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Method and agc device for controlling the amplification of a microphone with an integrated amplifier with a working point which can be adjusted by external wiring

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Publication number
WO2001008442A2
WO2001008442A2 PCT/DE2000/001963 DE0001963W WO2001008442A2 WO 2001008442 A2 WO2001008442 A2 WO 2001008442A2 DE 0001963 W DE0001963 W DE 0001963W WO 2001008442 A2 WO2001008442 A2 WO 2001008442A2
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WO
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Patent type
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microphone
amplifier
means
control
amplification
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Application number
PCT/DE2000/001963
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WO2001008442A3 (en )
Inventor
Roland Aubauer
Ralf Kern
Stefano Ambrosius Klinke
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • HELECTRICITY
    • H03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/004Control by varying the supply voltage
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
    • H04R3/10Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response of variable resistance microphones

Abstract

In order to control the amplification of a microphone with an integrated amplifier whereby the working point thereof can be adjusted by means of external wiring, so that no externally controllable amplifier or attenuator are required, the sensitivity of said microphone and or frequency response characteristic thereof is modified by means of a microphone supply voltage or a physical control variable which adjusts a microphone feed impedance.

Description

Beschreibung description

Verfahren und AGC-Emπchtung zum Steuern der Verstärkung eines Mikrofons mit einem integrierten, den Arbeitspunkt durch externe Beschaltung einstellbaren Verstarker Method and AGC Emπchtung for controlling the gain of a microphone with an integrated, the operating point can be set by external circuitry of amplifier

Die Erfindung betrifft eine einfache Steuerung der Empfindlichkeit von Mikrofonen mit integriertem Verstarker, dessen Arbeitspunkt durch eine externe Beschaltung einstellbar ist, zB einen Feldeffekttransistor-Vorverstärker (FET- Vorverstarker) . The invention relates to a simple control of the sensitivity of microphones with integrated amplifier whose operation point can be set by an external circuit such as a field effect transistor preamplifier (FET preamplifier).

Bei praktisch allen zur Zeit m Telekommunikations- und Kon- sumeranwendungen verwendeten Mikrofonen bzw. Mikrofonkapseln handelt es sich um Elektretwandler mit integriertem Feldeffekttransistor-Vorverstärker. In virtually all the time m telecommunications and con- microphones and microphone capsules used sumeranwendungen is it's electret transducer with integrated FET preamplifier. Dieser Vorverstärker dient zur Verringerung der sehr hohen Mikrofonquellimpedanz und zur Verstärkung des Mikrofonsignals. This preamplifier is used to reduce the very high microphone source impedance and the gain of the microphone signal. In der Regel handelt es sich hierbei um die Sourceschaltung eines Feldeffekttransistors. As a rule, these are the most common source of a field effect transistor. Durch Veränderung der Speiseimpedanz und der Versorgungsspannung laßt sich der Arbeitspunkt des Transistors und damit auch die Empfindlichkeit des Mikrofons andern. By varying the feed impedance and the supply voltage, the operating point of the transistor and thus also the sensitivity of the microphone let others. Änderungen des Mikrofonfrequenzgangs sind möglich, wenn nicht nur reelle, sondern auch komplexe Speiseimpedanzen zugelassen werden. Amendments to the microphone frequency response are possible if not only real but also complex supply impedances are admitted.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Verstärkung eines Mikrofons mit einem integrierten, den Arbeitspunkt durch externe Beschaltung einstellbaren Verstarker derart zu steuern, daß keine externen steuerbaren Verstarker oder Abschwacher notwendig s nd. The object underlying the invention is to control the gain of a microphone with an integrated, the operating point can be set by external circuitry of amplifiers such that need no external controllable amplifier or Abschwacher s nd.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 3 gelost. This object is achieved by the features of claims 1 and 3. FIG.

Die der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, die Verstärkung durch Verandern der Mikrofonempfmdlichkeit und/oder des Mikrofonfrequenzgangs über eine Mikrofonversor- gungsspannung oder eine physikalische Steuergroße, die eine Mikrofonspeiseimpedanz einstellt, zu steuern. The underlying idea of ​​the invention is to supply voltage or the gain by causing the touring Mikrofonempfmdlichkeit and / or of the microphone frequency response over a Mikrofonversor- to control a physical control Large which adjusts a microphone feed impedance.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind m den Un- teranspruchen angegeben. Advantageous further developments of the invention are shown m the dependent teranspruchen.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird anhand der FIGUREN 1 bis 3 erläutert. An embodiment of the invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 3

Die FIGUREN 1 bis 3 zeigen jeweils eine Schaltung für eine einfache Empfmdlichkeits- und/oder Frequenzgangsteuerung von Elektret-Mikrofonen, die ohne externe, steuerbare Verstarker oder Abschwacher auskommt. Figures 1 to 3 each show a circuit for a simple Empfmdlichkeits- and / or frequency response of control of electret microphones, which does not require external, controllable amplifier or Abschwacher. Die einfachste Realisierung be- steht m der Empfmdlichkeits- und Frequenzgangsteuerung über die Mikrofonversorgungsspannung U L . The simplest implementation con- sists m of Empfmdlichkeits- and frequency response control over the microphone supply voltage U L.

Alternativ ist es auch möglich, die Empfmdlichkeits- und Frequenzgangsteuerung derart zu realisieren, daß die Mikro- fonspeiseimpedanz Z L mit einer Steuerspannung U eingestellt wird. Alternatively, it is also possible to realize the Empfmdlichkeits- and frequency response control such that the micro fonspeiseimpedanz Z L is set with a control voltage U.

Eine elektronische Steuerung der Speieseimpedanz Z L kann zB durch einen gesteuerten Feldeffekttransistor erfolgen. An electronic control of the Speieseimpedanz Z L can be done by a controlled field effect transistor. Der Steuerungsbereich der Mikrofonempf dlichkeit über die Speiseimpedanz liegt bei bis zu 10 dB m Abhängigkeit der Mikrofonversorgungsspannung . The control range of the receiver microphone is dlichkeit via the feed impedance at up to 10 dB m dependence of the microphone supply voltage.

Der Vorteil dieser Art der Empf dlichkeits- und Frequenz- gangsteuerung liegt der Minimierung des Schaltungsaufwands und der damit verbundenen Kosten. The advantage of this type of receiver dlichkeits- and frequency response control is to minimize the circuit scale and the costs involved. Der Steuerungsbereich ist für die meisten Anwendungen ausreichend hoch. The control range is high enough for most applications.

Die Empfmdlichkeitssteuerung von Mikrofonen mit eingebautem FET-Vorverstarker kann außerdem vorteilhaft zur automatischen Aussteuerung von Mikrofonsignalen eingesetzt werden. The Empfmdlichkeitssteuerung of microphones with integrated FET preamplifier may also be advantageously used for automatic modulation of microphone signals. Diese Schaltungen werden im allgemeinen als "Automatic Garn Con- trol"-Schaltungen (AGC-Einrichtung) bezeichnet. These circuits are designated (AGC) device generally known as "Automatic yarn Con- trol" circuits. Anwendungen dieser Schaltungen finden sich in praktisch allen Konsumergeräten, die einen Mikrofonaufnahmekanal besitzen (Kassettenre- korder, Diktiersysteme, (Freisprech-) Telefone etc.). Applications of these circuits can be found in virtually all consumer devices that have a microphone recording channel (Kassettenre- Korder, dictation systems, (handsfree) phones, etc.).

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Steuern der Verstärkung eines Mikrofons mit einem integrierten, den Arbeitspunkt durch externe Beschal- tung einstellbaren Verstarker mit folgenden Merkmalen: 1. A method for controlling the gain of a microphone with an integrated, the operating point adjustable by external wiring, that amplifier having the following features:
(a) Aus einer Mikrofonausgangsspannung (U a ) wird eine erste physikalische Steuergroße (STG1) gebildet, (a) from a microphone output voltage (U a) forming a first physical control Great (STG1)
(b) mit der ersten physikalischen Steuergroße (STG1) wird (bl) eine Mikrofonversorgungsspannung (U L ) zur Änderung der Empfindlichkeit und/oder des Frequenzgangs des Mikrofons (MF) gesteuert, oder (b) with the first physical control Great (STG1) is controlled a microphone supply voltage (U L) for altering the sensitivity and / or of the frequency response of the microphone (MF) (bl), or
(b2) eine zweite physikalische Steuergroße (U ) gesteuert, über die eine Mikrofonspeiseimpedanz (Z L ) zur Änderung der Empfindlichkeit und/oder des Frequenzgangs des Mikrofons (MF) eingestellt wird. (b2) (sτ U) controlled a second physical control Large, a microphone supply impedance (Z L) for altering the sensitivity and / or of the frequency response of the microphone (MF) is set.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerspannung (U ) als zweite physikalische Steuergro- ße (U S τ) verwendet wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that a control voltage (U sτ) as a second physical Steuergro- SSE (U τ S) is used.
3. AGC-E πchtung zum Steuern der Verstärkung eines Mikrofons mit einem integrierten, den Arbeitspunkt durch externe Beschaltung einstellbaren Verstarker mit folgenden Merkmalen: (a) Steuerungsmittel (STM) für die Verstärkung des Mikrofons (MF) erzeugen aus einer Mikrofonausgangsspannung (U a ) eine erste physikalische Steuergroße (STG1), (b) die Steuerungsmittel (STM) sind (bl) mit einer Spannungsquelle (SQ) , die das Mikrofon (MF) über eine Mikrofonspeiseimpedanz (Z L ) mit einer Mikrofonversorgungsspannung (U versorgt, derart verbunden, daß mit der ersten physikalischen Steuergroße (STG1) die Mikrofonversorgungsspannung (U L ) zur Änderung der Empfindlichkeit und/oder des Frequenzgangs des Mikrofons (MF) gesteuert wird, oder (b2) mit einer Mikrofonspeiseimpedanz (Z ) des Mikrofons (MF) derart verbunden, daß mit der ersten physikalischen Steuergroße (STG1) eine zweite physikalische Steuergroße (U ) ge- steuert wird, über die die Mikrofonspeiseimpedanz (Z L ) zur Ände 3. AGC E πchtung for controlling the gain of a microphone with an integrated, the operating point can be set by external circuitry amplifier having the following features: (a) control means (STM) for the gain of the microphone (MF) generate from a microphone output voltage (U a) a first physical control Great (STG1), (b) the control means (STM) are (BL) to a voltage source (SQ), the microphone (MF) via a microphone supply impedance (Z L) with a microphone supply voltage (U supplies, connected in such a way that with the first physical control Great (STG1) the microphone supply voltage (U L) for altering the sensitivity and / or of the frequency response of the microphone (MF) is controlled, or (b2) with a microphone supply impedance (Z) of the microphone (MF) such that with the first physical control Great (STG1) (sτ U) a second physical control Large overall is controlled via the microphone supply impedance (Z L) for Ände rung der Empfindlichkeit und/oder des Frequenzgangs des Mikrofons (MF) eingestellt wird. in sensitivity and / or of the frequency response of the microphone (MF) is set.
-4. -4. AGC-Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofonspeiseimpedanz (Z ) - gemäß dem Merkmal „(b2)" des Anspruchs 3 - eine Impedanzschaltung ist, bei der ein Feldeffekttransistor (FET) , an dessen Gate-Anschluß bezogen auf ein Bezugspotential als physikalische zweite Steuergröße (O S T ) eine Steuerspannung (U S τ) anliegt, am Source-Anschluß mit dem Mikrofon (MF) , am Drain-Anschluß mit einem ersten Widerstand (Rl) verbunden ist und bei der parallel zu der Serienschaltung aus Feldeffekttransistor (FET) und erstem Wider- stand (Rl) eine Serienschaltung aus einem zweiten Widerstand (R2), einer Spule (SP) und einem Kondensator (KO) geschaltet ist . AGC device according to claim 3, characterized in that the microphone supply impedance (Z) - according to the feature "(b2)" of claim 3 - an impedance circuit, in which a field effect transistor (FET), to whose gate terminal with respect to a reference potential as physical second control variable (O S T) a control voltage (U S τ) is applied, at the source terminal to the microphone (MF), the drain terminal connected to a first resistor (Rl) is connected in parallel to the series circuit comprising field effect transistor (FET) and the first resistance (Rl) has a series circuit of a second resistor is connected (R2), a coil (SP) and a capacitor (KO).
PCT/DE2000/001963 1999-07-23 2000-06-15 Method and agc device for controlling the amplification of a microphone with an integrated amplifier with a working point which can be adjusted by external wiring WO2001008442A3 (en)

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DE19934747.6 1999-07-23

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