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Es sind Verstärker mit einem oder mehreren in Abhängigkeit vom Eingangs-
oder Ausgangssignal des Verstärkers gesteuerten Stellgliedern zur Dynamikregelung
bekannt. Zum Beispiel ist in der Siemens-Zeitschrift, 1965, H. 8, S. 912 bis 916,
ein derartiger Verstärker beschrieben, der aus einem eigentlichen Verstärker und
einem diesem vorgeschalteten Dämpfungsglied besteht. Dieses Dämpfungsglied enthält
Dioden, die zwischen die Signalwege geschaltet sind und an die eine veränderbare
Gleichspannung angelegt wird. Diese Gleichspannung wird bei Rückwärtsregelung dem
Ausgang des Verstärkers selbst oder bei Vorwärtsregelung einem an den Eingang des
Dämpfungsgliedes angeschlossenen Verstärkers entnommen. Durch die Größe dieser Gleichspannung
bzw. des durch die Dioden fließenden Stromes wird deren differentieller Widerstand
beeinflußt und damit eine durch das Verhältnis der Vorwiderstände zu dem jeweiligen
Diodenwiderstand bestimmte Dämpfung des Signals erreicht. Derartige Verstärker weisen
insbesondere den Nachteil nichtlinearer Verzerrungen auf. Diese Verzerrungen können
zwar dadurch vermindert werden, daß der Verstärker nur mit kleinen Amplituden angesteuert
wird. Dadurch wird aber der Störabstand, d. h. das Verhältnis zwischen Nutzsignal
und Rauschen, verkleinert. In den bekannten Schaltungen sind die Dioden in Brücken
geschaltet, damit der Signalkreis und der Gleichstromsteuerkreis für die Dioden
entkoppelt sind. Der Brückenabgleich ist sehr kritisch und kann sich insbesondere
infolge von Temperaturänderungen während des Betriebs ändern.
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Es wurde auch schon vorgeschlagen, in den Signalkreis Photowiderstände
zu schalten, die von Glühlampen oder Lumineszenzdioden, welche im Ausgangskreis
des Verstärkers liegen, gesteuert werden. Eine solche Schaltung verarbeitet zwar
auch große Eingangssignale mit geringen nichtlinearen Verzerrungen, ferner ist der
Frequenzgang günstig, auch sind Steuerkreis und Signalkreis entkoppelt. Nachteilig
ist jedoch, daß die Photowiderstände Hystereseeigenschaften aufweisen, nicht ausreichend
trägheitsfrei und stark temperaturabhängig sind. Das Gesamtelement, Glühlampe oder
Lumineszenzdiode und Photowiderstand, weist in seinen technischen Daten starke Streuungen
auf, so daß die Schaltungsdimensionierung schwierig ist. Außerdem ist die Lebensdauer
von Glühlampen im Vergleich zu Halbleitern kurz, so daß die Schaltung auch störanfällig
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
zu schaffen, bei der die Nachteile der bekannten Schaltungen vermieden sind. Erfindungsgemäß
wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stellglieder magnetfeldabhängige Widerstände
enthalten, die in Feldern von Spulen angeord. net sind, die von einem vom Eingangs-
oder AUsgangssignal abgeleiteten Strom durchflossen sind.
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Als Stellglieder kommen je nach den Anforderungen, die einem Verstärker
hinsichtlich des Regelbereichs, der Verzerrungsfreiheit und der Temperaturstabilität
gestellt werden, verschiedene Möglichkeiten in Betracht. In einer vorteilhaften
Schaltung liegen die magnetfeldabhängigen Widerstände in einem Gegenkopplungszweig
des Verstärkers. Beispielsweise können sie als nicht überbrückte Emitterwiderstände
von Verstärkertransistoren geschaltet sein. Für geringe Anforderungen können die
magnetfeldabhängigen Widerstände ein oder mehrere Potentiometer bilden, die in den
Signalweg geschaltet sind. Eine hohe Verstärkungsänderung kann erreicht werden,
wenn die magnetfeldabhängigen Widerstände die Widerstände einer Brücke bilden, die
in den Signalweg geschaltet ist.
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An Hand der Zeichnung, in der als Ausführungsbeispiel die Schaltungsanordnung
eines Verstärkers mit einer im Signalweg liegenden Brücke dargestellt ist, werde
im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen näher beschrieben
und erläutert. -Mit 1 und 2 sind die Eingangsklemmen, mit 3 und 4 die Ausgangsklemmen
des Verstärkers bezeichnet. Das Eingangssignal gelangt von den Klemmen 1 und 2 über
den Widerstand 5 in eine Brükkenschaltung, die aus magnetfeldabhängigen Widerständen
F1 und F2 und ohmschen Widerständen 6, 7 und 8 gebildet wird, von denen der Widerstand
7 zum Abgleich der Brücke regelbar ist. Ein derartiger Brükkenabgleich ist nur in
Ausnahmefällen erforderlich, z. B. wenn der Regelbereich besonders groß sein soll.
Auch kann eine solche Abgleichmöglichkeit günstig sein, wenn anstatt der im Ausführungsbeispiel
verwendeten Rückwärtsregelung eine Vorwärtsregelung gewählt wird. An die Ausgangsdiagonale
der Brücke ist ein Verstärker 9 angeschlossen, dessen Ausgangssignal nicht nur an
die Ausgangsklemmen 3 und 4,
sondern auch an eine Gleichrichterschaltung
12 geliefert wird, in welcher eine der Signalamplitude entsprechende Gleichspannung
gewonnen wird. Der Gleichrichterschaltung 12 ist ein Ladekondensator C nachgeschaltet.
Mit dieser Gleichspannung- werden Spulen L1 und L2 gespeist, die auf jeweils einen
Kern K1 bzw. K2 angeordnet sind. In den Luftspalten dieser Kerne sind die magnetfeldabhängigen
Widerstände F1 bzw. F2 angeordnet. Auf jedem Kern ist noch jeweils eine weitere
Wicklung Li bzw. L2' angebracht, die von einem konstanten Strom, der über dig Klemmen
13 und 14 zugeführt wird, durchflossen ist. Diese Windungen dienen dazu, den Arbeitspunkt
der magnetfeldabhängigen Widerstände festzulegen. Den mit diesen Spulen erzeugten
konstanten Feldern sind die Felder der Spulen L1 und L2 überlagert, und zwar derart,
daß sich das Feld der einen Steuerspule zu dem konstanten Feld der zugehörigen Vormagnetisierungsspule
addiert und das Feld der anderen Steuerspule sich von dem der zugehörigen Vormagnetisierungsspule
subtrahiert. Im Falle einer Dynamikkompression ist bei kleinen Signalen, die nur
eine kleine Steuerspannung für die Brücke erzeugen, die Brücke so verstimmt, daß
das Eingangssignal nur wenig gedämpft wird. Mit zunehmender Signalamplitude wird
die Brücke infolge der Widerstandswertänderung der magnetfeldabhängigen Widerstände
in Richtung des Brückenabgleichs gesteuert, wodurch die Dämpfung -vergrößert wird.
In dem selten gewünschten Fall der Dynamikexpansion wird die Brücke mit zunehmender
Signalimplitude in Richtung des nicht abgeglichenen Zustandes gesteuert.
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Der Aufwand an Spulen in der Schaltung nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel
kann verringert werden, wenn man nur einen magnetfeldabhängigen Widerstand verwendet
und den anderen durch einen temperaturabhängigen Festwiderstand ersetzt. Dadurch
wird allerdings der Regelbereich verkleinert. Man kann dann den Widerstand
8 noch durch einen magnetfeldabhängigen Widerstand ersetzen und diesen Widerstand
zusammen mit dem Widerstand F,
in dem Feld einer einzigen Feldspule
unterbringen. Die Vormagnetisierungsspulen können dabei entfallen. Die restlichen
nicht steuerbaren Widerstände 6 und der an die Stelle des Widerstandes F2 tretende
Widerstand sollten aber für höhere Ansprüche, insbesondere für große Regelbereiche,
derart temperaturabhängig sein, daß der Temperaturgang der magnetfeldabhängigen
Widerstände- kompensiert wird. Es hat sich allerdings gezeigt, daß der Temperaturgang
der magnetfeldabhängigen Widerstände so gering ist, daß bei einer Schaltung mit
Rückwärtsregelung der Dynamik, wie es bei dem Ausführungsbeispiel der Fall ist,
auf eine Temperaturkompensation ganz verzichtet werden kann. Bei Vorwärtsregelung,
die selbstverständlich auch möglich ist, hat der Temperaturgang einen stärkeren
Einfluß.
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Manchmal ist es erwünscht, unterhalb eines bestimmten Signalpegels
die Dynamik nicht zu regeln. Es ist daher eine Zenerdiode 10 vorgesehen,
die von einem Schalter 11 überbrückt ist. Bei offnenem Schalter tritt die
Regelung erst bei einer die Zenerspannung überschreitenden Gleichspannung ein.
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Das Zeitverhalten der Regelung kann mit bekannten Mitteln, z. B. durch
Wahl des Ladekondensators C, verändert werden. Gegebenenfalls kann zwischen den
Ausgang des Verstärkers 9 und die Gleichrichterschaltung 12 ein weiterer Verstärker
geschaltet sein.
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Auch kann es günstig sein, die Gleichspannung aus dem Gleichrichter
12 nicht unmittelbar, sondern über einen Gleichstromverstärker den Feldspulen
zuzuführen, damit ein kleinerer Ladekondensator C größerer Genauigkeit gewählt werden
kann und die Regelung schneller wirksam wird.