DE2306152A1 - Automatische verstaerkungsregelung - Google Patents

Description

GRUNDIG E.M.V. - Elekbro- Fürth, den 7.2.1973

Mechanische Versuchsanstalt E78i/hz - Reg. 1620

Max Grundig, 8510 FÜRTH, Kurgartenstraße 37

AUTOMATISCHE VERSTÄRKUNGSREGELUNG

Die Erfindung betrifft eine automatische Verstärkungsregelung für den Zusatzkanal einer Rauschunterdrückungsanordnung, der mit einer frequenz- und amplitudenabhängigen Übertragungscharakteristik einem unveränderlichen Hauptkanal parallel geschaltet ist.

Bekanntlich kann das Eigenrauschen eines Übertragungsweges für Informationen sehr weitgehend reduziert werden, wenn am Beginn des Übertragungsweges kleine Signalpegel angehoben und am Ende des Übertragungsweges wieder entsprechend abgesenkt werden. Dies Verfahren hat sich vor allem bei der Übertragung akustischer Signale und hier wieder insbesondere bei der magnetischen Tonaufzeichnung eingebürgert, weil das Eigenrauschen von Tonbändern bei kleinen Bandgeschwindigkeiten und schmalen Tonspuren der die Tonqualität am meisten beeinträchtigende Faktor ist.

Bei hörfrequenten Signalen kommt hinzu, daß infolge der Ohrempfindlichkeit einerseits und der spektralen Rauschenergieverteilung andererseits das Rauschen bei

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höheren Frequenzen im Bereich von 6000 Hz als besonders lästig empfunden wird, so daß es häufig genügt, nur die höheren Frequenzbereiche hörfrequenter Nutzsignale im Pegel anzuheben bzw. abzusenken. Dynamikkompressoren am Beginn und Dynamikexpander am Ende eines Übertragungsweges bestehen daher häufig aus zwei parallel geschalteten Kanälen, nämlich einem frequenz- und amplitudenunabhängigen Hauptkanal und einem amplitudenabhängigen Zusatzkanal, dem ein geeignetes Hochpaßfilter vorgeschaltet ist.

Dc dieser Zusatzkanal gerade bei kleinen Signalpegeln einen wesentlichen Teil der Gesamtinformation zu übertragen hat, muß er weitgehend verzerrungsarm arbeiten, und zwar sowohl in stationärer Hinsicht als auch in Hinblick auf Ein- und Ausschwingvorgänge. Ferner dürfen Temperaturänderungen weder die Verzerrungen noch die Regelkennlinien selbst beeinflussen, weil sonst das komplementäre Verhalten zwischen Ein- und Ausgang des Übertragungsweges nicht mehr gewährleistet ist. Daher kommen zur Amplitudenregelung nur Wechselspannungsteiler mit einem in seinem Widerstand steuerbaren Querglied in Betracht.

Es ist bekannt, derartige Wechselspannungsteiler aus einem Ohm'schen Längswiderstand und der Drain-Source-Strecke eines Feldeffekttransistors als Quer-

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glied aufzubauen, deren Widerstandswert unter dem Einfluß der Gate-Spannung verändert wird. Eine solche Anordnung erzeugt allerdings erhebliche Verzerrungen, so daß bereits vorgeschlagen wurde (DT-AS 1.267.258), den Feldeffekttransistor in üblicher Weise über einen Drain-Widerstand an einer Gleichspannung zu betreiben, die Drain-Source-Strecke mit zwei in Reihe geschalteten Dioden in Durchlaßrichtung zu überbrücken und die Mitte der Dioden als Spannungsteilerpunkt zu benutzen. Damit werden zwar stationäre Verzerrungen weitgehend vermieden, doch müssen umfangreiche Vorkehrungen wegen der Temperaturabhängigkeit getroffen werden (DT-OS 1.613.739), und überdies ist das Gleichstrompotential des Spannungsteilerpunktes abhängig vom Regelzustand. Auch sind Feldeffekttransistoren verhältnismäßig teuer und haben große Fertigungstoleranzen, so daß im allgemeinen selektiert werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist eine einfache und billige Verstärkungsregelung ohne die obengenannten Nachteile. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs gegebenen Merkmale gelöst.

Der Erfindungsgedanke wird anhand der einzigen Figur verdeutlicht: Das Nutzsignal für den Zusatzka-

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nal wird an der Klemme 1 zugeführt, Kondensator 2 und Widerstand 3 stellen einen einfachen Hochpaß dar; alle übrigen Kondensatoren der Abbildung, einschließlich des Kondensators 5, dienen zur Blockierung der Gleichspannung, 13 ist ein Siebkondensator. Der Wechselspannungsteiler besteht aus dem Längswiderstand 4 und dem aus den Dioden 6 und 7 bestehenden Querglied. Kollektorwiderstand 9 und Emitterwiderstand 10 des Siliziumtransistors 8 sind gleich groß, so daß der Verbindungspunkt der Dioden 6 und 7 immer auf dem Mittenpotential der Gleichspannungsquelle liegt, ganz unabhängig davon, welcher Strom durch den Transistor 8 fließt. Außerdem sind die Widerstände 9 und 10 klein gegen den Längswiderstand 4, Die Widerstände 11 und 12 sind so gewählt, daß im Ruhezustand der Transistor 8 durchgeschaltet ist und seinen vollen Kollektor-Emitterstrom führt. Damit ist die Reihenschaltung der Dioden 6 und 7 kurzgeschlossen und führt keinen Strom, der aus 4, 6 und 7 bestehende Wechselspannungsteiler bewirkt die kleinstmögliche Dämpfung. Mit wachsender Wechselspannung hinter dem Kondensator 5 wächst auch die am Widerstand 16 abfallende Ausgangsspannung des Zwischenverstärkers 15 und sperrt zunehmend den Transistor 8, sobald einmal die negativen Amplituden am Widerstand 16 die durch den Basisstrom von 8 am Widerstand 17 stehende negative Vorspannung der Diode 14 überschritten haben. Damit übernehmen dann zunehmend die Dioden

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6 und 7 den Kollektorstrom von 8, und die durch den Wechselspannungsteiler bedingte Dämpfung wächst.

Durch die Beschaltung von 6, 7, 8 und 14 ist der Einfluß von Temperaturabhängigkeiten praktisch beseitigt; außerdem finden keine relevanten Potentialänderungen bzw. Kondensatorumladungen statt. Die resultierende Ausgangsspannung wird an einer geeigneten Stelle des Zwischenverstärkers ausgekoppelt und ist zur Klemme 18 geführt; sie wird im Falle eines Dynamikkompressors zur Ausgangsspannung des Hauptkanals addiert, im Falle eines Dynamikexpanders von der Ausgangsspannung des Hauptkanals subtrahiert.

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Patentansprüche

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCHE;

   1- Automatische Verstärkungsregelung für den Zusatzkanal einer Rauschunterdrückungsanordnung, bei der das Nutzsignal durch einen frequenz- und amplitudenunabhängigen Hauptkanal und einen parallel geschalteten frequenz- und amplitudenabhängigen Zusatzkanal im Sinne einer Dynamikkompression oder Dynamikexpansion beeinflußt wird und bei der die Verstärkungsregelung des Zusatzkanals durch die Widerstandsänderung des steuerbaren Quergliedes eines Wechselspannungsteilers erfolgt, das aus zwei wechselstrommäßig antiparallel, gleichstrommäßig in Reihe geschalteten, an Kollektor und Emitter eines Transistors angeschlossenen Dioden besteht, gekennzeichnet durch einen Siliziumtransistor (8), vorzugsweise vom npn-Typ, der zusammen mit den Dioden (6,7) so beschaltet ist, daß das Gleichstrompotential des Wechselspannungsteilerpunktes innerhalb des gesamten Regelbereichs konstant bleibt.

   2- Automatische Verstärkungsregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den steuerbaren Wechselspannungsteiler geteilte Signalspannung, gegebenenfalls nach einem Zwischenverstärker (15) mit einer Diode (14) gleichgerichtet und mit solcher Polarität an die Basis des Siliziumtransistors (8) zurückgeführt wird, daß

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   das Teilungsverhältnis des Wechselspannungsteilers mit wachsender Signalamplitude ebenfalls wächst.

   3- Automatische Verstärkungsregelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterdiode (14) durch einen zum Basisstrom des Siliziumtransistors (8) proportionalen Spannungsabfall entgegen der Durchlaßrichtung vorgespannt ist.

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