DE69230272T2 - Steuersignal mit Mehrfach-Zeitkonstanten - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Fernsehempfänger und insbesondere die Verarbeitung von durch einen Fernseh- oder FM-Empfänger empfangenen Signalen mit einer besonderen Anwendung für Audiosignale.
• Für eine angenehmere Tonwiedergabe durch einen Fernsehempfänger kann es erwünscht sein, daß unter bestimmten Umständen der Pegel eines Signals langsam ansteigt, jedoch schnell abfällt. Diese Art der Signaländerung mit unterschiedlicher Rate kann erwünscht sein während des Einschaltens nach einem Kanalwechsel oder nach einer Ausschaltung einer Stummschaltung durch den Benutzer von einer Fernbedienung, so daß eine langsame Anstiegszeit an der Kante des Signaleinbruchs erfolgt. Das ist besonders erwünscht, wenn ein Kanalwechsel erfolgt und der neue Kanal einen hohen Lautstärkepegel hat. Jedoch erwartet der Benutzer bei einer Stummschaltung, wenn er auf einen Kanal übergeht, und unmittelbar vor dem Ausschalten des Gerätes eine schnelle Verringerung des Lautstärkepegels und kann sich gestört fühlen, wenn die Absenkung des Signalpegels zu lange dauert. Somit ist festzustellen, daß eine Signalsteuerung mit einer langsamen Änderungsrate für ansteigende Signale und einer schnelleren Änderungsrate für abfallende Signale zur Erzielung dieser Ergebnisse erwünscht ist.
• Ein Beispiel eines Empfängers mit einer Stummschaltung mit zwei Zeitkonstanten ist beschrieben von Morse in der US-PS 3 916 321 mit dem Titel "Noise suppression circuit", ausgegeben am 28. Oktober 1975. Die Vorrichtung von Morse enthält: (i) eine Verzögerungsschaltung für eine Verzögerung in dem Anlegen einer Spannung und eine weitere Stummschaltung des Kanals für das Audiosignal, wenn ein Ein/Aus- Schalter für die Betriebsspannung anfänglich geschlossen wird: (ii) eine Schaltung mit einer ersten Zeitkonstante für eine schnelle Spannungsentladung und ein Stummschalten des Kanals für das Audiosignal, wenn der Betriebsspannungsschalter geöffnet wird; (iii) eine Schaltung mit einer zweiten Zeitkonstante und einem Funktionsschalter für ein Stummschalten des Kanals für das Audiosignal, wenn sich der Betriebsmodus des Empfängers ändert (zum Beispiel beim Wählen von FM, AM, Phono usw.). Die Audiosteuerung erfolgt durch das Anlegen eines sogenannten Verarmungsbetriebs FET in dem Parallelweg eines "L"-Dämpfungsgliedes und durch Änderung der FET-Gatespannung durch die Vezögerungsschaltung und die Schaltungen mit den beiden Zeitkonstanten und dem Funktionsschalter. Dieses System ist relativ kompliziert, es beruht auf Eigenschaften einer Verstärkungssteuerung eines Transistors (die möglicherweise an Stereoanwendungen schwierig anpaßbar sind) und erfordert ein zusätzliches Dämpfungsglied in dem Audiosignalweg. Außerdem sind die Zeitkonstanten unterschiedlich, abhängig davon, ob bei einer Änderung des Betriebsmodus das Stummschalten durch einen Betriebsspannungsschalter oder durch den Stummschalter 47 ausgelöst wird.
• Ein anderes Beispiel einer Vorrichtung zum Stummschalten ist beschrieben von Schlegel in der DE-A-29 17 100 mit dem Titel "FADE-IN/FADE-OUT circuit for a LF AMPLIFIER", offengelegt am 30. Oktober 1980. Diese Vorrichtung bewirkt einen Einblend- und Ausblend-Vorgang unter Anwendung eines bipolaren Transistors in einer Anordnung mit einem Paralleldämpfungsglied in dem Audiokanal und enthält einen "aktiven" Integrator mit zwei Zeitkonstanten (enthaltend einen Gleichspannungsverstärker mit einer kapazitiven Rückkopplung) zur Steuerung der Basis/Emitter- Spannung des bipolaren Transistors. Die Steuerung des Integrators erfolgt durch einen Einblend-Ausblend-Schlüssel, der den Verstärkereingang über jeweilige Widerstände mit Masse oder einer Gleichspannungsquelle verbindet, die die Zeitkonstanten für die Einblendung und die Ausblendung bestimmen. Wie in dem oben beschriebenen Beispiel von Morse ist dieses System relativ kompliziert. Es beruht auf den Eigenschaften einer Verstärkungssteuerung eines Transistors (die an Stereoanwendungen schwierig anpaßbar sind) und benötigt ein zusätzliches Dämpfungsglied in dem Audiosignalweg. Außerdem erhöht die Notwendigkeit eines Gleichspannungsverstärkers zum Erzeugen der Steuerspannung für die Basis/Emitter-Strecke des Transistors die Kosten und die Komplexität der Schaltung.
• Der Ausdruck "Signal" soll hier ein Audiosignal, ein zusammengesetztes Videosignal, ein Luminanzsignal, ein zusammengesetztes Videosignal, ein Chromasignal usw. bedeuten, wenngleich in der beispielhaften Ausführungsform insbesondere ein Audiosingal beschrieben wird.
Zusammenfassung der Erfindung
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Signalpegelsteuerung mit zwei Zeitkonstanten zu schaffen, die im Aufbau einfach ist, eine verbesserte Genauigkeit aufweist und in der die Funktionen der zwei Zeitkonstanten für die Stummschaltung und die normale Verstärkungssteuerung vermischt sind. In vorteilhafter Weise benötigt die Signalpegelsteuerung gemäß der Erfindung keine zusätzlichen Transistor- Parallelregler in dem Signalweg, liefert gleichmäßige Zeitkonstanten für alle Stummschaltungsmodi und benötigt keine Gleichspannungsverstärker oder zusätzliche Einschalt-Verzögerungsschaltungen bei der Erzeugung des Steuersignals.
• Die Grundgedanken der vorliegenden Erfindung betreffen eine Vorrichtung zum Steuern eines Signalpegels, enthaltend: eine Quelle (IN) für ein Eingangssignal mit einem zu steuernden Pegel, Einstellmittel (14) für den Signalpegel mit einem mit der Quelle verbundenen Eingang zum Empfangen des Eingangssignals und mit einem Ausgang (OUT) für ein Ausgangssignal mit einem gesteuerten Pegel und mit einer Steuerklemme (16) zum Empfangen eines Signals für die Pegelsteuerung zum Steuern des Pegels des Ausgangssignals und Steuermittel (10, 18, 20, 22, 24) zum Zuführen des Steuersignals zu der Steuerklemme der Einstellmittel für den Signalpegel und mit einer ersten Zeitkonstantenschaltung (18, 20) mit einer relativ langen Zeitkonstante und einer zweiten Zeitkonstantenschaltung (18, 22, 24) mit einer relativ kürzeren Zeitkonstante.
• Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel für den Signalpegel einen spannungsgesteuerten Verstärker (14) enthalten, die Steuermittel einen Digital/Analog-Konverter (10) enthalten mit einer Ausgangsklemme (12) für ein Gleichspannungs-Ausgangssignal mit einem Gleichspannungspegel, der einen gewünschten Signalpegel des im Pegel gesteuerten Ausgangssignals darstellt, daß der Gleichspannungspegel einen Spannungsbereich aufweist, der sich während des Normalbetriebs der Vorrichtung kontinuierlich von einem Minimalwert bis zu einem Maximalwert des gewünschten Signalpegels ändern kann, und der sich während des Stummschaltungs- und des Nicht-Stummschaltungs-Modus des Betriebs der Vorrichtung stufenweise von einem Pegel zu einem anderen Pegel ändern kann, daß das Gleichspannungs-Ausgangssignal des Digital/Analog-Konverters mit der Steuer klemme der zweiten Steuermittel über die Schaltungen mit der ersten und der zweiten Zeitkonstante derart verbunden ist, daß alle Stufen in dem Gleichspannungspegel bei Änderungen von einem hohen Pegel zu einem niedrigeren Pegel einer Glättung unterworfen sind, die schneller sind als Änderungen von dem niedrigen Pegel zu dem höheren Pegel.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 zeigt teilweise als Blockschaltbild und teilweise als diskrete Schaltung die Schaltung gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 2 ist eine graphische Darstellung von Zeitabläufen bei der Anwendung von Aspekten der in Fig. 1 dargestellten Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
• Fig. 1 zeigt einen Digital/Analog-Konverter (DAC) 10, der an einer Klemme 12 ein analoges Steuersignal für einen analogen Audiopegel liefert. In der beispielhaften Ausführungsform wird das Audio-Steuersignal von einem Steuer-IC eines Mikroprozessors abgeleitet und ist abhängig von einer Fernbedieneinheit empfangenen Signalen. Das Audiosignal kann von einer (nicht dargestellten) Fernsehquelle, einer FM-Quelle, einem CD-Spieler oder dergleichen abgeleitet werden. Wenn das Audio- Signal von einer Fernsehquelle wie einer Sendestation, einer Satellitenquelle oder einer Kabel-Fernsehquelle abgeleitet ist, ist das Audiosignal Teil eines zusammengesetzten Signals, das in der üblichen Weise zur Bildung eines Ton-ZF-Signals detektiert wird, das dann zur Bildung des Audiosignals gleichgerichtet wird. Das abgeleitete Audiosignal wird einem in der Verstärkung gesteuerten Verstärker 14 zugeführt, um eine Verarbeitung des abgeleiteten Audiosignals mit einer Verstärkung zu bewirken, die durch das Steuersignal an dem Ausgangs-Anschlußstift 12 des DAC 10 gesteuert ist. Somit ist das Ausgangssignal an dem Anschlußstift 12 nicht das Audiosignal selbst, sondern das Steuersignal zur Bestimmung des Pegels des Audiosignals, das danach (nicht dargestellten) Endverstärkern und Lautsprechern zugeführt wird.
• Wie oben erläutert, ist es aus der Sicht eines Benutzers erwünscht, daß die Änderungsraten für den Audioton unterschiedlich sind, wenn eine Änderung von einem niedrigen Pegel auf einen höheren Pegel der Lautstärke oder wenn eine Änderung von einem höheren Pegel der Lautstärke auf einen niedrigeren Pegel erfolgt. Die Verstärkung des in der Verstärkung gesteuerten Verstärkers 14 ist durch ein Steuersignal einstellbar, das dem Anschlußstift 16 zugeführt wird. Das Steuersignal für den Lautstärkepegel am Anschlußstift 12 wird über einen Widerstand 20 einem Kondensator 18 zugeführt, die eine erste Zeitkonstante bilden, wobei die Spannung über dem Kondensator 18 und an der Klemme 16 mit einer ersten Rate ansteigt. Zur Verringerung des Lautstärkepegels erfolgen die Entladung des Kondensators 18 und die Änderung der Spannung an dem Anschlußstift 16 durch Entladung des Kondensators 18 über eine Diode 20 über die an der Klemme 12 gebildete Impedanz, die die Ausgangsimpedanz des DAC 10 an der Klemme 12 und/oder ein (nicht dargestellter) externer Widerstand zwischen der Klemme 12 und Erde sein kann. Somit wird bei einer Verringerung des Lautstärkepegels die Spannung über dem Kondensator 16 und an der Klemme 16 mit einer zweiten Rate geändert, die schneller ist als die erste Rate. Wenn die zweite Rate zu schnell erscheint, kann sie durch einen Widerstand 24 in Reihe mit der Diode 22 eingestellt werden, um die zweite Rate langsamer zu machen, während weiterhin die zweite Rate schneller bleibt als die erste Rate der Änderung.
• Für die Anwendung auf ein Audiosystem wird Bezug genommen auf die Zeitablauf- und Pegelverläufe von Fig. 2. Dort ist gezeigt, daß es erwünscht ist, einen schnellen Abfall in dem Tonpegel zu haben, wenn in dem Signalempfänger bestimmte Betriebsänderungen erfolgen. Zum Beispiel steigt bei einem Einschalten des Gerätes, dargestellt durch die Kurve 26, der Tonpegel, wie durch die Kurve 28 dargestellt, auf einen von verschiedenen Pegeln an, die vorher durch den Benutzer eingestellt wurden. Bei der Auslösung eines Kanalwechsels kann es erwünscht sein, daß der Ton schnell abgesenkt wird, dargestellt durch die Kurve 30, so daß der Ton während des Kanalwechsels praktisch stummgeschaltet wird. Sobald die Kanalwahl erfolgt ist, wird der Ton wieder auf einen Pegel erhöht, der durch die Kurve 32 dargestellt ist. Wenn das Stummschalten von einer Fernbedieneinheit oder dergleichen ausgelöst wird, wird der Ton schnell abgesenkt, dargestellt durch die Kurve 34, und bleibt bei diesem "Aus"-Pegel, bis der Ton wieder nicht-stummgeschaltet, also wieder einge schaltet wird, wobei der Ton auf seinen vorangehenden Pegel ansteigt, wie es durch die Kurve 36 dargestellt ist. Beim Ausschalten des Gerätes, dargestellt durch den Kurvenverlauf 26, wird der Ton schnell abgesenkt, dargestellt durch die Kurve 38, so daß Unterbrechungen des Betriebsstatus innerhalb des Gerätes während des Einschaltens keine für den Benutzer hörbaren Audioübergänge erzeugen.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Steuern eines Signalpegels, enthaltend:

eine Quelle (IN) für ein Eingangssignal mit einem zu steuernden Pegel, Einstellmittel (14) für den Signalpegel mit einem mit der Quelle verbundenen Eingang zum Empfangen des Eingangssignals, mit einem Ausgang (OUT) für ein Ausgangssignal mit einem gesteuerten Pegel und mit einer Steuerklemme (16) zum Empfangen eines Signals für die Pegelsteuerung zum Steuern des Pegels des Ausgangssignals,

Steuermittel (10, 18, 20, 22, 24) zum Zuführen des Steuersignals zu der Steuerklemme der Einstellmittel für den Signalpegel und mit einer ersten Zeitkonstantenschaltung (18, 20) mit einer relativ langen Zeitkonstante und einer zweiten Zeitkonstantenschaltung (18, 22, 24) mit einer relativ kürzeren Zeitkonstante,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Einstellmittel für den Signalpegel einen spannungsgesteuerten Verstärker (14) enthalten,

die Steuermittel einen Digital/Analog-Konverter (10) enthalten mit einer Ausgangsklemme (12) für ein Gleichspannungs-Ausgangssignal mit einem Gleichspannungspegel, der einen gewünschten Signalpegel des im Pegel gesteuerten Ausgangssignals darstellt,

daß der Gleichspannungspegel einen Spannungsbereich aufweist, der sich während des Normalbetriebs der Vorrichtung kontinuierlich von einem Minimalwert bis zu einem Maximalwert des gewünschten Signalpegels und sich stufenweise von einem Pegel zu einem anderen Pegel während des Stummschaltungs- und des Nicht- Stummschaltungs-Modus des Betriebs der Vorrichtung ändern kann,

daß das Gleichspannungs-Ausgangssignal des Digital/Analog-Konverters über die erste und die zweite Zeitkonstantenschaltung mit der Steuerklemme der Steuermittel derart verbunden ist, daß alle Stufen in dem Gleichspannungspegel einer Glättung bei Änderungen von einem hohen Pegel zu einem niedrigeren Pegel unterworfen sind, die schneller sind als Änderungen von dem niedrigen Pegel zu dem höheren Pegel.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zeitkonstantenschaltung folgendes enthält:

einen ersten Widerstand (20) zwischen dem Ausgang (12) des Digital/Analog- Konverters (10) und dem Eingang (16) des spannungsgesteuerten Verstärkers (14) und einen Kondensator (18) zwischen der Steuerklemme des spannungsgesteuerten Verstärkers und einem Punkt mit einer Referenzspannung und

daß die zweite Zeitkonstantenschaltung eine Reihenschaltung eines zweiten Widerstands (24) und einer Diode (22) parallel zu dem ersten Widerstand enthält.