DE2163126B2 - Verstaerkeranordnung fuer einen telefonapparat - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstärkeranordnung für einen Telefonapparat, der ein mil einer 2Lweidrahtieitung verbundenes Mikrofon, einer Verstärker zur Verstärkung der von der Zweidraht leitung ankommenden Sprachströme, die auf einei Hörer geleitet werden, und eine Dämpfungsschaltunj aufweist, die die Verstärkung der ankommendei Sprachströme beeinflußt.

Die Erfindung kann verwendet werden für leise sprechende Telefonapparate und auch für Telefon apparate mit Lautsprecher, ist möglicherweise je doch besonders geeignet zur Vervollständigung scho vorhandener Einrichtungen mit automatischer um oder Handregelung der Verstärkung.

Bei Telefonapparaten mit Lautsprecher steht nur «n begrenzter dynamischer Bereich zur Verfugung. TAe Untergrenze dieses Bereiches wird durch die Baumgeräusche usw. bestimmt, während die Ober-ιτ·εηζε entweder dadurch bestimmt wird, daß ein zu Sarker Schall aus dem Lautsprecher nicht gewünscht end (andere sollten nicht gestört werden), oder daß der Endverstärker des Telefonapparates auf Grund der begrenzten Stromzuführung »abschneidet«. Es sind Apparate bekannt, bei denen der Teilnehmer selbst mit einem Lautstärkerregler die Empfangslautstärke um etwa 8 dB veräraxem kann, um die Änderungen des Leitungspegels zu kompensieren, die z.B. durch verschiedene Leitungslängen, niedrigen Stimmpegel am oder fehlerhafte Handhabung des Handmikrofons des anderen Teilnehmers usw. hervorgerufen sein können. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß die 8 dB nicht ausreichen und deshalb mindestens der doppelte Regelbereich, d.h. 16dB wünschenswert wäre. Ein Sprung um 16 dB kann jedoch oft zu groß sein, so daß deshalb der Lautstärkeregler zweistufig, z. B. mit zwei verschiedenen Lautstärkereglern, ausgeführt werden sollte. Eine solche Lösung war jedoch ziemlich unpraktisch, da die Handhabung komplizierter war und die Möglichkeit bestand, die falsche Lautstärke zu wählen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit einer Art automatischer Lautstärkeregelung unter anderem die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Die Kennzeichen einer nach der vorliegenden Erfindung aufgebauten Verstärkeranordnung gehen aus den beiliegenden Ansprüchen hervor.

Die Erfindung wird jetzt in genaueren Einzelheiten in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben werden, in densn

Fig. 1 schematisch ein Blockdiagramm eines Telefonapparates mit Lautsprecher zeigt,

F i c. 2 ein Schaltbild eines Regelzweiges zeigt, der in dem Apparat gemäß F i g. 1 enthalten ist,

F i s. 3 ein Blockdiagramm eines leisesprechenden Telefonapparates zeigt und

F i g. 4 ein abgeändertes Diagramm zeigt.

Die'Anordnung gemäß Fig. 1 enthält Verstärker FMl. Fp. Fs und FM 2 zur Verstärkung abgehender Sprachströme von einem Mikrofon M zu der ZweidrahtleitungL und Verstärker FH1 und FHl zur Verstärkung ankommender Sprachströme von der ZweidrahtleitungL zum Lautsprecher//. Der Mikrofonzweig enthält weiterhin eine Dämpfungsschaltung DM. und der Lautsprecherzweig enthält weiterhin die Dämpfungsschaltungen DGo, Dp, DH und Ds. Von diesen Einheiten sind die Einheiten FM 1, FAi 2 FHX und FH 2 feste Verstärkung, und die Einheiten DJW. DGo und DH sind feste Dämpfungsschaltungen, d. h. deren Verstärkung bzw. deren Dämpfung sind einmal und für immer eingestellt, während die Einheiten Fp und Fs regelbare Verstärker und die Einheiten Dp und Ds regelbare Dämpfungsschaltungen sind, d.h. deren Verstärkung bzw. Dämpfung können mit Hilfe zugeführter Regelsignale verändert werden. Die Regelung der Einheiten Fp, Fs, Dp und Dj geschieht von einer Vergleichsschaltung/ der Integrationstype, welche wiederum Regelspannungen von einer Regelspannungsklemme zwischen dem Verstärker Fp und der Dämpfungsschaltung DM im Mikrofonzweig und von einer Regelspannungsklemme zwischen den Dämpfungsschaltungen Dp und DH im Lautsprecherzweig erhält Zwischen diesen Regelspannungsklemmen und der Vergleichsschaltung/ befinden sich mit FMst und FHst bezeichnete feste Verstärker. In der Vergleichsschaltung/ geschieht in bekannter Weise eine Bewertung der Pegel in dem Mikrofon- und dem Lautsprecherzweig mit der Erzeugung eines geeigneten Re^elsignKIs für die Einheiten Fp, Fs, Dp und Di, so daß in bezug auf gewünschte Schallpegel und die Gefahr eines RückiQ kopplungsheulens usw. geeignete Einstellungen für die verschiedenen Einheiten erreicht werden.

Das Regelsignal von der Vergleichsschaltung/ kann auch in Abhängigkeit von einem Lautstärkeregler VkX eingestellt werden, indem ein Knopf Vk von Hand betätigt wird, was der Lautstärkeänderung um 8 dB entspricht, die vom Teilnehmer auf die oben beschriebene Weise vorgenommen werden kann.

In Fig. 1 ist ein weiterer LautstärkereglerVk2 angegeben, der im Gegensatz zum Regler Vk 1 automatische Lautstärkeregelung genannt werden kann und der in gleicher Weise das Regelsignal von der Vergleichsschaltung/ beeinflussen kann und auf der Eingangsseite sowohl mit der Leitung L als auch mit dem Ausgang des Verstärkers FH 2 verbunden ist. Der Verstärker Fp und die Dämpfungsschaltung Ds werden m den Ansprüchen als erster Verstärker bzw. als erste Dämpfungsschaltung bezeichnet.

Der automatische Lautstärkeregler VkI wird gebildet aus einem Regelzweig A. B, C (siehe Fig. 2) zur automatischen Regelung des ersten Verstärkers Fp und der ersten Dämpfungsschaltung Ds über die Vergleichsschaltung/, er ist jedoch gleichzeitig geeignet zur Regelung des Verstärkers Fs und der Dämpfungsschaltung Dp, die in den Ansprüchen als dritter Verstärker bzw. als dritte Dämpfungsschaltunj bezeichnet werden. Dieser Fall wird in der Fig. 1 gezeigt.

Der Regelzweig A, B, C umfaßt ein Pegelprüforgan A, welches eingangsseitig (ft) mit dem Aus-♦0 gang des Verstärkers FH1 verbunden ist, und eine mit einem Speichere versehene Integrationsschaltung S, die mit dem Ausgang des Organs A verbunden ist. Die Integrationsschaltung B integriert Zeiten, in denen der Ausgangspegel des Verstärkers FH1 einen bestimmten, vorher festgelegten Pegel überschreitet, und nachdem eine bestimmte Integrationszeit erreicht ist, wird der Speichere von einem ersten Zustand »0«, der einem relativ niedrigen Verstärkungsgrad an den Verstärkern Fp und Fs und einem relativ niedrigen Dämpfungsgrad an den Dämpfungsschaltungen Dp und Ds für Signale von der Leitung zum Lautsprecher entspricht, in einen zweiten Zustand »1« gesetzt, der einem relativ hohen Verstärkungsgrad an den Verstärkern Fp und Fs und einem relativ hohen Dämpfungsgrad an den Dämpfungsschaltungen Dp und Ds entspricht. Der Ausgangs des SpeichersC ist über die Regelschaltung VkI mit einem Regeleingang der Vergleichsschaltung/ verbunden. Es wurde erwähnt, daß der übergang von »0« nach »1« des Speichers über das Prüforgan A und die Integrationsschaltung B erfolgt, doch das Rücksetzen auf »0« geschieht direkt über eine Verbindung 1 von der Leitung L, vorausgesetzt, daß deren Pegel wesentlich geändert ist, z. B. auf Grund von Impulsgebung, Polaritätsumkehr oder ähnlichen Verbindungsoperationen. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, daß der Teilnehmer selbst durch Drücken eines Knopfes Sl das Rücksetzen

der Ausgangspegel während einer bestimmten Integrationszeit den bestimmten Wert überschritten hat, werden der Transistor Q 2 und damit auch die Transistoren Q 3 und Q 4 leitend, und ein Regelsignal 5 kommt vom Ausgang s und der Regelschaltung Vk 1 in Fig. 1 zur Vergleichsschaltung/. Die Transistoren Q 3 und Q 4 werden dann leitend, selbst wenn der Ausgangspegel des Verstärkers FH 2 kurzzeitig unter dem bestimmten Wert liegt. Wenn andererseits der

verursacht, nämlich wenn z. B. eine Person mit relativ lauter Stimme den Apparat an eine Person mit
relativ leiser Stimme übergibt.

Die jetzt erwähnte automatische Lautstärkeregelung kann selbstverständlich auf viele Arten verwirklicht werden, ohne daß der Rahmen der vorliegenden Erfindung überschritten wird. Als Beispiel
wird jetzt die in der Fig. 2 gezeigte Ausführungsform in den Einzelheiten beschrieben.

Das Pegelprüf organ A besteht aus einem Transistor io Knopf 51 gedrückt ist, so daß der Kollektor des Ql mit einem WiderstandR1 zwischen Basis und TransistorsQ4 direkt geerdet ist, werden die Traneiner der Eingangsklemmen h und mit einem Wider- sistoren Q 3 und Q 4 gesperrt, und der Speicher wird stand 7? 2 zwischen Basis und Emitter des Transistors. in den Zustand »0« zurückgesetzt. Eine automatische Die enthaltenen Bauelemente sind so gewählt, daß, Rücksetzung in den »O»-Zustand geschieht immer wenn der Ausgangspegel des Verstärkers FH 2 kleiner 15 dann, wenn auf der Leitung eine schnelle und große als ein vorher festgelegter Wert ist, der TransistorQl Spannungsänderung auftritt, die über die Verbinleitet und damit verhindert, daß die Integrationsschal- dungskondensatoren C 2 und C 3, eine Süiziumdiotung B den Speicher C betätigt. Wenn andererseits denbrücke Ci? 3 bis Ci? 6 und eine in Reihe geschalder Ausgangspegel des Verstärkers FH 2 den be- tete Siliziumdiode CR 2 direkt auf den Kollektor des stimmten Wert übersteigt, ist der Transistor gesperrt, ao Transistors Q 4 gelangt.

und sein Ausgangspotential U1 wird höher. Die Erfindung wurde jetzt beschrieben in Ver-

Die Integrationsschaltung B umfaßt einen Tran- bindung mit einem Telefonapparat mit Lautsprecher, sistor Q 2 mit einem Kondensator C1 zwischen der Sie kann jedoch, wie angegeben wurde, bei leise-Basis und Masse sowie eine Parallelschaltung aus sprechenden Telefonapparaten angewendet werden, einem Gleichrichter CR 1 und einem Widerstand i? 4 35 und dann speziell bei solchen Typen, die mit elekzwischen der Basis und dem Ausgang Ul tronischen Bauelementen versehen sind, wie Mikrodes Organs A, der weiterhin über einen Wider- fonverstärkern, Empfangsverstärkern, Tastenwahlstand R3 mit einem positiven Potential +- verbun- einrichtungen usw. Der in Fig. 3 gezeigte leisespreden ist. Wenn der Ausgangspegel des Verstärkers chende Telefonapparat besitzt im Mikrofonzweig ein FH 2 unter dem bestimmten Wert liegt und der 30 Mikrofon M und einen Mikrofonverstärker FM und Transistor Q1 leitend ist, bleibt der Kondensator C im Empfangszweig einen Hörer Hr, einen Hörerverunaufgeladen und der Transistor Q 2 ist gesperrt. stärker FH und eine Dämpfung D. Die beiden Zweige Wenn der Ausgangspegel des Verstärkers FH 2 den sind über eine Übertragungsbrücke G, die mit einem bestimmten Wert überschreitet und der Transistor Abgleich Ba abgeschlossen ist, mit der Leitung L Q1 gesperrt ist, wird der Kondensator C1 über den 35 verbunden. Das Pegelprüforgan A ist mit dem Aus-Widerstand R 3 aufgeladen. Wenn der Pegel ziemlich gang des Empfangsverstärkers und mit den Einheiplotzlich danach wesentlich absinkt, so daß der Tran- ten B, C und E auf die gleiche Weise verbunden, wie sistor Q1 wieder leitend wird, geschieht eine Ent- sie oben beschrieben wurde. Über die Verbindung 1 ladung des Kondensators C1 über einen Widerstand zur Leitung L und den Knopf Sl kann die Speicheri?4. Da die menschliche Sprache kurze Energie- 40 schaltung C von »1« auf »0« gesetzt werden, wie es spitzen mit der Frequenz der Stimmbänder aufweist, beschrieben wurde, und zwar automatisch bzw. von müssen größere Rücksichten genommen werden auf Hand.

die Zeitperioden, in denen der Pegel des Verstärkers Ein weiterer Vorteil der Anordnung gemäß der

FH 2 über dem bestimmten Wert liegt, als auf die vorliegenden Erfindung besteht darin, daß bei einem Zeitperioden, in denen der Pegel unter diesem Wert 45 sprachgeregelten lautsprechenden Telefonapparat die liegt, d. h. man muß die Bauelemente so wählen, daß Sprachregelungsabweichung konstant an das ange-J? 3.C1 eine relativ kurze Zeitkonstante und i? 4.C1 paßt werden kann, was in jedem einzelnen Fall ereine relativ lange Zeitkonstante bilden. Durch ge- forderlich ist hinsichtlich Leitungslänge usw., so daß eignete Wahl der Beziehungen zwischen den Wider- die Schaltzeiten dabei verringert werden können auf ständen R 3 und R 4 kann damit die Zeit bestimmt 50 ein Minimum und in einigen Fällen vollständig verwerden, die erf orderlich ist, um den Transistor Q 2 nachlässigbar sind.

leitend zu machen und damit ein Einstellsignal an Mit einer Abänderung des Regelzweiges ABCE

den Speicher C gibt gemäß F i g. 4 kann eine bessere Einstellung der

Der Speicher C umfaßt zwei Transistoren Q 3 und Dämpfung an die herrschenden technischen Über- Q 4, von denen der Transistor Q 3 mit seiner Basis 55 tragungsbedingungen in jedem speziellen Fall ermit dem Emitter des Transistors Q 2 verbunden ist, reicht werden. Das Pegelprüforgan A ist mit der Inmit dem Emitter direkt an Masse liegt und mit dem tegrationsschaltungB verbunden, deren Ausgang mit Kollektor über einen Widerstandes am positiven dem Eingang einer Anzahl von Speicherelementen Potential + liegt, während der TransistorQ4 mit CI,C2, C3undC4 verbunden ist, die in der Speider Basis am Kollektor des Transistors Q 3 mit dem 60 cherschaltungC enthalten sind. Die Ausgänge der Emitter über einen Widerstand R 7 am positiven Po- Speicherelemente sind mit einer Summierschaltung ε tential 4- und mit dem Kollektor sowohl an der Basis verbunden, deren Ausgang ein geeignetes Regelsignal des Transistors Q 3 als auch über einen Widerstand liefert, um den Dämpfungsgrad der Dämpfungs- R 6 an Masse liegt D.er Kollektor des Transistors schaltungen und den Verstärkungsgrad der Verstär- QA bildet den Ausgangs des Speichers. Wenn der «5 ker einzustellen (siehe Fig. 1). Die Rücksetzen der Ausgangspegel des Verstärkers FH 2 kleiner als der Speicherelemente geschiebt über die Schaltung £ bestimmte Wert ist, sind die Transistoren Q 3 und oder den Knopf S !.Über die Summierschaltung « und QA gesperrt, da der Transistor Ql gesperrt ist. Werm eine Nullsetz- oder RücksetzschaltungF wird die In-

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tegrationsschaltung B in ihren Ausgangszustand zurückgesetzt, bevor eine Integration jedesmal dann beginnt, wenn ein Speicherelement in den anderen Zustand »1« gesetzt wird. Diese Rücksetzung geschieht auch beim Drücken des Knopfes 51. Dieser Regelzweig soll auf folgende Weise arbeiten. Wenn das Pegelprüf organ A feststellt, daß ein Verstärkerpegel einen vorher bestimmten Wert überschreitet, beginnt die Integrationsschaltung B mit der Integration des Signals vom OrganA, und wenn die integrierte Spannung von der Schaltung B eine bestimmte, für das Speicherelemente 1 festgesetzte Schwelle überschreitet, dann wird dieses Speicherelement auf »1« gesetzt. Dadurch wird ein geeignetes Regelsignal über die Summierschaltung ε zum Ausgangs und damit zur Dämpfungsschaltung D in F i g. 3 oder zu den Verstärkern Fp, Fs und den Dämpfungsschaltungen Dp, Ds in Fig. 1, ein Aktivierungssignal zum folgenden Speicherelement C 2 und ein Rück-

setzsignal zur Integrationsschaltung B gegeben. Wenn der Ausgangspegel des Endverstärkers trotzdem zu groß ist, beginnt die Schaltung B erneut mit der Integration des Signals vom Organ A, und wenn jetzt die integrierte Spannung von der Schaltung B eine bestimmte, für das Speicherelement C 2 festgelegte Schwelle überschreitet, dann wird dieses Speicherelement auf »1« gesetzt usw. Mit dem in Fig. 4 gezeigten Blockdiagramm können auf diese Weise

ίο fünf verschiedene Einstellungen vorgenommen werden, wobei die erste Einstellung der Konfiguration 0000 für die vier Elemente und die fünfte Einstellung der Konfiguration 1111 entspricht. Das System ist in diesem Zusammenhang so aufgebaut, daß

die beiden Elemente C1 und C 2 schon gesetzt sein müssen, bevor das Element C 3 gesetzt werden kann, und wenn Cl auf »0« zurückgesetzt wird, dann geschieht auch die Rücksetzung der Elemente CI und C 3.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verstärkeranordnung für einen Telefonapparat, der ein mit einer Zweidrahüeitung verbundenes Mikrofon, einen Verstärker zum Verstärken der von der Zweidrahüeitung ankommenden Sprachströme für ein Empfangsorgan aufweist, und bei dem die Verstärkung der ankommenden Sprachströme eine erste Dämpfungsschaltung beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dämpfungsschaltung (Di in Fig. 1, D in Fig. 3) geregelt wird über einen Regelzweig (VkI, Vk 1, / in Fig. 1, A, B, C, E, in Fig. 3), der ein Pegelprüf organ (4 in Fig. 2 und Fig. 3) aufweist, welches mit dem Ausgang des Verstärkers (FH2 in Fig. 1 und FH in F i g. 3) verbunden ist, und eine Intergrationsschaltung besitzt (B in Fig. 2 und Fig. 3), die mit einer Speicherschaltung (C in Fig. 2 und F i g. 3) ausgerüstet ist und mit dem Ausgang des Pegelprüf organs (A) verbunden ist, wobei die Ingetrationsschaltung (B) Zeiten aufintegriert, in denen der Ausgangspegel des Verstärkers (FH 2, FH) einen bestimmten, vorher festgelegten Pegel überschreitet, und nach einer bestimmten Integrationszeit die Speicherschaltung (C) von einem ersten Zustand (0) entsprechend einem relativ niedrigen Dämpfungsgrad an der ersten Dämpfungsschaltung (Ds, D) in einen zweiten Zustand (1) setzt, der einem relativ hohen Dämpfungsgrad an der ersten Dämpfungsschaltung (Ds, D) entspricht, und wobei die Speicherschaltung^) den ersten Zustand (0) jedesmal dann annimmt, wenn der Gleichspannungszustand auf der Leitung (L) sich wesentlich ändert, z. B. durch Impulsgebung, Polaritätsumkehr oder ähnliche Verbindungsoperationen, aber sonst in dem zweiten Zustand (1) nach der Einstellung durch die Integrationsschaltung (B) verbleibt.

2. Verstärkeranordung nach Anspruch 1 mit einem ersten Verstärker zur Verstärkung der vom Mikrofon kommenden und für die Zweidrahtleitung bestimmten abgehenden Sprachströme, dadurch gekennzeichnet, daß neben der ersten Dämpfungsschaltung (Ds) auch der erste Verstärker (Fp) über den Regelzweig geregelt wird, wobei die Integrationsschaltung die Speicherschaltung (C) vom ersten Zustand (0), der einem relativ niedrigen Verstärkungsgrad des ersten Verstärkers (Fp) entspricht, in den zweiten Zustand (1) setzt, der einem relativ hohen Verstärkungsgrad des ersten Verstärkers (Fp) entspricht.

3. Verstärkeranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsschaltung (B) zwei zeitbestinunende und die Integration beeinflussende Zeitschaltungen (R3, Cl und R4, Cl) aufweist, von denen die eine (R 4, Cl) eine lange Zeitkonstante aufweist und während der Zeiten wirksam ist, in denen der Ausgangspegel des erstgenannten Verstärkers (FH 2) niedriger ist als der festgelegte Pegel und dem Setzen der Speicherschaltung (C) entgegenwirkt, während die zweite Zeitschaltung (A3, Cl) eine kurze Zeitkonstante aufweist und während der Zeiten wirksam ist, in denen der Ausgangspegel des ersten Verstärkers den festen Pegel überschreitet

und zum Setzen der Speicherschaltung (C) beiträgt

4. V.erstärkeranordnung nach Anspruch 2 mit einem dritten Verstärker zur weiteren Verstärkung der vom Mikrofon kommenden Sprachströme und mit einer zweiten Dämpfungsschaltung zur weiteren Beeinflussung der Verstärkung der Sprachströme für den Lautsprecher, dadurch gekennzeichnet, daß auch der dritte Verstärker (Fs) und die zweite Dämpfungsschaltung (Dp) von dem Regelzweig (A, B, C) geregelt werden, wobei dieser Regelzweig mit einer an sich bekannten Vergleichsschaltung (J) mit zwei Prüfeingängen verbunden ist, die mit Regelspannungsklemmen zwischen dem ersten Verstärker (Fp) und dem dritten Verstärker (Fs) und zwischen der ersten Dämpfungsschaltung (Ds) und der zweiten Dämpfungsschaltung (Dp) verbunden sind, und deren Ausgang mit Regeleingängen des ersten (Fp) und des dritten (Fs) Verstärkers sowie der ersten (Ds) und der dritten (Dp) Dämpfungsschaltung verbunden ist, so daß die Pegeleinstellung in der Verstärkeranordnung durch additive Regelung geschieht, die vom Pegel am Ausgang dis erstgenannten Verstärkers(FH2) sowie vom Pegel an den Regelspannungsklemmen verursacht wird.

5. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschaltung (C in Fi g. 2) in eine Anzahl von Speicherelementen (Cl, C2, C3, C4 in Fig. 4) unterteilt ist, daß die Integrationsschaltung (B) nach einer bestimmten Integrationszeit das erste Speicherelement (C 1) der Speicherschaltung vom ersten Zustand (0) in den zweiten Zustand (1) setzt, und daß die Speicherschaltung nach dem Setzen des ersten Speicherelementes (C 1) das zweite Speicherelement (C 2) aktiviert zur Aufnahme jeglichen Sfctzsignals von der Integrationsschaltung (B), um dieses zweite Speicherelement (C 2) vom ersten Zustand (0) in den zweiten Zustand (1) zu setzen und die Integrationsschaltung (B) in ihren Ausgangszustand zurückzusetzen vor dem Beginn einer Integration, wobei der Dämpfungsgrad der Dämpfungsschaltung (Ds, D) nacheinander gesteigert wird von einem relativ niedrigen Dämpfungsgrad zu einem Dämpfungsgrad, der der notwendigen Dämpfung auf Grund der Länge der Zweidrahüeitung, dem Sprachpegel der Teilnehmer usw. entspricht.