DE3111605A1

DE3111605A1 - Verstaerkungsregelschaltung

Info

Publication number: DE3111605A1
Application number: DE19813111605
Authority: DE
Inventors: Kenzo Akagiri; Masayuki Yokohama Kanagawa Katakura
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1980-03-24
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1982-03-25
Also published as: FR2478904A1; US4422049A; JPS56134811A; GB2073977B; FR2478904B1; CA1171144A; US4521738A; GB2073977A

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH /0-8000 MO NCH EN 22

Dipi.-1ng. K. GUNSCHMANN _r Steinsdorfstraße 10

Dr.rer.nat. W. KÖRBER & ^ ⁽⁰⁸⁹⁾ *²⁹⁶⁶⁸*

Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS
PATENTANWÄLTE

24. März 1981

SONY CORPORATION

7-35, Kitashinagawa fi-chome

Shinagawa-ku

Tokyo / JAPAN

VERSTÄRKUNGSREGELSCHALTUNG

Die Erfindung betrifft allgemein eine Verstärkungsregelschaltung und insbesondere sog. AGC-Schaltungen (AGC: Automatic Gain Control) mit zweckmäßiger Verwendbarkeit bei Kompressoren oder Dehnern von Rauschverringerungs- bzw. -Unterdrückungsschaltungen.

Verstärkungsregelschaltungen sind bekannt bei denen die Verstärkung bzw. der Verstärkungsfaktor eines Verstärkers veränderbaren Verstärkungsfaktors automatisch durch ein Verstärkungsregelsignal zum Verringern oder Erhöhen des Verstärkungsfaktors gesteuert wird bei einer Zunahme bzw. einer Abnahme des Pegels eines Eingangssignals, das dem Verstärker zugeführt ist. Bei bestehenden AGC-Schaltungen dieser Art erfaßt ein Detektor das Ausgangssignal von dem Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors und gibt ein Detektorausgangssignal ab, das über eine zweistufige RC-Schaltung zu einem Steueranschluß des Verstärkers gekoppelt wird. Die zweistufige RC-Schaltung enthält einen ersten Widerstand und einen ersten Kondensator, die zwischen dem Detektor-

ausgang und Masse bzw. Erde parallel geschaltet sind, eine Diode und einen zweiten Widerstand, die zwischen der Ausgangsseite des ersten Kondensators und dem Steueranschluß des Verstärkers veränderbaren Verstärkungsfaktors parallel geschaltet sind,und einen zweiten Kondensator, der zwischen diesem Steueranschluß und Masse bzw. Erde angeschlossen ist. Im Betrieb der vorstehenden Verstärkungsregelschaltung werden im Fall deren· Freiwerdebetriebsart, als Beispiel, wenn das Eingangssignal zum Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors sich plötzlich von einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel ändert, der erste und der zweite Kondensator, die zuvor durch das relativ hohe Ausgangssignal des Detektors aufgeladen worden sind, sequentiell über den ersten und den zweiten Widerstand abhängig von der Verringerung des Detektorausgangssignals entladen. Insbesondere wird, wenn der Pegel des Eingangssignals zum Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors plötzlich abnimmt, das Steuersignal zum Verändern des Verstärkungsfaktors des Verstärkers lediglich leicht während einer Zeitperiode geändert und wird danach das Steuersignal schnell verringert zur Erhöhung des Verstärkungsfaktors des . Verstärkers und zum schnellen Wiederherstellen des Pegels dessen Ausgangssignals. In der Einschwingbetriebsart der erläuterten herkömmlichen Verstärkungsregelschaltungen, d.h., wenn der Pegel des Eingangssignals zum Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors schnell erhöht wird, ist es beabsichtigt, daß die Diode durch die Erhöhung des Detektorausgangssxgnals leitend gemacht wird, so daß der zweite Kondensator schnell aufgeladen wird zum in ähnlicher Weise Erhöhen des Steuersignals und dadurch Erreichen einer schnellen Einschwingzeit.

Jedoch wird eine derartige schnelle Einschwingzeit bei der herkömmlichen Verstärkungsregelschaltung nur erreicht, wenn das Eingangssignal plötzlich von einem wesentlichen Anfangspegel erhöht wird. Das heißt, wenn eine schnelle Erhöhung im Eingangssignal von einem niedrigen Pegel erfolgt, ist es sehr wahrscheinlich, daß die Ausgangsspannung von dem Detektor zu niedrig sein wird, um die Diode leitend zu machen (durchzuschalten),weshalb in einem solchen Fall der zweite Kondensator relativ langsam

über den zweiten Widerstand aufgeladen wird. Deshalb kann bei der erläuterten herkömmlichen Verstärkungsregelschafcung im Fall eines relativ niedrigpegeligen Eingangssignal die Einschwingzeit sehr langsam sein, wie bei wenigen 100 ms. Eine derartige langsame Einschwingzeit hat Überschwingungen im Ausgangssignal des Verstärkers veränderbaren Verstärkungsfaktors zur Folge, wodurch sich Beschränkungen bei den Anwendungen der erläuterten herkömmlichen Verstärkungsregelschaltung ergeben.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Verstärkungsregelschaltung anzugeben, die unter Vermeidung der erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten relativ einfachen Aufbau besitzt und kostengünstia herzustellen ist.

Insbesondere soll eine Verstärkungsregelschaltung angegeben werden, die in einem Kompressor oder einem Dehner (Expander) bei einer Rauschverrxngerungsschaltüng verwendbar ist.

Schließlich soll die Verstärkungsregelschaltung eine wesentliche Freiwerdezeit von beispielsweise etwa 10 ms und eine schnelle Einschwingzeit von beispielsweise etwa einigen 100 as besitzen, selbst dann, wenn das Eingangssignal niedrigen Pegel besitzt.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung enthält eine Verstärkungsregelschaltung einen Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Verstärkungsfaktors eines derartigen Verstärkers mit einem ersten und einem zweiten Detektor zum Erfassen des Ausgangssignals von dem Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors und zum Abgeben eines ersten bzw. eines zweiten Detektorausgangssignals, einem ersten und einem zweiten Kondensator, die durch das erste bzw. das zweite Detektorausgangssignal aufladbar sind^und einem ersten bzw. einem zweiten Widerstand, die zur Entladung des ersten bzw. zweiten Kondensators darüber angeschlossen sind, wobei die Ladung des ersten Kondensators dem Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors als Steuersignal dafür zuführbar ist und wobei der erste Widerstand zwischen dem ersten und dem zweiten

Kondensator angeschlossen ist, so daß die Differenz zwischen den Ladungen auf den Kondensatoren über den ersten Widerstand angelegt wird.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltbild einer herkömmlichen Verstärkungsregelschaltung ,

Fig. 2 eine Darstellung von zeitabhängigen Änderungen des Ausgangssignals der Verstärkungsregelschaltung gemäß Fig. 1 bei deren Freiwerdebetriebsart,

Fig. 3 ein Schaltbild, das zwar dem Fig. 1 ähnlich ist, jedoch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,

Fig. 4 ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei Einzelheiten von Detektorschaltungen dargestellt sind, die für die erfindungsgemäße Verstärkungsregelschaltung verwendbar sind,

Fig. 5 ein Schaltbild von Einzelheiten einer anderen Ausführungsform einer Detektorschaltung, die bei Verstärkungsregelschaltungen gemäß der Erfindung zweckmäßig verwendbar sind,

Fig. 6A bis 6C Signalverläufe, auf die bei der Erläuterung des Betriebs der Verstärkungsregelschaltung gemäß Fig. 3 Bezug genommen wird,

Fig. 7 eine Darstellung von Änderungen der Steuerspannung mit der Zeit in einer Verstärkungsregelschaltung gemäß der Erfindung, auf die bei der Erläuterung des Betriebes einer derartigen Schaltung Bezug genommen wird.

Zum besseren Verständnis der durch die Erfindung überwundenen Probleme wird zunächst auf eine herkömmliche Verstärkungsregelschaltung 10 Bezug genommen, die in Fig. 1 dargestellt ist, und die einen Eingangsanschluß 1 besitzt, von dem ein Eingangssignal einem Verstärker 2 veränderbaren Verstärkungsfaktors zugeführt wird, der einen Ausgangsanschluß 3 zur Abgabe des Verstärkersignals und einen Steueranschluß 4 zum Empfang eines Steuersignals von einer Steuerschaltung 5 durch das der Verstärkungsfaktors des Verstärkers 2 in geeigneter Weise veränderbar ist, hat.

Insbesondere bewirkt das Steuersignal von der Steuerschaltung 5 die Erhöhung oder Verringerung des Verstärkungöfaktors des Verstärkers 2 bei einer Verringerung bzw. Erhöhung im Pegel des Eingangssignals, das dem Anschluß 1 zugeführt ist. Bei der dargestellten Steuerschaltung 5 erfaßt ein Detektor 6 das Ausgangssignal vom Verstärker 2 und gibt ein Detektorausgangssignal ab, das über eine zweistufige RC-Schaltung zum Steueranschluß 4 gekoppelt wird. Eine derartige zweistufige RC-Schaltung enthält wie dargestellt einen ersten Widerstand 7 und einen ersten Kondensator 8, die zwischen dem Ausgang des Detektors 6 und Masse bzw. Erde parallel geschaltet sind, eine Diode 11 und einen zweiten Widerstand 12, die zwischen der Ausgangsseite des Kondensators 8, d.h. der Seite des letzteren, die mit dem Ausgang des Detektors 6 verbunden ist, und dem Steueranschluß 4 parallel geschaltet sind und einen zweiten Kondensator 13, der zwischen dem Steueranschluß und Masse bzw. Erde angeschlossen ist.

Beim Betrieb der herkömmlichen Verstärkungsregelschaltung 10 werden die Kondensatoren 8 und 13 durch das Ausgangssignal des Detektors 6 abhängig vom Ausgangssignal vom Verstärker 2 aufgeladen. Im Fall einer plötzlichen Änderung des dem Anschluß 1 zugeführten Eingangssignals von einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel, d.h. in der Freiwerdebetriebsart der Verstärkungsregelschaltung. 10 wird das Ausgangssignal des Detektors 6 verringert zum Signalisieren der Verringerung des Pegels des Ausgangssignals vom Verstärker 2 und werden die Kondensatoren 8 und 13 über die Widerstände 7 und 12 bei der Verringerung des Ausgangssignals des Detektors 6 entladen. Bei einer derartigen Entladung der Kondensatoren 8 und 13 wird jedoch zunächst der Kondensator 8 über den Widerstand 7 nach Masse entladen_/und wird der Kondensator 13 über den Widerstand 12 und den Widerstand 7 •nach Masse nur entladen, nachdem de: Kondensator 8 in einem vorgegebenen Ausmaß entladen worden ist. Es zeigt sich, daß bis der Kondensator 8 in diesem vorgegebenen Ausmaß entladen worden ist, die Anschlußspannung über dem Widerstand 12 niedrig ist und der Entladestrom vom Kondensator 13 über den Widerstand 12 entsprechend niedrig ist. Daher wird die Steuerspannung, die an den Steueranschluß 4 angelegt ist, lediglich leicht oder allmäh-

lich verringert, bis der Kondensator 8 bis unter das vorgegebene Ausmaß entladen worden ist, woraufhin der Kondensator 13 relativ schnell entladen wird, um in ähnlicher Weise das Steuersignal, das dem Anschluß 4 des Verstärkers 2 zugeführt ist, zu verringern. Daher wird beispielhaft und wie in Fig. 2 dargestellt, dann wenn der Pegel des Eingangssiqnals, das dem Anschluß 1 der herkömmlichen Verstärkungsregelschaltung 10 zugeführt wird, plötzlich zum Zeitpunkt t.. verringert wird, das Ausgangssignal vom Anschluß 3 lediglich leicht oder allmählich durch eine entsprechend leichte oder allmähliche Erhöhung im Verstärkungsfaktor des Verstärkers 2 wiederhergestellt, bis zum Zeitpunkt t₂, der eine vorgegebene Periode nach dem Zeitpunkt t.. ist, die Steuerspannung, die durch die Steuerschaltung 5 an den Anschluß 4 angelegt wird, plötzlich verringert wird zum schnellen Erhöhen des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 2 und dadurch in ähnlicher Weise schnellen Wiederherstellen des Ausgangssignals. Wenn eine einstufige RC-Schaltung zwischen dem Ausgang des Detektors 6 und dem Steueranschluß 4 anstelle der zweistufigen RC-Schaltung gemäß Fig. 1 verwendet wird, ändert sich der Pegel des Ausgangssignals vom Verstärker 2 exponentiell, wie das durch die Strichlinienkurve in Fig. 2 dargestellt ist_/ in der Freiwerdebetriebsart der Verstärkungsregelschaltung.

In der Einschwingbetriebsart der Verstärkungsregelschaltung 10 gemäß Fig. 1, d.h. wenn der Pegel des dem Anschluß 1 zugeführten Eingangssignals schnell erhöht wird, ist es beabsichtigt, daß die Diode 11 leitend qemacht wird durch die sich eraebende Erhöhung in der Ausgangsspannung des Detektors 6 mit dem Ergebnis, daß der Kondensator 13 über die leitende Diode 11 schnell aufgeladen wird, um eine entsprechende schnelle Erniedrigung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 2 zu bewirken, d.h. um eine schnelle Einschwingzeit zu erreichen. Wenn jedoch die schnelle Erhöhung im Pegel des Eingangssignals, das dem Anschluß 1 zugeführt ist, von einem niedrigen Anfangssignalpegel erfolgt, ist es wahrscheinlich, daß die sich ergebende Ausgangsspannung vom Detektor 6 nicht ausreichend hoch ist, um zu erreichen, daß die

Diode 11 leitend wird (durchschaltet). In einem solchen Fall kann der Kondensator 13 lediglich relativ langsam über den Widerstand 12 abhängig von der erhöhten Ausgangsspannung des Detektors 6 aufgeladen werden. Daher ist bei der herkömmlichen Verstärkungsregelschaltung gemäß Fig. 1 im Fall eines niederpegeligen Eingangssignals die Einschwingzeit relativ langsam, beispielsweise in der Größenordnung von einigen 100 ms, was zu Überschwingungen im Ausgangssignal führen kann, wodurch die möglichen Anwendungsfälle der erläuterten herkömmlichen Schaltung 10 begrenzt sind, insbesondere bezüglich der Verwendbarkeit in einem Kompressor oder Dehner bei einer Rauschverringerungsschaltung .

Fig. 3 zeigt nun eine Verstärkungsregelschaltung 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei diejenigen Bauelemente, die den anhand Fig. 1 erläuterten entsprechen, gleiche Bezugszeichen besitzen. Der Verstärker 2 veränderbaren Verstärkungsfaktors einer derartigen Verstärkungsregelschaltung 20 kann ein sog. VCA (spannungsgesteuerter Verstärker) oder jede andere an sich bekannte Verstärkungsschaltung sein, die nicht im einzelnen erläutert werden muß und deren Verstärkungsfaktor abhängig von der Spannung eines Steuersignals Vc veränderbar ist, das dem Steueranschluß 4 von einer Steuerschaltung 15 zugeführt wird. Wenn die Verstärkungsregelschaltung 20 als AGC-Schaltung oder als Kompressor in einem Rauschverringerungssystem verwendet wird, ist der Verstärker 2 zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß dessen Verstärkungsfaktor G zur Steuerspannung Vc in Beziehung steht, die durch Gleichrichten und Glätten des Ausgangssignals vom Anschluß 3 abhängig von der folgenden Gleichung:

—\7r·

G = k/Vc oder G = Ke

erhalten wird. Daher wird eine Verst.ärkungsfaktorregelung oder Signalkompressionsfunktion erhalten, wobei der Verstärkungsfaktor G bei einer Zunahme oder Abnahme im Pegel des dem Eingangsanschluß 1 zugeführten Signals verringert bzw. erhöht wird.

Bei der Steuerschaltung 15 gemäß der Erfindung wird wie in Fig. dargestellt, das Ausgangssignal vom Anschluß 3 der Verstärkungsregel schaltung 20 durch einen ersten und einen zweiten Detektor 21 bzw. 22 (eine erste bzw. eine zweite Detektorschaltung) erfaßt. Die Steuerschaltung 15 enthält wie dargestellt weiter einen ersten und einen zweiten Kondensator 23 und 24 und einen ersten und einen zweiten Widerstand 25 bzw. 26. Insbesondere ist das Ausgangssignal vom ersten Detektor 21 wie dargestellt über einen zusätzlichen Widerstand 27 zum Steueranschluß 4 des Verstärkers 2 gekoppelt und ist der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 27 und dem Steueranschluß '4 mit einer Seite des Kondensators 23 verbunden, dessen andere Seite mit Masse bzw. Erde verbunden ist. Der erste Widerstand 25 ist parallel zum Kondensator 23 zum Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 27 und dem Anschluß 4 geschaltet, so daß der erste Kondensator 23 durch das Ausgangssignal der ersten Detektorschaltung 21 aufgeladen wird und über einen ersten Widerstand 25 entladen wird und so daß weiter die Ladung des ersten Kondensators 23 die Steuerspannung oder dasSignal Vc bildet, das dem Anschluß 4 zur Bestimmung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 2 zugeführt wird. Eine Seite des zweiten Kondensators 24 ist mit dem Ausgang des zweiten Detektors 22 verbunden, während die andere Seite des Kondensators 24 mit Masse bzw. Erde verbunden ist, derart, daß der Kondensator 24 durch das Ausgangssignal des zweiten Detektors aufladbar ist. Der zweite Widerstand 26 ist parallel zum zweiten Kondensator 24 geschaltot, so daß letzterer nach Masse bzw, Erde über den zweiten Widerstand 26 entladen werden kann.

Der erste Kondensator 23 und der erste Widerstand 25 arbeiten als erste Glättungsschaltung zum Glätten des Ausgangssignals des ersten Detektors 21 und das Ausgangssignal dieser ersten Glättungsschaltung , das auf der Seite des Kondensators 23 erhalten wird, der mit dem ersten Detektor 21 verbunden ist, d.h. die nicht an Masse liegende oder Ausgangsseite des Kondensators 23 ist mit dem Steueranschluß 4 verbunden. In ähnlicher Weise bilden der zweite Kondensator 24 und der zweite Widerstand 26

eine zweite Glättungsschaltung zum Glätten des Ausgangssignals des zweiten Detektors 22 und ist der Ausgang dieser zweiten Glättungsschaltungjder an der nicht an Masse liegenden oder Ausgangsseite des zweiten Kondensators 24 erhalten ist, mit dem Ende

ist

des ersten Widerstands 25 verbunden, der von dessen Ende entfernt ist, das mit dem Kondensator 23 verbunden ist. Das heißt, der erste Widerstand 25 ist zwischen den Ausgangsseiten der Kondensatoren 23 und 24 angeschlossen, die mit den Ausgängen der jeweiligen Detektoren 21 bzw. 22 verbunden sind. Aufgrund-dessen wird die Entladezeitkonstante des ersten Kondensators 23 abhängig vom Ausgangssignal des zweiten Detektors 22 verändert.

Wenn erwünscht ist, das Auftreten eines großen Transienten- oder ÜbergangsStroms durch den Detektor 22 zu vermeiden, kann ein (nicht dargestellter) Widerstand zwischen dem Ausgang des Detektors 22 und dem Verbindungspunkt dee Kondensators 24 und des Widerstands 26 angeschlossen werden, ähnlich dem Widerstand 27, der zwischen dem Ausgang des Detektors 21 und dem Verbindungspunkt des Kondensators 23 und des Widerstands 25 angeschlossen ist.

Die Detektoren 21 und 22 sind vorzugsweise aktive Detektoren. Beispielsweise können die Detektoren 21 und 22 der Steuerschaltung .15 gemäß Fig. 3 in ähnlicher Weise wie der erste und der zweite Detektor 31 und 32 gemäß Fig. 4 aufgebaut sein. Insbesondere enthält jeder der aktiven Detektoren 31 und 32 gemäß Fig.4 einen Operationsverstärker 33 mit einem positiven Eingang (nichtinvertierender Eingang), der zum Empfang des Ausgangssignals von dem Verstärker 2 veränderbaren Verstärkungsfaktors angeschlossen ist, einen negativen Eingang und einen Ausgang des Operationsverstärkers 33, eine Diode 34, die mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 33 verbunden ist_x und eine Gegenkopplungsstrecke vom Ausgang der Diode 34 zum negativen Eingang (invertierender Eingang) des Operationsverstärkers 33. Weiter kann wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 dargestellt, die Steuerschaltung 15 vorteilhaft einen Pufferverstärker 35 aufweisen, der zwischen dem Ausgang des Detektors 32 und dem ersten Widerstand 35 angeschlossen ist.

Gemäß Fig. 5 enthält ein Detektor 41 mit Vollwellengleichrichterbauart, der vorteilhaft für jeden der Detektoren 21, 22 gemäß Fig. 3 oder anstelle jedes Detektors 31, 32 gemäß Fig. 4 verwendet werden kann, einen Operationsverstärker 43 und eine Diode 44, die miteinander in der gleichen Weise verbunden

sind, wie der Operationsverstärker 33 und die Diode 34 gemäß Fig. 4, wobei der positive Eingang des Operatxonsverstärkers 43 mit einem Anschluß 42 verbunden ist, der das Ausgangssignal von einem Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors, beispielsweise dem Verstärker 2 cremäß Fiq. 3 oder 4 empfänat.Das dem Anschluß 42 von einem Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors zugeführte Ausgangssignal wird auch über einen Inverter

45 einem positiven Eingang eines weiteren Operationsverstärkers

46 zugeführt, wobei eine Diode 47 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 46 verbunden ist, deren Ausgangssignal wiederum als Gegenkopplungssignal einem negativen Eingang des Operationsverstärkers 46 zugeführt wird. Die Ausgänge der Dioden 44 und 47 sind weiter wie dargestellt gemeinsam mit einem Anschluß 48 verbunden, der entweder über den Widerstand 27 mit der nicht an Masse liegenden Seite des Kondensators 23 oder mit der nicht an Masse liegenden Seite des Kondensators 24 verbunden ist, wie das in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist.

Beim Betrieb einer Verstärkungsregelschaltung 20 gemäß der Erfindung werden die Kondensatoren 23 und 24 durch die Ausgangssignale der Detektoren 21 bzw. 22 oder 31 bzw. 32 abhängig vom Ausgangssignal vom Verstärker 2 aufgeladen. Im Fall einer plötzlichen Änderung eines Eingangssignals, das dem Anschluß 1 zugeführt ist, beispielsweise von einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel, d.h. in der Freiwerdebetriebsart der Verstärkungsregelschaltung 20 werden die Ausgangssignale der Detektoren 21 und 22 oder 31 und 32 verringert zur Signalisierung bzw, Weitergabe der Verringerung des Pegels des Ausgangssignals vom Verstärker 2 und werden die Kondensatoren 23 und 24 über die Widerstände 25 und 26 bzw. den Widerstand 26 entladen. Jedoch wird bei einer derartigen Entladung der Kondensatoren 23 und 24 der

erste Kondensator 23 über den ersten Widerstand 25 und den zweiten Widerstand 26 lediglich nach einer wesentlichen Entladung des zweiten Kondensators 24 über den zweiten Widerstand 26 entladen. Das vorstehende beruht darauf, daß die Spannung oder Ladung am zweiten Kondensator 24 dem Ende des Widerstands 25 zugeführt wird, das über den Widerstand 26 mit Masse verbunden ist. Daher ist die Anschlußspannung über dem Widerstand 25 anfangs niedrig mit dem Ergebnis, daß der Entladestrom vom Kondensator 23 durch den Widerstand 25 anfänglich sehr niedrig ist, derart, daß eine geringe Abnahme in der Steuersignalspannung Vc verursacht wird, die vom Kondensator 23 an den Steueranschluß 4 angelegt wird. Jedoch wird mit fortschreitend entladenem Kondensator 24 die Anschlußspannung über dem Widerstand 25 erhöht zum entsprechenden Erhöhen des Entladestroms vom Kondensator 23 und zum damit schnellen Verringern der Steuerspannung Vc, die an den Anschluß 4 angelegt wird, und zum entsprechenden schnellen Erhöhen des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 2.

Wenn der Vollwellengleichrichter-Detektor 41 gemäß Fig. 5 für jeden der Detektoren 21 und 22 in Fig. 3 verwendet wird, ergeben sich die Ausgangssignale derartiger Detektoren 21 und 22 im wesentlichen so wie das durch die Strichlinienkurven in den Fig.6A bzw. 6B dargestellt ist und ergeben sich die Spannungen oder Ladungen an dem ersten und dem zweiten Kondensator 23 und 24 so, · wie das durch die Vollinienkurven in den Fig. 6A bzw. 6B dargestellt ist. In diesem Fall ist die Anschlußspannung über dem Widerstand 25 die Differenz zwischen den Spannungen, die durch die Vollinienkurven in den Fig. 6A und 6B wiedergegeben sind, und wird durch die in Fig. 6C dargestellte Kurve wiedergegeben. Aus Fig.7 ergibt sich, daß die in Vollinien dargestellte Kurve die Steuerspannung Vc wiedergibt, die von der Steuerschaltung 15 an den Anschluß 4 des Verstärkers 2 veränderbaren Verstärkungsfaktors angelegt wird, wenn ein Ton-Burst-Signal mit einer Trägerfrequenz von 100 Hz der Steuerschaltung 15 zugeführt wird und wenn die Zeitkonstante der RC-Parallelschaltung aus dem ersten Kondensator 23 und dem ersten Widerstand 25 100 ms und die Zeitkonstante der RC-Parallelschaltung aus dem zweiten Kondensator

24 und dem zweiten Widerstand 26 20 ms betragen. Die in Strichlinien in Fig. 7 dargestellte Kurve ist aus Bezugsgründen dargestellt und gibt die Steuerspannung wieder, die von der Steuerschaltung 15 für den Fall erhalten wird, daß der zweite Kondensator 25 und der zweite Widerstand 26 weggelassen sind.

Aus Fig. 7 ergibt sich, daß bei der Verstärkungsregelschaltung 20 gemäß der Erfindung die Steuersignal-Welligkeit außerordentlich klein ist, selbst wenn die Eingangssignalfrequenz so niedrig wie etwa 100 Hz ist, derart, daß es möglich ist, eine stetige Verstärkungsregelung zu erhalten, die frei von Signalverlauf sverzerrungen ist. Weiter kann die Freiwerdezeit relativ kurz sein, typischerweise in der Größenordnung von 100 ms, was vergleichbar ist mit derjenigen, die bei einer einstufigen RC-Schaltung erhalten wird.

Weiter laden in der Einschwingbetriebsart die Ausgangssignale der Detektoren 21 und 22 bzw. 31 und 32 die jeweiligen Kondensatoren 23 und 24 schnell auf, so daß die Einschwingzeit im wesentlichen durch die Zeitkonstante der Schaltung bestimmt wird, die den Widerstand 27 und den Kondensator 23 enthält, wobei diese Zeitkonstante in einfacher Weise sehr kurz, beispielsweise in der Größenordnung von 300 bis 500 μβ gemacht werden kann. Darüberhinaus werden in der Einschwingbetriebsart die Betriebscharakteristiken lediglich durch die RC-Schaltungselemente bestimmt, die dem ersten Detektor 21 bzw. 31 zugeordnet sind, so daß der Normalbetrieb in der Einschwingbetriebsart selbst dann sichergestellt werden kann, wenn ein niederpegeliges Signal dem Eingangsanschluß 1 zugeführt wird.

Wenn ein Pufferverstärker in der Verbindung des ersten Widerstands

25 mit dem zweiten Kondensator 24 verwendet wird, wie der Pufferverstärker 35 in Fig. 4, dient ein derartiger Pufferverstärker dazu, das Fließen des Entladestroms in den zweiten Kondensator 24 zu verhindern, der von dem ersten Kondensator 23 über den ersten Widerstand 25 fließt, w^nn die Ausgangsspannung des zweiten Kondensators 24 verringert worden ist. Daher verhindert der Puffer-

-13-

verstärker 35 eine unnötige Ausdehnung der Freiwerdezeit der Verstärkungsregelschaltung.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß es gemäß der Erfindung möglich ist, eine Verstärkungsregelschaltung anzugeben, die die eingangs erläuterten Nachteile herkömmlicher Verstärkungsregelschaltungen überwindet, wie die Erweiterung der Einschwingzeit und Begrenzungen bezüglich des Eingangssignalpegelbereiches. Weiter ist dargestellt worden, daß erfindungsgemäß ausgebildete Verstärkungsregelschaltungen im wesentlichen frei von Welligkeiten sind, selbst wenn ein Eingangssignal niedriger Frequenz zugeführt wird,und daß weiter eine derartige Verstärkungsregelschaltung in der Lage ist, eine Freiwerdezeit zu besitzen, die so kurz wie etwa 100 ms besitzt.

Selbstverständlich sind noch andere Ausführungsformen möglich.

wait

Leerseite

Claims

ANSPRÜCHE

( 1 .JVerstärkungsregelschf>ltung_/ mit

einem Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor mit einem Eingangs-, einem Ausgangs- und einem Steueranschluß und

einer Steuereinrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals, das dem Steueranschluß zum Steuern des Verstärkungsfaktors zuführbar ist, mit dem der Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors ein Eingangssignal verstärkt, das dem Einanschluß zugeführt ist, um ein Ausgangssignal am Ausgangsanschluß zu erreichen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung aufweist:

einen ersten und einen zweiten Detektor (21, 22; 31, 32; 41) zum Erfassen des Ausgangssignals vom Verstärker (2) und zum Erzeugen eines ersten bzw. eines zweiten Detektorausgangssignals,

einen ersten bzw. einen zweiten Kondensator (23, 24), die an einer Seite mit dem ersten bzw. dem zweiten Detektor (21, 22; 31, 32; 41) verbunden sind, derart, daß sie durch das erste bzw. das zweite Detektorausgangssignal aufladbar sind, wobei eine Seite des ersten Kondensators (23) mit dem Steueranschluß (4) des Verstärkers (2) veränderbarer Verstärkung verbunden ist, so daß die Ladung am ersten Kondensator (23) das Steuersignal bildet, .

einen ersten und einen zweiten Widerstand (25, 26), die mit dem ersten bzw. dem zweiten Kondensator (23, 24) verbunden sind für die Entladung des ersten bzw. des zweiten Kondensators (23, 24) über den ersten bzw. den zweiten Widerstand (25, 26)_yund

eine Einrichtung, die den ersten Widerstand (25) zwischen den jeweiligen ersten Seiten des ersten und des zweiten Kondensators (23, 24) anschließt.
2. Verstärkungsregelschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung,durch die der erste Kondensator (23) eine Entladezeitkonstante erhält, die größer ist als die Entladezeitkonstante des zweiten Kondensators (24).
3. Verstärkungsregelschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung, die den ersten Kondensator (23) mit einer längeren Entladezeitkonstante versieht, einen zusätzlichen Widerstand (27) enthält, der zwischen dem Ausgang des ersten Detektors (21, 31) und der einen Seite des ersten Kondensators (23) angeschlossen ist.
4. Verstärkungsregelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung,

die den ersten Widerstand (25) zwischen den jeweiligen einen Seiten des. ersten und zweiten Kondensators (23, 24) anschließt, einen Pufferverstärker (35) aufweist, der zwischen dem ersten Widerstand (25) und der einen Seite des zweiten Kondensators (24) angeschlossen ist (Fig. 4).
5. Verstärkungsregelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß erster und/oder zweiter Detektor (31, 32, 41) einen Operationsverstärker (33, 43) mit einem positiven Eingang, der zum Empfang des Ausgangssignals von dem Verstärker (2) veränderbarer Verstärkung angeschlossen ist, einem negativen Eingang und einem Ausgang, eine Diodeneinrichtung (34, 44) die mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (43, 44) verbunden ist und eine Rückkopplungsstrecke vom Ausgang der Diodeneinrichtung (34, 44) zum negativen Eingang des Operationsverstärkers (33,43) aufweist.
6. Verstärkungsregelschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß erster und/oder zweiter-Detektor (41) einen weiteren Operationsverstärker (46) mit positivem und negativem Eingang und Ausgang, einen Inverter (45)_;über den das Ausgangssignal vom Verstärker (2) veränderbarer Verstärkung dem positiven Eingang des weiteren Operationsverstärkers (46) zuführbar ist, eine weitere: Diodeneinrichtung (47), die mit dem Ausgang des weiteren Operationsverstärkers (46) verbunden ist_;und eine Rückkopplungsstrecke vom Ausgang der weiteren Diodeneinrichtung (47) zum negativen Eingang des weiteren Operationsverstärkers (46) aufweist, wobei der Ausgang der weiteren Diodeneinrichtung (47) parallel zum Ausgang der ersteren Diodeneinrichtung (44) geschaltet ist, um den jeweiligen Detektorausgang (48) zu bilden (Fig. 5).
7. Verstärkungsregelschaltung, mit

einem Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors mit Eingangs-, Ausgangs- und Steueranschluß und einer Steuereinrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals, das dem Steueranschluß zum Steuern des Verstärkungsfaktors zuführbar ist, mit dem der Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors ein dem Eingangsanschluß zugeführtes Eingangssignal verstärkt, um ein Ausgangssignal am Ausgangsanschluß zu erreichen,

dadurch gekennzeichnet,,
daß die Steuereinrichtung aufweist:

einen ersten und einen zweiten Detektor (21, 22; 31, 32; 41) zum Erfassen des Ausgangssignals vom Verstärker (2) und Erzeugen eines ersten bzw. eines zweiten Detektorausgangssignals,

eine erste Glättungsschaltung zum Glätten des ersten Detektorausgangssignals mit einem ersten Kondensator und einem ersten Widerstand, wobei das Ausgangssignal der ersten Glättungsschaltung dem Steueranschluß als Steuersignal zuführbar ist_/ und

eine zweite Glättungsschaltung zum Glätten des zweiten Detektorausgangssignals mit einem zweiten Kondensator und einem zweiten Widerstand, wobei das Ausgangssignal der zweiten Glättungsschaltung dem einen Ende des ersten Widerstands zuführbar ist, so daß die Entladezeitkonstante des ersten Kondensators abhängig vom zweiten Detektorausgangssignals veränderbar ist.
8. Verstärkungsregelschaltung nach Anspruch 7 , gekennzeichnet durch eine Einrichtung, durch die der erste Kondensator eine Entladezeitkonstante erhält, die größer ist als die Entladezeitkonstante des zweiten Kondensators.
9. Verstärkunasreaelschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die den ersten Kondensator mit der längeren Entladezeitkonstante versehene Einrichtung f?inen weiteren Widerstand aufweist, der zwischen dem Ausgang des ersten Detektors und der einen Seite des ersten Kondensators angeschlossen ist.
10. Verstärkungsregelschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch einen Pufferverstärker zwischen dem einen Ende des ersten Widerstands und dem zweiten Kondensator.
11. Verstärkungsregelschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

daß erster und/oder zweiter Detektor einen Operationsverstärker mit positivem Eingang, der zum Empfang des Ausgangssignals von dem Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors angeschlossen ist, negativem Eingang und einem Ausgang, eine Diodeneinrichtung, die mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist, und eine Gegenkopplungsstrecke vom Ausgang der Diodeneinrichtung zum negativen Eingang des Operationsverstärkers aufweist.
12. Verstärkungsregelschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

daß erster und/oder zweiter Detektor einen weiteren Operationsverstärker mit positivem und negativem Eingang und einem Ausgang, einen Inverter, über den das Ausgangssignal von dem Verstärker veränderbaren Verstärkungsfaktors dem positiven Eingang des weiteren Operationsverstärker zuführbar ist, eine weitere Diodeneinrichtung, die mit dem Ausgang des weiteren Operationsverstärkers verbunden ist,und eine Gegenkopplungsstrecke von dem Ausgang der weiteren Diodeneinrichtung zum negativen Eingang des weiteren Operationsverstärkers aufweist, wobei der Ausgang der weiteren Diodeneinrichtung parallel zum Ausgang der ersteren Diodeneinrichtung zur Bildung des jeweiligen Detektorausgangs geschaltet ist.