DE752003C - Circuit arrangement for amplitude control - Google Patents
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Description
Schaltungsanordnung zur Amplitudenregelung Bei der Sprachübertragung, insbesondere über Fernsprechverbindungen, ist die Lautstärke des ankommenden Gespräches infolge der unterschiedlichen Dämpfung der verwendeten Leitungen oder drahtlosen Übertragungsstrecken häufig starken Schwankungen unterworfen. Die Lautstärke ist auch je nach der Sprachlautstärke der Teilnehmer verschieden. Ebenso finden häufig während des Gespräches ein und desselben Teilnehmers Schwankungen durch verschieden lautes Sprechen statt. Für viele Zwecke ist jedoch eine durchschnittlich immer gleichbleibende Lautstärke erforderlich, um Übersteuerungen von Verstärkern, Sendern, Aufzeichnungsgeräten od. dgl. zu vermeiden. Auch eine zu geringe Lautstärke muß mit Rücksicht auf den Störpegel vermieden werden. Geräte zur Erzielung einer möglichst gleichbleibenden Lautstärke sind als sogenannte Amphtudenregler bekanntgeworden.Circuit arrangement for amplitude control During speech transmission, especially over telephone connections, is the volume of the incoming call due to the different attenuation of the lines used or wireless Transmission links are often subject to strong fluctuations. The volume is also different depending on the speech volume of the participants. Likewise found frequently during the conversation of one and the same participant fluctuations due to different talking loudly instead. For many purposes, however, an average is always the same Volume required to avoid overloading amplifiers, transmitters, recording devices or the like to avoid. A volume that is too low must also be taken into account Noise level can be avoided. Devices to achieve a constant as possible Volume have become known as so-called amphitheater controls.
Die Amplitudenregler dürfen die Dynamik der Sprache, d. h. normale Lautstärkeunterschiede, wie sie innerhalb einzelner Worte oder Silben vorkommen, nicht beeinflussen. Es soll lediglich das durchschnittliche Sprachvolumen auf einen konstanten Wert eingeregelt werden. Die bekannten Schaltungen sind jedoch nicht in der Lage, die an einen Amplitudenregler zu stellenden Anforderungen zu erfüllen. Dies soll an Hand der Fig. i bis 3 im folgenden näher erläutert werden. Von Fig. i seien zunächst nur die Schaltelemente i, 2, 3, 4 und 8 in Betracht gezogen, die eine bekannte Schaltung zur Amplitudenregelung darstellen. Zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A der Regelschaltung sind das Regelglied i und der Verstärker 2 eingeschaltet. Das Regelglied i kann durch einen gesteuerten Regelverstärker oder durch ein gesteuertes Dämpfungsglied, beispielsweise einen Gleichrichter, gebildet werden. Die Schaltelemente zur Erzeugung der Steuerspannung sind vor dem Regelglied abgezweigt, so daß es sich bei dem dargestellten Beispiel um einen sogenannten Vorwärtsregler handelt. Die nachfolgend angestellten Überlegungen treffen jedoch auch auf die bekannten Rückwärtsregler zu.The amplitude regulators are allowed to control the dynamics of the speech, i. H. normal Volume differences as they occur within individual words or syllables, not affect. Only the average voice volume should be reduced to one constant value can be adjusted. The known circuits are but not able to meet the requirements of an amplitude controller to meet. This is to be explained in more detail below with reference to FIGS. From Fig. I, only the switching elements i, 2, 3, 4 and 8 are initially taken into account, which represent a known circuit for amplitude control. Between the entrance E and the output A of the control circuit are the control element i and the amplifier 2 switched on. The control element i can be controlled by a control amplifier or formed by a controlled attenuator, for example a rectifier will. The switching elements for generating the control voltage are upstream of the control element branched off, so that the example shown is a so-called forward regulator acts. However, the considerations made below also apply to the known ones Reverse regulator closed.
In Fig. 2 ist die Kennlinie des gesteuerten Regelgliedes i dargestellt, und zwar ist die Ausgangsspannung U2 des Gliedes in Abhängigkeit von der Eingangsspannung U1 aufgetragen. Innerhalb eines gewissen Bereiches bleibt also die mittlere Ausgangsspannung unabhängig von der Größe der Eingangsspannung. Die vor dem Eingang des Regelgliedes abgezweigte Spannung wird in dem Verstärker 3 verstärkt und im Gleichrichter 4 gleichgerichtet. Die gleichgerichtete Spannung steuert über den Verstärkergleichrichter 8 das Regelglied. Das Glied 4 hat eine mittlereAnsprechzeit, d. h. von etwa 2 Sekunden, und eine lange Nachwirkezeit, d. h. von etwa 2o Sekunden.In Fig. 2 the characteristic curve of the controlled regulating element i is shown, namely, the output voltage U2 of the element is a function of the input voltage U1 applied. The mean output voltage therefore remains within a certain range regardless of the size of the input voltage. The one in front of the input of the control element The voltage branched off is amplified in the amplifier 3 and rectified in the rectifier 4. The rectified voltage controls the regulating element via the amplifier rectifier 8. The link 4 has an average response time, i.e. H. of about 2 seconds, and a long one After-effect time, d. H. of about 20 seconds.
Es sei angenommen, daß an die Schaltung eine Eingangsspannung Up, angelegt wird, deren Verlauf in Fig. 3 a in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt ist. Die Ausgangsspannung erhält dann den in Fig. 3 b dargestellten Verlauf. Infolge der langen Ansprechzeit des Gliedes 4 stellt sich der zur Regelung des Regelgliedes i erforderliche Steuerstrom nur langsam ein, so daß die Ausgangsspannung auch nur langsam heruntergeregelt wird. Dies ist aus dem allmählich abfallenden Amplitudenverlauf in Fig. 3 b ersichtlich. Wird die Eingangsspannung abgeschaltet und nach der Zeit t' wieder eingeschaltet (vgl. Fig. 3 a), so stellt sich infolge der langen Nachwirkezeit des Gliedes 4 sogleich die richtige Ausgangsspannung ein.It is assumed that an input voltage Up, is applied, the course of which is shown in Fig. 3a as a function of time t is. The output voltage then has the curve shown in FIG. 3b. As a result the long response time of the element 4 is used to regulate the control element i required control current only slowly, so that the output voltage also only is slowly turned down. This is due to the gradually decreasing amplitude curve in Fig. 3 b can be seen. The input voltage is switched off and after the time t 'switched on again (cf. FIG. 3 a), it arises as a result of the long after-effect time of the element 4 immediately the correct output voltage.
Ein derart gebauter Amplitudenregler würde nicht befriedigend arbeiten, da nach jeder Pause, die länger dauert als die N achwirkezeit des Gliedes 4, zunächst eine Übersteuerung der nachfolgenden Geräte eintreten würde. Dies könnte an sich durch eine Verringerung der Ansprechzeit des Gliedes 4 verhindert werden. Dies ist jedoch nicht möglich, da sonst jeder kurzdauernde Impuls, z. B. Schaltstöße, gelegentliche sehr laute Sprachspitzen usw. während der sehr großen Nachwirkezeit des Gliedes 4 die richtige Einregelung für lange Zeit fälschen würden. Andererseits kann auch die Nachwirkezeit nicht verkürzt werden, da sonst die Dynamik der Sprache verändert werden würde.An amplitude controller built in this way would not work satisfactorily, because after every pause that lasts longer than the active time of link 4, first an overload of the following devices would occur. This could in itself can be prevented by reducing the response time of the link 4. This is but not possible, since otherwise every short-lasting pulse, e.g. B. Shift shocks, occasional very loud speech peaks, etc. during the very long period of after-effect of the limb 4 would falsify the correct adjustment for a long time. On the other hand can also the after-effect time cannot be shortened, otherwise the dynamics of the language will change would be.
Die Erfindung geht zur Beseitigung der erläuterten Unvollkommenheit der bisher bekannten Regler von dem Gedanken aus, während der Ansprechzeit des Kreises 4 einen Kreis mit kleiner Ansprechzeit einzuschalten, um die Ausgangsspannung schnell auf den richtigen Wert zu bringen. Damit die Änderung der Sprachdynamik durch diesen Kreis verhindert wird, muß dieser nach Ablauf der Ansprechzeit des Kreises 4 abgeschaltet werden. Dies wird gemäß der Erfindung in einer Schaltungsanordnung zur Amplitudenregelung durch Steuerung von Regelwiderständen oder Regelverstärkern mit Hilfe einer durch Gleichrichtung aus der Nutzspannung gewonnenen Regelspannung dadurch verwirklicht, daß zur Vermeidung von Fehlregelungen infolge verzögerter Erzeugung der Regelspannung diese aus einer Hauptregelspannung und Hilfsregelspannungen additiv zusammengesetzt ist, indem die Hilfsregelspannungen durch Differenzbildung aus durch Gleichrichtungen der Nutzspannung erzeugten Gleichspannungen gewonnen sind, deren einer Stromkreis dieselbe Zeitkonstante wie der Stromkreis der Hauptregelspannung, deren anderer eine wesentlich kleinere Zeitkonstante als dieser aufweist.The invention aims to eliminate the explained imperfection the previously known controller from the idea, during the response time of the circuit 4 to switch on a circuit with a short response time, in order to reduce the output voltage quickly to bring it to the right value. So that the change in speech dynamics through this Circuit is prevented, it must be switched off after the response time of circuit 4 has elapsed will. According to the invention, this is done in a circuit arrangement for amplitude control by controlling variable resistors or variable amplifiers with the help of a through Rectification of the control voltage obtained from the useful voltage is achieved by that to avoid incorrect regulation as a result of delayed generation of the control voltage these are composed additively from a main control voltage and auxiliary control voltages is by dividing the auxiliary control voltages by subtracting from rectifications DC voltages generated from the useful voltage are obtained, one of which is a circuit the same time constant as the main control voltage circuit, the other one has a much smaller time constant than this.
Es ist eine Schaltung zur Dynamikregelung bekanntgeworden, bei der zwei Regelspannungen, die in Stromkreisen mit verschiedener Zeitkonstante erzeugt werden, gegeneinander geschaltet sind. Diese Schaltung hat den Zweck, eine Übersteuerung durch den Dynamikregler zu verhindern. Es wird also eine andere Wirkung als bei der Schaltung gemäß der Erfindung angestrebt. Es ist ferner bekannt, in einer Schaltungsanordnung zur Amplitudenregelung mehr als zwei Regelspannungen mit verschiedenen Zeitkonstanten zu verwenden. Bei der bekann- i ten Anordnung dieser Art wird jedoch eine Unterteilung des Frequenzbandes in mehrere Teilbänder vorgenommen und für j edes Teilband eine Regelspannung erzeugt. Eine Differenzbildung der aus den einzelnen Teilbändern abgeleiteten, den Hüllkurven dieser Bänder entsprechenden Spannungen findet jedoch nicht statt. Es wird lediglich eine Addierung durch Reihenschaltung vorgenommen. Es kann daher auch die durch die Erfindung erzielte Wirkung nicht erreicht werden.A circuit for dynamic control has become known in which two control voltages generated in circuits with different time constants are switched against each other. The purpose of this circuit is to overload by using the dynamic controller. So it will have a different effect than at aimed at the circuit according to the invention. It is also known in a circuit arrangement for amplitude control more than two control voltages with different time constants to use. In the known arrangement of this type, however, there is a subdivision of the frequency band is made into several sub-bands and one for each sub-band Control voltage generated. A difference formation of the derived from the individual sub-bands, however, there is no voltage corresponding to the envelopes of these bands. Only an addition is carried out by connecting them in series. It can therefore the effect achieved by the invention cannot be achieved either.
Die weitere Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Nach der Erfindung wird die aus den Gliedern i, 2, 3, 4 und 8 bestehende bekannte Schaltung durch die Glieder 5, 6, 9 und 7 ergänzt. 5 und 6 sind Gleichrichter, von denen der Gleichrichter 6 dieselben Zeitkonstanten aufweist wie der Gleichrichter 4, d. h. die Nachwirkezeit hat einen großen und die Ansprechzeit einen mittleren Wert. Der Gleichrichter 5 dagegen hat eine kurze Ansprechzeit und eine verhältnismäßig kleine Nachwirkezeit. In dem Netzwerk 9 wird die Differenz der von den Gleichrichtern 5 und 6 gelieferten Spannungen gebildet. Diese Differenzspannung ist über den Verstärkergleichrichter 7 an den Eingang des Verstärkergleichrichters 8 derart angelegt, daß sie sich zu der von dem Gleichrichter 4 gelieferten Spannung addiert.The further development of the inventive concept is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the figures. According to the invention, the known circuit consisting of elements i, 2, 3, 4 and 8 is supplemented by elements 5, 6, 9 and 7. 5 and 6 are rectifiers, of which the rectifier 6 has the same time constants as the rectifier 4, ie the after-effect time has a large value and the response time has a medium value. The rectifier 5, on the other hand, has a short response time and a relatively short after-effect time. In the network 9, the difference between the voltages supplied by the rectifiers 5 and 6 is formed. This differential voltage is applied via the amplifier rectifier 7 to the input of the amplifier rectifier 8 in such a way that it is added to the voltage supplied by the rectifier 4.
Es sei angenommen, daß beispielsweise infolge geringer Dämpfung des Übertragungsweges oder lauten Sprechens eine verhältnismäßig große Eingangsspannung dem Amplitudenregler zugeführt wird. Die von dem Kreis 5 gelieferte Steuerspannung Ur, hat dann den in Fig. 4 gezeichneten Verlauf. Die von dem Glied 6 gelieferte Steuerspannung U6 zeigt dagegen infolge der größeren Ansprechzeit und der längeren Nachwirkezeit den in Fig. 5 dargestellten Verlauf in Abhängigkeit von der Zeit. Die in dem Netzwerk 9 gebildete Differenzspannung U,-U, ändert sich dann in Abhängigkeit von der Zeit t in der aus Fig. 6 ersichtlichen Weise. Es ist dabei vorausgesetzt, daß die bei der Differenzbildung unter Umständen entstehenden negativen Spannungen unterdrückt sind. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß die Differenzspannung auf das Gitter einer Röhre gegeben wird, deren Arbeitspunkt so gewählt ist, daß negative Anteile unterdrückt werden. Dies ist in Fig. 7 beispielsweise dargestellt. Der Anodenstrom, I" kann nur bei aufgedrückten Gitterspannungen U9 fließen, die positiv sind. Es ist einleuchtend, daß bei Hinzufügen der Spannung U.-U, zu der vom Gleichrichter 4 gelieferten Spannung U4, deren Verlauf in Fig. 3 c dargestellt ist, die aus Fig. 3 b ersichtliche störende Überhöhung der Ausgangsspannung Ug während der Ansprechzeit des Gliedes 4 vermieden wird. Durch die Schaltung gemäß der Erfindung wird also der zu einer Übersteuerung der angeschlossenen Geräte führende Nachteil der bekannten Schaltungen beseitigt, ohne daß die Dynamik der Sprache wesentlich verändert wird.It is assumed that, for example, due to low attenuation of the Transmission path or loud speaking a relatively large input voltage is fed to the amplitude controller. The control voltage supplied by circuit 5 Ur then has the course shown in FIG. The one supplied by the link 6 Control voltage U6 shows, however, due to the longer response time and the longer Post-action time shows the course shown in FIG. 5 as a function of time. The differential voltage U, -U formed in the network 9 then changes as a function from time t in the manner shown in FIG. It is assumed that that the negative tensions that may arise when forming the difference are suppressed. This can be achieved, for example, in that the differential voltage is placed on the grid of a tube whose operating point is chosen so that negative components are suppressed. This is shown in FIG. 7, for example. The anode current, I "can only flow when the grid voltages U9 are applied, which are positive. It is evident that if the voltage U.-U, is added to the Voltage U4 supplied by the rectifier 4, the course of which is shown in FIG. 3c is the disturbing increase in output voltage Ug seen from FIG. 3 b during the response time of the link 4 is avoided. By the circuit according to the invention becomes the disadvantage that leads to an overload of the connected devices of the known circuits eliminated without affecting the dynamics of the language significantly is changed.
Die Schaltung gemäß der Erfindung bietet den weiteren Vorteil, daß die Stärke der Begrenzung besonders lauter Sprachspitzen durch Veränderung des Verhältnisses der Größe der Steuerspannungen U5 und U6 beliebig eingestellt werden kann. Bei den den Fig. 4 bis 6 zugrunde gelegten Verhältnissen würden beispielsweise nach Ablauf der Ansprechzeit des Gliedes 4 die anfangs bezeichneten normalen Sprachspitzen unverändert übertragen werden, während die am Ende der Kurve (Fig. 4) gezeichnete große Sprachspitze infolge der an dieser Stelle vorhandenen Differenzspannung U5 UB (vgl. Fig.6) begrenzt werden würde.The circuit according to the invention offers the further advantage that the strength of the limitation of particularly loud speech peaks by changing the ratio the size of the control voltages U5 and U6 can be set as desired. Both 4 to 6 underlying relationships would, for example, after expiration the response time of the member 4, the initially designated normal speech peaks unchanged are transmitted, while the large speech peak drawn at the end of the curve (Fig. 4) limited due to the difference voltage U5 UB present at this point (see Fig. 6) would be.
Dadurch, daß gemäß Fig.7 die negativen Anteile der Differenzspannung U"-U, unterdrückt sind, wird ein plötzliches und für längere Zeit anhaltendes Heruntergehen der Eingangsspannung UE erst nach Ablauf der Nachwirkezeit des Gliedes 4, d. h. nach längerer Zeit (etwa nach ao Sekunden) ausgeglichen. Für viele Zwecke ist jedoch erforderlich, einen derartigen Ausgleich schneller herbeizuführen. Dies kann gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung in folgender Weise geschehen: Nach der in Fig.8 dargestellten Schaltung, die der Einfachheit halber nur die Teile 4, 5, 6, 9, 7 und 8 der Schaltung nach Fig. i enthält, wird die von dem Netzwerk 9 gebildete Differenzspannung einem weiteren Gleichstromverstärker io zugeführt. Die Zuführung erfolgt mit einer derartigen Polarität, daß in diesem Verstärker nicht die negativen, sondern die positiven Anteile der Differenzspannung unterdrückt werden. Die Ausgangsspannung Uio des Verstärkergleichrichters io zeigt also den aus Fig. 9 ersichtlichen Verlauf, wenn eine Eingangsspannung U.E von dem darüber dargestellten Verlauf zugeführt wird. Die Steuerspannung Ulo wird zu der von dem Verstärkergleichrichter 7 gelieferten Steuerspannung, deren Verlauf dem in Fig. 6 dargestellten entspricht, hinzugefügt. Dies hat zur Folge, daß die zu geringe -Lautstärke während der Zeit t" (Fig. 9) ausgeglichen wird. Die Zeitkonstante des Gliedes io wird dabei so gewählt, daß die Dynamik der Sprache nicht zu stark beeinflußt wird, d. h. die Ansprechzeit wird zu etwa 5 Sekunden gewählt. Damit ein nachfolgender Anstieg der Lautstärke nicht zu einer Übersteuerung führt, erhält das Glied io eine geringe Nachwirkezeit von etwa Zoo ins. Auf diese Weise und durch geeignete Wahl des Größenverhältnisses der Spannungen von den Gliedern 5 und 6 kann erreicht werden, daß das Herunterregeln nicht zu häufig geschieht. Der Anschluß des Eingangskreises des Verstärkergleichrichters io kann auch vor dem differenzbildenden Netzwerk 9 vorgenommen werden. Man erhält dann die Möglichkeit, auf den Verstärkergleichrichter io ein anderes Verhältnis der Spannungen U5 und U6 einwirken zu lassen als auf den Verstärkergleichrichter 7, indem man gesonderte Glieder 5 und 6 verwendet.Because, according to FIG. 7, the negative components of the differential voltage U "-U, are suppressed, there will be a sudden and prolonged decrease the input voltage UE only after the post-action time of the element 4 has elapsed, d. H. after a long time (about ao seconds) balanced. For many purposes, however, it is necessary to bring about such a balance more quickly. This can be done according to Another idea of the invention done in the following way: After the in Fig. 8 shown circuit, for the sake of simplicity, only the parts 4, 5, 6, 9, 7 and 8 of the circuit according to FIG Differential voltage fed to a further DC amplifier io. The feed occurs with such a polarity that in this amplifier not the negative, rather, the positive components of the differential voltage are suppressed. The output voltage Uio of the amplifier rectifier io thus shows the course shown in FIG. 9, when an input voltage U.E is supplied from the curve shown above. The control voltage Ulo becomes that supplied by the amplifier rectifier 7 Control voltage, the course of which corresponds to that shown in FIG. 6, was added. This has the consequence that the too low volume during the time t "(Fig. 9) is balanced. The time constant of the element io is chosen so that the The dynamics of the language are not influenced too much, d. H. the response time will be chosen to be about 5 seconds. So there is no subsequent increase in volume leads to an overdrive, the link io receives a short after-effect time of about zoo ins. In this way and through a suitable choice of the size ratio of the Tensions from links 5 and 6 can be achieved that shut down doesn't happen too often. The connection of the input circuit of the amplifier rectifier io can also be carried out before the difference-forming network 9. You get then the possibility of a different ratio on the amplifier rectifier io of the voltages U5 and U6 act than on the amplifier rectifier 7 by using separate links 5 and 6.
Um zu verhindern, daß das Gerät während der Sprechpausen sogleich hochregelt, kann eine Vorrichtung vorgesehen werden, die beim völligen Aufhören der Sprache beispielsweise mit Hilfe eines Relais den Verstärkergleichrichter io unwirksam macht.In order to prevent the device from being used immediately during pauses in speaking upregulation, a device can be provided that stops completely the language, for example with the help of a relay, the amplifier rectifier io makes ineffective.
Das beschriebene Gerät würde bei längeren Sprachpausen, die über die Nachwirkezeit des Gliedes 4 hinausgehen, auf größte Verstärkung einregeln. Um die damit verbundenen Nachteile, wie große Geräuschlautstärke am Ausgang, Gefährdung der Stabilität des Sprechkreises usw., zu vermeiden, kann eine zusätzliche Einrichtung vorgesehen werden, die bei zu hohen Geräuschen eine Herunterregelung bewirkt.The device described would be used in the case of longer speech pauses that exceed the After-effect time of the link 4 go out to the greatest reinforcement adjust. To the disadvantages associated with it, such as large noise volume at the exit, endangerment the stability of the speaking circuit, etc., can avoid an additional device be provided, which causes a down regulation if the noise is too high.
Bei der in Fig. i dargestellten Schaltung ist eine Vorwärtsregelung angewendet worden. Eine Verminderung der unter Umständen hierbei auftretenden großen Änderungen der Steuerspannungen kann erzielt werden, wenn, wie in Fig. =o schematisch angedeutet, eine zusammengesetzte Vor- und Rückwärtsregelung zur Anwendung kommt. Es sind hier zwei Regelglieder i und i' vorgesehen, die von der Ausgangsspannung des Verstärkergleichrichters 8 gesteuert werden. Vor dem Verstärkergleichrichter 8 sind die in Zusammenhang mit Fig. i näher erläuterten Glieder 4, 5, 6, 7 und g schematisch angedeutet.In the circuit shown in FIG. I, there is feedforward control been applied. A reduction in the large ones that may occur here Changes in the control voltages can be achieved if, as in Fig. = O schematically indicated, a composite forward and reverse control is used. Two control elements i and i 'are provided here, which depend on the output voltage of the amplifier rectifier 8 can be controlled. Before the amplifier rectifier 8 are the links 4, 5, 6, 7 and g explained in more detail in connection with FIG indicated schematically.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES144962D DE752003C (en) | 1941-04-19 | 1941-04-19 | Circuit arrangement for amplitude control |
Applications Claiming Priority (1)
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DES144962D DE752003C (en) | 1941-04-19 | 1941-04-19 | Circuit arrangement for amplitude control |
Publications (1)
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DE752003C true DE752003C (en) | 1953-06-22 |
Family
ID=7542186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DES144962D Expired DE752003C (en) | 1941-04-19 | 1941-04-19 | Circuit arrangement for amplitude control |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE752003C (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1941
- 1941-04-19 DE DES144962D patent/DE752003C/en not_active Expired
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