DE3035429C2

DE3035429C2 -

Info

Publication number: DE3035429C2
Application number: DE3035429A
Authority: DE
Inventors: Akihiro Ohshita; Keizo Higashihiroshima Hiroshima Jp Okuno
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1980-03-22
Filing date: 1980-09-19
Publication date: 1988-10-20
Also published as: DE3035429A1; US4382158A; GB2072445B; GB2072445A; JPS56132804A; BR8006337A

Description

Die Erfindung betrifft eine Klangreglerschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Herkömmliche Klangreglerschaltungen [Funkschau 48 (1976), Seiten 689 bis 693; Zastrow: "Phonotechnik", Frankfurter Verlag 1979, Seiten 136 und 137] werden üblicherweise in sogenannte CR-Tonregler [vgl. Fig. 1(a)] und NF-Tonregler [vgl. Fig. 1(b)] unterteilt. Bekanntermaßen umfaßt der CR-Klangregler eine Eingangssignalquelle, Tieftonwiedergabe- Reglerelemente 3 bis 7, Hochtonwiedergabe-Reglerelemente 8 bis 11 sowie einen Lastwiderstand 12. Der CR-Klangregler ist zwischen dem Eingang und dem Ausgang geschaltet. Die Funktion einer solchen Klangreglerschaltung wird nachfolgend im Hinblick auf die Tiefton- und Hochtonwiedergabe jeweils getrennt erläutert.

(1) Hochtonwiedergabe

Bei der in Fig. 1(a) dargestellten Schaltungsanordnung gilt folgende Beziehung:

Hierbei ist R _1a der Widerstandswert des Widerstandes 5, R _2a der Widerstandswert des Widerstandes 3, C _{L 1a} die Kapazität des Kondensators 7, C _{L 2a} die Kapazität des Kondensators 6, C _{H 1a} die Kapazität des Kondensators 11 und C _{H 2a} die Kapazität des Kondensators 9.

Die veränderlichen Abgriffe der beiden veränderlichen Widerstände 4 und 10 sind so eingestellt, daß die Gesamtwiderstandswerte der jeweiligen Widerstände das Verhältnis na : 1 aufweisen. In diesem Fall besteht die Beziehung

(wobei der Widerstandswert des Lastwiderstandes 12 sehr viel größer als Z _2a ist) zwischen einem bezüglich des Ausgangs oberen Teil Z _1a und einem unteren Teil Z _2a über den gesamten Tonfrequenzbereich hinweg. Der Verstärkungsgrad Aa ist durch die nachfolgend angegebene Gleichung gegeben:

Was die Hochtonwiedergabe betrifft, so können die den Tiefton steuernden bzw. regelnden Kondensatoren 6 und 7 als Nebenschluß zum Widerstand 4 angesehen werden.

Unter der Voraussetzung, daß der Widerstandswert des Widerstandes 8 wesentlich kleiner als der Widerstandswert des Widerstandes 5 und der Widerstandswert des Widerstandes 10 höher als der Widerstandswert des Widerstandes 3 ist, wenn der veränderliche Abgriff des veränderlichen Widerstandes 10 an seiner obersten Stelle liegt, steigt der Verstärkungsgrad bezüglich des Abstimmpunktes f _HBa auf bzw. bei 6 dB pro Oktave an, wobei der Abstimmpunkt f _HBa ist:

Infolgedessen nimmt die Kapazität des Kondensators 7 für relativ hohe Frequenzen auf Null ab, so daß der Eingang und der Ausgang der Schaltung kurzgeschlossen und die Hochtonverstärkung 1 ist.

Wenn sich der veränderliche Abgriff in seiner untersten Stellung befindet und der Widerstandswert des Widerstandes wesentlich höher als der Widerstandswert des Widerstandes 5 ist, nimmt der Widerstandswert bezüglich der Abstimmfrequenz bzw. des Abstimmpunktes auf 6 dB pro Oktave ab, wobei der Abstimmpunkt durch folgende Gleichung gegeben ist:

Daher ist es möglich, die Hochtonwiedergabe zu verstärken bzw. anzuheben.

(2) Tieftonwiedergabe

Da die Kapazitäten der Kondensatoren 11 und 9 kleiner als die Kapazitäten der Kondensatoren 6 und 7 in Fig. 1(a) sind, bewirken diese Kondensatoren 11 und 9 eine Impedanzanhebung Im Tiefton-Frequenzbereich bzw. in einem niederen Frequenzbereich. Wenn der veränderliche Abgriff des Widerstandes 4 sich am höchsten Punkt befindet, weist der Widerstand 2 den Widerstandswert Null auf, so daß sich die Verstärkung um 6 dB pro Oktave vom Abstimmpunkt erhöht, wobei der Abstimmpunkt folgendermaßen definiert ist:

In dieser Gleichung ist R _LV der Widerstandswert des veränderlichen Widerstandes 4. Der sich daraus ergebende erhöhte Verstärkungsgrad kann folgendermaßen angegeben werden:

Wenn sich der veränderliche Abgriff des Widerstandes 4 an der untersten Stelle befindet, fällt der Verstärkungsgrad bezüglich des Abstimmpunktes bei 6 dB ab, wobei der Abstimmpunkt durch folgende Gleichung gegeben ist:

Der sich dann ergebende Verstärkungsgrad ist

Daher ist eine Anhebung bzw. Verstärkung der Tieftonwiedergabe möglich.

Wie bereits zuvor erläutert, weisen die Tonfrequenzsignale Signale im mittleren Frequenzbereich auf, die der Klangregelung nicht unterzogen werden sollen, und die Tonfrequenzsignale gelangen bei der herkömmlichen CR-Klangregelschaltung insgesamt über die Kondensatoren, und dabei werden insbesondere die im mittleren Frequenzbereich liegenden Signale nachteilig beeinflußt, und die Tonqualität leidet darunter.

Es wird noch auf eine weitere herkömmliche Schaltungsanordnung aufmerksam gemacht, die eine Eingangssignalquelle 13, einen Eingangswiderstand 14, Klangregelelemente 15 bis 23 und einen Verstärker 24 mit einem Verstärkungsgrad a _N aufweist. Diese Schaltungsanordnung weist einen Verstärkungsgrad 1, d. h. eine Verstärkung von 0 dB, auf (unter der Voraussetzung, daß die veränderlichen Abgriffe der veränderlichen Widerstände 17 und 21 sich in der Mitte ihres Abgriffsbereiches befinden), und dadurch erhält man eine flache Frequenzcharakteristik. In der nachfolgenden Beschreibung ist R_1b der Widerstandswert der Widerstände 16 und 22,R _3b der Widerstandswert der Widerstände 15 und 23, R _2b der Widerstandswert des Widerstandes 19, R _LVb der Widerstandswert des Widerstandes 21, R _HVb der Widerstandswert des Widerstandes 17, C _Lb die Kapazität der Kondensatoren 20 a und 20 b und C _H die Kapazität des Kondensators 18.

(3) Tieftonwiedergabe

Betrachtet man die Tieftonwiedergabe der in Fig. 1(b) dargestellten Schaltung, in der der Klangregelkondensator 18 eine hohe Impedanz aufweist, so sind die Widerstandwerte der jeweiligen Widerstände 15, 23, 17 und 18 vernachlässigbar. Bei einem Widerstandswert des Widerstandes 14 von Null, also von R _in=∞, R _out=0, und wenn der veränderliche Abgriff des veränderlichen Widerstandes 21 ganz links liegt, steigt der Verstärkungsgrad auf

bei 6 dB pro Oktave am Abstimmpunkt

an.

Wenn dagegen der bewegliche Abgriff des Widerstandes 21 sich in der am weitesten rechts liegenden Stellung befindet, nimmt der Verstärkungsgrad

bei bzw. auf 6 dB pro Oktave ab. Daher ist eine Verstärkung oder Anhebung der Tieftonwiedergabe möglich.

(4) Hochtonwiedergabe

Da die Impedanz der Kondensatoren 20 a und 20 b im hohen (Hochton-)Frequenzbereich als Null angesehen werden kann, wird die Anhebung der Hochtonwiedergabe maximal vorgenommen, wenn der Widerstand 14 zusammen mit R _in und R _out vernachlässigbar ist, und wenn sich der bewegliche Abgriff des Widerstandes 17 im Abgriffbereich an dem am weitesten links liegenden Ende befindet. Die Frequenz f _HBb, bei der die Anhebung der Hochtonwiedergabe beginnt, ist gleich

und ein Maximum, wenn R _2b«3R _1b ist. Wenn R _HVb+R _2b»3R _1b ist, dann steigt der Verstärkungsgrad bei 6 dB pro Oktave bis auf

an. Wenn sich der bewegliche Abgriff des Widerstandes 17 an dem am weitesten rechts liegenden Ende befindet, ergibt sich die größte Anhebung der Hochtonwiedergabe. In diesem Fall ist die Abstimmpunktfrequenz

f _Hcb = f _HBb

und der Verstärkungsgrad

Der Verstärkungsgrad fällt daher bei 6 dB pro Oktave ab. Die Verstärkung bzw. Anhebung der Hochtonwiedergabe ist also auf die zuvor beschriebene Weise möglich.

Mit der CR-Klangregelung werden nicht nur die Signalpegel der Tiefton- und Hochtonsignale auf Grund der CR-Verstärkung angehoben oder abgesenkt, sondern es werden auch die im mittleren Frequenzbereich liegenden Signalkomponenten angehoben bzw. verstärkt. Daher ergibt sich bei der CR-Klangregelung für die im mittleren Frequenzbereich liegenden Signalkomponenten eine schlechte Tonqualität, weil die im mittleren Frequenzbereich liegenden Signalkomponenten verändert werden, was gar nicht erforderlich und auch nicht erwünscht ist. Dies ist auch der Fall bei der NF-Klangregelung, bei der eine Gegenkopplung eingesetzt wird.

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung, von der gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen wird (DE-AS 22 31 647), geht es darum, die Pegel der Signalanteile, die über die abzweigenden Schaltungsteile geführt sind, für die in der Gehörempfindlichkeit benachteiligten Gehörfrequenzbereiche entsprechend veränderlich anzuheben. Demnach stellen diese abzweigenden Schaltungsteile Regelkreise für die Tieftonkomponenten bzw. Hochtonkomponenten dar. Die von diesen Schaltungsteilen abgegebenen Ausgangssignale werden dann additiv mit dem Signal des Hauptkanals gemischt. Die Regelkreise sind dabei so eingestellt, daß bei leisester Musikwiedergabe die in diesen Frequenzbereichen verringerte Gehörempfindlichkeit nach den Kurven gleicher Gehörempfindlichkeit angehoben ist und mit größer werdenden Tonstärken die Anhebung im Verhältnis zur Lautstärke nur in geringem Maß zunimmt.

Es wird zwar bei dieser Schaltungsanordnung der mittlere Frequenzbereich nicht von den im Tiefton- und Hochtonbereich ergriffenen Maßnahmen betroffen. Eine unabhängige Klangregelung in dem Sinne, daß Tiefton- und Hochtonkomponenten angehoben und abgeschwächt werden können, ohne daß der mittlere Tonbereich davon betroffen wird, ist hier jedoch nicht möglich.

Es ist ferner eine Frequenzklang-Regelvorrichtung für Tonsignale bekannt (DE-OS 24 58 956), deren Charakteristik so ist, daß gerade in einem Mittenbereich ein Maximum des Verstärkungsgrades liegt. Für eine separate Regelung von Tieftonkomponenten bzw. Hochtonkomponenten des Toneingangssignals ist diese Vorrichtung nicht geeignet.

Es ist ferner ein NF-Verstärker bekannt (DE-OS 27 26 714), der eine Gegenkopplung aufweist, die derartig frequenzabhängig ist, daß sie bei niedrigen Frequenzen groß, im mittleren Bereich dagegen klein ist.

Bei einem anderen NF-Verstärker (nicht vorveröffentlichte DE-OS 29 20 056), der eine gehörrichtige Lautstärkeregelung bewirken soll und aus einem Vorverstärker und einem Endverstärker besteht, ist in den Rückkopplungskreis des Endverstärkers ein Bandpaß eingefügt, wogegen in einem Rückkopplungskreis vom Endverstärker zum Eingang des Vorverstärkers eine Bandsperre liegt. Auch hier bleibt der Mittenbereich von Toneingangssignalen bei einer Lautstärkeregelung nicht unbeeinflußt.

Schließlich ist noch auf einen Schaltkreis hinzuweisen (nicht vorveröffentlichte DE-OS 29 48 755), der so geartet sein soll, daß die Frequenzcharakteristik auch bei Änderung der Verstärkung unverändert bleibt. Diese Frequenzcharakteristik ist bei einer hier in Betracht zu ziehenden Ausführungsform dieses Schaltkreises eine Bandpaß-Charakteristik und damit auch nicht geeignet, eine separate Tiefton- und Hochtonregelung durchzuführen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Klangregelschaltung zu schaffen, die bei der Abschwächung und/oder Anhebung der Hochton- und Tieftonsignale die im mittleren Frequenzbereich liegenden Signalkomponenten nicht verändert und die Tonqualität dieser im mittleren Frequenzbereich liegenden Signalkomponenten nicht verschlechtert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebene Klangregelschaltung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die vorliegende Erfindung schafft also eine Klangregelschaltung unter Verwendung von Operationsverstärkern bzw. eine Operations-Klangregelschaltung, die die Hochton- und Tieftonsignale aussondert und verstärkt und danach eine gewünschte Addition oder Subtraktion zu bzw. von den ursprünglichen Signalen durchführt, um die Hochton- und/oder Tieftonwiedergabe anzuheben oder abzuschwächen, und zwar unter Verwendung eines Operationsverstärkers, wobei die Tonqualität der im mittleren Frequenzbereich liegenden Signalkomponenten nicht verschlechtert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei der Klangregelschaltung die Tiefton- und/oder Hochtonwiedergabe unter Verwendung eines Bandpaßverstärkers oder Filters angehoben oder abgeschwächt, der bzw. das mit dem Tonfrequenzverstärker verbunden ist.

Eine Klangregelschaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung in einem Tonsystem umfaßt ein abschwächendes Hochpaßfilter (üblicherweise ein Cr-Filter), ein abschwächendes Tiefpaßfilter, ein anhebendes Hochpaßfilter, ein anhebendes Tiefpaßfilter und wenigstens einen Operationsverstärker für die Klangregelung. Die Hochpaßfilter sondern die Hochtonkomponenten aus dem Toneingangssignal zur Verstärkung oder Absenkung der Hochtonwiedergabe aus, und die Tieftonfilter sondern die Tieftonkomponenten des Toneingangssignals zur Anhebung oder Absenkung der Tieftonwiedergabe aus. Die im mittleren Frequenzbereich liegenden Signalkomponenten des Toneingangssignals gelangen nicht durch die Filter, und zwar durch Verwendung einer Nebenleitung, die zwischen einer Quelle für die Toneingangssignale und dem Operationsverstärker liegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1(a) und 1(b) Schaltungsanordnungen herkömmlicher Klangregelschaltungen,

Fig. 2 die Schaltungsanordnung für eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klangregelung und

Fig. 3 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Eingangssignalquelle 26, einem Eingangswiderstand 25 und einem Operations-Vorverstärker 27 zur Verarbeitung des abgezweigten Stroms für die Klangregelung. Das Eingangssignal gelangt teilweise an einen nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 27, dessen Ausgang das invertierte Eingangssignal über einen Widerstand 31 zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 27 zurückgeleitet wird. Der invertierende Eingang steht weiterhin mit dem nicht invertierenden Eingang eines weiteren Verstärkers 28 über ein Hochpaßfilter und einem dazu in Reihe geschalteten Widerstand 35 in Verbindung. Das Hochpaßfilter umfaßt einen Widerstand 33, einen Kondensator 34 und einen veränderlichen Widerstand 36, dessen einer Anschluß mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 33 und dem Kondensator 34 verbunden ist und dessen anderer Anschluß an Masse liegt. Zwei Widerstände 37 und 39 sind in Reihe geschaltet, und der Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände liegt über einer aus einem veränderlichen Widerstand 40 und einem Kondensator 38 bestehenden Parallelschaltung an Masse. Ein Tiefpaßfilter, der aus dem Widerstand 39 und einem mit seinem einen Anschluß an Masse liegenden Widerstand 49 besteht, liegt zum besagten Hochpaßfilter parallel.

Der Ausgang des Verstärkers 27 ist mit einem Widerstand 41, einem Kondensator 42 und einem Widerstand 43 in Reihe geschaltet und mit einem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 28 über ein weiteres Hochpaßfilter verbunden. Das weitere Hochpaßfilter besteht aus einem Widerstand 41, einem Kondensator 42 und einem veränderlichen Widerstand 44, dessen einer Anschluß mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 41 und dem Kondensator 42 in Verbindung steht und dessen anderer Anschluß an Masse liegt. Parallel zu diesem Hochpaßfilter liegt ein weiterer Tiefpaßfilter, der aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen 45 und 47 und einer aus einem veränderlichen Widerstand 48 und einem Kondensator 46 bestehenden Parallelschaltung gebildet wird, die zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände 45 und 47 und Masse liegt. Das Hochpaßfilter ist daher mit dem invertierenden Eingang und das Tiefpaßfilter mit dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 28 verbunden. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 28 wird über einen Widerstand 50 dem invertierenden Eingang wieder zugeleitet, so daß der Verstärker nicht nur als invertierender, sondern auch als nicht invertierender Verstärker dient. Das Ausgangssignal des Verstärkers 28 gelangt weiterhin über eine Reihenschaltung, die aus einem Widerstand 51, einem durch einen strichlinierten Kasten umgebenen Klangunterdrückungsschalter bzw. Klangabschalter 55 (tone defeat switch) und einem Widerstand 52 besteht, zum invertierenden Eingang des Verstärkers 29. Das Ausgangssignal des Verstärkers 29 wird seinem invertierenden Eingang über einen Widerstand 54 zurückgeführt. Der Verstärker 29 dient als Differenzverstärker, der eine Addition oder Subtraktion der auf der Seite A hindurchgehenden Signale und der auf der Seite B hindurchgehenden Regel- bzw. Steuersignale durchführt, so daß sich für den gewünschten Zweck eine Addition und Subtraktion ergibt. Die auf der Seite A direkt verlaufenden Signale sind die eigentlichen, vollständigen Eingangssignale e _i mit einer flachen Frequenzkennlinie einschließlich der Signale im mittleren Frequenzbereich, und die Signale, die auf der Seite B hindurchgehen, werden auf Grund der Hochpaßfilter, der Tiefpaßfilter und der Operationsverstärker einer Klangregelung unterzogen.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Klangregelung soll für die Abschwächung und Anhebung der Tiefton- und Höhenwiedergabe diskutiert werden. Nachfolgend werden die Widerstandswerte und Kapazitäten der jeweiligen Schaltungselemente mit R bzw. C bezeichnet, wobei die Bezugszeichen als tiefgestellte Indexzahlen angegeben sind. Angenommen, ein Eingangssignal e _i liegt am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 27 an. Dann erhält man ein Ausgangssignal

(5) Abschwächen der Tieftonwiedergabe

Wenn die Abschwächung der Tieftonwiedergabe gewünscht wird, werden die veränderlichen Widerstände 36, 44 und 48 überbrückt bzw. zu Null gemacht, und der veränderliche Widerstand 40 weist den größten Widerstandswert auf. In diesem Fall geht das Eingangssignal nur durch das Tiefpaßfilter, das aus den Schaltungselementen 37 bis 40 besteht, hindurch und gelangt an den nicht invertierenden Eingang c des Operationsverstärkers 28. Die Grenz- bzw. Abschneidfrequenz f _LC des Tiefpaßfilters ist

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel beträgt diese Grenzfrequenz üblicherweise etwa 380 Hz. Da die Verstärkung von Frequenzen über der Grenzfrequenz auf bzw. bei 6 dB pro Oktave abfällt, gelangen nur die Signale im Tieftonbereich an den nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 28. Der Widerstand 49 ist ein Dämpfungs- oder Abschwächungswiderstand, der verhindert, daß die Verstärkung im Regelabschnitt größer wird als im Signalabschnitt. Am Ausgang des Operationsverstärkers 28 tritt daher folgendes Ausgangssignal auf:

Hierbei ist R _A der sich aus den parallelgeschalteten Widerständen 43 und 47 ergebende Gesamtwiderstand, also

Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 28 gelangt dann über die Schaltungselemente 51, 55 und 52 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 29. Wenn am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 29 die ursprünglichen Tonsignale anliegen, so ergibt sich ein Ausgangssignal:

Weil das Ausgangssignal ed₁ mit dem Eingangssignal e _i in Phase liegt, werden die Tieftonkomponenten von den ursprünglichen Tonsignalen abgezogen, so daß die Tieftonwiedergabe abgeschwächt bzw. gedämpft wird. In der letztgenannten Gleichung ist

(6) Abschwächung der Hochtonwiedergabe

Wenn die Abschwächung der Hochtonwiedergabe erforderlich ist, werden die veränderlichen Widerstände 40, 44 und 48 überbrückt und an Masse gelegt, und der veränderliche Widerstand 36 wird auf seinen größten Widerstandswert eingestellt. Daher kann das Eingangssignal nur durch das Hochpaßfilter mit den Schaltungselementen 33 bis 36 gelangen und liegt am nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 28 an. Die Grenz- bzw. Abschneidfrequenz des Hochpaßtfilters ist

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Grenzfrequenz üblicherweise etwa 2900 Hz. Da der Verstärkungsgrad bei Frequenzen unter der Grenzfrequenz auf 6 dB pro Oktave abfällt, gelangen nur die Hochtonkomponenten zum nicht-invertierenden Eingang b des Operationsverstärkers 28. Der Widerstand 49 dient demselben Zweck wie bei der Tieftonwiedergabe im Abschnitt (5).

In diesem Fall ist das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 28

Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 28 gelangt dann über die jeweiligen Schaltungselemente 51, 55 und 52 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 29. Wenn am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 29 die ursprünglichen Tonsignale anliegen, so ergibt sich ein Ausgangssignal

Da das Ausgangssignal ed₂ mit dem Eingangssignal e _i in Phase liegt, werden nur die Hochtonkomponenten von den ursprünglichen Tonsignalen abgezogen, d. h., es ergibt sich eine Abschwächung der Hochtonwiedergabe. In der letztgenannten Gleichung ist R _B der Wert, der bereits im Abschnitt (5) angegeben ist.

(7) Anhebung der Tieftonwiedergabe

Wenn eine Anhebung der Tieftonwiedergabe gewünscht wird, werden die veränderlichen Widerstände 36, 40 und 44 überbrückt und an Masse gelegt, und der veränderliche Widerstand 48 wird auf einen größten Widerstandswert eingestellt. In diesem Fall geht das Eingangssignal nur durch das aus den Schaltungselementen 45 bis 48 bestehende Tiefpaßfilter hindurch und gelangt an den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 28.

Die Grenz- bzw. Abschneidfrequenz f _LB des Tiefpaßfilters ist

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt diese Grenzfrequenz üblicherweise etwa 100 Hz. Da der Verstärkungsgrad bei Frequenzen über der Grenzfrequenz bei 6 dB pro Oktave abfällt, gelangen nur die Signale im Tieftonbereich zum nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 28. Am Ausgang des Operationsverstärkers 28 tritt dann das Signal

auf. Das Signal ed₃ ist gegenüber dem Signal ea und daher auch gegenüber dem auftretenden Tonsignal e _i um 180° phasenverschoben. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 28 gelangt dann über die Schaltungselemente 51, 55 und 52 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 29. Wenn am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 29 die ursprünglichen Tonsignale auftreten, so ergibt sich ein Ausgangssignal

R _A und R _B sind die bereits im Abschnitt (5) beschriebenen kombinierten Widerstandswerte. Weil das Ausgangssignal ed₃ mit dem Eingangssignal e _i nicht in Phase liegt, werden die Tieftonkomponenten den ursprünglichen Tonsignalen zuaddiert, so daß sich die gewünschte Anhebung der Tieftonwiedergabe ergibt.

(8) Anhebung der Hochtonwiedergabe

Wenn die Anhebung der Hochtonwiedergabe gewünscht wird, werden die veränderlichen Widerstände 36, 40 und 48 überbrückt und an Masse gelegt und der veränderliche Widerstand 44 auf seinen größten Widerstandswert eingestellt. In diesem Fall gelangt das Eingangssignal nur durch das aus den Schaltungselementen 41 bis 43 bestehende Hochpaßfilter und liegt am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 28 an. Die Grenz- bzw. Abschneidfrequenz f _HB des Hochpaßfilter ist

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt diese Grenzfrequenz üblicherweise etwa 8100 Hz. Da der Verstärkungsgrad bei Frequenzen über der Abschneidfrequenz bei 6 dB pro Oktave abfällt, gelangen nur die Signale im Hochtonbereich an den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 28. Am Ausgang des Operationsverstärkers 28 tritt dann das Signal

auf. Das Signal ed₄ ist gegenüber dem Signal ea, d. h., gegenüber den ursprünglichen Tonsignalen e _i, um 180° phasenverschoben. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 28 gelangt dann über die Schaltungselemente 51, 55 und 52 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 29. Wenn am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 29 die ursprünglichen Tonsignale anliegen, erhält man das Ausgangssignal

Die Widerstandswerte R _A und R _B sind die bereits zuvor beschriebenen kombinierten Widerstandwerte. Da das Ausgangssignal ed₄ gegenüber dem Eingangssignal e _i phasenverschoben ist, werden die Hochtonkomponenten den ursprünglichen Tonsignalen zuaddiert, so daß sich eine Anhebung der Hochtonwiedergabe ergibt.

Zusammenfassend ist also festzustellen, daß der erste Teil der von der Signalquelle 26 kommenden Eingangssignale auf der Seite A direkt zum nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 29 gelangt. Dieser erste Teil der Eingangssignale mit den Signalen im mittleren Frequenzbereich wird also durch den Vorgang der Abschwächung und Anhebung nicht beeinflußt. Der zweite Teil der Eingangssignale gelangt dagegen über den nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 27 in die Klangregelanordnung. Von den dem Verstärker 27 zugeführten Eingangssignalen gehen die über 2900 Hz liegenden Signale durch das abschwächende Hochpaßfilter und die unter 380 Hz liegenden Signale durch das abschwächende Tiefpaßfilter. Beide Signale treten dann ohne Änderung ihrer Phase am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 29 auf. Gleichzeitig gelangen die über 8100 Hz liegenden Signale durch den verstärkenden bzw. anhebenden Hochpaßfilter und die unter 100 Hz liegenden Signale durch den anhebenden bzw. verstärkenden Tiefpaßfilter. Die auf diese Weise verarbeiteten Signalkomponenten gelangen dann mit umgekehrter Phase zum nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 28 und zum invertierenden Eingang des Verstärkers 29. Die sich ergebenden Signale werden dann mit den ursprünglichen Signalen zusammengefaßt bzw. gemischt. Die Tiefton- und Hochtonwiedergaben werden daher in der gewünschten Weise angehoben oder abgeschwächt. Wie bereits erläutert, gelangen die im mittleren Frequenzbereich liegenden Signalkomponenten nicht in die Schaltungsanordnung für die Klangregelung.

Wie zuvor ausführlich erläutert, kann die Tiefton- und Hochtonwiedergabe in der in den Abschnitten (5) bis (8) beschriebenen Weise angehoben oder abgeschwächt werden, ohne daß dabei die im mittleren Frequenzbereich liegenden Signalkomponenten beeinflußt werden. Die Kombinationen der Funktionsweisen gemäß den Abschnitten (5)-(8), zusammen mit der entsprechenden Wahl der Widerstandswerte der jeweiligen Schaltungselemente 36, 40, 44 und 48, bieten die Möglichkeit, das Verhältnis zwischen Tieftönen und Hochtönen in der bestgeeigneten Weise einzustellen. Der Schalter 55 dient dazu, dann, wenn die Klangregelschaltung nicht verwendet wird, Rauschen oder Störsignale zu unterdrücken, die vom Operationsverstärker 28 herrühren können.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann auch ein mechanischer Schalter gemäß Fig. 3(a) oder eine elektronischer Halbleiterschalter gemäß Fig. 3(b) zur Wahl und Einstellung der Widerstandswerte anstelle der Schaltungselemente 36, 40, 44 und 48 verwendet werden.

Claims

1. Klangreglerschaltung für die unabhängige Regelung der Tieftonkomponenten und Hochtonkomponenten eines Toneingangssignals mit einem Schaltungsteil, den sämtliche Frequenzkomponenten des Toneingangssignals durchlaufen, mit abzweigenden Schaltungsteilen, die jeweils nur die Tieftonkomponenten bzw. die Hochtonkomponenten des Toneingangssignals zu durchlaufen vermögen und dabei in ihrer Amplitude verändert werden können, sowie mit einem Schaltungsteil zum Mischen der die einzelnen Schaltungsteile durchlaufenden Signale bzw. Signalteile zu einem Tonausgangssignal, dadurch gekennzeichnet, daß für die Tieftonkomponenten und die Hochtonkomponenten jeweils wenigsten zwei abzweigende Schaltungsteile (33-36; 37-40; 41-44; 45-47) vorgesehen sind, die unwirksam schaltbar sind und von denen der wenigstens eine der Tieftonkomponenten bzw. Hochtonkomponenten in unveränderter Phasenlage und der wenigstens eine zweite die Tieftonkomponenten bzw. Hochtonkomponenten in Gegenphase an den Mischschaltungsteil liefert, so daß, je nachdem, von welchem abzweigenden Schaltungsteil eine Tieftonkomponente oder Hochtonkomponente an den Mischschaltungsteil gelangt, die entsprechende Tonkomponente des Toneingangssignals verstärkt oder abgeschwächt wird.

2. Klangreglerschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

- eine erste Schaltungsstufe (37 bis 40), die die Tieftonkomponente des Toneingangssignals abschwächt,
- eine zweite Schaltungsstufe (33 bis 36), die die Hochtonkomponente des Toneingangssignals abschwächt,
- eine dritte Schaltungsstufe (45 bis 48), die die Tieftonkomponente des Toneingangssignals anhebt,
- eine vierte Schaltungsstufe (41 bis 44), die die Hochtonkomponente des Toneingangssignals anhebt und
- eine fünfte Schaltungsstufe, die verhindert, daß die im mittleren Frequenzbereich liegenden Signalkomponenten zur ersten bis vierten Schaltungsstufe gelangen.

3. Klangreglerschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltungsstufe (37 bis 40) ein abschwächendes Tiefpaßfilter, die zweite Schaltungsstufe (33 bis 36) ein abschwächendes Hochpaßfilter, die dritte Schaltungsstufe (45 bis 48) ein anhebendes Tiefpaßfilter und die vierte Schaltungsstufe (41 bis 44) ein anhebendes Hochpaßfilter umfaßt.

4. Klangreglerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Operationsverstärker (29), der zur Klangregelung mit der ersten bis vierten Schaltungsstufe verbunden ist.

5. Klangreglerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Klangregelschaltungsteil (27 bis 54), der den Signalpegel der Tiefpaß- und/oder Hochpaßkomponente des Toneingangssignals zur Klangregelung regelt und durch eine Umgehungsleitung (Schaltungsteil A ), die mit dem Klangregelungsschaltungsteil verbunden ist und verhindert, daß die im mittleren Frequenzbereich liegenden Komponenten des Toneingangssignals zum Klangregelschaltungsteil gelangen.

6. Klangreglerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgehungsleitung (Schaltungsteil A ) eine Quelle (26) für das Toneingangssignal mit dem Operationsverstärker (29) verbindet.