DE1077717B

DE1077717B - Sprachgesteuerte Gegensprechanlage

Info

Publication number: DE1077717B
Application number: DET12493A
Authority: DE
Inventors: Leslie Kearton Parker
Original assignee: Telephone Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Telephone Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1955-07-28
Filing date: 1956-07-26
Publication date: 1960-03-17
Also published as: GB839975A; US2964598A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf sprachgesteuerte Gegensprechanlagen mit an einer gemeinsamen Leitung angeschlossenen getrennten Sende- und Empfangszweigen, in denen je ein Verstärker und ein Dämpfungsglied mit steuerbaren Gleichrichtern eingeschaltet ist.

Bei bekannten Gegensprechanlagen sind die Sende- und Empfangszweige der einzelnen Stationen jeweils mittels eines Gabelübertragers an die Leitung angeschlossen. Dabei ist in jedem dieser Zweige ein Verstärker und ein sprachgesteuertes Dämpfungsglied vorgesehen. Die Dämpfungsglieder für den Sende- und für den Empfangszweig werden gegensinnig von einer Differentialbrücke gesteuert, die als Differentialgleichspannungsverstärker ausgebildet sein kann und auf den Pegelunterschied zwischen den Steuergleichspannungen anspricht, die vom Sende- und vom Empfangszweig abgeleitet werden. Bei solchen Anordnungen ist es bekannt, die Dämpfungsregelung an einem Punkt des Sende- bzw. Empfangszweiges vorzusehen, der einem relativ hohen Spannungspegel des Zweiges entspricht, d. h. an einem Punkt, der unmittelbar auf einen Verstärker folgt.

Bei Echo- bzw. Rückkopplungssperren in Fernsprechanlagen werden die Steuergleichspannungen zweckmäßig von gleichwertigen Punkten der beiden Zweige hinter den Dämpfungsgliedern abgenommen. Bei Gegensprechanlagen können dagegen die Steuerspannungen von nichtäquivalenten Punkten der beiden Zweige abgezweigt werden, um eine Seite gegenüber der anderen zu bevorzugen.

Eine derartige Anordnung läßt sich als Hochpegelschaltung bezeichnen, da die von der Sprachsteuerung abhängige Dämpfungsregelung an einem Punkt des Sprachsignalzweiges erfolgt, der sich bezüglich anderer Punkte bei durchgeschaltetem Zweig auf einem hohen Pegel befindet. Es ist aber auch bekannt, die wechselseitige Dämpfung der beiden Zweige jeweils von dem Verstärker, d. h. an Punkten niedrigen Pegels vorzunehmen.

Es sind Brückenschaltungen zur Steuerung von sprachbeeinflußten Einrichtungen, wie z. B. Sperrgliedern in Echo- und/oder Pfeifsperren, bekannt, bei denen als Röhren einer Kippschaltung gittergesteuerte Gasentladungsröhren verwendet werden, von denen je nach Überwiegen der einen oder anderen beeinflussenden Strom- oder Spannungsgröße die eine oder andere Röhre gelöscht ist. Weiterhin ist es bekannt, zum Sperren jeweils eines Zweiges Sperrelais vorzusehen. Diese Relais müssen mit sehr großer Ansprechgeschwindigkeit arbeiten, rufen dabei aber unerwünschte Umschaltvorgänge in den Sprechzweigen im Betrieb hervor, so daß sie den gestellten Anforderungen nicht gerecht werden.

Sprachgesteuerte Gegensprechanlage

Anmelder:

Telephone Manufacturing

Company Limited, London

ίο Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt, Hamburg 36, Neuer Wall 41

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 28. Juli 1955

Leslie Kearton Parker, Basingstoke, Hampshire

(Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden

Um diesen Nachteilen zu begegnen, ist es auch

^a5 bekanntgeworden, in den getrennten Sende- und Empfangszweigen mittels einer Differentialschaltung steuerbare Gleichrichterdämpfungsglieder vorzusehen.

Die Erfindung sieht eine weitere Verbesserung einer

derartigen Schaltung, bei der die Dämpfungsglieder durch eine Differentialbrücke gegensinnig geregelt werden, die mittels aus den Sprachspannungen in den beiden Zweigen abgeleiteter Gleichspannungen gesteuert ist, dadurch vor, daß die beiden Verstärker als Gegentaktverstärker für die Sprechströme und zugleich als Eintaktverstärker für die der Differentialbrücke zuzuführenden Steuergleichspannungen ausgebildet sind und daß das regelbare Dämpfungsglied jeweils am Eingang des Verstärkers angeordnet ist. Durch diese Anordnung werden nicht nur die bekannten Nachteile vermieden, sondern der Wirkungsgrad und die Schaltgeschwindigkeit von Gegensprechanlagen wesentlich erhöht. Diese Anordnung ist auch besonders vorteilhaft, weil gerade diese Schaltung eine gute Entkopplung zwischen dem Verstärkungsweg für die Steuergleichspannungen und dem für die Sprechspannungen ermöglicht. Es ist zwar an sich bekannt, bei Gegensprechanlagen Gegentaktverstärker vorzusehen, jedoch dienten diese nur zur Verstärkung der Sprechströme. Ferner sind Gegensprechanlagen bekannt, bei denen Sprechströme und Schaltsignale in ein und demselben Verstärker verstärkt werden. Diese Verstärker sind nicht als Gegentaktverstärker ausgebildet und bedingen daher leicht eine gegenseitige Be- . einflussung von Sprachsignalen und Schaltsignalen.

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Bei Gegensprechanlagen gemäß der Erfindung können zumindest in einem der Signalzweige Vorverstärker fortgelassen werden. Die empfangsseitige Dämpfungsregelung kann an einem Punkt von niederem Pegel in der Anschlußleitung zum Lautsprecher vorgenommen werden. Sendeseitig kann die sprachgesteuerte Dämpfungsregelung vor dem Sprachverstärker vorgenommen werden, wobei im Falle der Verwendung eines Vorverstärkers für das Mikrophon die Regelung vorzugsweise vor dem Hauptverstärker am Ausgang des Vorverstärkers erfolgt. Die Steuergleichspannung wird auf der Sendeseite von einem Punkt im Ausgangskreis des Vorverstärkers abgenommen, welcher nicht der Dämpfungsregelung unterworfen ist, so daß die übliche Zwischensprechmöglichkeit für die Sendeseite vorhanden ist.

Die Vorteile der bekannten, auch hier verwendeten sprachgesteuerten Dämpfungsregelung an einem Punkt niederen Pegels liegen im wesentlichen darin, daß die Röhren und Gleichrichter im Betrieb nicht so stark beansprucht werden, der Leistungsbedarf geringer wird, eine günstigere Wärmeabfuhr möglich ist und die gesamte Anordnung einen geringeren Umfang erhält.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen an verschiedenenBeispielen ausführlich beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Gegensprechanlage bekannter Art,

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines Teils einer Gegensprechanlage unter Verwendung eines Gegentaktverstärker in erfindungsgemäßer Weise für die gleichzeitige Verstärkung von Sprach- und Steuergleichspannungen,

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild eines Teils einer Gegensprechanlage, welches sich von Fig. 2 durch eine Kombination des Dämpfungsgliedes mit dem Gegentaktverstärkereingang unterscheidet,

Fig. 4 ein vollständiges schematisches Schaltbild einer Gegensprechanlage unter Verwendung der Verbesserungen gemäß Fig. 3,

Fig. S ein schematisches Schaltbild einer gegenüber Fig. 4 abgewandelten Gegensprechanlage,

Fig. 6 das Schaltbild einer Differentialbrücke bekannter Bauart,

Fig. 6 a ein vereinfachtes Schaltbild einer Differentialbrücke mit verbesserter Umschaltempfindlichkeit,

Fig. 6b ein erläuterndes Schaubild, welches den Einfluß der Schaltung gemäß Fig. 6 a auf den Verlauf der Schaltspannung zeigt,

Fig. 7 a ein Schaltschema eines Differentialgleichspannungsverstärkers mit selbsttätiger Verstärkungsregelung und

Fig. 7 b ein Diagramm zur Erläuterung der selbsttätigen Verstärkungsregelung gemäß Fig. 7 a.

In dem Blockschaltbild der Fig. 1, an Hand welcher eine Gegensprechanlage erläutert ist, von der die Erfindung ausgeht, sind der Sendezweig 1 und der Empfangszweig 2 mit zwei Gabelübertragern 3 und 4 zusammengeschaltet. Die Dämpfungsregelung wird durch steuerbare Dämpfungsglieder 12 und 13 an Punkten vorgenommen, deren Pegel niedriger ist als der maximale Spannungspegel in dem betreffenden Zweig, vorzugsweise an Punkten vor den Hauptverstärkern 14 und 15. Die Gleichspannungsschaltsignale zur Steuerung der Brücke 9, die ihrerseits die Dämpfungsglieder 12 und 13 gegensinnig regelt, können entweder von den Punkten Y₁ und Y₂ niederen Spannungspegels des Sende- bzw. Empfangszweiges mit Hilfe der Gleichrichter 16 und 17, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, abgeleitet werden, oder aber es werden diese Schaltsignale von Punkten Z₁ und Z₂ mit hohem Spannungspegel abgenommen. Die letztgenannte Schaltung würde für die Brücke 9 eine geringere Verstärkung erfordern. Falls es erforderlich ist, können an den Punkten A_P und Bp Spannungsvorverstärker verwendet werden. Bei Lautfernsprechanlagen würde der Gabelübertrager 3 einer akustischen Entkopplung entsprechen, die eine akustische Rückkopplung zwischen dem Mikrophon und dem Lautsprecher verhindert. Bei

ίο solchen Anlagen kann es im Gegensatz zu Anlagen ohne Lautsprecher erwünscht sein, eine unsymmetrische Schaltsteuerung vorzusehen, bei der der eine Zweig gegenüber dem anderen bevorzugt ist. Wenn in der Fig. 1 beispielsweise 1 den Sende- und 2 den Empfangszweig darstellt, hat der letztere unter sonst gleichwertigen Bedingungen im Ruhezustand der Anlage eine geringe Dämpfung und der Zweig 1 eine hohe Dämpfung. Damit der Sendezweig jederzeit für den Sprecher durchgeschaltet werden kann, der sich am benachbarten Leitungsende befindet, wird die Steuergleichspannung zu diesem Zwecke von einem Punkt, beispielsweise X, des Sendezweiges abgeleitet, welcher nicht der vom Dämpfungsglied 12 bewirkten Dämpfung unterworfen ist, und es kann dann auch bei A_P im Sendezweig ein Vorverstärker angeordnet werden. Auf der Empfangsseite kann die Steuergleichspannung von einem Punkt, beispielsweise Z₂, unmittelbar hinter dem Hauptverstärker 15 an Stelle des Punktes Y₂ abgeleitet werden, und es kann dann im Empfangszweig der Vorverstärker B_P fortgelassen werden.

Ein Teil eines Signalzweiges in einer sprachgesteuerten Gegensprechanlage ist zur Erläuterung der Erfindung schematisch in der Fig. 2 dargestellt. TR 5 ist ein Teil eines Gabelübertragers, beispielsweise des Gabelübertragers 4 der Fig. 1, welcher die von der Leitung kommenden Sprachsignale überträgt. Die Bezugszeichen 9,13 und 16 kennzeichnen Stromkreise, die den entsprechend bezeichneten Rechtecksymbolen der Fig. 1 entsprechen.

Unter der Annahme, daß die Anordnung in dem Empfangszweig einer Gegensprechanlage verwendet wird, liegt die ankommende Sprechspannung aus der Leitung an der Primärwicklung des Eingangstransformators TR5, dessen Sekundärwicklung über Widerstände R 25 und 2? 26 an die Steuergitter einer Gegentaktverstärkerstufe V 3 angeschlossen ist, welche dem Verstärker 15 der Fig. 1 entspricht. Die Steuergleichspannung wird von dem nicht dargestellten sendeseitigen Sprechzweig mit Hilfe des Gleichrichterkreises 16 abgezweigt. Der Kreis 16 enthält einen Gleichrichter MR1 und ist an eine Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Transformators TR5 angeschlossen. Dabei sind entsprechende Schaltmittel vorgesehen, die z. B. aus einer einseitig an Erde ange-

schlossenen Parallelschaltung aus Widerstand R 2 und Kondensator Cl bestehen, um für die Steuergleichspannung die erforderliche Zeitkonstante zu erzielen, mit der die Kontinuität der Sprache zwischen zwei Silben sichergestellt wird. Die Ausgänge der Gegentaktstufe sind an die Primärwicklung eines Ausgangstransformators TR6 angeschlossen, deren Mittelpunkt an eine der Eingangsklemmen der Brücke 9 gelegt ist. Die Ausgangsklemmen der Brücke sind mit A und B bezeichnet. Von diesen Klemmen werden die Gleichspannungssteuersignale den Dämpfungsgliedern zugeführt. Die Kathoden der Gegentaktstufe sind an zwei symmetrisch angeordnete Wicklungshälften einer weiteren Wicklung 20 dieses Transformators angeschlossen. Die beiden Wicklungshälften werden von einem Widerstand RV 3 überbrückt, dessen Mittel-

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anzapfung über eine Parallelschaltung aus Widerstand einer Gegensprechanlage anzusehen, von der in Fig. 2

i?24 und Kondensator ClO an Erde angeschlossen ist, der Empfangszweig dargestellt ist. In Fig. 3 ist mit

die zugleich auch für den nicht dargestellten Sende- dem Bezugszeichen 9 wiederum die in Fig. 2 gezeigte

verstärker verwendet wird. Eine Gegenkopplung von Brücke bezeichnet. Die Sprachspannungen werden dem beispielsweise 9 dl· wird zwischen der mittelangezapf- 5 Eingang der sendeseitigen Gegentaktverstärkerstufe

ten Primärwicklung des Ausgangstransformators TR 6 V2 über den Transformator Ti? 3 zugeführt. Die

und den beiden Wicklungshälften 20 erzeugt, um den Dämpfungsregelung wird unmittelbar am Sendezweig

Verstärkungsweg für die Steuergleichspannungen von an einem Punkt von relativ niedrigem Pegel dadurch

dem für die Sprachspannungen zu entkoppeln. Die vorgenommen, daß die beiden Ausgangsklemmen A verstärkten Sprachspannungen werden in bekannter io und B der Brücke an die Mittelanzapfung einer Se-

Weise an der Sekundärwicklung des Ausgangstransfor- kundärwicklung des Eingangstransformators Ti? 3

mators Ti?6 abgegriffen. bzw. an den Verbindungspunkt von zwei mit je einem

Die Regelung der Dämpfung des Empfangszweiges Widerstand i?^ bzw. R_n in Reihe liegenden Gleichwird an einem Punkt niederen Pegels, d. h. vor dem richtern MR 3 und Mi? 4 angeschlossen sind, welche Verstärker V3, mit Hilfe des symmetrischen Dämp- 15 Reihenschaltung der Sekundärwicklung parallel gefungsgliedes 13 vorgenommen, welches aus zwei schaltet ist. Bei entsprechender Polarität und Größe Gleichrichtern MR 5 und MR 6, zwei Widerständen der Steuergleichspannung ergibt sich für die Sekundäri?22 und i?23 und einer Hilfswicklung 21 des Trans-* wicklung des Transformators Ti? 3 durch die Gleichformators Ti?5 besteht. Die Gleichrichter sind je nach richter ein niederohmiger Widerstand, der praktisch Polarität der Steuergleichspannung an den Brücken- 20 einen Kurzschluß der Sekundärwicklung darstellt und klemmen A und B in Durchlaßrichtung oder in Sperr- die Sprachspannungen in einem Ausmaß dämpft, das richtung vorgespannt und steuern die Impedanz der von den Widerständen in dem Dämpfungskreis ab-Wicklung 21, wodurch die Dämpfung der Sprach- hängt. Die vom empfangenen Sprachsignal mit Hilfe spannungen am Eingang der Verstärkerstufe V 3 ge- des Gleichrichterkreises 17 abgeleitete Steuergleichändert wird. Der Gleichrichterkreis 16 zweigt eine 25 spannung wird über eine Widerstandsschaltung i? 10 Steuergleichspannung von einem Punkt des Sende- bis i?14 unmittelbar an die Steuergitter der Gegenzweiges ab, an dem die Sprachspannungen nur wenig taktverstärkerstufe gelegt, um die erforderliche algegedämpft sind, z. B. von einer Stelle, die dem Punkt X braische Beziehung zwischen den Gitterspannungen der Fig. 1 entspricht. Eine gleichartige Anordnung für den Gegentaktbetrieb sicherzustellen. Der Gleichkann auch bei sprachgesteuerten Gegensprechanlagen 30 spannungsteil des Eingangskreises wird gegenüber verwendet werden, bei denen die Steuergleichspannun- dem Wechselspannungsteil mit Hilfe von Kondengen im Sende- und Empfangszweig von Punkten mit satoren C5 und C 6 abgetrennt. Der Gleichrichterkreis hohem Spannungspegel abgegriffen werden, wie bei- 17 umfaßt in diesem Fall neben seinem Gleichrichter spielsweise an den Punkten Z₁ und Z₂ der Fig. 1. MR 7 den i?C-Kreis i?31-C15, dessen Zeitkonstante

Neben den bekannten Vorteilen, die sich aus der 35 so gewählt ist, daß die Schaltsignale die erforderliche

Verwendung einer Gegentaktverstärkung ergeben, ver- Nachwirkzeit erhalten.

hindert oder vermindert wenigstens die erfindungs- Im Dämpfungskreis auf der Wechselspannungsseite gemäße Anordnung eine störende gegenseitige Be- des Gegentaktverstärkereinganges sind zweckmäßig einflussung der Verstärkungswege für die Steuer- Dämpfungsbegrenzer für die tiefen Frequenzen angespannung und die Sprachspannungen, weil weder Ober- 4° ordnet. Diese Dämpfungsbegrenzer werden in der wellen noch Augenblickskomponenten der Steuer- Zeichnung von den Kondensatoren C_M und C_n und den gleichspannung in den Sprachspannungszweig ge- Widerständen R_M und R_n gebildet. Diese Schaltlangen können. Da kleine, mit Scheibenwicklungen elemente haben die Wirkung, daß die tieferfrequenten versehene Transformatoren verwendet werden können, Komponenten in dem Empfangszweig relativ weniger wird infolge der hierbei erzielbaren kleinen Ableit- 45 zur Wirkung kommen als im Sendezweig. Hierdurch blindwiderstände die Schaltgeschwindigkeit für den ist eine wirksame Maßnahme getroffen, um ein Hin-Sprechrichtungswechsel nicht vermindert. und Herschalten zwischen den beiden Zweigen zu er-

Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Gegen- möglichen. Der Wechselspannungsausgang der Gegen-

taktverstärkern liegt darin, daß anstatt gesonderte taktverstärkerstufe V2 ist ähnlich wie der gemäß der

Transformatorwicklungen für die sprachgesteuerten 50 Fig. 2 aufgebaut, wobei der Transformator Ti? 4 die

Dämpfungsglieder, beispielsweise die Hilfswicklung Sendeseite des Gabelübertragers 4 der Fig. 1 bildet.

21 in der Fig. 2, vorzusehen, diese Dämpfungsglieder Der Gleichspannungsausgang der Gegentaktverstärker-

unmittelbar mit den Verstärkern kombiniert werden stufe V2 ist an den Eingang der Brücke9 geführt. Die

können, und zwar entweder an deren Eingangs- oder veränderbaren Widerstände i? 32 und i?33 im Dämp-

Ausgangsseite, wodurch sich Einsparungen an Bau- 55 fungskreis dienen zum Aufrechterhalten der richtigen

elementen und kleinere bauliche Abmessungen ergeben. Impedanz für die angeschlossene Leitung und ermög-

Eine solche vereinfachte Schaltung ist möglich, weil liehen, die Dämpfungsvorrichtung einzustellen, ohne

die Dämpfungsglieder einen symmetrischen, mittel- dabei das Übersetzungsverhältnis des Transformators

angezapften Kreis benötigen, um zu verhindern, daß zu beeinflussen.

die unvermeidbare Wechselspannungskomponente der ⁶° Die Fig. 4 zeigt das vollständige Schaltbild einer

in den Sprachspannungszweig eingespeisten Steuer- Gegensprechanlage unter Verwendung der in den

gleichspannung überlagert wird. Fig. 2 und 3 im Prinzip dargestellten Anordnungen

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die Verwirklichung zur Dämpfungsregelung an Punkten niederen Pegels

dieses Merkmales bei Gegensprechanlagen unter Ver- in den Sende- und Empfangszweigen. In diesen Fi-

wendung einer Gegentaktanordnung, die der zuvor an 65 guren werden für entsprechende Schaltelemente und

Hand der Fig. 2 beschriebenen ähnlich, jedoch bezug- Kreise gleiche Bezugszeichen verwendet. Auf der

lieh des unmittelbaren Einbaues des Dämpfungsgliedes Sendeseite ist dieHauptverstärkerstufeF2 in gleicher

abgewandelt ist. Weise aufgebaut wie die der Fig. 3. An der Empfangs-

Bei dieser Betrachtung ist es zweckmäßig, die seite dient als Sprachverständiger V3 eine Gegentakt-Schaltung nach Fig. 3 als Teil eines Sendezweiges 7° stufe, die im wesentlichen ähnlich aufgebaut ist wie

die der Fig. 2 mit der einzigen Ausnahme, daß das Dämpfungsglied für die ankommende Sprache, welches aus Gleichrichtern MR5 und MR6 sowie Widerständen R22 und i?23 besteht, statt unter Verwendung einer in Fig. 2 dargestellten gesonderten Transformatorwicklung in gleicherweise wie auf der Sendeseite unmittelbar in den Eingangskreis der Gegentaktstufe eingebaut ist.

Mit Ti? 4 und TR 5 sind die Sende- und Empfangszweige eines Gabelübertragers bezeichnet, mit dem die Sende- und Empfangszweige an die Leitungsklemmen 24 unter Verwendung einer EnfbrummungsvorrichtungC9-Ll und einer Lautstärkeregelung 25 in bekannter Weise angeschlossen sind. 26 bezeichnet eine bekannte Speisequelle mit einem Netztransformator, einem Gleichrichter und einer Siebkette. RA/2 bezeichnet ein Leitungsrelais, dessen Kontakte RA1 und RA 2 im Speisekreis 26 angeordnet sind.

Für den Mikrophonkreis der Gegensprechanlage mit dem Transformator TJ? 1 ist ein gesonderter Vorverstärker Fl vorgesehen, welcher vom Hauptverstärker V 2 durch ein zwischengeschaltetes steuerbares Dämpfungsglied getrennt ist. Mit dieser Anordnung werden Änderungen der Dämpfung dieses Gliedes als Belastungsänderungen im Anodenkreis des Vorverstärkers wirksam, welcher, wäre er als Spannungsverstärker ausgebildet, unerwünschte Änderungen in der Verstärkung der Sprachspannungen hervorrufen würde. Diese Rückwirkung wird üblicherweise durch Einfügung eines Trennverstärkers mit einem Ver-Stärkungsfaktor von ungefähr 1 ausgeschaltet. Dieser Trennverstärker kann beispielsweise als kathodengekoppelter Verstärker zwischen dem Vorverstärker und dem Dämpfungsglied angeordnet werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch zur Verhinderung der Rückwirkung zwischen dem Dämpfungsglied und dem Vorverstärker als Konstantstromverstärker ausgebildet. Hierzu wird zweckmäßig der Kathodenkondensator fortgelassen, welcher normalerweise zum Vorspannungswiderstand R 7 parallel geschaltet würde, d. h., es wird durch eine Gegenkopplung der Verstärkungsfaktor unabhängig von Änderungen der Anodenkreisbelastung gemacht.

Um die Umschaltgeschwindigkeit zwischen dem Senden und dem Empfangen weiter zu erhöhen, wird +5 die Steuergleichspannung, welche empfangsseitig vom Gleichrichterkreis MR7, R29-R31 und CU-C15 abgeleitet wird, nicht nur bei RIO in den Eingang des diese Gleichspannung verstärkenden Gegentaktverstärkern V 2 eingespeist, sondern auch über den Mikrophonanpassungskreis R8, MR2 in den Eingangskreis des Vorverstärkers Vl. Auf diese Weise wird der Verstärkungsfaktor von Vl während des Umschaltens des Kreises auf den Empfangszustand vermindert. C 4 ist ein Entkopplungskondensator für den Mikrophonanpassungskreis.

Fig. 5 zeigt die schematische Schaltung einer Gegensprechanlage mit Dämpfungsregelung an Punkten niederen Pegels im Mikrophon- und Lautsprecherzweig. In diesem Fall sind die Dämpfungsglieder für den Sende- und den Empfangszweig ähnlich wie die der Fig. 2 angeordnet, d. h. außerhalb des Einganges der Hauptverstärker. Im Sendezweig wird der vom Mikrophon kommende Sprechstrom in einen Konstantstrom-Vorverstärker mit widerstands-kondensatorgekoppelten Stufen Vl und Vl A verstärkt. Der Hauptverstärker für den Sendezweig besteht aus einer Pentoden-Gegentaktverstärkerstufe F4-F5 und für den Empfangszweig aus einer ähnlichen Gegentaktverstärkerstufe F6-F7. Diese Gegentaktstufen arbeiten getrennt als Wechselspannungsverstärker für den Sprechstrom in den Sende- und Empfangszweigen und gemeinsam als Differential-Gleichspannungsverstärker für die von diesen Zweigen abgeleiteten Steuergleichspannungen. Der Gleichrichterkreis zur Ableitung der Steuerspannung aus dem Sendezweig besteht aus dem Diodensystem 30 der Doppeldiode V8 und dem Sekundärkreis 32 des Transformators T3. Die Steuerspannung wird der Gegentaktverstärkerstufe F6-F7 über die Mittelanzapfung der Wicklung 33 zugeführt. Der Gleichrichterkreis für den Empfangszweig besteht in ähnlicher Weise aus dem Diodensystem 31 und dem Sekundärkreis 34 eines Transformators T6, wobei das Signal der Gegentaktverstärkerstufe F4-F5 über die Mittelanzapfung der Wicklung 35 des Transformators T2 zugeführt wird. Die angemessenen Zeitkonstanten für die S teuer spannungen werden teilweise von den Widerstands-Kondensator-Kreisen 40 und 41 festgelegt. Der Gleichspannungsausgang der Stufen F4-F5· und F6-F7 wird durch die Punkte 36 bzw. 37 dargestellt, und die verstärkte Steuergleichspannung dient dazu, um eine sprachgesteuerte Regelspannung an den Punkten^ und B der Brücke9 zu erzeugen. Die Dämpfungsglieder 12 und 13 für Sende- und Empfangszweig sind jeweils mit gesonderten Sekundärwicklungen 38 bzw. 39 der Transformatoren T 2 bzw. T 5 verbunden und an die Brückenklemmen A und B angeschlossen.

An das in der Fig. 5 dargestellte Gerät ist eine Stromversorgungseinrichtung, beispielsweise der Kreis 26 der Fig. 4, angeschlossen; es kann außerdem auch ein Mikrophonkreisgleichrichter wie der Gleichrichter Mi? 2 der Fig. 4 vorgesehen sein. Diese Schaltungskomponenten wurden nur aus Gründen der Übersichtlichkeit fortgelassen.

Bei sprachgesteuerten Systemen, wie die zuvor beschriebenen, ist die Schaltgeschwindigkeit von großer Wichtigkeit und hängt hauptsächlich von der Empfindlichkeit der Differentialbrücke ab, welche die Schaltvorgänge steuert.

Eine bekannte Differentialbrücke, wie sie als Beispiel in der Fig. 6 dargestellt ist, besteht aus einer Kippschaltung mit zwei Röhren FlO und V 20, deren Kathoden mit einem gemeinsamen Reihenwiderstand Rc verbunden sind. Diese Röhren erzeugen in Abhängigkeit von dem Augenblickswert der ihren Gittern zugeführten Eingangsgleichspannungen an ihren Anoden eine Potentialdifferenz, welche dem Belastungswiderstand Z, beispielsweise einem zwischen die Anoden geschalteten veränderbaren Dämpfungskreis, zugeführt wird.

Wenn das Potential am Gitter der ersten Röhre FlO gegenüber dem der anderen Röhre F 20 durch Anlegen einer Gleichspannung positiv wird, wird das Anodenpotential V_A der ersten Röhre FlO gegenüber dem Potential V_B der zweiten Röhre F 20 negativ. Infolge der Spannungsteilung zwischen dem Belastungswider stand Z zwischen den beiden Anoden und dem Widerstand i? 38 in der Anodenleitung der Röhre F20 ergibt sich ein Spannungsfall am Widerstand i? 38, durch den das Anodenpotential V_B der zweiten Röhre gegenüber seinem ursprünglichen Potential ebenfalls negativ wird, so daß die effektive Potentialdifferenz F_z zwischen den Anoden zunächst noch geringer wird, als dies zu erwarten wäre. Diese Wirkung wird durch die Anordnung eines gemeinsamen Kathodenwiderstandes Rq vermindert, durch den das Gitterpotential G_B der zweiten Röhre F 20 noch negativer als ursprünglich wird, da sich der Stromfluß durch die erste Rohre V10 erhöht. Hieraus folgt dann,

daß das Anodenpotential V_B der zweiten Röhre F 20 wieder ansteigt und ein stationärer Zustand erzielt wird, in dem die Differenzspannung F_z den erwarteten Wert annimmt. Unter der Annahme, daß es sich bei dem Belastungswiderstand zwischen den Anoden der Röhren um einen induktiven Kreis, beispielsweise ein Relais oder einen variablen Dämpfungskreis mit Induktivitäten, handelt, hat die beschriebene Schaltwirkung zur Folge, daß die Kennlinie für die Potentialdifferenz F_z im Vergleich zu der entsprechenden idealen Kennlinie beachtlich verzögert ist.

Eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung zum Korrigieren dieser Verzögerung ist in der Fig. 6 a dargestellt. Hierbei sind die Anoden und die die Steuerspannungen empfangenden Gitter von zwei Röhren FlO und F20 in Kippschaltung als Differentialbrücke über Kreuz mit Hilfe von Reihenschaltungen aus je einem Kondensator C_x und einem Widerstand R_x zusammengeschaltet, deren Werte so gewählt sind, daß die normale Umschaltverzögerung der Brücke korrigiert wird. Ein solches Ergebnis wird dadurch erzielt, daß, wenn ein Gitter beispielsweise durch eine Gleichspannung an G_A positiv wird, das zweite Gitter G_B eine Vorspannung erhält, deren Anstieg und Amplitude die gewünschte Korrektur bewirken. Das Gitter einer jeden Röhre ist über einen Ableitwiderstand Rg an Erde angeschlossen. Der Reihenwiderstand R_x an der einen Seite des Kondensators C_x und der Gitterableitwiderstand Rg an der anderen Seite des Kondensators arbeiten jeweils als Spannungsteiler für die im Kondensator gespeicherte Ladung. Die Zeitkonstante der korrigierenden, dem entsprechenden Gitter zugeführten Vorspannung bestimmt sich aus den Werten der Kondensatoren und Widerstände, welche in Reihe zwischen den Gittern und den Anoden über Kreuz angeschlossen sind.

Die Wirkung ist in der Fig. 6b erläutert, in der L die gewünschte oder ideale Kennlinie der am Widerstand Z auftretenden Potentialdifferenz F_z darstellt, während mit M die tatsächliche Kennlinie bezeichnet ist, die mit einer Brücke gemäß Fig. 6 erzielt werden kann. Die punktierte Linie P gibt die beim Schalten augenblicklich auftretenden Schwankungen des Potentials V_B der zwei ten Röhre F 20 unter den obengenannten Bedingungen an, die zu einer Kennlinie M führen. Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6 a ändert sich V_B proportional

Rx

Rx+ Rg

wobei mit μ der Verstärkungsfaktor der Röhre F20 bezeichnet ist. Die Kurve N gibt die verbesserte Kennlinie von F_z an, die mit der Schaltung gemäß der Fig. 6 a erzielt wird.

Es wird nun eine selbsttätige Begrenzung des Pegels für Gegensprechanlagen beschrieben. In der Beschreibung wurde bereits Bezug genommen auf sprachgesteuerte Dämpfungsglieder in Gegensprechanlagen mit einem DifEerentialgleichspannungsverstärker wie beispielsweise die Stufen F 2 und V3 der Fig. 4, welche auf die Relativpegel der zugeführten Steuergleichspannungen ansprechen, um eine Steuerspannung für die Dämpfungsglieder zu erzeugen. Für solche Schaltungen wurde erläutert, daß jeder Eingangskreis des Differentialgleichispannungsverstärkers eine geeignete Zeitkonstante haben soll, um eine Kontinuität des Sprechens zu gewährleisten und um jederzeit, auch wenn der Zweig unbenutzt ist, ein Umschalten der Sprechrichtung zu ermöglichen. Wenn jeder dieser Eingangskreise mit einem Widerstands-Kondensator-'Zeitglied versehen wird, entsteht eine Tendenz, die Nachwirkzeit bei starken Signalen zu verlängern und bei schwachen Signalen zu verkürzen, d. h. die Nachwirkzeit dem Pegel der zugeführten Gleichspannung anzupassen.

Gemäß der Erfindung besteht eine selbsttätige Begrenzung für die Steuergleichspannungen einer sprachgesteuerten Gegensprechanlage aus einem Gleichrichter und einem Widerstand, welche so zusammengeschaltet sind, daß ein proportionaler Teil der Steuerspannung abgetrennt wird, wenn die Steuerspannung einen vorgegebenen Vorspannungswert übersteigt, welcher durch die in dem entsprechenden Eingangskreis vorgesehenen Schaltelemente festgelegt ist.

Die Begrenzung der Steuergleichspannungen wird dadurch vorgenommen, daß die Gleichrichter nur dann in den. leitenden Zustand gelangen und die Steuerspannung vermindern, wenn diese Spannung den Pegel der Kathodenvorspannung übersteigt, welche mit Hilfe eines gemeinsamen Kathodenwiderstandes in Reihe mit den Einzelkathodenwiderständen der entsprechenden Röhren zugeführt wird.

Gemäß Fig. 7a ist jede der Röhren FlO und F20 in einer Differentialbrücke für einen sprachgesteuerten Gegensprechkreis mit Eingangskreisen versehen, die dazu dienen, Teile der vom entsprechenden Wechselstromsignalzweig abgezweigten Sprachspännung zu empfangen, die von den Gleichrichtern MRA und MRB für die Röhren F 20 bzw. FlO gleichgerichtet werden. Jeder dieser Eingangskreise ist mit einem Zeitglied R_A-C_A und R_B-C_B versehen, welches an einen gemeinsamen Schutzkreis i?l-Cl angeschlossen ist. Jede Röhre erhält eine Kathodenvorspannung mit Hilfe der Reihenwiderstände Ry_A und Ry_B und eines gemeinsamen Widerstandes R. Jeder· Eingangskreis ist ferner mit einer selbsttätigen Pegelstetterung versehen, welche aus einer Widerstands-Gleichrichter-Kombination R_XA-MR_XA für die RöhreF20 und R_XB-MR_XBiuv die Röhre FlO besteht. Diese i?C-Glieder sind vom Röhreneingang abgezweigt und an die Kathode der anderen Röhre angeschlossen, so daß jede Gleichspannung, welche eine durch die kombinierten Kathodenwiderstände festgelegte Vorspannung übersteigt, über den Gleichrichter einen Ableitweg nach Erde öffnet. Eine solche Anordnung übt eine merkliche Begrenzungswirkung auf die Spannungskennlinie des Schaltsignals aus, die an der Stelle, an der die Schaltgleichspannung den Vorspannungswert übersteigt, flach abgeknickt wird. Diese Wirkung ist in der Fig. 7 b dargestellt, in der die abgeflachte Schaltspannung VS für verschiedene Werte von R_XA dargestellt ist.

Zusätzlich ist in der Schaltung der Fig. 7 a eine Gleichrichter - Widerstands - Kombination M_RY - R_xc zwischen Erde und einem gemeinsamen Anschluß des Schutzkreises R1-C1 und den negativen Anschlüssen der Sekundärwicklungen der entsprechenden Eingangstranisfoirmatoren TR_A und TR_B eingeschaltet. Diese Widerstands-Gleichrichter-Kombination verhindert, daß die begrenzende Wirkung, welche der Pegelsteuerkreis auf das Zeitglied des entsprechenden Verstärkers ausübt, zum Schutzkreis R 1-C 1 rückgekoppelt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Spraohgesteuerte Gegensprechanlage mit an einer gemeinsamen Leitung angeschlossenen getrennten Sende- und Empfangszweigen, in denen je ein Verstärker und ein Dämpfungsglied mit

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steuerbaren Gleichrichtern eingeschaltet ist, wobei die Dämpfungsglieder durch eine Differentialbrücke gegensinnig geregelt werden, die mittels aus¹ den Sprachspannungen in den beiden Zweigen abgeleiteter Gleichspannungen gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstärker (V2, V S) als Gegentaktverstärker für die Sprechströme und zugleich als Eintaktverstärker für die der Differentialbrücke zuzuführenden Steuergleichspannungen ausgebildet sind und daß das regelbare Dämpfungsglied (Mi? 3, MR 4 bzw. MR 5, MR6) jeweils am Eingang des Verstärkers (F2 bzw. VS) angeordnet ist (Fig. 4).

2. Gegensprechanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem einen der Gegentaktverstärker (V 2) ein Vorverstärker (Vl) vorgeschaltet ist, dessen Verstärkung durch die gleichgerichteten Sprachspannungen des Gegentaktverstärker (V S) im anderen Zweig herabgeregelt wird (Fig. 4).

3. Gegensprechanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegentaktverstärker zur Entkopplung des Verstärkungsweges für die Steuergleichspannungen von dem für die Sprachspannungen gegengekoppelt sind.

4. Gegensprechanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das regelbare Dämpfungsglied (Mi? 3, MR 4) eines der Zweige frequenzabhängig ist, derart, daß nach tiefen Frequenzen hin die Dämpfung abnimmt (Fig. 3 und 4).

5. Gegensprechanlage nach Anspruch 1, deren Differentialbrücken als Kippschaltung mit zwei gegensinnig gesteuerten Röhren ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Umschaltempfindlichkeit der Kippschaltung jeweils ein Kondensator (C_x) und ein Widerstand (R_x) hintereinander zwischen das Gitter der einen Röhre (FlO, V20) und die Anode der anderen Röhre (V 20, FlO) geschaltet sind (Fig·. 6 a).

6. Gegensprechanlage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einschaltung eines gemeinsamen Kathodenwiderstandes (RC) für die beiden Röhren (FlO, F 20 in Fig. 6a).

7. Gegensprechanlage nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet durch Anordnung je eines Gitterableitwiderstandes (Rg) an beiden Röhren (FlO, F20) der Kippschaltung zur Beeinflussung der Zeitkonstante der Reihenstromkreise (C_x, R_x in Fig. 6 a).

8. Gegensprechanlage nach Anspruch 1, deren Difrerentialbrücken als Kippschaltung mit zwei gegensinnig gesteuerten Röhren ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der die Kippschaltunig steuernden Gleichspannungen zwischen das Gitter der einen Röhre (F 10, F20) und die Kathode der anderen Röhre (F20, FlO) je eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (Rxa, R_Xb) und einem Gleichrichter (MR_XA, MR_XB) geschaltet ist (Fig. 7 a).

9. Gegensprechanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem einen über je einen Widerstand (i?y^. Ryb) ^mit den Kathoden der beiden Röhren (FlO., F 20) der Kippschaltung verbundenen Ende einer zugleich an beiden Steuergleichspannungen liegenden Parallelschaltung aus einem Widerstand (R 1) und einem Kondensator (Cl) einerseits und Masse andererseits ein weiterer Widerstand (i?) und zwischen dem anderen Ende der Parallelschaltung und Masse eine Reihenschaltung liegt, die aus einem Gleichrichter (M_RY) und einem Widerstand (i?xc) besteht (Fig. 7 a).

In, Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 725 940, 905 145; britische Patentschrift Nr. 701607; USA.-Patentschrift Nr. 2 235 007.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen