NL8000476A

NL8000476A - Versterkingsbelastingcorrectiesysteem.

Info

Publication number: NL8000476A
Application number: NL8000476A
Authority: NL
Original assignee: Barcus Berry Inc
Priority date: 1979-01-26
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1980-07-29
Also published as: IT8019494A0; FR2449365A1; KR830002445A; GB2040634B; NO794305L; US4260954A; GB2040634A; DK29680A; IT1149286B; DE3002487A1; CA1133595A; JPS55100799A

Description

- 1 - .: * i

Versterkingsbelastingscorrectiesysteem.

V

De uitvinding heeft betrekking op versterkers, en meer in het bijzonder op versterkers, die worden gebruikt . voor het aandrijven van belastingen zoals luidsprekers, die reactief zijn en tevens onderworpen zijn aan mechanische 5 vormingsinvloeden zoals traagheidswerking.

Gedurende de afgelopen veertig jaar, en nog steeds bij de heersende stand der techniek maken audioversterkers gebruik van wat algemeen wordt aangeduid als "spannings-terugkoppeling" voor het verbeteren van hun frequentie-10 responsie en het. reduceren van vervorming. Dergelijke spanningterugkoppelingssystemen worden soms aangeduid als "constante spanning" systemen, aangezien voor een vaste versterkeringangsspanning de uitgangsspanning nagenoeg constant blijft over een breed frequentiegebied of band-15 breedte. Zodoende zijn de gangbare audioversterkers in staat om een uitgangsspanning te verschaffen voor het aandrijven van een luidspreker, die geheel nauwkeurig de versterkeringangsprogrammaspanning volgt, zowel voor wat betreft golfvorm als fase.

20 De gebruikelijke luidspreker, die wordt gebruikt als belasting voor de versterker, bezit evenwel zowel elektrische eigenschappen als mechanische eigenschappen, die de luidspreker beletten om de spanningsuitgang goéd te volgen, maar in plaats daarvan de luidspreker aanzien-25 lijk doen afwijken van het programma, aangelegd door de versterker, in amplitude, golfvorm en fase, en het algemene resultaat is, dat de akoestische responsie van de luidspreker aanzienlijk verschilt van de vlakke spannings-responsie van de versterker.

30 De gebruikelijke luidspreker is een inductief reactieve belasting, en deze elektrische eigenschap van de belasting creëert een aantal verschillende effekten, die de luidsprekerresponsie op het programma in nadelige zin beïnvloeden. Een dergelijk effekt van de inductieve reac-35 tantie is, dat deze de belastingsimpedantie doet variëren met de frequentie, waarbij bij hogere frequenties de impedantie hoger wordt en de stroom naar de luidsnreker bad ofitfli&iD 4 7 6 - 2 - aanzienlijk lager.

De inductieve reactantie van de luidsprekerbelasting veroorzaakt tevens een fasevertraging van de belastingstroom ten opzichte van het programma, en deze fasever-5 traging varieert met de frequentie op overeenkomstige wijze als de impedantie, waarbij deze vertraging gróter wordt bij hogere frequenties. De stroomfasevertraging beïnvloedt op nadelige wijze de luidsprekerresponsie op een aantal verschillende wijzen. Zo wordt hierdoor de hoe-10 veelheid vermogen naar de luidspreker verminderd, en deze vermindering neemt toe bij hogere frequenties. Het meeste van het vermogen, dat niet wordt aangelegd aan de belasting wegens de fasevertraging wordt in plaats daarvan als warmte gedissipeerd in de versterkeruitgang, en dit vereist 15 op zijn beurt grotere, duurdere uitgangstransistoren. De fasevertraging vervormt in het algemeen de golfvorm van het programma, leidt ertoe dat programmadetails gemaskeerd worden.

Gebruikelijke versterkerspanningterugkoppelingssystemen 20 zijn niet in staat om een correctie te verschaffen voor hetzij de impedantievariatie met de frequentie, hetzij de fasevertraging en de industrie heeft volstaan met te leren leven met deze nadelige invloeden van de inductieve reactantie van de luidsprekerbelasting. Registratiemaatschappijen 25 hebben gebruik gemaakt van verschillende types compensatie, in het bijzonder met het oog op het verbeteren van de frequentieresponsie, maar dergelijke condensaties helpen slechts gedeeltelijk en introduceren hun eigen vervormingen weer in het programma.

30 De belangrijkste mechanische faktoren, die de luid- sprekerwerking nadelig beïnvloeden, zijn de inertievertraging en de overshoot als gevolg van de luidsprekermassa en verschillende resonanties, in het bijzonder de openluchtconus-resonantie van de luidspreker, maar ook luidsprekerkamer-35 resonantie en zelfs kamerresonantie.

De nadelige invloeden van de massatraagheid, en in het bijzonder van inertiële overshoot, op de werking van audiosystemen zijn tot nog toe niet volledig begrepen, en in elk geval niet behandeld met de aandacht die zij ver-40 dienen, evenwel heeft aanvraagster door vergelijking van de BAD OR?gWl^ 4 7 6 *· " x - 3 - akoestische responsië van gebruikelijke systemen met die volgens de uitvinding, waarbij de effekten van de traagheid hoofdzakelijk zijn opgeheveh, dat traagheid één van de meest belangrijke faktoren is, welke de luidsprekerresponsie 5 in conventionele systemen verslechterd.

Inertiële vertraging zorgt er in het gebruikelijke luidsprekersysteem voor, dat de luidspreker achter scherp stijgende golffronten in het programma aanloopt, en zodoende niet op adequate wijze beantwoordt aan hoogfrequente 10 boventonen en overgangen in het programma. Aan de andere kant veroorzaakt de inertiële overshoot een aantal problemen, waaronder overeenkomstig tekortschieten bij het reageren op het scherpe dalen van de golffronten, het maskeren van hoogfrequente boventonen en transiënten, en de voortbrenging 15 van parasitaire golfsignalen in de belasting, die resulteren in corresponderende parasitaire geluiden, die niet alleen interfereren met de aangelegde delen van het programma, maar ook overlappen in open gedeelten van het programma, en daardoor de belangrijke geluidseffekten van kamer of 20 halomgeving volledig overdekken.

Inertiële overshoot en de variaties van fasë met frequentie bezitten nadelige invloeden op complexe golfvormen, die enigszins overeenkomstig zijn. In het geval van inertiële overshoot neigt de luidspreker ertoe rechtdoor te gaan na 25 hoogfrequente boventonen en transiënten, waardoor deze worden bedekt, en gesubstitueerd met valse signalen; terwijl in het geval van fasevertragingsvariaties met de frequentie de hoogfrequente boventonen en transiënten een veel grotere fasevertraging hebben dan de fundamentele 30 of basisprogrammapulsen, en daardoor in hun effekt achterblijven bij het programma, zodat zij als valse signalen gaan optreden. Dienovereenkomstig resulteert bij relatief complexe golfvormen, zoals die, aangetroffen bij muziek, de combinatie van inertiële overshoot en fasevertragings-35 variaties met de frequentie erin, dat een gedeelte van de akoestische luidsprekeruitgang een ruisinhoud krijgt, die niet in betrekking staat tot het muziekprogramma. Deze interferenties van de fasevertraging en de overshoot met de hoogfrequente boventonen, samen met de verhoogde luid-40 sprekerimpedantie bij hoge frequenties, resulteren in badorkSiPaP 0 4 7 6 - 4 - ernstige vervormingen in muziek en spreekprogramma's.

Veel van de bovengenoemde problemen in audiosystemen zijn tevens aanwezig in verschillende andere elektrisch aangedreven belastingen met een elektrische reactantie, 5 dan wel de neiging vertonen tot een inertiële vertraging of overshoot, of andere mechanische faktoren hebben, die ertoe neigen om de beweging van de belasting te variëren op een andere wijze dan voorgeschreven door het aangelegde prgramma. Zo bezitten bijv. de snijkoppen voor geluids-10 registraties in wezen dezelfde inductieve reactantie- en traagheidsproblemen als een luidspreker. Capacitieve belastingen, zoals een capacitieve luidspreker, hebben reactantiekarakteristieken, die niet kunnen worden aangepast door gebruikelijke versterkers. Direkt schrijvende 15 galvanometers, zoals penschrijfregistratie-organen, en zelfs optische galvanometers, zoals die, gebruikt voor speelfilmgeluid, hebben reactantie- en traagheidsproblemen overeenkomstig aan die van een luidspreker. Bij het aandrijven van een machine, waar de belasting zeer 20 reactief is en de machine een aanzienlijke traagheid vertoont, worden sommige van de problemen, in het bovenstaande besproken in verband met luidsprekers, nog vergroot.

Zodoende is de dissipatie van grote hoeveelheden energie in de versterkeruitgang wegens de fasevertraging kostbaar 25 en moeilijk in aanpassing te brengen met dit type uitrusting. Problemen overeenkomstig aan die van de luidsprekers, worden eveneens aangetroffen bij richtingsbestu-ringsuitrusting voor voertuigen, zoals automatische piloot-besturingen voor vliegtuigen en schepen, en afstands-30 bedieningen voor het aandrijven van stuurelementen van vliegtuigen, schepen, en grote landvoertuigen.

De zeer slechte impedantie/frequentieresponsie van een enkele luidspreker wordt in de meeste audiosystemen verbeterd door gebruik te maken van multiple-luidspreker-35 arrangementen met crossover netwerken, en dergelijke systemen kunnen zeer duur worden, doordat een groot aantal luidspreker wordt gebruikt. Dergelijke systemen lossen evenwel niet de meer ernstige problemen op, resulterende van de inductieve reactantie van luidsprekers van 40 fasevertragina en fasevertracincsvariaties met de frequentie, badoSMP 4 7 6 - 5 - en met dergelijke systemen is ook niet gepoogd de belang-rijkste mechanische problemen van inertiële vertraging en overshoot op te lossen. Hoewel crossover netwerken de impendantie/frequentieresponsie verbeteren, introduceren 5 zij echter verdere problemen, waaronder problemen in verband met het in fase houden en scherpe impedantiestijgingen nabij crossover punten.

Verschillende luidsprekerkastontwerpen, waarvan sommige zeer bewerkelijk en kostbaar, worden eveneens gebruikt in 10 een poging om de mechanische problemen van luidsprekers te reduceren en daardoor de responsie te verbeteren. Hoewel sommige luidsprekerkastontwerpen de openluchtconusresonantie bij lage frequenties verminderen, introduceren zij verdere problemen, zoals luidsprekerkastresonanties en ongewenste 15 demping, en zij lossen de belangrijkste mechanische defecten van inertiële vertraging en overshoot niet op.

De aanpak, die in de techniek momenteel ter hand wordt genomen teneinde te pogen de inertiële overshoot van luidsprekers te reduceren bestaat eruit, dat de "dempingsfaktor" 20 zo hoog mogelijk wordt gemaakt. De uitdrukking dempingsfaktor zoals in de techniek wordt gebruikt, is de verhouding van de nominale luidsprekerimpedantie tot de uitgangsimpedantie van de versterker. In de industrie worden dempingsfaktoren geclaimd met een hoogte van 800 of meer. Bij het nominalise-25 ren van de "dempingsfaktor" wordt daarbij evenwel over het hoofd gezien, dat voor zover het daadwerkelijk dempen betreft, de luidspreker in feite kijkt in zijn eigen weerstand in serie met de versterkersuitgang in de dempings-ketenlus, zodat de beste werkelijke dempingsfaktor, die 30 kan worden verkregen, van de orde van 1,3 bedraagt. Dienovereenkomstig helpt deze passieve ketenaanpak niet in ernstige mate om de inertiële overshoot van een luidspreker tegen te werken.

In de breedste zin omvat de uitvinding een differentiële 35 operationele versterker met variabele versterking, met niet inverterende ingangen en een uitgang, gekenmerkt door niet-inverterende ingangsweerstandsmiddelen, verbonden met de niet-inverterende ingang, en inverterende ingangsweerstandsorganen, verbonden met 40 de inverterende ingang, badori8iQa6 0 4 7 6 - 6 - waarbij de differentiële operationele versterker in onbalans wordt gebracht, doordat de niet-inverterende ingangsweerstandsmiddelen minder weerstand hebben dan de inverterende ingangsweerstandsmiddelen.

5 De uitvinding omvat verder een actieve terugkoppelings- schakeling voor versterkingsmiddelen, verbonden met een belasting, gekenmerkt door aftastmiddelen met een paar uitgangen voor het verschaffen van een verschilspanningssignaal, dat hoofd— 10 zakelijk varieert als de belastingsstroom, een differentiële operationele versterker met niet-inverterende en inverterende ingangen en een uitgang, niet-inverterende ingangsweerstandsmiddelen, verbonden tussen de niet-inverterende ingang en één van de uitgangen 15 van de aftastmiddelen, en inverterende ingangsweerstandsmiddelen, verbonden tussen de inverterende ingang en de andere van de uitgangen van de aftastmiddelen, waarbij de differentiële operationele versterker 20 een terugkoppelingssignaal levert voor de versterkingsmiddelen van zijn uitgang, welke varieert in responsie op. belastingsstroomvariaties.

De uitvinding heeft verder betrekking op een belastings-correctiesysteem voor programmaversterkermiddelen met een 25 programma—ingang en een programma—uitgang verbonden aan een belasting, gekenmerkt door differentieelversterkermiddelen in de genoemde programmaversterkermiddelen, welke een programmaspanningssignaal-ingang en een terugkoppelingsspanningssignaalingang hebben, 30 aftastmiddelen, geassocieerd met de belasting en met een paar uitgangen voor het verschaffen van een differen-tieelspanningssignaal, dat hoofdzakelijk varieert als de belastingsstroom.

Een differentiële operationele versterker met niet-35 inverterende ingangen en inverterende ingangen en een uitgang, elektrische verbindingen tussen de uitgangen van de aftastorganen en de respectievelijke differentiële operationele versterkeringangen, en 4Q elektrische verbindingsmiddelen tussen de uitgang van de differentiële versterker en de terugkoppelingsspannings- bad odiOiiftiQ 4 7 6 - 7 - signaalingang, waarbij de differentiële operationele versterker een corrigerend terugkoppelingssignaal levert aan de differentiële versterkermiddelen voor het instantaan 5 bijstellen van de versterking van de programmaversterker-middelen voor het compenseren voor belastingsstroomaf-wijkingen van het programma.

De uitvinding omvat verder een werkwijze voor het verschaffen van een differentiële operationele versterker 10 met een versterking, die varieert voor verschillende differentiële ingangsspanningssignalen, met het kenmerk, dat elk van de niet-inverterende en inverterende ingangen van de differentiële operationele versterker wordt voorzien van respectievelijke ingangsweerstandsmiddelen, en 15 . dat de weerstandswaarde van de niet-inverterende ingangsweerstandsmiddelen kleiner wordt gehouden dan de weerstandswaarde van de inverterende ingangsweerstandsmiddelen.

Meer in bijzonder tast volgens de uitvinding een 20 actieve terugkoppelingsketen op continue wijze de belastings-stroom af, zoals aangegeven door het spanningsverschil over een kleine weerstand in serie met de belasting, en dit spanningsverschil wordt aangelegd aan een differentiële | operationele versterker, die een terugkoppelingssignaal 25 ontwikkelt, dat in het algemeen direkt, zij het niet nood-| zakelijk evenredig, in responsie staat met belastingsstroom- | variaties. Dit terugkoppelingssignaal wordt gebruikt als variërend potentiaalreferentiepunt voor een verschil-versterker in de programmaversterkingsschakeling voor het 30 continue variëren van de vergelijkende of differentiële | signaalingang aan een dergelijke programmadifferentieel- 5 versterker in overeenstemming met instantane variaties van de belastingsstroom van het programma. Op deze wijze wordt de effektieve versterking, welke de programmadifferen-35 tieelversterker aanlegt aan het programma, continu en op instantane wijze bijgesteld voor het verschaffen van een | gecorrigeerd programmaspanningssignaal aan de versterker- ΐ | uitgang, welke signaal de belastingsstroom dwingt om algemeen in overeenstemming te zijn met en synchroon te zijn 40 met het programmaspanningssignaal zowel qua vorm als qua 8000476

BAD ORIGINAL

- 8 - fase. Elke belastings stroomverandering, die niet wordt veroorzaakt door het programma, maar in plaats daarvan veroorzaakt wordt door een met de belasting in betrekking staande faktor, zoals reactantiefaseverschuiving, door 5 traagheid veroorzaakte valse stromen, resonantiestroom-variaties, belastingsimpedantieveranderingen als gevolg van frequentievariaties, of dergelijke, zullen een instantane corrigerende verandering veroorzaken in het terug-koppelingssignaal, hetgeen instantaan op corrigerende wijze 10 de versterking van de versterker bijstelt. De ingangs-balans van de differentiële operationele versterker, die wordt gebruikt in de actieve terugkoppelingsketen van de uitvinding, kan worden ingesteld of geadjusteerd tussen een in hoofdzaak gebalanceerde conditie, waarbij hoofdzakelijk 15 constante stroomterugkoppeling wordt geleverd, en een ongebalanceerde conditie, waarin hoofdzakelijk constante spanningsterugkoppeling wordt geleverd, en in het gebied tussen deze twee bedrijfsmodi zal de actieve terugkoppelingsketen volgens de uitvinding de belasting op positieve wijze 20 vergrendelen met het programma, ongeacht de verschillende tegenwerkende tendenzen van de faseverschuivingen, inertiële vertraging en overshoot, en resonanties.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. In de tekening toont: 25 fig. 1 een schakelingsschema, waarin het versterker- belastingscorrectiesysteem van de uitvinding is weergegeven, geïntegreerd in een versterkingsketen, fig. 2 een schakelschema, waarin een andere vorm van de uitvinding is toegelicht, waarbij de versterkerbelastings-30 correctieketen uitwendig is aan de vermogensversterker, fig. 3 een schakelschema, waarin de differentiële operationele versterker van de actieve terugkoppelingsketen volgens de uitvinding is weergegeven, uitgebroken uit de rest van de terugkoppelingsketen, en op meer gebruikelijke 35 wijze uitgelegd, fig. 4 impedantie/frequentieresponsiekrommen voor een kenmerkende luidspreker die is genominaliseerd op 8 ohms bij 400 Hz; fig. 5 oscilloscoopbeelden van versterkeruitgangs-40 scanning en belastingsstroom voor een belasting, welke een 8 0 0 0 4 7 6

BAD ORIGINAL

- 9 - choke is, geleverd door een gebruikelijke constante spanningsversterker, niet gecorrigeerd door de uitvinding, fig. 6 een aanzicht overeenkomstig aan fig. 5, maar waarbij de versterker is gecorrigeerd door het belastings-5 correctiesysteem volgens de uitvinding, fig. 7 een aanzicht overeenkomstig aan fig. 5, maar waarbij de belasting een gebruikelijke luidspreker is, fig, 8 een aanzicht overeenkomstig aan fig. 6, maar waarbij de belasting een gebruikelijke luidspreker is, 10 gecorrigeerd door de uitvinding, fig. 9 een schematische weergave van een golfvorm, die de fasescheiding van hoogfrequente componenten van het fundamentele of basisprogramma toelicht, fig. 10 een schematisch aanzicht overeenkomstig aan 15 fig. 9, maar waarin de inertiële overshoot is getoond, en fig. 11 een schematische weergave van een versterker-uitgangs-luidsprekerketenlus, waarin de ketencomponenten zijn weergegeven, die zijn betrokken bij de daadwerkelijke dempingsfaktor van een versterker-luidsprekercombinatie.

20 In fig. 1 is een schakelingsschema getoond, dat een vorm illustreert van de uitvinding, waarbij het versterker-belastingssysteem van de uitvinding is geïntegreerd in de versterkerschakeling. Het schema van fig. 1 kan worden beschouwd als te bestaan uit twee hoofddelen, een programma-25 signaalversterkerketengedeelte 10 in het bovenste deel van het schema, en een actieve terugkoppelingsketengedeelte 12 in het onderste gedeelte van het schema.

Het programmasignaalversterkerketengedeelte 10 vormt een vermogensversterker met een ingangsdifferentieelverster-30 ker 14, waarvan de uitgang 16 operationeel verbonden is met de ingang 18 van vermogensuitganginrichtingen, algemeen aangeduid met 20, die kunnen bestaan uit gebruikelijke vermogensversterkercomponenten. De ingangsdifferentieel-versterker 14 kan van gebruikelijke constructie zijn met 35 een differentieelingang en een in—fase-uitgang. Het programma -signaal wordt toegevoerd via gebruikelijke middelen zoals een ingangscontact of connector 22 aan de niet-inverterende ingang 24 van de ingangsdifferentieelversterker 14, waarbij de instantane programmaingangssignaalspanning voor het 40 gemak is aangeduid als E„ .De inverterende ingang 26 van BAD OR&filiL 0 4 7 6 - 10 - differentieelversterker 14 is via een condensator 28 verbonden aan éên zijde van de versterkingsinstelvreerstand 30, waarvan de andere zijde is verbonden aan aarde, en een terugkoppelingsweerstand 32 is operationeel verbonden tussen 5 de uitgang 16 en de inverterende ingang 26 van de differentieelversterker 14.

De hierboven beschreven schakeling in samenhang met de ingangsdifferentieelversterker 14 is algemeen gebruikelijk voor een voorversterker, en versterking van een dergelijke 10 differentieelversterker kan worden uitgedrukt door: E = E. . , R1 . _ .

o in ( =— + 11 R2 , waarin Eq de uitgang is van de differentieelversterker 14, Rj de terugkoppelingsweerstand 32, en R2 de ver- 15 sterkingsinstelweerstand 30. Met de ketencomponentwaarde- voorbeelden, die zijn aangegeven in fig, 1, geldt 47

Eq = (-j- +1), hetgeen een versterking betekent van 48 voor versterker 14. De programmasignaalversterkerketen 10 omvat een gebruikelijke spanningsterugkoppelings-20 schakeling, zodat de uitgangsspanning ervan nagenoeg constant zal zijn voor een constante differentieelingangs-spanning, aangelegd aan de ingangsdifferentieelversterker 14.

Volgens de uitvinding tast evenwel het actieve terug-25 koppelingsketengedeelte 12 continu de instantane stroom in de belasting, die wordt aangedreven door het programma-signaalversterkerketengedeelte 10, af, en ontwikkelt een terugkoppelingsspanningssignaal E , dat representatief is Λ voor de instantane stroom in de belasting, en legt dit 30 terugkoppelingsspanningssignaal E aan aan de inverterende

A

ingang 26 van ingangsdifferentieelversterker 14 via een verbinding 34 tussen condensator 28 en versterkingsinstel-weerstand 30. Dit levert continu een instantane spannings-vergelijking aan de differentieelingang van versterker 35 14 tussen het programmasignaal en de belastingsstroom.

Terwijl een gebruikelijk differentieel voorversterker-ketenarrangement een vast potentiaalreferentiepunt, bijv. aarde, heeft aangelegd aan zijn inverterende ingang, waartegen het programmasignaal wordt vergeleken voor 40 versterking op een vaste versterkingswaarde, levert de vorm bad (feteiM. 4 7 6 - 11 - van de uitvindingr zoals weergegeven in fig, 1, een variërend potentiaalreferentiepunt E , dat op continue wijze de vergelijkende of differentieelsignaalingang naar de differentieelversterker 14 varieert overeenkomstig 5 instantane variaties van de belastingsstroom ten opzichte van het programmasignaal Ε^η, waardoor de effektieve versterking, die verschilversterker 14 aanlegt aan het programmasignaal E^n, continu wordt bijgesteld voor het leveren van een gecorrigeerd programmaspanningssignaal aan 10 de belasting, welke de belastingsstroom dwingt om algemeen te voldoen en synchroon te zijn aan het programmaspanningssignaal Ein, zowel qua vorm als qua fase. Met dit variërende potentiaalreferentiepunt E„ aangelegd aan de inverterende X, ingang 26 van differentieelversterker 14, kan de versterking 15 voor de differentieelversterker 14 nu als volgt worden uitgedrukt:

Eo - (Ein - V ' £ + 11 R2 , waarin EQ de uitgang van de differentieelversterker 14 20 is, R^ de terugkoppelingsweerstand 32, en R2 de versterkings-instelweerstand 30.

Zoals in het verdere in detail zal worden beschreven in samenhang met het actieve terugkoppelingsketengedeelte 12 varieert het terugkoppelingssignaal E„ algemeen direkt Λ 25 (zij het niet noodzakelijk evenredigi in reactie op belas- ting-stroomvariaties, dat wil zeggen, een afname in belastingstroom zal resulteren in ëen afname in E , en een toename in belastingstroom zal resulteren in een toename in E , en de mate van versterking van het actieve terugkoppelings-3Q ketendeel 12 wordt zodanig geadjusteerd, dat de waarde van E normaal voldoende beneden de waarde van E. is, teneinde Λ χΠ de gewenste versterking van de vermogensversterker 10 te verschaffen, zoals bijv. een versterking van ongeveer 30.

Uit de hierboven gegeven vergelijking valt te zien, dat, 35 indien de belastingstroom instantaan abnormaal laag zou worden met betrekking tot E^n, zoals bijv., wanneer een omgekeerde belastingsstroom wordt veroorzaakt door de inertiële overshoot van de luidspreker, de resulterende afval in E„ de term (E. - E 1 zal verhogen, waardoor de ver- 40 sterking van de ingangsversterker 14 wordt opgevoerd, en badoi8k&ï&iD 4 7 6 - 12 - een compensatiespanning wordt aangelegd aan de belasting. Omgekeerd zal, indien de belastingstroom abnormaal hoog wordt met betrekking tot E^n, zoals bijv., wanneer de inductieve belastingsfasevertraging voortgaat om te veel 5 stroom te produceren na een reductie in E^n, of voortgaat om stroom te produceren, wanneer E^ 0 wordt, de resulterende reductie of zelfs omkeer van polariteit van de term (Ein - Εχ1 de polariteit van de versterking van ingangs-versterker 14 reduceren of omkeren, waardoor een compen-10 serende gereduceerde of omgekeerde spanning aan de belasting wordt gegeven.

De uitgang 36 van vermogensversterker 10 is via geleider 38 verbonden aan één zijde van de belasting 40, terwijl de andere zijde daarvan is verbonden aan aarde, De 15 belasting 40, die is weergegeven, is een luidspreker, die, afgezien van de compensatie, geleverd door de actieve terugkoppelingsketen 12 van de uitvinding, een akoestische uitgang zou hebben, welke aanzienlijk zou variëren van het programma in verband met zijn inductieve reactantie 20 en de traagheid en andere mechanische faktoren, die de luidsprekerbeweging beïnvloeden, zoals een openlucht-luidsprekerconusresonantie bij lage frequenties, luidspreker-kastresonantie en onderdrukking, en kamerakoestische effek-ten, zoals bestaande golven van basfrequentie. De inductieve 25 reactantie van de luidspreker zonder de corrigerende schakeling volgens de uitvinding zou een belastingstroom (en dus vermogen) fasevertraging ten opzichte van het programma veroorzaken, en belastingsimpedantie (en bijgevolg vermogenl variaties, resulterende van de toegenomen reac-30 tantie bij toename in frequentie en geïntroduceerd door crossover netwerken. De luidsprekermassa zou zonder de corrigerende schakeling volgens de uitvinding resulteren in een inertiële vertraging en overshoot met resulterende programmamaskering, vermogensverliezen, en valse geluiden, 35 terwijl verschillende andere mechanische faktoren, die de luidspreker beïnvloeden, zoals resonanties de effektieve impedantie ingrijpend veranderen en parasitaire geluiden veroorzaken. Een aantal van de speciale luidsprekerbelas-tingsstroom- en vermogenafwijkingen ten opzichte van het 4Q aangelegde programma, en de akoestische effekten daarvan - 13 - zullen hierna in meer detail worden besproken in samenhang met de fig. 4-13.

Hoewel de speciale versterkerbelasting, die is getoond en beschreven een luidspreker is, die een inductieve reac-5 tantie is, zal het duidelijk zijn, dat de uitvinding kan worden gebruikt voor het corrigeren van stroom en bijgevolg vermogensafwijkingen in de belasting ten opzichte van het aangelegde programma in elke elektrisch aangedreven belasting, die een elektrische reactantie heeft, of de tendens heeft 3.CL tot inertiële vertraging over overshoot, of die andere mechanische faktoren heeft, welke ertoe neigen de beweging van de belasting op een andere wijze dan voorgeschreven door het aangelegde programma te veranderen. Een aantal voorbeelden van belastingen andere dan luidsprekers, waarvoor -15 de uitvinding toepasbaar is, zijn hieronder gegeven bij wijze van voorbeelden, waartoe de uitvinding evenwel niet is beperkt.

Eên zo'n ander type belasting, waarvoor de uitvinding kan worden toegepast, en welke in wezen dezelfde inductieve 20. reactantie en inertia-problemen omvat als een luidspreker, is een snijkop voor geluidsregistraties. Met de gangbaar gebruikelijke technologie kan geluids- en muziekinstrument-informatie niet worden ingesneden op een grammofoonplaat zonder zeer hoorbare vervorming, waarbij inertiële overshoot 25 van de kop deze verhindert om de transiënten nauwkeurig te trekken. Oliederaping wordt veelvuldig gebruikt in een poging om de invloeden van de traagheid te verzachten, dit beïnvloedt tevens in nadelige zin het nauwkeurig sporen van de transiënten. Toepassing van de uitvinding in samenhang 3Q met de versterker, die de snijkop aandrijft, zal evenwel zorgen voor een positieve bewegingsbesturing van de snijkop tot aan het volle vermogen van de versterker, waardoor de snijkop wordt gedwongen om nauwkeurig te sporen met het aangelegde programma.

35 Een capacitieve belasting kan tevens faseverschuiving en frequentieresponsievariaties veroorzaken, die eveneens kunnen worden gecorrigeerd door toepassing van de uitvinding in samenhang met de aandrijvende versterker. Een voorbeeld van een dergelijke capacitieve belasting is een capacitieve 4CL luidspreker, aan de reactantiekarakteristieken waarvan BAD ORfiptJJflL 0 4 7 6 - 14 - conventionele versterkers niet kunnen worden aangepast.

Een ander voorbeeld van een capacitiéve belasting, waarvan de frequentieresponsie kan worden verbeterd door de uitvinding, is de "Audioplate" luidspreker, geproduceerd door 5 Barcus-Berry Inc., Huntington Beach., Californië, beschermd door het Amerikaanse octrooischrift 4.048.454.

De uitvinding is tevens bruikbaar voor het synchroniseren van de uitgang met het aangelegde programma in elke direkt schrijvende galvanometer, zoals bijv. een penschrijf-10 recorder. De uitvinding kan tevens worden toegepast voor het synchroniseren van de uitgang met het programma in een optische galvanometer, zoals die, welke worden gebruikt voor speelfilmgeluid.

Bij het aandrijven van machines, zoals bijv. bij een 15 hamerdrijver, waarbij de belasting zeer reactief is, en aanzienlijke traagheid omvat, en de vermogensvereisten hoog zijn veroorzaakt met de gangbare versterkertechnologie de reactantie en de invloeden van de traagheid grote maten van vermogensdissipatie in de versterker zelf, hetgeen het 20 gebruik vereist van grote, dure transistoren in de versterker, teneinde de stroom te dissiperen aan piekbelastingen, terwijl in het algemeen een ongewenst grote en dure uitrusting vereist is in verband met het slechte rendement van het systeem. Toepassing van de uitvinding in samenhang 25 met versterkers, die dergelijke zware, zeer reactieve belastingen aandrijven, reduceert de vermogensdissipatie, vereisten voor de aandrijfversterkers aanzienlijk, verschaft een meer rendabele vermogensoverdracht aan de belasting, en een meer efficiënt belastingsbedrijf wegens het meegaan 30 daarvan met de operationele parameters, gedefinieerd in het programma. Nog een ander voorbeeld van een uitrusting, waarbij de uitvinding kan worden toegepast in samenhang met een aandrijfversterker voor het verbeteren van zowel hét bedrijf als de werkzaamheid van de uitrusting, is een 35 richtingsbesturingsuitrusting voor voertuigen, zoals bijv.

automatische piloten voor vliegtuigen en schepen, en af-standsbesturingsuitrustingen voor het aandrijven van stuurelementen van vliegtuigen, schepen, grote landvoertuigen en dergelijke.

4Q In samenhang met zowel grammofoonplaatsnijden en BADC&l&lfiAQ 4 7 6 - 15 - luidsprekers ging bij gebruikelijke versterkers tot nog toe veel van de waarde van "direkt ingevoede" muziekinstru-mentregistratie en spelen verloren, maar dit kan worden geproduceerd hetzij door een registratiesnijkop of een 5 luidspreker door gebruik te maken van de uitvinding in samenhang met de aandrijfversterker.

Kenmerkende toepassingen van de uitvinding in audio-systemen worden gevonden in samenhang met muziekinstrument-versterkers, hifi-versterkers, PA (publiek adres! systeem-10 versterkers, studiomonitorversterkers, en dergelijke.

Het basisdoel van de uitvinding is het corrigeren van de vermogensuitgang van de belasting, zoals bijv. de akoestische uitgang van een luidspreker 40, zodat deze op accurate wijze de programma-informatie representeert, 15 geleverd aan de ingang van de versterker, zoals bijv.

de programma-informatie, gepresenteerd door E^n, geleverd aan de ingangsdifferentieelversterker 14, ongeacht discrepanties, die kunnen worden geïntroduceerd door belastingsreactantie of door traagheid of andere mechanische 20 faktoren. Aanvraagster heeft vastgesteld, dat nagenoeg alle belastingsvermogensuitgangsresponsies corresponderende belastingstroomcomponenten bezitten, ongeacht of deze component een belastingaandrijvende stroom is, geleverd door de versterker, of een belastingstroomcomponent, voort-25 gebracht door de belasting zelf, zoals bijv. door een ineenklappend inductieveld, een tegen-e.m.k. voorgebracht door de luidspreker overshoot, of iets anders.

Dienovereenkomstig wordt ‘een signaal, corresponderend, met de instantane belastingstroom, continu afgetast voor het 3Q verschaffen van het ingangssignaal voor de actieve terugkoppel ingske ten 12 door middel van een zeer kleine aftas-tings- of bemonsteringsweerstand 42, aangebracht in de geleider 38 in serie met de belasting 40. Het is gewenst, dat deze aftastweerstand 42 voldoende klein is, zodat deze 35 geen merkbare hoeveelheid van de versterkervermogensuitgang dissipeert, en een 0,1 ohms weerstand is bevredigend gebleken om aan dit vereiste te voldoen, terwijl tegelijk een voldoende signaal wordt geleverd voor het bedienen van de actieve terugkoppelingsketen 12. Indien de belasting 40 4Q bijv. een 4 ohms luidspreker is, zal de aftastweerstand 42

BAD ORIGINAL

8000476 - 16 - slechts bij benadering een veertigste van het vermogen dissiperen. Indien vervolgens wordt aangenomen, dat de versterker 100 watt levert in de 4 ohms belasting, zal de aanwezigheid van de aftastweerstand 42 slechts een verlies 5 van ongeveer 2¾ watt van de 1QÖ watt, geleverd door de versterker veroorzaken, en deze hoeveelheid van vermogens-verlies is zonder gevolgen gezien de grote vermogens-besparingen, die door de uitvinding worden geleverd. Indien aan de andere kant de belasting 4G een 8 ohms luidspreker is, 10 hetgeen gebruikelijk is bij hifi-uitrustingen, zal slechts een tachtigste van het vermogen worden gedissipeerd in de aftastweerstand 42, zodat, indien het vermogen, geleverd door de versterker 100 watt is, er slechts een verlies zal zijn van ongeveer 1¾ watt van het vermogen in de aftast-15 weerstand 42. Het spanningssignaal, ontwikkeld over de aftastweerstand 42, dat representatief is voor de stroom door de belasting 40, wordt toegevoerd naar een differentiële operationele versterker 44, die deel vormt van de actieve terugkoppelingsketen 12. De differentiële operationele 20 versterker 44 heeft een niet inverterende ingang 46, een inverterende ingang 48, en een uitgang 50. De hoge of versterkerzijde 52 van de aftastweerstand 42 is verbonden met de niet-inverterende ingang 46 van de differentiële operationele versterker 44 via een ingangsweerstand 54, 25 en de lage of belastingszijde 56 van de aftastweerstand 42 is verbonden met de inverterende ingang 48 van de differentiële operationele versterker via een andere ingangsweer-stand 58.

Hoewel de differentiële operationele versterkeringangs-3Q weerstanden 54 en 58 direkt zouden kunnen worden verbonden met de respectievelijke hoge en lage zijden 52 en 56 van de aftastweerstand 42, verdient het in de praktijk de voorkeur om deze verbindingen te maken via respectievelijke trimmerpotentiometers 60 en 62. Dit maakt het mogelijk, 35 dat de voor de gewone modus gebruikte spanning, aangelegd aan de differentiële operationele versterker 44 door de vermogenseersterker 10, voldoende wordt gereduceerd om enige mogelijke schade aan de differentiële operationele versterker 44 te voorkomen. Anders zou de differentiële 40. operationele versterker 44 kunnen worden beschadigd door BAD Of$G()N&L0 4 7 6 - 17 - een grote spanningszwaai van de orde van ongeveer 40 volt/ geassocieerd met een grote versterkervermogensuitgang van de orde van ongeveer 200 watt.

Een terugkoppelingsweerstand 64 is verbonden tussen 5 de uitgang 50 en de inverterende ingang 48 van de differentiële operationele versterker 44, en een balansweerstand 66 is verbonden tussen de niet inverterende ingang 46 van de differentiële operationele versterker 44 en aarde.

De balanstoestand van de differentiële operationele 10 versterker 44, zoals bepaald door de relatieve waarden van de niet inverterende en inverterende ingangsweerstanden 54 en 58 en door de relatieve waarden van de weerstand-gedeelten van de trimmers 60 en 62 in serie met de respectievelijke ingangsweerstanden 54 en 58, aangenomen dat de 15 terugkoppelingsweerstand 64 en de balansweerstand 66 gelijk zijn, is een belangrijk aspect van de uitvinding, en zal hierna in detail worden besproken in samenhang met fig. 3, die voor een gemakkelijker begrip is losgenomen uit de rest van de actieve terugkoppelingsketen 12 en op meer 20 gebruikelijke wijze uitgelegd.

De differentiële operationele versterker 44 zal in responsie op het differentieelsignaal, dat het ontvangt van over de aftastweerstand 42 een uitgangsspanningssignaal ontwikkelen, dat algemeen direkt varieert (zij het niet 25 noodzakelijk evenredig1 in responsie op stroomvariaties over de belasting 40. De uitgangssignaal wordt toegevoerd naar een operationeelversterker 68, die dienst doet als lineaire versterker voor het adjusteren van de basisversterking van de actieve terugkoppelingsketen 12, welke 30 versterker 68 vervolgens het terugkoppelingssignaal E

levert aan de verbinding 34, geassocieerd met de inverterende ingang 26 van de ingangsdifferentieelversterker 14.

Van de versterker 68 is de niet inverterende ingang 70 verbonden met de uitgang 50 van de differentiële operatio-35 nele versterker 44, terwijl tussen de niet inverterende ingang 70 en aarde een weerstand 72 is verbonden. De uitgang 74 van versterker 68 is verbonden met de verbinding 34, en eveneens terug naar de inverterende ingang 76 via een terugkoppelingsweerstand 78, terwijl de inverterende ingang 40 76 tevens in referentie is gebracht met aarde via een weer- BAD ORIG*4>_0 0 4 7 6 - 18 - stand 80.

De versterking van versterker 68 wordt bepaald door de verhouding weerstand 78 weerstand 80 5 . , en deze verhouding is instelbaar gemaakt, doordat de terugkoppelingsweerstand 78 variabel is. Nadat de differentiële operationele versterker 44 is ingesteld tot zijn gewenste balanstoestand, zoals hierna in detail zal worden beschreven, kan vervolgens de variabele weerstand 78 10 worden bijgesteld voor het leveren van een basisterug- koppelingssignaalniveau aan verbinding 34 naar de inverterende ingang van de ingangsdifferentieelversterker 14, welke laatste de vermogensversterker 10 voorziet van zijn gewenste versterking. Een dergelijke instelling van de 15 variabele weerstand 78 zal verschillend zijn voor verschillende belastingen 40, en de versterkingsvariaties tot op 10:1, toegestaan door de ketencomponentwaarden, voorge-steld voor de weerstanden 78 en 80 in fig. 1, maken de vereiste instelling mogelijk voor belastingen 40, genomina-20 liseerd op of 4 of 8 ohm.

Elk van de beide operationele versterkers 44 en 68 van de terugkoppelingsketen bezitten bij voorkeur ten minste een even goede frequentieresponsie als die van de vermogensversterker 10 voor het meest effektieve bedrijf 25 van de uitvinding. Dienovereenkomstig zijnde operationele versterkers 44 en 68 van de terugkoppelingsketen bij voorkeur high slew operationele versterkers. Uitsluitend bij wijze van voorbeeld en niet als beperking van de uitvinding zij vermeld, dat in het prototype van een ver-3Q sterker, waarin de uitvinding was toegepast, bevredigende responsiekarakteristieken werden verkregen door een 4558 dual aangepast paar operationele versterkers te gebruiken voor de versterkers 44 en 68.

Thans zij verwezen naar fig. 3, waarin de differentiële 35 operationele versterker 44 en de daarmee geassocieerde ketencomponenten zijn getoond, weggenomen uit de actieve terugkoppelingsketen 12, en geherrangschikt op meer gebruikelijk formaat. Voor het gemak van de thans volgende bespreking zijn de vier weerstanden, geassocieerd met differentiële 40. operationele yersterker 44 als volgt aangegeven: bad orig8jj8l0 0 4 7 6 J.a - weerstand 58 --weerstand 64 — weerstand 54 — weerstand 66 - Rj 5 Volgens de standaard-differentiële operationele versterkerpraktijk wordt een gebalanceerde ingang geleverd, waarbij en gelijk zijn, en R2 en R^ gelijk zijn. In een dergelijke gebalanceerde conditie kan de uitgang van de differentiële operationele versterker worden uitgedrukt 10 door: E = R2 ° R^ * {E2 - El> , waarin EQ de uitgangsspanning is, de ingangsspanning, aangelegd aan de inverterende ingangsweerstand R^ en E2 15 de ingangsspanning, aangelegd aan de niet inverterende ingangsweerstand 54. De versterking kan, afgeleid van bovenstaande formule als volgt worden uitgedrukt: E R-

<E2 - V ” *T

20 , hetgeen een rechte lijn of een vaste versterking betekent.

De ketencomponentwaarden, aangegeven in de fig. 1 en 3 voor de componenten, die onmiddellijk geassocieerd zijn met de differentiële operationele versterker 44, zullen een dergelijke gebalanceerde conditie van de differentiële 25 operationele versterker 44 geven, vooropgesteld, dat de weerstand 54 niet is bijgeregeld weg van de aangegeven waarde. Bij dergelijke aangegeven waarden zijn Rj en R^ gelijk en R2 en R4 gelijk.

Wanneer de differentiële operationele versterker 44 30 in de actieve terugkoppelingsketen 12 zodoende in een balansconditie is, en aangenomen, dat de trimmers 60 en 62 eveneens zijn gebalanceerd, zal, aangezien de versterking van de differentiële operationele versterker 44 een rechte lijn of een vaste versterking is, de uitgang ervan, en 35 bijgevolg het uitgangsterugkoppelingssignaal E van de actieve terugkoppelingsketen 12, direkt evenredig zijn aan de belastingstroom, zoals afgetast over de aftastweerstand 42, ongeacht het instantane programmasignaal E^n· Een mogelijke belastingstroomverandering, die niet veroorzaakt wordt door BADOR$I04). 0 4 7 5 - 20 - het programma, maar daarentegen door een of andere met de belasting in betrekking staande faktor, zoals een toename in belastingsimpedantie als gevolg van een hogere programmasignaalfrequentie, een reactantiefaseverschuiving, 5 een door traagheid veroorzaakte parasitaire stroom of iets dergelijks, zal een instantane evenredige verandering in het terugkoppelingssignaal E , geleverd door de terug-

Ji koppelingsketen 12, veroorzaken.

Zodoende zal er, wanneer de differentiële operationele 10 versterker 44 gebalanceerd is, voor een afname in de

belastingstroom, die niet in verband staat met het programma, een evenredige afname zijn in de spanningsingang (E2 - E^) aan de differentiële operationele versterker 44, en aangezien elk van de operationele versterkers 44 en 68 een 15 niet inverterende versterker is, zal er een corresponderende evenredige afname zijn in het uitgangsterugkoppelingssignaal E van de terugkoppelingsketen 12. Het is van belang op te merken, dat dit terugkoppelingssignaal E daadwerkelijk functioneert als een negatief terugkoppelingssignaal in die 20 zin, dat de reductie in belastingstroom en de corresponderende reductie in het terugkoppelingsspanningssignaal E

A

resulteert in een reductie van het variabele potentiaal-referentiepunt, aangelegd aan de inverterende ingang 26 van de ingangsdifferentieelversterker 14 met betrekking tot het 25 programmasignaal Ein, aangelegd aan de niet inverterende ingang 24 van versterker 14, welke de versterker van versterker 14 verhoogt en bijgevolg die van vermogensversterker 10. Het resultaat is een instantane toename in de uitgangs-spanning van vermogensversterker 10, onafhankelijk van het 30 programmasignaal, waardoor wordt gecompenseerd voor de gereduceerde stroom door de belasting.

Omgekeerd zal, wanneer de differentiële operationele versterker 44 aldus in gebalanceerde toestand is, een toename in de belastingstroom, die niet in verband staat 35 met het programmasignaal, resulteren in een evenredige toename in het uitgangssignaal Εχ van de actieve terugkoppelingsketen 12, waardoor evenredig de versterking van de ingangsdifferentieelversterker 14 wordt gereduceerd en bijgevolg van de vermogensversterker 10. De resulterende 4Q gereduceerde uitgangsspanning van vermogensversterker 10, 8000476

BAD ORIGINAL

- 21 - welke onafhankelijk is van het programma, zal de toegenomen belastingsstroom compenseren.

Dienovereenkomstig zal in de gebalanceerde modus van de differentiële operationele versterker 44 de actieve 5 terugkoppelingsketen 12 werken als een constante stroom-terugkoppeling, aangezien voor elk. gegeven instantaan programmasignaal E^n de terugkoppelingsketen 12 er voor zal zorgen, dat dezelfde hoeveelheid stroom door de belasting gaat ongeacht de verschillende met de belasting 10 in betrekking staande faktoren, die op dat moment pogen de belastingstroom te veranderen. De actieve terugkoppelingsketen 12 is zo responsief op elke neiging van de belasting op de belastingstroom onafhankelijk van het programma te veranderen, dat het lijkt, of het gehele vermogen van de 15 vermógensversterker 10 instantaan beschikbaar is om dergelijke neigingen tegen te gaan. In het geval van een spoel aangedreven luidspreker zijn de overheersende met de belasting in betrekking staande faktoren, die de akoestische uitgang bij gebruikelijke versterkers nadelig beïnvloeden, 20 door de reactantie veroorzaakte faseverschuivingen, inertiële vertraging en overshoot, en laagfrequente resonantiebe-wegingen van de luidspreker. Zoals duidelijk zal worden uit de fig. 5 en 8 en de daarmee verband houdende beschrijving, die nog zal volgen, werkt de actieve terugkoppelingsketen 25 12 volgens de uitvinding dergelijke met de belasting in betrekking staande faktoren zo instantaan en sterk tegen, dat de belasting en de akoestische uitgang ervan vrijwel in spoor lopen met het programma, en de vermogensstoten van de grote versterker, teneinde de correcties uit te voeren, 30 zijn zo kort, dat zij nagenoeg niets onttrekken aan de vermogensuitgang van het systeem.

Voor élke inductieve belasting, zoals een spoel-aange-dreven luidspreker, zal de impedantie van de belasting groter worden met toename in frequentie van het instantane 35 programmasignaal. Zoals aangegeven door de bovenste kromme in fig. 4, welke de impedantiekromme voor een kenmerkende luidspreker is, die door de fabrikant is genominaliseerd op 8 ohm bij 400 Hz, stijgt de impedantie tot 16 ohm of het dubbele daarvan bij ongeveer 2300 Hz, en de impedantie 40 stijgt tot 32 ohm of het viervoudige van de genoninaliseerde bad oé<ön0wO 4 7 6 - 22 - impedantie bij ongeveer IQ KHz. Met het gebruikelijke versterkerconstante spanningsterugkoppelingssysteem, hetgeen een vrijwel constante versterking voortbrengt over de frequentiebandbreedte van de versterker, gekoppeld aan 5 een variabele belasting, zullen instantane toenamen in de impedantie van de belasting in responsie op instantane programmasignaalfrequentietoenamen resulteren in evenredige reducties van het vermogen ten opzichte van de belasting, zoals aangegeven door de volgende vermogensformule: 10 „2

P = T

, waarin P het vermogen is, E de spanning, aangelegd aan de belasting, en Z de belastingsimpedantie. Zodoende zal een verdubbeling van de luidsprekerimpedantie tussen 400 Hz 15 en ongeveer 2300 Hz het gevolg hebben, dat het vermogen ten opzichte van de belasting wordt gereduceerd tot de helft.

Indien aan de andere kant het terugkoppelingssysteem een nagenoeg constante stroom levert ongeacht de belastings- 20 frequentie-impedantieveranderingen, zoals het geval is bij de actieve terugkoppelingsketen 12 van de uitvinding, indien de differentiële operationele versterker 44 is geadjusteerd of ingesteld op een gebalanceerde ingang, zal het vermogen ten opzichte van de belasting toenemen in 25 evenredigheid aan de belastingtoename, zoals aangegeven door de onderstaande vermogensformule 2

P = I^Z

, waarin P het vermogen, I de stroom, en Z de belastingsimpedantie is. Zodoende zal verdubbeling van de luid-30 sprekerimpedantie tussen 4Q0 Hz en ongeveer 2300 Hz voor de luidspreker, weergegeven in fig. 4, een verdubbeling veroorzaken van de vermogensuitgang bij de hogere frequentie. Deze vermogens/frequentievervorming is een zeer kleine faktor in vergelijking met de andere akoestische vervormings-35 faktoren van de luidspreker, die nagenoeg volledig worden gecorrigeerd door de actieve terugkoppelingsketen 12, zoals verliezen en signaalmaskering, veroorzaakt door faseverschuivingen, vermogensverliezen, signaalmaskering, en parasitaire signalen, veroorzaakt door inertiële ver-40 traqing en overshoot en laagfrequente resonanties. In facto bado&i&i$aÖ 4 7 6 . - 23 - zal de verhoogde luidsprekervermpgensresponsie bij hogere frequenties veel types programma verrijken.

Desalniettemin kan de actieve terugkoppelingsketen 12 van de uitvinding, indien gewenst, worden bijgesteld 5 of ingesteld zodanig, dat er een nagenoeg constant vermogens-terugkoppelingssysteem is, waarin het vermogen, geleverd aan de belasting 40, nagenoeg onafhankelijk is van de belastingsimpedantie, en bijgevolg van frequentievariaties in het aangelegde programma. Dit kan tot stand worden 10 gebracht door de ingangsbalans van de differentiële operationele versterker 44 iets omhoog te stellen teneinde de versterking van de niet inverterende zijde van de differentiële operationele versterker 44 iets te verhogen ten opzichte van de versterking van de inverterende zijde 15 van deze versterker 44 (de differentiële operationele versterker 44 bevat twee uit-fase versterkers, die elkaar in balanstoestand compenseren ]. Een dergelijk omhoogstellen van de ingangsbalans van de differentiële operationele versterker 44 kan worden bereikt door de waarde van de 20 ingangsweerstand aan de niet inverterende ingang 46 ten opzichte van de waarde van de ingangsweerstand aan de inverterende ingang 48 iets te reduceren. Een dergelijke kleine reductie in de verhouding van de ingangsweerstanden tot de respectievelijke niet inverterende en inverterende 25 ingangen 46 en 48 van de differentiële operationele versterker 44 wordt bij voorkeur uitgevoerd door öf de waarde van de niet inverterende ingangsweerstand 54 te verlagen, öf door de trimmerpotentiometer 60 bij te stellen, teneinde de waarde van zijn weerstandsgedeelte, 30 dat in serie is met de niet inverterende ingangsweerstand 54 te reduceren.

Dit in geringe mate in onbalans brengen van de differen-tieelingangen van de operationele versterker 44 zorgt er voor, dat de differentiële operationele versterker 44 35 een variabele versterking heeft, die algemeen in omgekeerde zin varieert ten opzichte van het spanningsverschil, afgetast over de aftastweerstand 42, en bijgevolg ten opzichte van de belastingstroom. Deze variabele versterkings-karakteristiek van de iets in onbalans gebrachte differentiële 4Q operationele versterker 44 valt in te zien, door te letten BAD ORI<§lik$ 0 4 7 6 - 24 - op de totale differentiéel-versterkerformule, die aanzienlijk meer gedetailleerd is- dan de vereenvoudigde formule, die hierboven werd gebruikt voor een gebalanceerde differentiële operationele versterker. Terwijl aldus 5 de versterkingsformule voor de differentiële versterker reduceert tot een eenvoudige vaste of rechte lijn versterkingsformule voor een gebalanceerde differentiële operationele versterker op de volgende wijze: o " . (E2 - E. ) 10 Ri ^ i , is de totale differentiële operationele versterkerformule voor de versterking als volgt: F' — ^0 ®·Λ Rn ° (R3 + R4} * R^ * E2 “ R^ * E1 15 , waarin de spanningen Eq, en E2, en de weerstanden R^,

R2, R3 en R4 die zijn, aangegeven in fig. 3. Uit deze formule valt te zien, dat, indien de waarde van R3 wordt gereduceerd, de versterking, welke E

2° E2 \ bedraagt, toeneemt, als de differentiële ingangsspanning, die wordt aangelegd, afneemt, en omgekeerd.

De relatieve waarden van de ingangsweerstanden aan de respectievelijke niet inverterende en inverterende 25 ingangen 46 en 48 van de differentiële operationele versterker 44 kunnen worden bijgesteld of ingesteld zodanig, dat de versterking van de differentiële operationele versterker 44 nagenoeg omgekeerd evenredig aan de verschilspanning over de aftastweerstand 42 zal variëren, en bij-30 gevolg omgekeerd evenredig aan de belastingstroom, in welk • geval de actieve terugkoppelingsketen 12 zal werken als een constant vermogenterugkoppeling, zoals hieronder zal worden toegelicht. Hoewel de totale versterkingsformule, hierboven gegeven voor een variabele differentiële opera-35 tionele versterker niet voorziet in een aan een rechte lijn overdracht omgekeerd evenredig verband tussen belastingstroom en differentiële operationele versterkersversterking, is benadering voldoende, dat in een prototype van de actieve terugkonnelincsketen 12 volgens de uitvinding, 8 0 0,0 4 7 6

BAD ORIGINAL

- 25 - en met de ketencomponentwaarden, aangegeven in de fig. 1 en 3, maar waarbij de niet inverterende ingangsweerstand 54 is gereduceerde van 15 K tot ongeveer 14,8 K, de versterker constant vermogen leverde binnen ëén db aan een belasting, 5 die varieerde van 4 ohm tot 40 ohm.

Zoals hierboven aangegeven, zijn de vermogensformules, die het verband leggen tussen vermogen en spanning en belasting, en die het vermogen in betrekking brengen met de stroom en de belasting, als volgt: E2 10 s = §-

P = I2Z

, waarin P het vermogen is, E de versterkeruitgangsspanning, I de belastingsstroom, en Z de belastingsimpedantie. Uit deze twee formules valt te zien, dat, teneinde een constant 15 vermogen te handhaven voor de belasting ongeacht een verandering in de belastingsimpedantie, de versterkerspannings-uitgang E moet variëren in evenredigheid aan de vierkantswortel van de variatie in de belasting, met een corresponderende belastingstroomvariatie omgekeerd evenredig aan 20 de vierkantswortel van de variatie in de belasting.

Indien bijv. de belastingsimpedantie moest worden verdubbeld, teneinde het constante vermogen te kunnen handhaven, moet de versterkeruitgangsspanning worden verhoogd met de vierkantswortel van 2, d.w.z. een faktor van 1,414, ter-25 wijl tegelijk de belastingstroom zal verminderen met de vierkantswortel van 2, of met een faktor 0,707. Indien de versterking van de differentiële operationele versterker 44 zou zijn gefixeerd, zoals in de gebalanceerde, constante stroominstelling, die boven werd beschreven, zou de ver-30 dubbelde belastingsimpedantie de belastingstroom en het terugkoppelingssignaal E doen afvallen tot de helft van huil oorspronkelijke waarde, resulterende in een verdubbelde uitgangsspanning van de vermogensversterker, welke zou zijn vereist om de stroom terug te brengen op zijn oorspronke-35 lijke waarde. Bij variëren van de versterking van de differentiële operationele versterker 44 in omgekeerde evenredigheid met de belastingstroom, of in rechte evenredigheid met de vierkantswortel van de belastingsimpedantie, zal evenwel de waarde van het terugkoppelingssignaal Εχ BAD Οη8ξΜ!_() 4 7 6 - 26 - op corresponderende wijze worden verhoogd (in dit voorbeeld met een faktor van de vierkantswortel van 21, waardoor de navolging van de terugkoppelingsservolus, die zowel de actieve terugkoppelingsketen 12 als de vermogensversterker 5 10 omvat, zal stoppen op een punt, waar de vermogensver- sterkte uitgangsspanning is toegenomen met een faktor van 1,414, en de belastingsstroom is verminderd met een faktor 0,707, waardoor het constante vermogen gehandhaafd zal blijven.

10 Samenvattend; indien het gewenst is, dat de actieve terugkoppelingsketen 12 werkt als een constant vermogen-terugkoppeling, wordt de versterking van de niet inverterende zijde van de differentiële operationele versterker 44 ten opzichte van de versterking van de inverterende zijde 15 van daarvan iets verhoogd door de ingangsweerstand van de niet inverterende zijde ten opzichte van de inverterende zijde te reduceren in een hoeveelheid, die er voor zal zorgen, dat de versterking van de differentiële operationele versterker 44 nagenoeg omgekeerd evenredig met de belasting-20 stroom varieert, of nagenoeg recht evenredig met de vierkantswortel van de belastingsimpedantie.

De corrigerende regeling over de belasting door de actieve terugkoppelingsketen 12 is uitstekend in het gebied tussen de eerdergenoemde constante vermogen en constante 25 stroominstellingen van de differentiële operationele versterker 44, hoewel de regeling over de belasting tot een maximum lijkt te komen, wanneer de instelling van de differentiële operationele versterker 44 de constante stroominstelling benadert. Voor de meeste soorten belasting 30 is de corrigerende responsie van de actieve terugkoppelingsketen 12 op reactantiefaseverschuivingen, en op inertiële vertraging en overshoot en andere mechanische interferenties belangrijker dan het handhaven van constant vermogen, en bijgevolg verdient het de voorkeur in de meeste gevallen 35 om de ketenparameters, geassocieerd met de differentiële operationele versterker 44 dichter in te stellen bij de constante stroominstelling dan bij de constantvermogen-instelling. Indien evenwel de ingang van de differentiële operationele versterker 44 zou zijn gebracht in onbalans 40. in de verkeerde richting, d.w.z. indien de ingangsweerstand badori£i$/$ 0 4 7 6 - 27 - van de niet inverterende ingang 46 groter zou zijn dan die van de inverterende ingang 48, zou er een positieve terugkoppeling zijn, en de terugkoppelingslus zou oscilleren.

Daarom verdient het, met het oog op het bereiken van een 5 . maximale corrigerende regeling over de belasting de voorkeur om eerst te zorgen voor nagenoeg gelijke ingangsweerstanden voor de ingangen 46 en 48 van de differentiële operationele versterker 44, en vervolgens de weerstand voor de niet inverterende ingang 46 iets omlaag te brengen, teneinde te 10 waarborgen tegen oscillatie.

Fig. 2 toont een vorm van de uitvinding, waarbij de versterkerbelastingscorrectieketen uitwendig is aan de vermogensversterker, waardoor het mogelijk wordt gemaakt, dat de uitvinding op doelmatige wijze wordt gebruikt in 15 samenhang met elke bestaande vermogensversterker. In fig. 2 is aldus een gescheiden vermogensversterker 100 getoond, die een ingangsaansluiting 102 heeft en uitgangsaansluiting 104. Een afzonderlijke luidsprekerbelasting 106 met een ingangsaansluiting 108 is eveneens getoond.

20 Het programmasignaal in fig. 2 wordt toegevoerd via een ingangsstekerklem 22a aan de niet-inverterende ingang 110 van een differentieelvoorversterker 112. Deze voorver sterker 112 heeft bij voorkeur ten minste even goede responsiekarakteristieken als de vermogensversterker 100 25 en dienovereenkomstig verdient het de voorkeur, dat een high, slew operationele versterker, zoals een 741S operationele versterker wordt gebruikt. De uitgang 114 van de differentiële voorversterker 112 is verbonden met de bovenzijde van een spanningsdeler 116, die een instelbare uitgang 118 heeft 30 verbonden met de vermogensversterkeringangsaansluiting 102.

De actieve terugkoppelingsketen in fig. 2 is algemeen aangegeven met 12a, en omvat aftastweerstand 42a, waarvan tegenover gelegen zijden zijn verbonden via resp. trimmers 60a en 62a en resp. ingangsweerstanden 54a en 58a met 35 de differentiële operationele versterker 44a, waarvan de uitgang wordt versterkt door versterker 68a voor het voortbrengen van het terugkoppelingssignaal. De aftastweerstand 42a is tevens verbonden aan zijn tegenovergelegen zijden met de vermogensversterkeruitgangsaansluiting 104 40 en de belastingsingangsaansluiting 108, waardoor de aftast- BAD OR&ft/ü 0 4 7 6 - 28 - weerstand 42a de belastingstroom daar doorheen zal hebben, teneinde een afgetast signaal te leveren aan de differentiële operationele versterker 44a, dat correspondeert met de belastingstroom. De uitgang 44a van de versterker 68a is 5 verbonden met de inverterende ingangsketen van de differen-tieelvoorversterker 112 op dezelfde wijze als: de uitgang 74 van versterker 68a is verbonden met de inverterende ingang van de ingangsdifferentieelversterker 14 in fig, 1.

De actieve terugkoppelingsketen 12a van de vorm, zoals 10 getoond in fig. 2, heeft hetzelfde ketenarrangement en bedrijfsmodus als beschreven hierboven in detail voor de actieve terugkoppelingsketen 12 in fig. 1 met uitzondering van de uitwendige aansluitingen 104 en 108, waarmee de aftastweerstand 42a is verbonden, en met uitzondering van 15 het ontbreken van een variabel versterkingsarrangement voor de versterker 68a in fig. 2. In de in fig. 2 getoonde vorm van de uitvinding is de effektieve versterking van de actieve terugkoppelingsketen instelbaar door instelling van de spanningsdeler 116a, die in de totale terugkoppelingslus 20 is, welke de actieve terugkoppelingsketen 12a, de differen- tieelvoorversterker 112, en de vermogensversterker 100 omvat.

Teneinde de frequentieresponsiekarakteristieken van de uitwendige vermogensversterker 100 in aanpassing te brengen, verdient het de voorkeur om versterkers 44a en 68a in de 25 actieve terugkoppelingsketen 12a te gebruiken, die high slew operationele versterkers zijn, zoals bijv. 4558 dual operationele versterkers.

Hoewel specifieke ketencomponentwaarden zijn gegeven, en types van operationele versterkers zijn voorgesteld 30 in samenhang met de fig, 1/ 2 en 3, is het duidelijk, dat dergelijke waarden en types componenten uitsluitend bij wijze van voorbeeld zijn gegeven, en geen beperking vormen van de uitvinding.

Fig. 4 toont irapedantie/frequentieresponsiekrommen 35 voor een kenmerkende luidspreker, die is genominaliseerd op 8 ohm bij 400 Hz, waarbij deze krommen enige van de ernstige problemen illustreren, die inherent zijn bij conventionele luidsprekers, die worden gecorrigeerd door het belastingscorrectiesysteem van de uitvinding. De rechte 40. horizontale lijn 120 representeert de vaste weerstand van BAD OR&AiiL 0 4 7 6 - 29 - de luidsprekerbelasting, die in dit geval hij benadering 6,7 ohm bedraagt. De onderste kromme 122 representeert de inductieve reactantie van de belasting, die zoals te zien is een minimum vertoont nabij 4 ohm bij ongeveer 5 400 Hz, en constant stijgt tot ongeveer 27 ohm bij 10 KHz.

De bovenste kromme 124 geeft de totale luidsprekerimpedantie, en representeert de vectorsom van de luidspreker-weerstand, getoond in lijn 120 en de reactantie, getoond in lijn 122.

10 Uit de totale impedantiekromme 124 kan worden opgemerkt, dat de nominalisering van de fabrikant voor de luidspreker van 8 ohm uitsluitend geldig is binnen het zeer beperkte frequentiegebied van ongeveer 15Q Hz tot ongeveer 600 Hz, en dat zowel boven als beneden dit begrensde gebied de 15 impedantie van de luidsprekerbelasting stijgt tot aanzienlijk hogere waarden. Wegens de inductieve reactantie van deze belasting verdubbelt de impedantie ervan daarom tot 16 ohm bij ongeveer 2300 Hz, en verviervoudigd tot 32 ohm bij ongeveer 10 KHz. Beneden ongeveer 150 ohm stijgt de 20 totale impedantiekromme 124. scherp in een impedantiepiek aangegeven met 126, welke reikt tot een hoogte van ongeveer 100 ohm bij 50 Hz, waarbij deze grote laagfrequente toename in de luidsprekerimpedantie wordt veroorzaakt door de openluchtconusresonantie van de luidspreker. Aangezien het 25 van een versterker aan de luidspreker geleverde vermogen, en bijgevolg de akoestische uitgang van de luidspreker omgekeerd evenredig is aan de impedantie van de luidspreker, zal het duidelijk zijn uit de totale luidsprekerimpeddntie-krorame 124, dat de hogere frequenties in het versterker-30 programma in grote mate worden gereduceerd in de akoestische uitgang met betrekking tot de lagere frequenties in het algemeen, zodat veel van de boventoonstruktuur zal worden gereduceerd of verloren gaan, en de vormstruktuur van het programma in sterk nadelige zin zal worden beïnvloed. Aan 35 het lage einde van het frequentiespectrum representeert de grote impedantiepiek 126 een groot gat in de akoestische uitgang, zodat veel van de laagfrequent informatie in het programma verloren gaat. Hoewel meer luidsprekersysternen met crossover netwerken op grote schaal worden gebruikt 4Q voor het verbeteren van de impedantie/frequentieresnonsie bad or(8i0aQ 0 4 7 6 - 30 - ten opzi.ch.te van die van een enkele luidspreker, introduceren dergelijke systemen desalniettemin verdere problemen, waaronder problemen in verband met het in fase houden en algemeen scherpe impedantiestijgingen nabij de crossoverpunten.

5 Verschillende luidsprekerkastontwerpen worden eveneens gebruikt in een poging om de luidsprekerresponsie te verbeteren, maar ook deze introduceren verdere problemen, zoals luidsprekerkastresonanties en luidsprekerdemping.

Een ander ernstig probleem met luidsprekers, die worden 10 aangedreven door versterkers zonder het belastingscorrectie-systeem volgens de uitvinding, dat is aangegeven in fig. 4, maar meer grafisch geïllustreerd in de fig. 5 - 8 en 9, is de grote fasevertraging, die de inductieve reactantie van de luidspreker veroorzaakt in de luidsprekerbelastings-15 stroom met betrekking tot het programma, aangelegd aan de versterker, en tevens variatie van deze fasevertraging in afhankelijkheid van de programmasignaalfrequentie. Zoals aangegeven in fig. 4 is de fasevertragingshoek 0 van de belastingstroom, die wordt veroorzaakt door de totale 20 reactantie, aangetoond in kromme 124, bij benadering 33° bij 400 Hz, bij benadering 45° bij 900 Hz, en bij benadering 70° bij 5 KHz. Dergelijke fasevertragingshoeken van de belastingstroom ten opzichte van hèt prograramasignaal veroorzaken ernstige verliezen en tevens vervormingen en 25 maskering in de akoestische uitgang van de luidspreker.

Zodoende is er een aanzienlijk totaalvermogenverlies als gevolg van deze belastingstroomfasevertraging, zoals is te zien uit de volgende vermogensformule, die het werkelijke vermogen representeert, dat wordt overgedragen 30 aan de belasting voor elke fasehoek:

„ _ E2Cos0 Z

, waarbij P het vermogen is, E de versterkersuitgangs-spanning, aangelegd aan de belasting, 0 de fasevertragings-35 hoek, en Z de belastingsimpedantie. De cosinus van 33° bedraagt 0,839, van 45° 0,707, en van 70° 0,342, en aangezien het vermogen evenredig is aan de cosinus van de fasehoek in de hierboven gegeven formule, is het in te zien, dat de fasehoek een belangrijke vermindering veroorzaakt in de 40 vermogensuitgang, en dat deze vermindering geheel verschil- BAD OBi&tNAk voor verschillende fasehoeken, waarbij de grootste o Λ Π Λ /. *7 « -31- vermogensverliezen optreden bij grotere fasehoeken. De vermogensverliezen bij hogere frequentie, toe te schrijven aan de toegenomen impedantie en de fasevertraging, zijn cumulatief, en de mate van prograramavervorming ten gevolge 5 van vermogensverliezen bij hoge frequentie, kan worden geïllustreerd door de bovengegeven vermogensformule toe te passen op de specifieke fasehoeken van 33?, 45° en 70°, met hun corresponderende impedanties, zoals aangegeven in fig. 4. Indien zodoende een constante versterkeruitgangs-10 spanning van 10 volt wordt verondersteld, is het vermogen, dat wordt overcjedragen aan de belasting voor deze drie fasehoeken als volgt: 0 - 33° - 10,5 watt 0 = 45° - 7,07 watt 15 0 = 70° - 2,01 watt

Fig. 5 heeft een aantal simultane oscilloscoopafbeel-dingen van de sterke uitgangsspanning en de belastingstroom, waarbij de belasting bestaat uit een 1 millihenry-spoel, en de versterker een gebruikelijke constante spannings (d.w.z. 20 spanningsterugkoppelingsi versterker is, die niet wordt gecorrigeerd door het belastingscorrectiesysteem volgens de uitvinding. Fig. 6 is, evenals fig. 5, eveneens een weergave van simultane oscilloscoopbeelden van versterkeruitgangs-spanning en belastingstroom, met dezelfde 1 millihenry-spoel-25 belasting en dezelfde versterker, maar met de actieve terugkoppelingsketen volgens de uitvinding, zoals getoond in fig. 1, operationeel geassocieerd met de versterker en de belasting.

In fig. 5 representeert het bovenste oscilloscoopbeeld 3d 130 een regelmatig gespatieerde reeks van 1 milliseconde vierkantsgolfspanningspulsen 132. De spanningspulsen 132 vormen de versterkeruitgangsspanning, en corresponderen met het programma, aangelegd aan de versterkeringang. Het onderste oscilloscoopbeeld 134 toont de resulterende stroom 35 door de 1 millihenry-smoorspoel. De smoorspoel werd gebruikt in de proef, geïllustreerd in fig, 5, aangezien deze een uitstekende grafische "ernstig geval" illustratie geeft van de fasevertraging en het daaruit voortvloeiende vermogens-verlies aan de belasting en dissipatie van vermogen in de 4Q versterker voor een inductieve belasting. Tevens illustreert 8000476 BAD ORIGINAL u - 32 - het de zeer slechte transient (sprong! of hoogfrequent-/ ' responsie van een inductieve belasting.

Aan het scherpstijgende spanningsgolffront 136 begint de belastingsstroom langzaam te stijgen van zijn laagste 5 punt 138, en de stroom gaat voort te stijgen in een vrijwel rechte lijn funktie in het stijgende gedeelte 14Q van de stroom, totdat de spanningspuls 132 eindigt, hetgeen de stroomstijging stopt bij de stroompiek 142, welke in tijd correspondeert met de scherpe achterflank 144 van .de spannings-10 puls. Vervolgens gaat de stroom voort om in voorwaartse richting te stromen door de belasting in het dalende gedeelte 146 van de stroomkromme, waarbij deze stroom blijft lopen gedurende nagenoeg het gehele nulspanningsinterval tussen de opeenvolgende spanningspulsen 132.

15 Het geleidelijk stijgende gedeelte 140 van de stroom kromme is het enige gedeelte, dat samenloopt met de spanningspuls 132 en bijgevolg is het de enige tijd, dat er vermogen wordt toegevoerd aan de belasting; aangezien evenwel vermogen gelijk is aan spanning maal stroom, en de stroom slechts 20 langzaam stijgt gedurende deze tijd, valt het in te zien, dat slechts een klein gedeelte van het beschikbare vermogen wordt geleverd aan de belasting. Aan de andere kant wordt er, nadat de spanningspuls 132 is gestopt, nog steeds stroom geproduceerd in het dalende gedeelte 146 van de stroomkromme 25 door de e.m.k., voortgebracht door het instortende inductantie-veld, en deze stroom representeerd vermogen, dat wordt gedissipeerd, en bijgevolg verloren gaat in de versterker-uitgangsketen en in de weerstand van de belasting. Het valt in te zien uit de grote hoeveelheid stroom en het uitgebreide 30 tijdsinterval, dat deze stroom loopt in het dalende deel 146 van de stroomkromme, dat, wanneer er zeer hoge inductieve belastingen worden gebruikt voor aandrijfroachinerie, grote hoeveelheden vermogen niet alleen verloren gaan, maar ook moeten worden opgevangen in de versterkeruitgangsketen.

35 De zeer slechte transiënt (sprong) of hoogfrequent responsie, die voor alle praktische doeleinden non-existent is, is getoond door het volledig tekortschieten van het stijgende deel 140 van de stroomkromme om in te sporen met het scherpstijgende spanningsgolffront 136, en het overeen-4Q komstige volledige tekortschieten van het dalende deel 146 3000476

BAD ORIGINAL

- 33 - van de stroarakromrae, om in te sporen met de achterflank.

144 van de spanningspuls.

Fig. 6 geeft er een treffende illustratie van, hoe nauw de versterker met de actieve terugkoppelingsketen volgens 5 de uitvinding de belasting regelt en de belastingsstroom en bijgevolg het vermogen dwingt om mee te gaan met het programmasignaal, zowel qua golfvorm als fase. Het spannings-programma, dat werd aangelegd aan de ingang van de gecorrigeerde versterker in de proef, getoond in fig. 6, was het-10 zelfde programma, dat werd aangelegd aan de ingang van de niet gecorrigeerde versterker in de proef, getoond in fig. 5, namelijk een reeks regelmatig gespatieerde een milliseconde spanningspulsen. Er valt evenwel op te merken, dat de gecorrigeerde versterkeruitgangsspanningsgolfvorm 148, 15 getoond in fig. 6, geheel verschillend is van de niet gecorrigeerde versterkersuitgangsspanningsgolfvorm 130, getoond in fig. 5, waarbij de gecorrigeerde spanningsgolf-vorm 148 een zeer grote positieve spanningspiek 150 van zeer korte tijdsduur, corresponderende met de voorflank van de 2Q spanningspuls 152 bezit, en een zeer grote negatieve spanningspiek 154, corresponderende met de achterflank van de spanningspuls 152.

De golfvorm 155 van de stroom door de 1 millihenry-smoorspoel, zoals getoond in fig. 6, welke resulteert van 25 de versterkeruitgangsspanning, die is gemodificeerd met de correctie-informatie, geleverd door de actieve terugkoppelingsketen volgens de uitvinding is nagenoeg indentiek aan de versterkeringangsprogrammagolfvorm. Aldus bestaat de stroomgolfvorm 155 uit een reeks regelmatig gespatieerde 30 uniforme, nagenoeg vlakke pulsen 156 met scherpstijgende voorflanken 158 en scherpdalende achterflanken 160. De stroompulsen 156 zijn nauwkeurig gesynchroniseerd of volledig in fase met hun resp. spanningspulsen 152.

Het blijkt uit fig. 6, dat de actieve terugkoppelings-35 keten volgens de uitvinding de reactantie van de smoor- spoel volledig heeft overwonnen, waarbij de grote voorflank-spanningspiek 150 instantaan de belastingsstroom opdrijft tot de waarde, gefixeerd door de weerstand van de spoel, waarbij de stroom blijft gedurende de spanningspuls 152, _._4,a terwijl de grote negatieve spanningspiek aan de achterflank BADtfe,G,n 0 0 4 7 6 - 34 - van de spanningsplus 252 de belastingstroom instantaan terugdrijft naar nul. Daarom blijkt de stroom nagenoeg uitsluitend te worden geleverd aan de gelijkstroomweerstand van de smoorspoel, waarbij er geen materiële vermogensver-5 liezen worden veroorzaakt door de inductantie van de belasting, en in bet bijzonder geen vermogensdissipatie optreedt in de versterkeruitgangsketen als gevolg van de inductieve belasting.

Even terugkerende naar fig. 1f indien de smoorspoel-10 reactantie tracbt de stroomflux terug te bouden aan de voorflank van de versterkeruitgangsspanning (zoals bij het langzaam stijgende gedeelte 140 van de stroomkromme 134 in fig. 5), zal de actieve terugkoppelingsketen 12 de instantane zeer lage stroom in de aftastweerstand 42 15 aftasten en een corresponderend laag terugkoppelings- spanningssignaal Εχ voortbrengen, dat, wanneer dit wordt vergeleken met de hoge instantane E^n van de programma-spanningspuls aan de ingangsdifferenteelversterker 14, de versterking van de ingangsdifferentieelversterker 14 sterk 20 zal verbogen, teneinde de instantane positievere spanningspiek 150 van fig. 6 te produceren aan de uitgang van de vermogensversterker 10. De spanningspiek 150 verhoogt instantaan de belastingstroom, en dit wordt afgetast door de actieve terugkoppelingsketen 12, die dan instantaan het 25 terugkoppelingssignaal E terugverboogt naar een normaal niveau met betrekking tot de ingangsspanningspuls, teneinde de positieve spanningspiek 150 te beëindigen en een vlakke uitgangsspanningspuls 152 van versterker 10 te leveren.

Dan is aan de achterflank van de puls 152, wanneer het 30 langzaam instortende veld van de smoorspoel positieve stroom blijft produceren (zoals in het dalende deel 146 van de stroomkromme 134 in fig. 5), het resulterende instantane terugkoppelingssignaal E , voortgebracht door de actieve terugkoppelingsketen 12, groter dan het instantane nul-35 programma-ingangssignaal, waardoor de differentiële polariteit, aangelegd aan differentiële ingangsversterkers 14 wordt omgekeerd, en hetgeen resulteert in de grote negatieve spanningspiek 154, getoond in fig. 6, welke de spanningsversterker 10 instantaan aanlegt aan de smoor-BA© ORIQftjALV7aarc^oor smoor spoel veld instantaan instort, en 8000476 . 35 de belastingsstroom wordt gedreven tot nul, hetgeen dan instantaan wordt af getast en door de actieve terugkoppelings-keten 12 wordt overgevoerd in een nulterugfcoppelingssignaal E , dat op de juiste wijze in verhand staat met het instan-5' tane programmasignaal Ein·

Fig. 7 en 8 zijn overeenkomstig aan de respectievelijke figuren 5 en 6, uitgezonderd, dat het programmasignaal in de vorm is van herhaalde paren van kort van elkaar gelegen vierkantsgolfspanningspulsen, terwijl de belasting een 10 luidspreker is, die niet alleen een inductieve reactantie heeft, zoals de smoorspoelbelasting, maar tevens traagheids-karakteristieken. Fig. 7 toont de versterkerspanninguitgang en de belastingstrooragolfvormen resp. 162 en 164 zonder de belastingscorrectie van de uitvinding, terwijl fig. 8 15 de versterkerspanningsuitgang en belastingstroomgolfvormen resp. 166 en 168 toont, waarbij de belastingscorrectie van de uitvinding is toegepast. De afzonderlijke versterker-ingangsprogrammapulsen zijn, evenals die van de fig. 5 en 6, van een tijdsduur van 1 milliseconde, en evenals bij de 20 fig. 5 en 6 tonen de golfvormen uit fig. 7 en 8 oscilloscoop-beelden van versterkerproeven, gemaakt resp. zonder en met de belastingscorrectieterugkoppelingsketen volgens de uitvinding.

Allereerst zal nu worden ingegaan op de golfvormen, 25 getoond in fig. 7 voor het niet gecorrigeerde versterker-systeem. Daarbij corresponderen de versterkeruitgangs-spanningspulsen 170 en 172 met de resp. versterkeringangs-programmapulsen, en zij produceren resp. stroompulsen 174 en 176 in de luidsprekerbelasting, die beide aanzien-3Q lijk uit fase zijn van de resp. spanningspulsen 170 en 172, en sterk vervormd met betrekking tot de resp. spanningspulsen 170 en 172, terwijl de tweede stroompuls 176 tevens een lagere amplitude heeft en een verschillende configuratie dan de eerste stroompuls 174. Evenals het geval, was voor 35 de niet-gecorrigeerde smoorspoelbelasting van fig. 5, geeft de niet-gecorrigeerde luidsprekerbelastingsstroomkromme 164 van fig. 7 een aanzienlijk vermogensverlies van de belasting aan en tevens aanzienlijke hoeveelheid vermogen, dat wordt gedissipeerd in de versterkeruitgang wegens de 40. fasevertraging. Verder zijn de hellingen van de stijgende BAD ORIfflAfc Q475 - 36 - en dalende delen van de stroompulsen 174 en 176 vergeleken bij de scherpe vertikale voor— en achterflanken van de resp. spanningspulsen 17Q en 172 een aanduiding, dat er een slechte transient (sprongI of hoogfrequent responsie 5 van de luidspreker is.

De kromming van de stijgende delen van beide stroompulsen blijken de stroomvertragende effekten te tonen van zowel het expanderende veld van de spoel als de ver-tragingsweerstand, terwijl de krommingen van de dalende 10 delen van beide stroompulsen effekten blijken te vertonen van zowel het instortende spoelveld als de omgekeerde e.m.k. ten gevolge van inertiële overshoot van de luidspreker. Dit overshoot—effekt kan het best worden gezien in de gereduceerde amplitude van de tweede stroompuls 176 15 in vergelijking met de eerste stroompuls 174, waarbij de inertiële overshoot van de eerste aandrijfspanningspuls 170 een omgekeerde e.m.k. veroorzaakt, die het effekt van de tweede spanningspuls 172 reduceert, hetgeen de belastingstroom verlaagt in de tweede stroompuls 176. Dan representeert 20 de zwaai van de stroomkromme 164 onder de nulreferentielijn 178 in het gebied 180 van de stroomkromme, volgend op de tweede stroompuls 176, een tegen—e.m.k. van de intertiële overshoot na het hoofdzakelijke instorten van het spoelveld.

Het zal duidelijk zijn uit fig. 8, dat het versterker-25 belastingscorrectiesysteem volgens de uitvinding zowel de inductieve reactantie van de luidsprekerspoel als de traagheid van de spoel volledig heeft overwonnen. De twee stroompulsen 182 en 184 zijn nagenoeg identiek in zowel golfvorm als fase aan de respectievelijke programma-3Q signaalpulsen. D.e versterkeruitgangsspanningspulsen 186 en 188 hebbeh elk een grote, scherpe positieve voor-flankpiek, die de stroomvertragende effekten overwint van zowel het expanderende spoelveld als de traagheids-weerstand, en een grote scherpe negatieve achterflankpiek 35 192, die de gecombineerde stroom-producerende effekten overwint van zowel het instortende spoelveld als de inertiële overshoot.

De versterker, gebruikt in de proeven, getoond in de fig. 5-8, heeft bij de gebruikelijke bedrijfsmodus volgens 40l fig. 7 een "demnfaktor", zoals deze uitdrukking veelal BADOR,$m gebruikt in de techniek, van ongeveer 100, hetgeen ‘ * A / *1 ® - 37 - een hoge derapfaktor betekent. Desalniettemin interfereren, zoals aangegeven in fig. 7, de effekten van de inertiële overshoot van de luidspreker op ernstige wijze met de belastingstroom, en bijgevolg met de corresponderende stroom 5 geleverd aan de belasting. Aan de andere kant toont de nagenoeg volledige eliminatie van alle traagheidseffekten van de luidspreker, waaronder inertiële overshoot, zoals aangegeven in fig. 8 voor de bedrljfsmodus van de versterker, waarbij de uitvinding werd gebruikt, met instantane IQ hoge amplitudesalvo’s van vermogen, zoals vereist kan zijn om traagheidsbewegingen tegen te gaan, aan, dat de uitvinding gebruik maakt van vermogensreraming voor het tegenwerken en instantaan stoppen van inertiële bewegingen van de luidspreker, hetgeen veel positiever en effektiever is 15 dan het eenvoudig pogen de luidsprekerbewegingen te dempen, zoals de gebruikelijke praktijk is.

Op overeenkomstige wijze zal het versterkerbelastings-correctiesysteem van de uitvinding tegenwerkend of remmend vermogen aanleggen om verschillende andere valse luidspreker-2Q bewegingen te blokkeren, zoals bijv. de laagfrequent-conus-resonantiebewegingen, die anders de zeer ernstige laag-frequente impedantiepiek 126, getoond in fig. 4 zouden voortbrengen.

De actieve terugkoppelingsketen volgens de uitvinding 25 die werd toegepast in de proeven, welke de verrassend responsieve resultaten voortbrachten, zoals getoond in de fig. 6 en 8, was daarbij ingesteld in zijn constant-vermogen-modus, en zoals hierboven aangegeven in samenhang met de fig. 1 en 3, zou de actieve terugkoppeling zelfs nog respon-3Q siever zijn geweest, indien deze was ingesteld of bijgesteld dichter bij zijn constante stroommodus.

Fig. 9 geeft schematisch aan hoe de verhoogde fase-vertraging bij hogere frequenties, resulterende van de inductieve reactantie van de luidsprekerbelasting, die 35 niet wordt gecorrigeerd door de uitvinding, boventoon en spronggedeelten kan veroorzaken van een programma, dat daardoor verloren gaat of althans ernstig wordt vervormd. Een fundamentele frequentiepuls is algemeen aangegeven met 200, en stelt de programmabasis voor. Zoals aangegeven in samen-4Q hang met fig. 4, zal deze puls 2Q0, indien deze een frequentie BAD OF&MlO 4 7 6 - 38 - heeft van de orde van ongeveer 4QQ Hz,een fasevertraging ten opzichte van het aangelegde programma bezitten van omstreeks 33°. Een integraal deel van het programma vormen verder verschillende hoogfrequente harmonischen, die 5 zijn weergegeven in fig. 9 door de drie scherpe pieken 202, 204, en 206 langs de top van de fundamentele puls 2QQ.

Indien deze pulsen frequenties Meden van de orde van ongeveer 5 KHz, zullen zij een fasevertraging hebben van ongeveer 70° ten opzichte van het aangelegde programma, 10 hetgeen betekent, dat zij achter de grondpuls 20Q aankomen met een vertraging van ongeveer 37°, zoals getoond door de verschillende gestippelde posities van de pieken 202, 204 en 206 in fig. 9. Op deze wijze zou de programmabasis, weergegeven door de grondpuls 200, gaan dwars door de 15 harmonischen, gerepresenteerd door de pieken 202, 204 en 206, zodat deze harmonischen-informatie of zou verdwijnen van het programma, gespeeld door de luidspreker, of dit zou vervormen.

Fig. 10 toont, hoe detailprogramraa-informatie kan 2Q worden gemaskeerd en op andere wijze vervormd door inèrtiële overshoot van de luidspreker. Voor het gemak is dezelfde grond- of basisprogrammapuls 200 getoond in fig. 10 als in fig. 9, met de scherpe pieken 202, 204 en 206. De gestippelde lijn toont de afwijking van het aangelegde 25 programma, veroorzaakt door inertiële overshoot. De eerste doorbuigvervorming 208 in de vervormde gestippelde lijnbeweging van de luidspreker toont aan, dat de luidspreker dwars door de scherpe achterflank 210 van de eerste piek 202 is gegaan, waarbij de gestippelde doorbuigvervorming 30 208 de piek 202 representeert, die in fase is verschoven, in amplitude is verhoogd, en ernstig is vervormd in zijn harmonische inhoud. Op overeenkomstige wijze toont de tweede gestippelde doorbuigvervorming 212 aan, dat de inertiële overshoot van de luidspreker de luidspreker heeft 35 gedwongen om te gaan langs de scherpe achterflank 214 van de tweede piek 204, waardoor de harmonische informatie in deze piek wordt gemaskeerd, en de effektieve fase van de piek ten opzichte van de basispuls 200 is verschoven. Ten slotte zal de inertiële overshoot van de luidspreker 40 buiten de derde piek 206 niet alleen deze piek vervormen, BADO&fillikP ^ 7 6 - 39 - maar tevens resulteren in een faseyerschuiving van de achterflank, van de grondpuls 200.

Fig. 11 illustreert op schematische wijze êên van de redenen, waarom de inertiële overshoot van een luid-5 spreker een ernstig probleem is gebleven in de bestaande techniek ongeacht de in de industrie geclaimde dempings-faktoren van de orde van 8Q0 of meer. De uitdrukking "dempingsfaktor", die algemeen wordt gebruikt in de techniek, betekent de verhouding van de genominaliseerde IQ luidsprekerimpedantie ten opzichte van de versterker- uitgangsimpedantie. Zoals de uitdrukking "dempingsfaktor" gemeenlijk in de techniek wordt gehanteerd, betekent dit, dat, indien de luidspreker is genominaliseerd op 8 ohm en de versterkeruitgangsimpedantie Q,1 ohm bedraagt, de 15 genominaliseerde dempingsfaktor 8Q zou zijn.

Fig. 11 toont schematisch de werkelijke dempingsfaktor-situatie voor een 8 ohm luidspreker 22Q, die wordt aangedreven door een versterker met een uitgangsimpedantie 222 van 0,1 ohm tussen de versterkeruitgangsklemmen 224 en 226. 20 Bij het nominaliseren van de "dempingsfaktor" van deze combinatie wordt in de bestaande techniek geheel geen rekening gehouden met de weerstand 228 van de luidspreker, die is getoond in het luidsprekergedeelte van de schakeling in fig. 11, en welke is aangegeven als met een weerstand 25 van 6,7 ohm evenals de luidspreker, weergegeven in fig. 4. Voor zover het daadwerkelijk dempen betreft, kijkt de luidspreker 220 in feite in zijn eigen weerstand in serie met de versterkeruitgangsimpedantie in de dempingsketenlus. Ten gevolge hiervan is de werkelijke dempingsfaktor ongeveer 3Q 8 ohm gedeeld door 6,8 ohm, dat wil zeggen slechts ongeveer 1,2 in plaats van 80. Dit is niet voldoende om de overshoot van de luidspreker effektief te dempen.

Hoewel de uitvinding in het voorgaande is beschreven aanlde hand van voorkeursuitvoeringen, zal het duidelijk 35 zijn, dat er tal van modificaties of variaties mogelijk zijn zonder daardoor te treden buiten het kader van de uitvinding.

- conclusies - 8000476

BAD ORIGINAL

Claims

1. Differentiële operationele versterker met variabele versterking, welke niet-inverterende en inverterende ingangen heeft en een uitgang, gekenmerkt door: niet inverterende ingangsweerstandsmiddelen, 5 verbonden met de niet-inverterende ingang, en inverterende ingangsweerstandsmiddelen, verbonden met de inverterende ingang, waarbij de differentiële operationele versterker in onbalans is gebracht, doordat de niet-inverterende 10 ingangsweerstandsmiddelen een kleinere weerstand hebben dan de inverterende ingangsweerstandsmiddelen.

2. Versterker volgens conclusie l,met het kenmerk, dat de weerstandsverhouding tussen de genoemde ingangsweerstandsmiddelen ligt in het gebied 15 lopende van een verhouding, welke een versterking van de differentiële operationele versterker geeft, die nagenoeg omgekeerd evenredig is aan de differentiële spannings-signalen, aangelegd aan de ingangsweerstandsmiddelen, en een verhouding, welke een nagenoeg constante versterking 20 van de differentiële operationele versterker geeft.

3. Actieve terugkoppelingsketen voor versterkingsmiddelen, aangesloten op een belasting, gekenmerkt door: aftastmiddelen met een paar uitgangen voor het 25 leveren van een verschilspanningssignaal, dat varieert nagenoeg volgens de belastingstroom, een differentiële operationele versterker met niet-inverterende en inverterende ingangen en een uitgang, niet-inverterende ingangsweerstandsmiddelen, 30 verbonden tussen de niet-inverterende ingang en één van de uitgangen van de aftastmiddelen, en inverterende ingangsweerstandsmiddelen, verbonden tussen de inverterende ingang en de andere van de uitgangen van de aftastmiddelen, 35 waarbij de differentiële operationele versterker een teru^konnelin^ssi^naal levert voor de versterkinaja- BADWflAb 4 7 fi - 41 - middelen aan zijn uitgang, welke varieert in responsie op belastingstroomvariaties.

4. Actieve terugkoppelingsketen volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het terugkoppelingssignaal 5 van de differentiële operationele versterker varieert algemeen direkt in responsie op belastingstroomvariaties.

5. Actieve terugkoppelingsketen volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de differentiële operationele versterker in onbalans is gebracht, doordat de 10 niet-inverterende ingangsweerstandsmiddelen een kleinere weerstand hebben dan de inverterende ingangsweerstandsmiddelen.

6. Actieve terugkoppelingsketen volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de weerstandsverhouding 15 tussen de ingangsweerstandsmiddelen in het gebied ligt van tussen een verhouding, welke een versterking van de differentiële operationele versterker geeft, die nagenoeg omgekeerd evenredig is aan het verschilspanningssignaal, en een verhouding, die een nagenoeg constante versterking 20 van de differentiële operationele versterker geeft.

7. Actieve terugkoppelingsketen volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de belasting een luidsprekerorgaan is.

8. Actieve terugkoppelingsketen volgens één der 25 voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de aftastmiddeien een aftastweerstand bevatten in serie met de belasting.

9. Actieve terugkoppelingsketen volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de niet-inverterende 30 ingangsweerstandsmiddelen zijn verbonden aan de zijde van de aftastweerstand het dichtst bij de versterkermiddelen.

10. Belastingscorrectiesysteem voor programmaverster-kermiddelen met een programma-ingang en met een programma-uitgang verbonden met een belasting, gekenmerkt badoriSiAaÖ 0 4 7 6 - 42 - door: differentieelversterkermiddelen in de programma-versterkermiddelen met een programmaspanningssignaal-ingang en een terugkoppelingssignaalingang, 5. aftastmiddelen, geassocieerd met de belasting en met een paar uitgangen voor het leveren van een verschilspanningssignaal, dat varieert hoofdzakelijk volgens de belastingstroom, een differentiële operationele versterker, die 10 niet inverterende en inverterende ingangen en een uitgang heeft, elektrische verbindingen tussen de uitgangen van de aftastmiddelen en de respectievelijke differentiële operationele versterkeringangen, en 15 elektrische verbindingsmiddelen tussen de uit gang van de differentiële versterker en de terugkoppelings-spanningssignaalingang, waarbij de differentiële operationele versterker een corrigerend terugkoppelingssignaal geeft aan de 20 differentiële versterkermiddelen voor het instantaan bijstellen van de versterking van de programmaversterker-middelen teneinde te compenseren voor belastingstroom-afwijkingen van het programma.

11. Belastingscorrectiesysteem volgens conclusie 10, 25 met het kenmerk, dat de differentiële versterkingsmiddelen een ingangsgedeelte omvatten van een vermogensversterker.

12. Belastingscorrectiesysteem volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de differentiële ver- 30 sterkermiddelen een voorversterker omvatten, en dat de programmaversterkingsmiddelen tevens een vermogensversterker omvatten.

13. Belastingscorrectiesysteem volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de programmaspannings- 35 signaalingang de niet-inverterende ingang van de differentiële versterkermiddelen is, en dat de terugkoppelings-spanningssignaalingang de inverterende ingang van de BAD ORIÖWAfcrentiële versterkermiddelen is. - 43 -

14. Belastingscorrectiesysteem volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het terugkoppelings-signaal van de differentiële operationele versterker varieert algemeen direkt in responsie op belastingstroom- 5 variaties.

15. Belastingscorrectiesysteem volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de differentiële operationele versterker in onbalans is gebracht, doordat de niet-inverterende ingangsweerstandsmiddelen een kleinere weer- 10 stand hebben dan de inverterende ingangsweerstandsmiddelen.

16. Belastingscorrectiesysteem volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de weerstandsverhouding tussen de ingangsweerstandsmiddelen ligt in het gebied tussen een verhouding, welke een versterking voor de 15 differentiële operationele versterker geeft, die nagenoeg omgekeerd evenredig is aan het differentiële spannings-signaal, en een verhouding, die een nagenoeg constante versterking van de differentiële operationele versterker geeft.

17. Belastingscorrectiesysteem volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat dit belastingssysteem een luidsprekerorgaan omvat.

18. Belastingscorrectiesysteem volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de’aftastmiddelen een 25 aftastweerstand omvatten in serie met de belasting.

19. Belastingscorrectiesysteem volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de niet-inverterende ingangsweerstandsmiddelen zijn verbonden aan de zijde van de aftastweerstand, het dichtst bij de versterker- 30 middelen.

20. Belastingscorrectiesysteem volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat dit een versterkingsbij-stelling in de terugkoppelingslus bevat, welke de programmaversterkermiddelen, de aftastmiddelen, en de 8000476 BAD ORIGINAL - 44 - differentiële operationele versterker omvat.

21. Belastingscorrectiesysteem volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de versterkingsbijstel-middelen zijn gelegen tussen de uitgang van de differentiële . 5 operationele versterker en de programmaspanningssignaal-ingang.

22. Belastingscorrectiesysteem volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de versterkingsbijstel-lingsmiddelen zijn gelegen in de programmaversterkermiddelen.

23. Werkwijze voor het verschaffen van een differentiële operationele versterker met een versterking, die varieert voor variërende differentiële ingangsspanningssignalen, met het kenmerk, dat elk van de niet-inverterende en inverterende 15 ingangen van de differentiële operationele versterker worden voorzien van respectievelijke ingangsweerstandsmiddelen, en dat de weerstandswaarde van de niet-inverterende ingangsweerstandsmiddelen lager is gekozen dan de weerstands-waarde van de inverterende ingangsweerstandsmiddelen.

24. Werkwijze volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de weerstandsverhouding tussen de ingangsweerstandsmiddelen is gebracht in het gebied van tussen een verhouding, die een versterking van de differentiële operationele versterker geeft, welke nagenoeg omgekeerd 25 evenredig is aan de differentiële spanningssignalen, aangelegd aan de ingangsweerstandsmiddelen, en een verhouding, die een nagenoeg constante versterking geeft van de differentiële operationele versterker.

25. Werkwijze voor het corrigeren voor versterker- 30 belastingsvariaties, gekenmerktdoor: het aftasten van de belastingstroom, het ontwikkelen van een terugkoppelingssignaal dat in betrekking staat tot de belastingstroom, het vergelijken van dit terugkoppelingssignaal 35 met het versterkerprogranima, en badorigAA.0 0 4 7 6 - 45 - τ het bijstellen van de versterking van de versterker teneinde te compenseren voor belastingstroomafwijkingen van het programma.

26. Werkwijze volgens conclusie 25,met het 5 kenmerk, dat het terugkoppelingssignaal wordt ontwikkeld teneinde te variëren algemeen rechtstreeks in responsie op belastingsstroomvariaties.

27. Werkwijze volgens conclusie 25, m e t het kenmerk, dat de belastingsaftasting wordt uitgevoerd 10 door het ontwikkelen van een verschilspanning over een weerstand in serie met de belasting.

28. Werkwijze volgens conclusie 25, m e t het kenmerk, dat het terugkoppelingsssignaal wordt ontwikkeld door middelen, die een differentiële operationele 15 versterker bevatten.

29. Werkwijze volgens conclusie 28, m e t het kenmerk, dat de differentiële operationele versterker in onbalans wordt gebracht doordat de ingangsweerstand aan zijn niet-inverterende ingang kleiner wordt gemaakt 20 dan de ingangsweerstand aan zijn inverterende ingang.

30. Werkwijze volgens conclusie 29, m e t het kenmerk, dat de verhouding tussen de ingangsweerstanden wordt gebracht in het gebied tussen een verhouding, welke een versterking geeft van de differentiële operationele 25 versterker, die nagenoeg omgekeerd evenredig is aan de differentiële spanningssignalen, aangelegd aan de ingangsweerstand volgend op de aftasting van de belastingstroom, en een verhouding, die een nagenoeg constante versterking geeft van de differentiële operationele versterker.

31. Werkwijze volgens conclusie 25, met het ken merk, dat de belasting een luidspreker omvat. 8000476 BAD ORIGINAL