-
Die Erfindung betrifft eine Differentialtonblende zur zweiseitigen
kontinuierlichen Klangfarbeneinstellung mit zwei Kondensatoren, die über ein gemeinsames
Potentiometer miteinander zusammenwirken und deren einer Bestandteil einen die höheren
Tonfrequenzen bevorzugenden, von einem Signaleingang zu einem Signalausgang verlaufenden
Zweig bildet.
-
Tonblenden sind entweder kontinuierlich oder stufenweise aussteuerbar.
Bei der stufenweisen Aussteuerung ergibt sich zwar eine Unabhängigkeit der Anhebung
und der Beschneidung der Höhen bzw. Bässe, da zwischen den Schaltelementen für die
Anhebung und denen für die Beschneidung keine erzwungene Beziehung besteht, jedoch
hat diese Aussteuerung den Nachteil, daß nur eine begrenzte Anzahl diskreter Einstellungen
möglich ist. Die kontinuierliche Aussteuerung hat zwar an sich den Vorteil unendlich
vieler Einstellungen, zur Erzielung eines geraden Frequenzganges ist jedoch eine
Kompensation erforderlich, die nicht für alle Einstellungspunkte erreicht werden
kann. Außerdem stehen Anhebung und Beschneidung in Beziehung zueinander, so daß
es beispielsweise nicht möglich ist, bei einer Frequenz eine Anhebung und gleichzeitig
bei einer anderen Frequenz eine Beschneidung zu erhalten.
-
Tonblenden mit einer derartigen kontinuierlichen Aussteuerung sind
beispielsweise aus P i t s c h, Lehrbuch der Funkempfangstechnik, Bd. 2, 1964, §§
378 bis 391, bekannt.
-
Aus der USA.-Patentschrift 3 059 190 ist ferner eine Tonblende für
die Verwendung in Verstärkern im Hörfunkfrequenzbereich bekannt, bei der eine kontinuierliche
manuelle Aussteuerung zur Anhebung und Beschneidung der Höhen und Bässe vorgesehen
ist. Auch bei dieser Anordnung ist die Steuerung der Höhen mit der der Bässe gekoppelt
(Höhenanhebung und Baßbeschneidung erfolgen gleichzeitig und umgekehrt); zur Erreichung
eines geraden Frequenzganges wird dabei eine Schaltung verwendet, bei der die beiden
Steuerungen gegenseitig kompensierend wirken. Eine solche Schaltung stellt einen
Kompromiß dar, dessen Erfolg von den Toleranzen der Bauteile abhängt. Die Schaltung
nach der genannten Patentschrift hat den weiteren Nachteil, daß bei bestimmten Frequenzen
die Signalamplitude über den normalen Wert hinaus verstärkt werden muß, wodurch
die Verzerrung erhöht und die mittlere Ausgangsleistung begrenzt wird.
-
Erfindungsgemäß werden die erwähnten Nachteile bei einer Differentialtonblende
der eingangs genannten Art dadurch vermieden, daß sowohl zur Aussteuerung der Bässe
als auch der Höhen Anhebung und Beschneidung unabhängig voneinander erfolgen. Vorzugsweise
wird zur Baßaussteuerung eine Differentialtonblende verwendet, bei der die beiden
Kondensatoren mit je einem Pol zusammen an dem den Signalausgang bildenden Schleifer
und mit jeweils dem anderen Pol an einem der beiden Festanschlüsse des Potentiometers
liegen, deren einer den Signaleingang bildet, und daß der Schleifer des Potentiometers
als Doppelschleifer ausgebildet ist, dessen Kontakte einen festen Abstand aufweisen
und in einer Mittelstellung je einen der Festanschlüsse berühren, die beide als
Kontaktschienen von verschwindendem Widerstand sowie einer dem Abstand der Schleiferkontakte
entsprechenden Länge ausgebildet sind. Zur Höhenaussteuerung wird vorzugsweise eine
Differentialtonblende verwendet, bei der die beiden Kondensatoren mit je einem Pol,
deren einer den Signaleingang bildet, an den beiden Festanschlüssen des Potentiometers
und jeweils mit dem anderen Pol an einem zugeordneten Nebenschlußwiderstand liegen,
daß ferner die den Kondensatoren abgewendeten Enden der Nebenschlußwiderstände an
dem den Signaleingang bildenden Schleifer des Potentiometers liegen und daß das
Potentiometer etwa in der Mitte zwischen den beiden Festanschlüssen eine Unterbrechung
aufweist, die größer ist als die Kontaktbreite des Schleifers, wobei in jeder Potentiometereinstellung
einer der beiden Kondensatoren abgeschaltet ist.
-
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß sie zwar die Einfachheit
und Wirtschaftlichkeit der Klangfarbenaussteuerung durch Potentiometer beibehält,
gleichzeitig aber die Vorteile der kontinuierlichen Aussteuerung mit dem bisher
nur durch stufenweise Steuerung erreichten flachen Frequenzgang kombiniert.
-
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Differentialtonblende ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungs- und Anwendungsbeispiele
im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Darin zeigt F i g. 1 ein Schaltbild einer passiven
Baßaussteuerungsanordnung, F i g. 2 ein Schaltbild einer aktiven Baßaussteuerungsanordnung
mit einer einzigen Stufe einer Tonblendenrückkopplung, F i g. 3 ein Schaltbild einer
passiven Höhenaussteuerungsanordnung, F i g. 4 ein Schaltbild einer aktiven Tonblendenanordnung
mit Baß- und Höhenrückkopplungssteuerung, F i g. 5 eine schematische Aufsicht auf
ein für die Baßaussteuerung der Kreise der F i g. 1, 2 und 4 verwendeten Potentiometer,
F i g. 5 a eine Aufsicht auf eine Abänderung der Anordnung nach F i g. 5, F i g.
6 ein schematisches Schaltbild einer kombinierten passiven Baß- und Höhenaussteuerung
und F i g. 7 ein schematisches Schaltbild eines Transistorverstärkers mit Tonblendenkreisen
nach den F i g. 1 und 3.
-
Gemäß F i g. 1 ist der Baßaussteuerkreis mit einem Audiosignal-Eingangsanschluß
10 und einem Audiosignal-Ausgangsanschluß 11 versehen. Feste Strombegrenzungswiderstände
12 und 13 sind an dem Eingangs- und Erdungsende der Anordnung vorgesehen, zwischen
denen ein allgemein mit 14 bezeichnetes Tonblendennetzwerk liegt. Das Netzwerk
14 enthält zwei Kondensatoren 15 und 16 in Reihe, die ungleich sein können,
jedoch gleich dargestellt sind, und einen Verbindungspunkt 17, der direkt mit dem
Ausgangsanschluß 11 verbunden ist. Über die Kondensatoren 15 und 16 ist ein neuartiges
Potentiometer geschaltet, das aus einem ersten Abschnitt 18 mit dem Widerstand Null,
einem sich daran anschließenden Widerstandsabschnitt 19 und einem weiteren, sich
daran anschließenden Abschnitt 20 mit dem Widerstand Null besteht. Alle Abschnitte
können gleiche Länge haben. Ein Doppelschleifer mit den Kontakten 21 und 22 ist
vorgesehen, die elektrisch durch die Leitung 23 verbunden sind und einen solchen
Abstand voneinander haben, daß sie in der Mittelstellung den Widerstandsabschnitt
19 überspreizen und vollständig auf den Abschnitten 18 und 20 ruhen.
-
Befinden sich die Kontakte 21 und 22 in der Mittelstellung,
so
sind die Kondensatoren 15 und 16 über den Kreis mit den Elementen 18, 21, 23, 22
und 20 und dem Punkt 17, der direkt mit der Leitung 23 verbunden ist, kurzgeschlossen.
Am Punkt 17 herrscht eine kleinere Spannung als am Anschluß 10, da durch die Widerstände
12 und 13 eine Spannungsteilung erfolgt. Der Kreis ist rein ohmisch und deshalb
die Tonblendeneinstellung flach.
-
Wenn die Kontakte 21 und 22 nach oben (gesehen in F i g. 1) bewegt
werden, bleibt der Kondensator 15 kurzgeschlossen, jedoch werden, gesehen vom Punkt
17, der Widerstandsabschnitt 19 und der Kondensator 16 in Reihe mit dem Widerstand
13 geschaltet. Wenn sich die Kontakte 21 und 22 nach unten bewegen, wird der Kondensator
16 kurzgeschlossen, und der Kondensator 15 und der Widerstand 19 werden in Reihe
mit dem Widerstand 12 geschaltet. Demgemäß bringt eine Aufwärtsbewegung der Kontakte
21 und 22
die Impedanz in den Nebenanschlußweg, woraus sich eine Baßanhebung
ergibt, da diese Wirkung die Impedanz zwischen dem Punkt 17 und Erde erhöht, während
eine Abwärtsbewegung der Schleiferkontakte 21 und 22 den Kondensator 16 kurzschließt
und eine Impedanz in den direkten Signalweg einführt, während der Nebenschlußweg
unverändert gelassen wird, was zu einer Baßbeschneidung führt.
-
Bei der Anordnung nach F i g. 2 ist eine Triode 30 mit einer Anode
31, einem Gitter 32 und einer geerdeten Kathode 33 vorgesehen. Eine Anodenlast 34
ist zwischen den Anschluß B -L. und die Anode 31 geschaltet. Eine Tonblende
14, die genau wie in F i g. 1, jedoch gegebenenfalls mit anderen Kreiswerten ausgebildet
ist, ist zwischen die Anode 31 und den Signaleingangsanschluß 10 geschaltet.
Das Eingangssignal für das Gitter 32 wird nun durch den Kondensator 16 und den Widerstandsabschnitt
19 gesteuert, während der Rückkopplungskreis durch den Kondensator 15 und
den Widerstandsabschnitt 19 gesteuert wird. Wird der Schleifer nach rechts bewegt
(F i g. 2), so wird das gesamte Rückkopplungssignal direkt an das Gitter 32 über
den Widerstand 12 angelegt, wobei der Kondensator 15 kurzgeschlossen wird. Das Rückkopplungssignal
tritt an dem Gitterableitwiderstand 35 auf. Der Eingangswiderstand 36 liegt im Kreis
mit wenigstens einem Teil des Widerstandsabschnitts 19 im Nebenschluß zu dem Kondensator
16, der zu dem Gitterableitwiderstand 35 führt, und somit wird das Signal am Gitter
32 verringert, d. h., es findet eine Baßbeschneidung statt. Wenn andererseits die
Kontakte nach links bewegt werden, werden der Widerstandsabschnitt 19 und
der Kondensator 15 im Nebenschluß dazu in den Rückkopplungsweg gebracht,
während der Gleichstromsignalweg die Widerstände 36 und 35 enthält und der Kondensator
16 überbrückt ist.
-
Daraus folgt, daß die gesamte Rückkopplung für alle Stellungen der
Kontakte auf einer Seite der Mittelstellung verfügbar ist und daß ein veränderbarer
Widerstand zwischen die Widerstände 35 und 36 eingeschaltet ist, während bei entgegengesetzter
Stellung der Kontakte die Widerstände 35 und 36 immer direkt in Reihe mit der dazwischengeschalteten
Impedanz Null liegen und der Rückkopplungsweg eine veränderbare Impedanz ist.
-
F i g. 3 zeigt eine passive Höhenaussteuerung. Ein Signal wird über
den Eingangsanschluß 40 zugeführt. Zwischen den Eingangsanschluß 40 und Erde
ist eine Tonblende mit einem Kondensator 43, einem Widerstand 44, einem Spalt 45,
einem Widerstand 46 und einem Kondensator 47 geschaltet. Der Schleifer
48 ist mit dem Ausgangsanschluß 49 verbunden und kann sich über die Widerstände
44 und 46 und den Spalt 45 bewegen, der die Mittelstellung bildet. Die Widerstände
50 a und 50 b sind zwischen den Anschluß 40, den Anschluß 49 und Erde
geschaltet, um zu jedem Zeitpunkt einen durchgeschalteten Kreis mit fester Dämpfung
zu vermitteln.
-
Wenn sich der Schleifer 48 am Spalt 45 befindet, ist
der Nebenschlußweg über die Tonblendenkondensatoren vollständig ausgeschaltet, und
der Frequenzgang des Kreises ist flach. Wenn der Schleifer 48 auf dem Widerstand
44 gleitet, sind der Widerstand 46 und der Kondensator 47 unwirksam, und der Kondensator
43 ergibt eine Höhenanhebung, indem die Dämpfung bei hohen Frequenzen weggenommen
wird. Wenn sich der Schleifer 48 auf dem Widerstand 46 befindet, sind der Widerstand
44 und der Kondensator 43 nicht wirksam, und der Kondensator 47 ergibt eine
Höhenbeschneidung, indem die Dämpfung bei hohen Frequenzen ansteigt.
-
F i g. 4 zeigt einen mehrstufigen Rückkopplungskreis mit einer Höhen-
und Baßaussteuerung. Der Kreis entspricht im wesentlichen dem der USA.-Patentschrift
3 059190, enthält jedoch den besonderen Tonsteuerkreis und die Potentiometer der
F i g. 1 bis 3.
-
Gemäß F i g. 4 wird das Eingangssignal dem Anschluß 10 zugeführt,
der direkt an das Steuergitter 53 der Triode 53 angeschlossen ist. Die Triode enthält
die Anode 54 und die Kathode 55, die in üblicher Weise mit einem Anodenlastwiderstand
56 und einem nichtüberbrückten Kathodenwiderstand 57 versehen sind. Die Anode 54
hat eine RC-Kopplung über den Reihenkondensator 58 und den Gitterableitwiderstand
59 zu dem Gitter 60 der zweiten Triode 61. Die Triode 61 enthält eine Anode
62 und eine Kathode 63, die in üblicher Weise mit einem Anodenlastwiderstand
64 und einem nichtüberbrückten Kathodenwiderstand 65 versehen sind.
-
Die Anode 62 ist mit der Kathode 55 über einen Tonblendenkreis 66
rückverbunden, die einen Baßaussteuerteil 67 und einen Höhenaussteuerteil
68 enthält, die den Kreisen der F i g. 1 und 3, jedoch in Rückkopplung entsprechen.
Demgemäß sind entsprechende Teile der F i g. 1 und 3 einerseits und der F i g. 4
andererseits mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Tonblendenkreis besteht wie
bei der USA.-Patentschrift 3 059190 in dem Rückkopplungsweg aus einem zweistufigen
Verstärker.
-
Es wird zuerst der Höhenaussteuerteil 68 betrachtet, dessen
Eingang im wesentlichen der Punkt 41 ist. Wenn sich der Schleifer 48 am Spalt 45
befindet, ist der Aussteuerteil 68 abgeschaltet, und das Rückkopplungssignal geht
über die Widerstände 42 und 57 nach Erde. Der Höhenfrequenzgang ist dann flach.
-
Wenn der Schleifer 48 den Widerstand 44 berührt, besteht ein frequenzempfindlicher
Nebenschlußweg über den Widerstand 42, der die Rückkopplung erhöht und zu einer
Höhenbeschneidung führt. Wenn der Schleifer 48 den Widerstand 46 berührt,
wird der Kathodenwiderstand 57 durch einen frequenzempfindlichen Weg nebengeschlossen,
was zu einer verringerten Rückkopplungsspannung an der Kathode 55 und damit zu einer
Höhenanhebung führt.
-
Der Eingang zu dem Baßaussteuerteil 67 liegt am Verbindungspunkt 17
zwischen den Kondensatoren
15 und 16. Wenn der Schleifer
die Abschnitte 20 und 18 mit dem Widerstand Null berührt, werden die Kondensatoren
15 und 16 kurzgeschlossen, und das Signal geht direkt zum Widerstand
13 in einer Richtung und durch den Rückkopplungswiderstand 42 in der anderen
Richtung. Eine Tonblendenwirkung ergibt sich aus der Änderung des Widerstandsabschnitts
19, der den Kondensator 15 in dem Rückkopplungsweg des Verstärkers nebenschließt
und somit eine veränderliche Höhenanhebung erzeugt, d. h. eine geringere Rückkopplung
bei niedrigen Frequenzen, wenn ein höherer Widerstand in den Kreis eingebracht wird.
Wenn sich andererseits der Kontakt 22 über den Widerstand 19 bewegt, wird der Kondensator
15 kurzgeschlossen, und eine veränderliche Impedanz wird in Reihe mit dem
Widerstand 13 eingebracht, wodurch sich eine veränderbare Höhenbeschneidung ergibt.
Im Falle der Beschneidung und Anhebung besteht jeweils nur eine Art der Aussteuerung
gleichzeitig und bei der Mittelstellung der Kontakte 21 und 22, d. h., wenn beide
auf den Abschnitten 18 bzw. 20 des Potentiometers mit dem Widerstand
Null liegen, sind beide Kondensatoren 15 und 16 kurzgeschlossen und der Frequenzgang
ist flach.
-
In F i g. 5 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Baßaussteuerpotentiometers
dargestellt, bei dem die Kontakte 21 und 22 für eine gleichzeitige
Drehung um denselben Betrag durch Drehung des Knopfes 70 angebracht sind. Die Länge
des Widerstandsabschnittes 19 ist wenigstens so groß wie die Längen der Abschnitte
18 und 20 mit dem Widerstand Null oder nahezu Null, und bei der Mittelstellung
des Knopfes 70 liegen beide Kontakte 21 und 22 auf den Abschnitten 18 bzw.
20. Der Knopf 70 kann somit 120° in Uhrzeigerrichtung oder 120° entgegen
der Uhrzeigerrichtung von seiner Mittelstellung bei der normalen Betätigung des
Potentiometers bewegt werden.
-
In F i g. 5 a, die der F i g. 5 analog ist, sind die Kontakte 21a
und 22a für eine Translationsbewegung angeordnet, und die Widerstandsabschnitte
18a, 19a und 20a sind gerade, wobei entsprechende Teile in den F i
g. 5 und 5 a durch Einfügung des Indexes a in F i g. 5 a unterschieden sind.
-
Gemäß F i g. 7 liegen Widerstände Ria und R1.1 zwischen einem Anschluß
107 mit negativer Spannung und Erde und wirken als Spannungsteiler, der die Vorspannung
für die Basiselektrode eines Transistors T1 festlegt. Ein Transistor T2 ist direkt
an seiner Basiselektrode mit dem Kollektor 101 des Transistors T1 verbunden, so
daß die Spannung am Kollektor 101 die Vorspannung des Transistors T2 mitbestimmt.
Da dieser Wert nicht passend zu sein braucht, ist ein RC-Gleichvorspannungskreis
B an dem Emitter des Transistors 72 vorgesehen, der die Erzeugung einer genauen
Gesamtvorspannung ermöglicht.
-
Ein Rückkopplungssignal für die Baßbeschneidung und Baßanhebung wird
von dem Kollektor 105 des Transistors T2 abgeleitet und dem Verbindungspunkt 17
zugeführt, was dem Zustand in F i g. 4 entspricht. Der Punkt 41 des Baßaussteuerungsteils
67 ist über den Widerstand R2 mit dem Emitter 102 des Transistors T1 verbunden.
Der Kondensator 16 und der Widerstand 13 steuern die Baßbeschneidung durch Erhöhung
der Dämpfung bei niedrigen Frequenzen. Der Kondensator 15 und der Widerstand R2
steuern die Baßanhebung durch Verringerung der Rückkopplung bei niedrigen Frequenzen.
-
Der Widerstand R8 erzeugt allein eine Gleichstromrückkopplung, da
er den Kollektor 105 des Transistors Z'2 an Wechselstromerde anlegt, die
durch den Kondensator C5 gebildet wird. Der Punkt 41 gibt ein Gleichstromsignal
an den Höhenaussteuerteil 68 ab, der den Kondensator 43, den Widerstand 44, den
Spalt 45, den Widerstand 46 und den Kondensator 47 in Reihenschaltung enthält.
Der Höhenaussteuerteil 68 steuert die Höhenbeschneidung und Höhenanhebung
im wesentlichen wie in F i g. 4, weshalb eine weitere Beschreibung unnötig ist,
mit Ausnahme des Hinweises, daß bei entsprechender Bewegung des Schleifers 48 der
Widerstand R3 und der Kondensator C3 bei der Höhenanhebung vorgesehen sind, bei
der die Rückkopplung bei hohen Frequenzen verringert wird, während der Widerstand
R2 und der Kondensator C4 für die Steuerung der Höhenbeschneidung vorgesehen sind,
bei der die Rückkopplung bei hohen Frequenzen vergrößert wird. Wenn sich der Schleifer
48 am Spalt 45 befindet, ist der gesamte Höhenaussteuerteil 68 abgeschaltet, und
ein Rückkopplungssignal geht von dem Punkt 41 über die Widerstände R2 und R3 zur
Wechselstromerde am Kondensator C5. Der Höhenfrequenzgang ist dann flach, und eine
feste Rückkopplung ist durch die relativen Werte von R2 und R3 gegeben, die als
Spannungsteiler wirken. Ist der Schleifer 48 auf den Widerstand 44 eingestellt,
so wird die Rückkopplung erhöht und die Höhenbeschneidung gesteuert; ist er auf
den Widerstand 46 eingestellt, so wird die Höhenanhebung gesteuert.
-
Die Anordnung der F i g. 6 ergibt eine vollständige passive Höhen-
und Baßaussteuerung und enthält im wesentlichen den passiven Höhenaussteuerkreis
der F i g. 3 und den dazu parallelgeschalteten passiven Baßaussteuerkreis der F
i g. 1 mit dem gemeinsamen Eingangsanschluß 40 und dem Ausgangsanschluß 49, wobei
der Schleifer 48 für die Höhenaussteuerung und die vom Schleifer 48 unabhängig
bewegbaren Kontakte 21 und 22 für die Baßaussteuerung verwendet werden. Sämtliche
Schleiferkontakte sind elektrisch miteinander und mit dem Ausgangsanschluß 49 verbunden.
Entsprechende Teile in den verschiedenen Figuren sind durch dieselben Bezugszeichen
angegeben, und der Betrieb entspricht dem vorher beschriebenen.