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Schaltungsanordnung zur Regelung der Dynamik von Niederfrequenz-Übertragungsanlagen
Die Erfindung betrifft eine -Schaltungsanordnung zur Regelung der Dynamik von Niederfrequenzübertragungsanlagenund
stellt eine Weiterentwicklung der in dem Patent 720 oz8 beschriebenen Anordnung
dar.
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Es ist bei Meßschaltungen allgemein bekannt, den Ausschlag eines Instrumentes
durch Parallel- und Reihenschaltungen von stromabhängigen Widerständen in eine gewünschte
Abhängigkeit von der zu messenden Größe zu bringen. Spannungsteiler aus nichtlinearen
Widerständen, z. B. Gleichrichtern, sind. jedoch bei diesen bekannten Schaltungen
nicht benutzt worden.
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Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Anordnung zur selbsttätigen
stetigen Dynamikregelung, insbesondere in Lautübertragungsanlagen, bei der für die
Regelzwecke von der Verlagerung des Potentials eines Gitters oder einer Hilfselektrode
Gebrauch gemacht wird und deren die durch Gleichrichtung der zu übertragenden Impulse
gebildete Regelgleichspannung lieferndenKreise derart ausgebildet sind, daß die
an sich von der Amplitude der zu regelnden Impulse abhängige Regelspannung zusätzlich
in Abhängigkeit von der Amplitude beeinflußt wird, welche gekennzeichnet ist durch
zur stetigen zusätzlichen Beeinflussung der Regelkurve im Zuge der die Regelgleichspannung
liefernden Zusatzschaltung vorgesehene Schaltelemente, bei denen im benutzten Arbeitsgebiet
die Abhängigkeit der anliegenden Spannung vom durchfließenden Strom keinen linearen
Zusammenhang besitzt. Eine derartige Anordnung ist an sich bekannt.
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Es hat sich nun bei solchen Einrichtungen zur Regelung der Dynamik
in Niederfrequenzübertragungsanlagen (Mikrophonbesprechungs-, Schallaufzeichnungs-,
Tonfilm-, Senderbesprechungs- u. dgl. Anlagen) als zweckmäßig herausgestellt, verschiedene
Regelkurven einstellen zu können, da den verschiedenen Aufnahmebedingungen verschiedene
optimale Regelkurven zugeordnet sind. Der günstigste Regelgrad ist mehr oder weniger
abhängig von der Art der Darbietungen.
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Es ist daher vorteilhaft, das Regelgerät so auszubilden, daß verschiedene
nach Wunsch einstellbare Regelkurven erzielt werden können, was gemäß der Erfindung
dadurch
erreicht wird, daß zur Erlangung verschiedener Regelkurven
der im Regelkreis liegende amplitudenabhängige Widerstand, von dem die Regelspannung
für das Gitter der zu regelnden Röhre abgegriffen wird, als Spannungsteiler aus
nichtlinearen Widerständen, z. B. Gleichrichtern, ausgebildet ist. Unter Regelkreis
ist hierbei also die Hilfsschaltung verstanden, in der die von dem Hauptübertragungsweg
abgezweigten Impulse gleichgerichtet und nach der Gleichrichtung dem zu regelnden
Schaltelement, z. B. dem Gitter einer Röhre, zugeführt werden.
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Infolge des logarithmischen Unterscheidungsvermögens des menschlichen
Ohrs für die Lautstärke wird die Veränderung der Dynamik elektroakustischer Darbietungen
bei gleichen Grenzwerten am wenigsten bemerkbar, wenn das Amplitudenverhältnis der
Spannungen vor und hinter dem Regelglied, d. h. die Regelkurve im linearen Maßstab,
ebenfalls einen logarithmischen Gang bzw. doppelt logarithmischen Maßstab einen
linearen Gang besitzt.
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Der doppelt logarithmische Maßstab wird dadurch erhalten, daß die
Kennlinie des Regelgleichrichterkreises im allgemeinen angenähert einem Logarithmusgesetz
folgt und daß die Kennlinie der geregelten Röhre ebenfalls in den meisten Fällen
nach einer Exponentialfunktion verläuft. Infolge dieses Zusammenhanges ergibt sich
die Linearität, bezogen auf den doppelt logarithmischen Maßstab.
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Man könnte auf den Gedanken kommen, eine solche Einstellbarkeit der
Regelkennlinien dadurch zu erhalten, daß man bei der bekannten Anordnung gemäß dem
Hauptpatent, bei der die Strom- oder spannungsabhängigen Widerstände der Widerstandskombination
(Ohmscher Widerstand-Kapazität) zugeordnet sind, von der die Regelgleich-Spannung
abgeleitet wird, parallel zu dein nichtlinearen Widerstand einen hochohmigen Spannungsteiler
schaltet, dessen Abgriff mit dem Gitter des zu regelnden Schaltelementes in Verbindung
steht. Diese Anordnung ist insofern nachteilig, als mit Rücksicht auf die Größenordnung
der üblichen benutzten nichtlinearen Widerstände (etwa i o ooo bis i 5 ooo Ohm)
ein hochohmiger Spannungsteiler mit mindestens ioo ooo Ohm benutzt werden muß, damit
nicht durch dessen Einschaltung die Regelkennlinie verändert wird. Regelbare Spannungsteiler
mit Werten von iooooo Ohm und darüber sind technisch nicht einfach herzustellen
und leiden unter Krach-und Kratzgeräuschen. Darüber hinaus besitzen sie eine beträchtliche
Kapazität gegen Erde, die es außerordentlich erschwert, die aus physiologischen
Gründen erforderliche geringe -Einschwingzeit der Regelgleichspannung zu erhalten.
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Da der Verstärkungsweg des Hauptverstärkers für die maximale Spannung
berechnet ist, ist zu empfehlen, auch bei der Herabsetzung der Hilfsspannung durch
die Spannungsteilerschaltung der nichtlinearen Widerstände dafür zu sorgen, daß
der Hauptverstärker stets bis zur Grenze seiner Leistungsfähigkeit ausgenutzt ist.
Mitunter kann es auch zweckmäßig sein, auf mittlere Lautstärke einzustellen. Dies
geschieht in der Weise, daß gleichzeitig mit der Veränderung des Abgriffs an dem
Gleichrichterspannungsteiler ein Lautstärkeregler im Verstärker, z. B. ein Potentiometer,
zwischen -zwei Verstärkerstufen verstellt «wird.
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Zur Erläuterung dieser Regelmethoden dienen die Abb. i a, i b und
i c. Die Abb. i a zeigt die Abhängigkeit der <Nusgangswechselspannung von der
Eingangswechselspannung in logarithmischem Maßstabe. Dem ungeregelten Zustande entspricht
die Gerade I, die unter .I5° gegen die Abszissenachse geneigt ist. Die Gerade II
zeigt beispielsweise die Regelung i : 3. Die Gerade III zeigt beispielsweise die
Regelung i : 6, die Gerade IV beispielsweise die Regelung i : io. Wie aus dem Diagramm
ersichtlich ist. ist die maximale verfügbare Ausgangswechselspannung Earra nicht
ausgenutzt. Es wird lediglich der Wert Eä,n benutzt.
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Um einebessere Ausnutzung des Verstärkers zu gewährleisten, wird daher
gleichzeitig mit der Verstellung des Abgriffs an den nichtlinearen Widerständen
der Hilfsschaltung auch ein Lautstärkeregler im übertragungsweg verstellt, so daß
sich Regelgerade nach der Abb. i b ergeben. Den ungeregelten Zustand bezeichnet
wieder die Gerade I. Die Geraden 1I, III und IV bezeichnen wieder die entsprechenden
Verhältnisse gemäß der Abb. i a. Die Gerade IV veranschaulicht beispielsweise also
das Regelverhältnis i : io. Mitunter ist es erwünscht, nicht auf die maximale Lautstärke
zu regeln, sondern auf eine mittlere Lautstärke. Dann würde der Lautstärkeregler
und der Spannungsteiler aus den nichtlinearen Widerständen in der Hilfsschaltung
so zu bemessen sein, wie es das Diagramm i, veranschaulicht, nämlich so, daß ein
innerhalb des Bereiches zwischen der minimalen Eingangsspannung und der maximalen
' Eingangsspannung liegender Punkt lautstärkemäßig festgehalten wird. Da im allgemeinen
die Dynamikregler so geschaltet sind, daß bei kleinen Amplituden, also unterhalb
EI .i" keine Dynamikregelung erfolgt,-verlaufen die Regelgeraden unterhalb
dieses Wertes unter 4.5° gleneigt, wie dies die Abb. i b und i c erkennen lassen.
Die
Abb. 2 -veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, und
zwar ist lediglich die Hilfsschaltung dargestellt. Die vom Hauptübertragungsweg
abgezweigten Impulse werden dem Hilfsverstärker HV zugeführt und im Regelgleichrichter
Rgl gleichgerichtet. Die gleichgerichtete Spannung wird an den aus nichtlinearen
Widerständen, z. B. Gleichrichtern, aufgebauten Spannungsteiler Sp gelegt. Die zum
Regelgitter führenden Abgriffe sind mit i, 2 und 3 bezeichnet. Je nachdem, ob der
Abgriff A auf den Kontakten i, 2 oder 3 steht, wird eine mehr oder weniger große
Gleichspannung dem Regelgitter zugeführt und damit die gewünschte Umschaltbarkeit
der Regelkurven erzielt, Wie bereits an Hand der Abb. i a bis i c erläutert, kann
es nun mitunter vorteilhaft sein, den Abgriff A noch mit einem im Verstärkungszug
liegenden Lautstärkeregler zwangsweise zu kuppeln, so daß bei Änderung der Regelkurve
auch eine Änderung des mittleren Übertragungspegels herbeigeführt wird.