so the frequency characteristic shows its deflection, its position by the values of L and C is conditional. The overall gain is decreased a bit, but this decrease is more than offset by the gain in quality. Is z. B. the resistor 6 dem internal resistance is approximately the same and, moreover, the resistance 7 is greater than the internal resistance, then the mean gain of all frequencies is still 50% of the highest achievable value.

Selbstverständlich kann die beschriebene Regelung der Lautstärke auch im Sekundärkreis des Transformators 3 angewendet werden. Man erhält in diesem Fall die in Fig. z dargestellte Schaltung, die aus der Figur sofort verständlich ist und keiner näheren Erläuterung bedarf.Of course, the described volume control can also be used can be used in the secondary circuit of transformer 3. In this case one obtains the circuit shown in Fig. z, which is immediately understandable from the figure and requires no further explanation.

Statt Transformatoren können auch andere Kopplungselemente benutzt werden.Instead of transformers, other coupling elements can also be used will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Hearing frequency amplifier, in which the intensity of the individual frequencies can be changed as a function of the frequency by means of an equalizer, characterized in that the equalizer is adjustable in such a way that at each volume set by means of the usual volume control, the physiologically perceived character of the reproduced sound is equal to the corresponding setting of the equalizer of the original sound can be made. a. Amplifier according to claim i, characterized by an equalizer consisting of a resistor and one or more oscillating circuits lying parallel to this, each of which contains a self-induction in series with a capacitance, and that a variable part of the resistor is parallel to a coupling element of the amplifier. 3. Amplifier according to claim i or z, characterized in that the resonance frequencies of the oscillation circuits lying parallel to the resistor and each formed from .einer series connection of self-induction and capacitance are close to the frequencies to which the human ear is most sensitive.