FI72017C - Koppling foer aoaktning av en styrsignal foer styrning av oeverfoeringsstycken hos elektronisk styrbara foerstaerknings- och daempningsorgan. - Google Patents

Description

7201 7

Kytkentä ohjaussingaalin synnyttämiseksi elektronisesti ohjattavien vahvistus- tai vaimennuselinten siirtovoimakkuuden ohjausta varten - Koppling för äaktning av en styrsignal för styrning av överföringsstycken hos elektronisk styrbara förstärknings-oeh dämpningsorgan

Keksinnön kohteena on kytkentä ohjaussignaalin synnyttämiseksi elektronisesti ohjattavien vahvistus- tai vaimennuselinten siirtovoimakkuudelle ohjausta varten patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaisesti.

Automaattista dynamiikkakompressiota ja- ekspandiota varten olevissa järjestelmissä vaaditaan tarkoin jäljennyskelpoista suhdetta ohjattavien vahvistus- tai vaimennuselinten siirtomitan ja kompressorin tai ekspanderin kulloinkin kyseessä olevan hyötysignaalin sisäänmenoamplitudin välillä. Tämä yksiselitteinen suhde mainittujen suureiden välillä on tärkeänä edellytyksenä sille, että taajuusspektri ja taso-olosuhteet toistetussa hyötysignaalissa vastaavat myös alkuperäisessä signaalissa olevia. Tämän lisäksi on periaatteesa toinen vaatimus siinä, että ekspanderin sisäänmenotaso vastaa tarkoin kompressorin ulostulotasoa.

Tämä toinen vaatimus ei ole aina toteutettavissa ilman tasausta. Näin voi syntyä tasovirheitä magneettinauhalaitteeisa, esim. erilaisista nauhalaaduista johtuen, tai kun nauhoja käytetään useilla laitteilla, jotka on tasattu eri tavoin.

Mainitusta toisesta vaatimuksesta voidaan kuitenkin lvopua seuraavil- 2 7201 7 la edellytyksillä: tasovirheillä, joita nimitetään myös sanalla "mistracking", ei ole mitään vaikutusta taso-olosuhteisiin hyöty-signaalissa, kun kompanderin ominaiskäyrä kulkee "dB-lineaarisesti", s.o. lineaarisesti sisäänmenoamplitudin logaritmin suhteen.

Halutun ohjausominaiskäyrän aikaansaamiseksi on ohjausjännitegene-raattorissa olevan varauskondensaattorin ja elektronisesti ohjattavien vahvistus- tai vaimennuselinten ohjaussisäänmenojen välille järjestetty siirtoelin, jolla on lähinnä eksponentiaalinen karakteristika. Tämänlaatuisena siirtoelimenä voi toimia diodi tai transistori, joissa käytetään hyväksi puolijohdekerroksen läpäisyvirran ja läpäisy-jännitteen välillä olevaa eksponentiaalista yhteyttä. Kuitenkin vain muutamilla erikoistyypeillä on hyvä lineaarisuus usean dekadin kautta .

Keksinnön tehtävänä on luoda siirtoelin jatkuvasti, differoitavasta funktiosta riippuvaisena, joka siirtoelin toimii lineaarisesti usean dekadin kautta ja jossa voidaan käyttää transistoreita, joissa puolestaan ei ole vaadittua lineaarisuutta usean dekadin kautta. Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksessa 1 esitetyn keksinnön avulla. Edelleenkehitysmuotoja ja edullisia suoritusmuotoja on esitetty alavaatimuksissa. Keksintöä selitetään nyt lähemmin suoritusesimer-kin avulla, joka on esitetty piirustuksessa.

Kuviossa 1 on esitetty kompressiokytkentä sellaisena, kuin se tunnetaan esim. DE-patenttijulkaisusta 24 06 285.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukainen kytkentä, joka koskee kuviossa 1 esitetyn sisäisen siirtoelimen 12 suoritusmuotoa. Kuvion 1 avulla selitetään nyt tunnetun kytkennän periaatetta. Liittimeen 1 syötetyt hyöty signaalit saapuvat vastuksen 3 kautta siirtovoimakkuudel-taan ohjattavan vahvistimen 4 sisäänmenoon, jossa on elektronisesti ohjattava vastus 5. Antoliittimestä 2 voidaan ottaa dynamiikaltaan komprimoitu signaali. Elektronisesti ohjattavan vahvistimen 4 tasosta riippuvainen ohjaus saadaan aikaan siten, että sen ulostulossa esiintyvät signaalit syötetään vastuksen 7 kautta myös toisen ohjattavan vahvistimen 8 sisäänmenoon, jossa on elektronisesti ohjattava vastus 9. Tämän vahvistimen ulostulossa on kynnysarvon tasasuuntain 11, joka luovuttaa elektronisesti ohjattavien vastusten 5 ja 9 ohja-ussisäänmenoille 6 ja 10 vastaavat ohjaussignaalit siten, että muuttu-

II

3 7201 7 mattomassa tilassa esiintyy elektronisesti ohjattavan vahvistimen 8 ulostulossa signaali dynamiikalla OdB. dB-lineaarisen ohjausominais-käyrän aikaansaamiseksi on ohjausjännitegeneraattorin 11 jälkeen kytketty sisäisesti varsinaisen tasajännitegeneraattorin 13 lisäksi siirtoelin 12, jolla on eksponentiaalinen karakteristika.

Tämän siirtoelimen rakennetta selitetään nyt kuvion 2 avulla.

Kuvio 2 esittää osana kuviosta 1 sisäisen tasajännitegeneraattorin 13, jonka jälkeen on kytketty siirtoelin 12, sekä kytkentäteknisesti toteutetut elektronisesti ohjattavat vastukset 5 ja 9.

Siirtoelin 12 sisältää olennaisesti ohjauskarakteristikan määräävinä laitteina transistorit 15, 18 ja 22 sekä vastukset 16, 19, 23 ja 24. Tällöin on mainittujen transistoreiden kollektorit yhdistetty keskenään ja johdettu virta-peilikytkennän 31 sisäänmenoon 32. Transistorien 15, 18 ja 22 emitterit on yhdistetty kulloinkin vastusten 16, 19 ja 23 yhteen liitäntään. Muut vastusten 16, 19 ja 23 liitännät on yhdistetty keskenään ja vastuksen 24 ja transistorin 27 emitteri-kollektori-välin kautta yhdistetty toisen virta-Deilikytkennän 36 sisäänmenoon 37.

Transistorien 15 ja 18 kannat on yhdistetty ottoliitinten 14 ja 17 kautta vertailu jännitteeseen n ja U_, Transistorin 22 kanta

on tarkoituksenmukaisesti ottoliittimen 21 kautta vertailujännitteessä uRef3* Kytkentäteknisesti tämä vertailujännite tuotetaan siten, että kanta on yhdistetty toisen transistorin 20 emitteri-kanta-välin kautta vertailujännitteeseen LI

Transistorin 27 kanta on toisaalta liitetty transistorin 29 kollek-toriin, jonka kanta on edelleen johdettu ottoliittimen 28 kautta vertailu j ännitteeseen uRef4' ja jonka emitteri on yhdistetty vastuksen 30 kautta ottoliittimeen 66, jonne syötetään negatiivista käyttöjännitettä. Toisaalta on transistorin 27 kanta liitetty transistoreista 26 ja 25 muodostuvan Darlington-kytkennän emitteriin. Darling-ton-kytkennän yhteinen kollektori on johdettu ottoliittimeen 65, jonne syötetään positiivista käyttöjännitettä. Darlington-vahvistimen kanta on yhdistetty sisäiseen tasajännitegeneraattoriin 13. Transistoreista 25 ja 26 muodostuva Darlington-kytkentä toimii toisaalta sisäisen tasajännitegeneraattorin 13 tason potentiaalisovitusta varten ja toisaalta virranvahvistimena.

4 7201 7

Transistorin 25 kannan ohjauksella saadaan aikaan transistorilta 29 tuotetun virran virranjako transistoreista 26 ja 25 muodostuvan Darlington-asteen kautta kulkevan haaran ja transistorin 27 kanta-emi tteri-välin kautta kulkevan haaran välillä. Tällä tavoin on mahdollista saada aikaan ohjausjännitteellä Darlington-asteen transistorin 25 kannassa transistorin 27 emitterillä olevan potentiaalin ohjaus. Transistorin 15, 18 ja 22 eksponentiaalisen ominaiskäyrän avulla saadaan aikaan niiden koilektorivirtojen eksponentiaalinen muutos transistorin 27 emitterillä olevan potentiaalin funktiona. Jotta saataisiin haluttu ominaiskäyrä transistorien 15, 18 ja 22 tuloksena syntyvien kollektorivirtojen suhteen transistorin 27 emitterillä olevasta potentiaalista riippuvaisena, on vertailu jännitteiden URe^, URef2 suuruus ja vastusten 16, 19, 23 ja 24 suuruus porrastettu. Vertailujännite on suurempi kuin vertailujännite uRef2* Vas_ tus 16 on suurempi kuin vastus 19, vastus 19 on suurempi kuin vastus 23 ja vastus 23 on suurempi kuin vastus 24. Vastus 24 voi myös jäädä pois, kun sen arvo on otettu mukaan vastusten 16, 19, 23 mitoituksessa ja porrastuksessa. Niin kauan kuin vastusten yhteisessä yhdyspisteessä 67 olevan potentiaalin arvo on vertailujännitteen UR fi ja vertailujännitteen URe£2 välillä, muodostuu ominaiskäyrä ainoastaan transistorin 15 ja vastusten 16 ja 24 ominaisuuksien avulla. Heti kun yhteisen yhdyspisteen potentiaali on vertailujän-nitteen URe^2 ja tarkoituksenmukaisesti vertailujännitteen uRef3 välillä, virtaa lisävirtaa transistorin 18 läpi, niin että tuloksena syntyvä ominaiskäyrä syntyy molempien transistoreiden 15 ja 18 sekä vastusten 16 tai 19 ja 24 ominaisuuksista. Kun vastusten 16, 19, 23 ja 24 yhteisessä yhdyspisteessä 67 oleva taso on pienempi kuin URef3, avautuu myös transistori 22, niin että tuloksena syntyvä ominaiskäyrä muodostuu tällöin kaikkien transistoreiden 15, 18 ja 22 sekä vastusten 16, 19, 23 ja 24 ominaisuuksista. Vertailujännitteiden vastusten porrastus on tällöin mitoitettu siten, että toinen transistori avautuu silloin sinä hetkenä, jolloin toisen transistorin lineaarisuuden alue jätetään. Tällä tavoin voidaan saada aikaan ominaiskäyrän kulku, jolla on useiden dekadien kautta vaadittu lineaarisuus. Transistorien 15, 18 ja 22 tuloksena syntyvällä kollektorivirralla ohjataan virta-peilikytkennän 31 sisäänmenon 32 kautta diodiketjuja, jotka on yhdistetty pareittain virta-peilikytkennän 31 ulostuloon 33 ja ulostuloon 34. Virta-peilikytkentä 31 saa aikaan sen, että virrat diodirivien kussakin parissa vastaavat tarkoin virta-peilikytkennän virtaa.

5 7201 7

Diodiketjujen kukin pari muodostuu kuudesta sarjaan kytketystä diodista 41...46, 47...52, 53...58 ja 59...64. Diodiketjujen toiset päät on kulloinkin yhdistetty komplementaarisen virta-peilikytkennän 36 ulostuloihin 38 ja 39, jonka kytkennän sisäänmenoa 3 7 syötetään tran-sistoreihin 15, 18 ja 22 nähden komplementaarisen transistorin 27 kollektorivirralla. Diodien 43, 44 ja 49, 50 yhdyspisteiden välille muodostuu diodien kautta kulkevasta virrasta riippuvaisena differentiaalinen vastus, joka toimii välittömästi elektronisesti ohjattavana vastuksena 5 kuvion 1 mukaisessa kytkennässä. Diodiketjujen toisessa parissa on vastaavaan kohtaan muodostettu differentiaalinen vastus, joka toimii kuvion 1 mukaisessa kytkennässä elektronisesti ohjattavana vastuksena 9.

Koska virta-peilikytkennät 31 ja 36 johdetaan liitinten 35 ja 40 kautta symmetrisiin syöttöjännitteisiin +LL· ja -UD ja kyseessä on komplementaarinen kytkentärakenne, ovat differentiaaliset vastukset nollapotentiaali11a.

Claims (8)

1. 6 72017 Patenttivaatimkset
2. 1. Kytkentä ohjaussignaalin synnyttämiseksi elektronisesti ohjattavien vahvistin- ja/tai vaimennuselinten siirtovoimak-kuuden ohjaamiseksi, joka muuttuu nousevan, differoitavan funktion mukaan, erikoisesti laite dynamiikan automaattista kompressiota ja/tai. ekspansiota varten, tunnettu siitä, että funktion määräävä siirtoelin sisältää seuraavat tunnusmerkit: a) se on varustettu transistoreilla (15, 18), joiden kollek-torit ovat keskenään yhdistetyt, b) transistorien (15, 18) emitterijohdoissa on sarjavastuk-set (16, 19), joilla on erilaiset vastusarvot, c) kohdan a) ja b) mukaiset sarjakytkennät emitterikollek-torivirtatiestä sekä sarjavastuksista (16, 19) ovat rinnan kytketyt, d) transistorien (15, 18) kannat ovat eri vertailujännit- teissä (U - U _.) , rei 1, ref2 e) kollektorien yhdyspiste (68) ja sarjavastuksien yhdys-piste (67) muodostavat siirtoelimen lähtönavat.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että vertailujännitteet sekä transistorien (15, 18) emitterijohdoissa olevat sarjavastukset (16, 19) ovat siten mitoitetut, että sarjavastuksien yhdyspisteessä (67) esiintyvän jännitteen laskiessa aina avautuu uusi transistori, silloin kun jätetään toisen jo johtavan transistorin ominaiskäyrän eksponentiaalisen kulun alue.
4. 3. Patenttivaatiuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että siirtoelin sijaitsee toisen transistorin (27) emitterijohdossa, jonka transistorin kantaa ohjataan ohjaussignaalilla, johon vaikutetaan siirtoelimen ominaiskäyrällä.
5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että toisen transistörin (27) emitterijohdossa on toinen vastus (24) , joka on kytketty sarjaan siirtoelimen kanssa. 7 72017
6. 5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että toisen transistorin (27) emitteristä poispäin olevaan siirtoelementtiliitäntään on yhdistetty ensimmäisen virta-oeilikytkennän (31) otto (32) ja toisen transistorin (27) kollektori on yhdistetty toiseen, ensimmäiselle virta-peilikytkennälle (31) komplementaarisen virtn-peilikvtkennän (36) otto (37), ja että virta-peilikytkennöistä (31 , 36) saadut virrat toimivat diodiketjuista (41, 64) muodostuneiden elektronisesti ohjattavien vastuksien ohjaamiseksi symmetrisesti.
7. 6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että potentiaalin sovittamiseksi on ohjaussignaali johdettu toisen transistorin (27) ottoon yhden tai useamman transistorin (25, 26) emitteri- kantavälin kautta.
8. 1. En koppling för alstring av en styrsignal för styrning av överföringsstyrkan hos elektroniskt styrbara förstärknings-och/eller dämpningsorgan, vilken signal ändrar sig med en kontinuerlig, differentierbar karaktäristik, särskilt för en anordning för automatisk dynamikkompression och/eller expansion, kännetecknad av att ett karaktäristik-en bestämmande öveföringsorgan uppvisar följande kännetecken: a) det är försett med transistorer (15, 18), vilkas kollek-torer är inbördes förbundna, b) i transistorernas (15, 18) emitterledningar ligger seriemotständ (16, 19) med olika motständsvärden, c) seriekopplingarna enligt punkterna a) och b) av emitter-kollektor-strömvägarna och seriemotständen (16, 19) är parallellkopplade, d) transistorernas (15, 18) baser är pälagda olika refe-renspännigar (Uref ^ uref2)' e) kollektorernas förbindningspunkt (68) och seriemotständens förbindningspunkt (67) bildar överföringsorganets utgängs-klämmor.