DE2243608A1 - Klangfarbenreglungskreis - Google Patents
KlangfarbenreglungskreisInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G5/00—Tone control or bandwidth control in amplifiers
- H03G5/02—Manually-operated control
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- H03G5/10—Manually-operated control in untuned amplifiers having semiconductor devices
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Description
KLAHGFARBMKBGLIMGSKHBIS
Gegenstand der Erfindung ist ein als die bisherigen einfacherer und wirkungsvollerer, aus einem Operationsverstärker
mit Differentialeingang aufgebauter Klang~
farbenreglungskreis, welcher bei Hoch- und/oder Tief tönen,
sowie auf einem beliebigen Anschnitt des TonfreC[uenzban·-
des, oder dessen mehreren eine von der geradlinigen abweichende
Durchlasskurve zulässt und zwar derart, dass diese Kurve an den Flanken des Tonfrequenzbandes monoton abfällt.
*
In einer elektroakustischen Übertragungskette
A 93-957/25 -1-
I 2243609
spielt der Klangfarbenreglungskreis eine bedeutende Holle.
Mit Hilfe dieses Kreises ist es nämlich. möglichf die Durch?«
lasskurve der vollen tfbertragungakette derart auszugleichen, dass diese Kurve als Funktion der Frequenz in einem
bestimmten Frequenzband einen bestimmten, ζ·Β« geradlinigen
Charakter aufnehme.
Es sei noch bemerkt, dass im weiteren Verlauf das hier berücksichtigte Schrittum mit Nummern in Klantmern
angegeben wird. Zwecks leichterer Übersicht befindet sich ein Verzeichnis auf Ende der Patentschrift·
Wie aus Erfahrung bereits bekannt, ist der Verlauf der Durchlasskurve einer elektroakustisch^ Kette infolge
der verwickelten Wechselwirkung des Schallstrahlers und des Baumes ein ungleichmässiger /1/. Diese Ungleich—
Massigkeiten sind teils resonanzartig, d.h. die Durchlass— kurve wird in der Umgebung eines engen Frequenzbandes eine
scharfe Spitze, bezw· einen Abfall aufweisen, teile sich auf ein verhältnismässig weites Frequenzband ausbreitend,
ansteigender oder abfallender Natur. Die sich auf ein weites Band ausbreitenden Ungleichmässigkeiten der
Durchlasskurve werden gewöhnlicherweise mit passive /2/ oder aktive Elemente enthaltenden Klangfarbenreglungskrei*-
sen ausgeglichen /$/. Zum Ausgleich der scharfen Spitzen
und Schwankungen der Durchlasskurve wird ein aus passiven Elementen aufgebautes, aus in Reihe geschalteten parallelen
Schwingungskreisen bestehendes Netz in Vorschlag
gebracht /4/. Eine jede der bekannten Lösungen enthalten äusserst viele Bestandteile, auch ist die Einstellung
meistens eine verwickelte.
Einen Fortschritt in der Ausbildung von Klang— farbenreglungskreisen bedeutete das Erscheinen von aus
Operationsverstärkern mit Differentialeingang aufgebauten Stromkreisen«
Aus solchen wurden darm die Tief- und Hochton— reglungskreise aufgebaut. In den sich verhältnismässig
am besten bewährten Stromkreisen dieser Art wurde ein Ö-perationsverstärker
mit Differentialeingang verwendet, welcher an seinem nicht—invertierenden- Punkt gesteuert
wurde« Zwischen dem invertierenden Punkt und dem Erdpunkt 9 ■
sowie zwischen dem nicht-invertierenden Punkt und dem Erd~
punkt wurde je ein ohmischer Widerstand eingefügt« Gleichfalls
wurde ein ohmischer Widerstand zwischen dem invertierenden Punkt des Operationsverstärkers und dem Ausgangspunkt
des letzteren eingefügt, Zwischen dem invertierenden Punkt wurde ein Potentiometer eingeschaltet, dessen
Gleitschieber bei iieftonreglung über die Reihenschaltung
einer Induktivität und eines Kondensators, bei Hochtonreglung bloss Über einen Kondensator an den Erdpunkt
angeschlossen wurde. Zwischen der Steuersignalcjuel-Ie
und dem nicht-invertierenden Punkt wurde ein ohmischer Widerstand eingeschaltet«
Bin bedeutender Mangel eines derart aufgebaut
ten Tieftonreglungskreises ist ä,®g Umstand & dass unterhalb
der unteren Grenze des nützlichen Frequenzbandes, etwa unter 40 Hz, der Verstärker ohne Bandbegrenzung arbeitet
und Zeichen ganz niedriger !frequenz sogar aucb.
Gleichstrom, mit derselben Einheits-Yerstärk'ung überträgt«
So wird die Geräuschleistung unterhalb der unteren Grenze des Tonfrequenzbandes von vor den Stromkreis geschal—
teten Zeichenquellen gleichfalls mit einer Einheitsver«
Stärkung übertragen, womit die Verstärkung der nützlichen Zeichen gestört wird« Ein weiterer Mangel der bekannten
Lösungen besteht darin, dass bei annehmbaren Kosten die Duldung der Kapazität und des Verlustwiderstandes
des Kondensators hoher Kapazität dieser Lösungenäm allgemeinen eine sehr grosse ist und daher der Wert sowohl
der Resonanzfrequenz, wie auch derselbe der an, der Resonanzfrequenz
erzeugten Ungleichmässigköit gleichfalls
grosse Streuungen aufweisen«
Ein Nachteil des Hochtonreglungskreises ist, dass
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an der oberen Grenze des nützlichen Tonfrequenzba^ndes» für
Zeichen von Frequenzen höher als 16 kHz die Verstärkung des Stromkreises mit einer Steilheit von *6 dB/Oktave
wächst, bezw. die Dämpfung mit einer Steilheit von -6 dB/Oktave abfällt, während bei der Mittelstellung des Gleitschiebers
des Potentiometers auf einem weiten Band die Verstärkung an Frequenzen höher als die obere Grenzfrequenz des Tonfrequenzbandes eine ständige ist. Da eine
Bandbegrenzung bloss bei einer Stellung des Gleitsohiebers
in der Nähe des nicht-invertierenden Eingangspunktes besteht, wird die bekannte Lösung in anderen Stellungen des Gleitschiebers des Potentiometers die in den Abschnitten
der elektroakustischen Kette vor dem Stromkreis entstehenden störenden Geräuschspannungen der Kette bedeutend
verstärken, sogar infolge der geringen, doch unvermeidlichen nicht-linearen Eigenschaften des Verstärkers
von den Komponenten der Geräuschspannung von Frequenzen ausserhalb des Bandes verursachten Quermodulation auch
die auf das nützliche Band fallende Geräuschspannung erhöhen«
Durch die Lösung laut der Erfindung wurden die erwähnten Mängel und Nachteile sowohl der Tief- wie auch
Hochtonreglungskreise beseitigt·
Dieses Ziel wird bei dem erfindungsgemässen, mindestens einen am nicht-invertierenden Punkt gesteuerten Operationsverstärker mit Differentialeingang, zwischen
dessen invertierendem Punkt und Erdpunkt, sowie zwischen dem nicht-invertierenden Punkt und dem Erdpunkt je ein
ohmischer Widerstand eingefügt ist, weiters zwischen dem invertierenden Punkt und dem Ausgangspunkt des Operationsverstärkers
gleichfalls ein ohmischer Widerstand eingeschaltet ist, während zwischen dem invertierenden und denr
nicht-invertierenden Punkt ein Potentiometer angeschlossen ist, dessen Gleitschieber durch Einfügung einer Reaktanz
an den Erdpunkt angeschlossen ist, während zwischen der
Steuerzeichenquelle des Operationsverstärkers und dem nicht—
-invertierenden Punkt ein ohmischer Widerstand angeschlossen
ist, enthaltenden Klangfarbenreglungskreis dadurch
erreicht, dass mit der zwischen dem Gleitschieber'.des
Potentiometers und dem Erdpuckb eingefügten Reaktanz - Induktivität,
bezw. Kondensator - ein ohmischer Widerstand in Reihe geschaltet ist-, während zwischen der Steuerzeichen-·
quelle und dem nicht-invertierenden Punkt eine Differenzier-,
bezw. Integrier-RC-Schaltung eingefügt ist«
Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemässen Klangfarbenreglungskreises verglichen mit anderen
Stromkreisen ähnlicher Grundlage werden an Hand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen ausführlich erläutert.
In den einzelnen Figuren wurden die sich gegenseitig entsprechenden Bauteile mit gleichen Berufungszeichen versehen.
In den die Durchlasskurven veranschaulichenden Diagrammen wird die Frequenz an der Abszisse, der dB-Wert°
an der Ordinate eingetragen.
Fig. 1 stellt das Schaltbild eines bekannten Tieftonreglungskreises schematisch dar.
Fig. 2 veranschaulicht die zum obigen Schaltbild gehörende Durchiaaskurve.
Fig. 3 ist die Schaltungsanordnung des erfindungsgemässen
Tieftonreglers.
Figi 4 stellt die Durchlasskurve der Anordnung laut Fig. 5 dar.
Fig. 5 stellt die Schaltungsanordnung eines bekannten Hochtpnreglungskreises dar.
Fig. 6 veranschaulicht die Durchlasskurve der Anordnung laut Fig. 5·
Fig. 7 stellt eine die Auswirkung der bei der Anordnung laut Fig. 5 verwendeten neuen technischen Mass-•nähme
veranschaulichende Durchlasskurve dar»
Fig. 6 stellt eine beispielsweise Ausführung
der erfindungsgemässen Hochtonreglungsanordnung dar.
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Hg. 9 ist die zur Anordnung laut fig. 8 gehörende Durchlasskurve.
fig. IO und fig* 11 weisen zwei Varianten der
Anordnung laut Fig« 8 auf·
Fig. 12 stellt eine mögliche Ausführung der Schaltungsanordnung
eines kombinierten Tief- und Hochtonreglungskreises
dar·
Fig. 13 stellt die Durchlasekurve der Anordnung
laut Fig. 12 dar.
Fig. 14 stellt eine Anordnung dar, in welcher neben allgemeiner Tief- und Hochtonreglung noch eine örtliche
Spitzen- oder Lochreglung vorgenommen werden kann«
Fig. 15 stellt die Durchlasskurve der Anordnung
laut Fig. 14 dar«
Fig. 16 veranschaulicht ein eine höhere Flankensteilheit
bewährendes Beispiel einer örtlichen Reger lung.
Fig. 17 gibt die zur Anordnung laut Fig· 16
gehörende Durchlasskurve·
Fig. 18 und Fig. 19 veranschaulichen eine Ausführungeform
der Weiterentwicklung des Klangfarbenreglungskreises.
Fig. 1 stellt einen bereits bekannten» an seinem nicht-invertierenden Eingangspunkt gesteuerten, aus
einem Operationsverstärker aufgebauten Tieftonreglungakreis dar /5/· Der Betrieb des Stromkreises beruht auf der Erkenntnis, dass wenn das Potentiometer P-, zum nicht-in—
vertierenden Eingangepunkt 2 gedreht wird, so zeigt der aus (!-.Elementen aufgebaute Schwingungskreis an der Resonanzfrequenz
eine minimale Impedanz, sodass der zwischen dom nicht-invertierenden Punkt 2 und der Brde eingefügte
Widerstand R2 nebengeschlossen wird. Infolgedessen wird die
Durchlasskurve an der Resonanzfrequenz ein Minimum aufweisen. Wird Potentiometer P, in Mittelstellung gedreht,
so wird infolge der brückenartigen Schaltung der Heihen-
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Schwingungskreis unwirksam, d,h, die Durchlasskurve wird
zu einer geradliniger* Andererseits wird das Potentiometer
P-, in die Richtung des invertierenden Punktes :1
gedreht, wird der sich an der Resonanzfrequenz zeigende minimale Widerstand des Reihen-Schwingungskreises
den zwischen dem invertierenden Eingangspunkt 1 und der Erde eingefügten Widerstand R^ nebenschliessen und infolgedessen
wird der Operationsverstärker gemäss seiner "bekannten Eigenschaften anheben und eine Höchstverstärkung
aufweisen. Ist z.B« R1"* R£ » R^ = R£ « ljkOhm,
P1 ss lkQhm, L s 0,1 H und C = 100,uff, wird die Durchlasskurve
des Tieftonreglungskreises diejenige in Fig, sein. Kurve I erscheint mit dem Gleitschieber des Potentiometers
P1 am invertierenden Eingangspunkt 1, Kurve
II in der Mittelstellung des GleitSchiebers, Kurve III; erscheint mit dem Gleitschieber am nichtinvertierenden
Punkt 2·
Ein Mangel dieser an sich bekannten Schaltung ist, dass unterhalb der unteren Grenze des nützlichen
Tonfrequenzbandesj etwa unter 40 Ha9 der Verstärker keine Bandbegranzung enthält und Zeichen ganz geringer Frequenz, sogar einen Gleichstrom, mit derselben Einheit-Verstärkung überträgt. Auf diese Weise wird
die Geräuschleistung unterhalb der unteren Grenze des Tonfrequenzbandes der vor dem Stromkreis geschalteten
Zeichenquellen mit einer Einheitsverstärkung übertra«-
gen, wodurch dann die Verstärkung der nützlichen Zeichen beeinträchtigt wird» '
Ein weiterer Mangel der bekannten Lösung besteht darin, dass bei annehmbaren Kosten die.Duldung der Kapazität und des Verlustwiderstanöes des Kondensators
C hoher Kapazität im allgemeinen eine sehr grosse ist, sodass der Wert sowohl der Resonanzfrequenz,
wie auch der an der Resonanzfrequenz erzeugbaren Ungleichmässigkeit
gleichfalls ein© grosse Streuung auf«
-7-
weisen wird.
Sämtliche hier behandelte Mangel werden von der erfindungsgemässen Schaltung laut Fig. 3 beseitigt.
Statt des Kondensators C der Fig. 1 wird ein Widerstand RQ in Reihe mit der Induktivität L geschaltet
} während statt des Widerstandes R-, eine Differenzierschaltung
^zwischen der steuernden Zeichenquelle und dem nicht-invertierenden Eingangspunkt eingefügt
wird. Die Differenzierschaltung besteht aus dem Kondensator C1 und dem Widerstand R1. An einer gegebenen
Frequenz, mit dem Gleitschieber des Potentiometers P-, in
der Stellung am invertierenden Punkt 1, wird der Stromkreis eine maximale Aushebung aufweisen« Unterhalb dieser
Frequenz fällt die Charakteristik mit einer Steilheit von -6 dB/Oktave abj bei einem Gleichstrom wird
die Dämpfung unendlich. Eine Charakteristik dieser Art ist Kurve I in Fig. 4, wenn R1 s R2 = R.» = R£ β 1 kOhm,
P1 s 1 kOhm, L = 0,8 H1 RQ »82 Ohm, C « 5,UF. In der
Mittelstellung des Gleitschiebers des Potentiometers P1 /Kurve II/ wird die Charakteristik der Verstärkung
ausserhalb des nützlichen Bandes monoton, mit einer Steilheit von -6 dB/Oktave abfallen. Ist der Gleitschieber
des Potentiometers P1 in der Nähe des nicht-invertierenden
Punktes 2, wird die Charakteristik gleichfalls mit einer Steilheit von -6 dB/Oktave abfallen
/Kurve III/· Gleichzeitig kann, da der Kondensator 0
hoher Kapazität und grosser Duldung /Fig. 1/ fortgefallen
ist und die Grosse der Aushebung bloss von den Impedanzverhältnissen geregelt wird, mit geringeren Kosten ein genauerer Stromkreis aufgebaut werden·
Brfahrungsgemäss ist der ohmische Wideretand der Wicklung einer Induktivität L hoch genug um
den Widerstand RQ beseitigen zu können. Wie die Erfahrung
zeigt, werden die üblichen Operationsverstärker einer Verstärkung von A0-^ 90 dB bei offener Schleife
auch dann nicht gleichstromartig gesättigt, wenn der
Gleit schieber des Potentiometers P-^ ^η ^er -^ähe des inver**
tierenden Punktes 1 istι d.h. der ohmische Widerstand
der Induktivität I» wird» entgegen den Behauptungen des
Schrifttums» den Widerstand R£ gleichstromartig n.eTjenschliessen
/5/.
Mit der erfindungsgemässen Lösung laut 3?igy 3 werden die Nachteile der bekannten Lösung laut KLg,
beseitigt.
Wird statt des Kondensators On das eine Ende
der Sekundärwicklung eines entsprechend bemessenen !Transformators primärer Induktivität mit dem freien linde
des Widerstandes R-^ verbunden, wählend das andere
Ende der Sekundärwicklung an die Erde angeschlossen wird, kann eine Bandbegrenzung mit ähnlichem Ergebnis
verwirklicht werden.
Eine bekannte Lösung eines an seinem nicht-
-invertierenden Punkt gesteuerten» aus einem Operationsverstärker aufgebauten Hochtonreglungskreises wird
in 3?ig~i 5 veranschaulicht /5/· Ist Potentiometer Pg in
Mittelstellung, ist Kondensator C wirkungslos, d.h, die Charakteristik wird eine geradlinige /Kurve Il in fig. 6./.
Andererseits wird durch Verdrehung des Potentiometers Kondensator O zwischen dem invertierenden Bingangspunkt
und der Erde eingefügt, wird über einer bestimmten !frequenz eine mit einer Steilheit von 6 dB/Oktave steigende
Charakteristik erhalten /Kurve I, Fig. 6,/ Wird der Gleitschieber des Potentiometers Pp in die Richtung des
nicht-invertierenden Singangspunktes 2 geschoben, so
wird eine mit einer Steilheit von 6 dB/Oktave abfällende Charakteristik erhalten /Kurve III./» Die in fig.
gezeigten Kennlinien werden für die Werte C ss 0,2/uF»
R1 = R[ = R2 β R£ s 1 kOhm, P2 = 1 kOhm.
Ein Hachteil der bekannten Lösung ist, dass
an der oberen Grenze des nützlichen Tonfrequenzbandes,
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d.h. bei Zeichen einer Frequenz höher als 16 Wig» die
Verstärkung dea Stromkreises um 6 dB/Oktave et©igt, beaw.
seine Dämpfung um -6 dB/Oktave abfällt» während in der Mittelstellung des Gleitschieber des Potentiometers
P2 auf einem weiten Band die Verstärkung bei
zen höher als die obere Grenzfrequenz des bandes eine ständige wird. Da eine Bandbegrenaung nur
dann besteht, wenn der Gleitschieber des Potentioae-»
ters P2 in der Nähe des nicht-invertierenden lingwgspunktes
ist, wird die bekannte Lösung in anderen Stellungen des Gleitschiebers des Potentiometers P2 ^i θ
in dem dem Stromkreis vorangehenden Abschnitt der e IeJctroakuatischen
Kette entstandenen störenden Geräusch-Spannungen bedeutend verstärken, sogar werden die Komponenten
einer auaserbandlichen Frequen der Geräuschrspannung
infolge der aus den geringen, doch unvermeidlichen nicht-linearen Eigenschaften des Verstärkers
stammenden Quermodulation auch die auf das nützliche Band fallende Geräuschspannung verstärken.
Dieser Mangel der bekannten Losung kann mit einer erfindungsgemassen Massnahme teilweise behoben werden, wenn zwischen Kondensator O und Irde ein
zweckmässig bemessener Widerstand R00 eingeschaltet wird
/fig, 8./. Wie aus dem Diagraminin Hg, 7* ersichtlich,
ist die Lösung noch keine vollkommene, da ist der Gleitschieber des Potentiometers P2 nahe zum invertierenden
Eingangspunkt 1 /Kurve I/, so wird die Verstärkung auf
Einwirkung von Zeichen Frequenzen ausserhalb des nützlichen
Bandes nicht mehr monoton steigen, sondern auf einer gegebenen Stufe eine ständige bleiben· Ist aber
der Gleitschieber des Potentiometers P2 beim nieht-invertierenden
Eingangspunkt 2, wird die Verstärkung eine ständige werden. In der Mittelstellung des Gleitschiebers
des Potentiometers P0 aber tritt überhaupt keine Änderung ein.
-ίο- 309841/01S?
Eine von der Stellung des Gleitschiebers des
Potentiometers P2 unabhängige» eine Bandbegrenzung aufweisende
Lösung wird erzielt, wenn über die obige Massnahme hinausgehend ein Kondensator G2 parallel mit dem
Widerstand R2 geschaltet wird, d,h« wenn zwischen der
steuernden Zeichenquelle und dem nicht-invertierenden
Punkt eine RG Integrierschaltung angeschlossen wird /Pig. 8./. Bei einer entsprechenden Wahl der Vierte,- d.h.
R1 = R£ s R2 sr R£ s 1 kOhm, P2 = 1 kOhm, RQ0 s 0,15 kOhm,
C s 0,2/Ul, 0 = 0,016/uF, werden die Kennlinien laut
Fig. 9 erhalten« Hier sind die Bezeichnungen der Kennlinien gleichlautend mit den vorangehenden.
Wie aus der Figur ersichtlich tritt eine Bandbegrenzung unabhängig von der Stellung des .Gleitschiebers
des Potentiometers B2 oberhalb der oberen Grenzfrequenz
des (Eonfrequenzbandes in einem jeden Falle ein»
Der Hoch- und Tieftonreglungskreis kann auf
eine Weise aufgebaut werden, dass das Ausmass der Aushebung und/oder Höhenbeschneidung nicht fortlaufend eingestellt
wirdj sondern einen νorausbestimmten, ev. stufenweise abänderbaren Wert darstellt» Ein Beispiel dieser Lösung ist der Hochtonreglungskreis laut Fig. 11.
Diese Schaltungsanordnung weicht von derjenigen laut Fig. 8 darin all, dass das Potentiometer Pg fortfällt
und dass zwischen dem invertierenden Punkt 1 und dem nicht- -invertierenden Punkt 2 des Operationsverstärkers zwei
in Reihe geschaltete Widerstände, R3^ und E829^ eingefügt werden· Zwischen dem gemeinsamen Punkt der in
Reihe geschalteten Widerstände und dem Erdpunkt ist das aus dem Widerstand R__ und dem Kondeneator G Netz ange-
00
schlossen. Bei entsprechender Auswahl der'Widerstände
Rsl und Rg2» oder ihrer Änderung kann in der Burchlass-
kurve an der gegebenen Frequenz die gewünscht© Aushebung bezw, Höhenbeschneidung. hervorgebracht werden^
Die Schaltungsanordnung laut, Iige 11 kann
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derart erweitert werden, dass zwischen den invertierenden und nicht-invertierenden Punkten eine aus der Reihenschaltung
von ohmischen Widerständen aufgebaute Kette geschaltet wird« Die sich an einander sehliessenden
Punkte der Widerstände werden an die Kontakte eines Stufensohalters
ausgeführt und beim Anschluss der aus dem Widerstand R und dem Kondensator C bestehenden Hetzes
an die Abnahmekontakte des Stufenschalter wird ein Präzisions-Klangfarbenreglungskreis gewonnen*
Ein Tief- und Hochtonreglungsstromkreis
kann auch durch Nacheinanderschaltung der oben erläuterten Stromkreise erhalten werden.
Erfahrungsgemäss kann aber ohne einen jeglichen
Nachteil, bei Verwendung eines einzigen Operationsverstärkers die in Figuren 3» 8 oder 10 dargestellten
übrigens selbständige Verstärker erhaltenden Tief-: und Hochtonreglungsstromkreise mit Bandbegrenzung ausserhalb
des !Donfrequenzbandes mit Hilfe der Schaltung laut Fig. 12 aufgebaut werden. In den Stromkreisen kann das
Ausmass der Übertragung der Tief- und Hochtöne mit Hilfe des Potentiometers P-., bezw. P2 von einander unabhängig geregelt werden. Die Kennlinien sind, sinngemäss
bezeichnet in Fig. 15 dargestellt, vorausgesetzt, dass in
der Schaltung laut Fig. 1 R1 « RJ = R « R| * 1 kOhm,
P1 β P2 β 1 kOhm, 0 a 0,2/uF, C1 s 5yuF, Og » 0,016,uF,
R0 = 47 0hm, R00 β 0,15 kObm, L β 0,8 H.
Durch Vollziehung von weiteren gleichzeitigen Massnahmen und bei Beibehaltung der Eigenschaften
des Stromkreises laut Fig. 12, kann der Stromkreis in einer zum Ausgleich der örtlichen Ungleichmässigkeiten
der Durchlasekurve, d.h. ihrer Spitzen und Vertiefungen, geeigneten Weise ausgeführt werden. Kin für
diesen Zweck geeigneter Stromkreis ist in Fig. 14 veranschaulicht, wo mit Hilfe der in Reihe geschalteten,
verlustbehafteten Schwingungskreise L*, Cx, R,, sowie
-la·
L4, G4, R4 und des an diese angeschlossenen Potentiometers
Ρχ, bezwv P4, an zwei beliebig gewählten Ere«
quenzen, von einander unabhängig regelbare spitzen- und/ /oder lochartige Ungleichmässigkeiten erzeugt werden können.
Die Bandweite der Ungleichmässigkeiten /Spitzen oder
Löcher/ kann eigens durch Auswahl der Widerstände . R,, bezwv R4 eingestellt werden. Erfahrungsgemäss können
bei Verwendung eines einzigen Operationsverstärkers etwa fünf, von einander unabhängig regelbare örtliche
Ungleichmässigkeiten /Spitzen und/oder Löcher/ in der Durchlasskurve erzeugt werden. Die Kennlinien werden
in Einklang mit den früheren Bezeichnungen in den äussersten, sowie mittleren Lagen der Potentiometer in
Pig. 15 dargestellt, wobei, beispielsweise L^ = L4 =
= L5 s L6 =0,1 H, 0, ο 16,2 nf, C4 » 12,5 nF, C5 a
a 42,2 iiF, O6 β 0,309/UF, R5 = 0,1 kOhm, R4 β 0,22 kOhm,
Rc β 0,22 kOhm, R6 =5 0,22 kOhm, während sämtliche Potentiometer
einen Widerstand von 1 kOhm haben.
Bei Reihenschwingungskreisen kann bei einer
vorgeschriebenen Bandweite die Flankensteilheit nicht über eine gegebene Grenze erhöht werden. Wird daher /
bei einer verhältnismässig, etwa 1/5 Oktave ausmachenden Bandweite eine grössere Flankensteilheit benötigt,
so bietet die sinngemässe Anwendung der Lösung laut Fig. 16 ein entsprechendes Ergebnis. Werden nämlich der
aus den Elementen L2, O2, R, bestehende Reihenschwingungskreis und der aus den Elementen Li, Oi, Rl aufgebaute
Reihenschwingungskreis für genügend geringe Verluste ausgeführt, und werden die Resonanzfrequenzen
der Schwingungskreise von einander in einem geringen Ausmasse abweichend gewählt und dann parallel an den
Gleitschieber des Potentiometers Px angeschlossen, so
werden bei Beibehaltung der früheren Bezeichnungen bei verschiedenen Stellungen des Gleitschiebers des Potentiometers
P, die in Figi 17 veranschaulichten Kennlinien
30984.1/.07S7
erhalten. Die beispielsweise dargestellten Kennlinien
werden mit Elementen von Werten L s E] s H2 » Ul «
a 1 kOhm, P^sI kOhm, H| = H5 β 120 O&tt, C, = 0,0321/UF,
C^ s 0,0265^uJ, L, s Ll s 0,7 H,
Es wurde bereits erwähnt, dass erfahrungs—
gemäss mit Hilfe eines einzigen Operationsverstärkers etwa fünf von einander unabhängig regelbare örtliche Ungleichmässigkeiten,
Spitzen und/oder Löcher, sowie Hoch- und Tieftonaushebung und/oder Höhenbeschneidung in der
Durchlasskurve erzeugt werden können.
Sollen aber mehrere Ungleichmässigkeiten in
der Durchlasskurve erzeugt werden, müssen die Eingänge der Klangfarbenreglungskreise obiger Ausführung parallel
geschaltet, ihre Ausgänge aber mit Reihenwiderstän**
den verbunden an das eine Ende eines gemeinsamen Wider—
Standes angeschlossen werden, während das andere Ende des gemeinsamen Widerstandes an den Brdpunkt angeschlossen wird. Ein Beispiel obiger Ausführung ist in Fig. 18
veranschaulicht, welche keiner weiteren Erläuterungen bedarf.
Eine weiterentwiekelte Variante der Anordnung
laut Fig. 18 ist in Fig. 19 veranschaulicht. Hier sind die Eingänge der Klangfarbenreglungskreise gleichfalls
parallel geschaltet, ihre Ausgänge aber durch Einfügung von Reihenwiderständen an den invertierenden
Punkt eines weiteren Operationsverstärker mit Differenzierungseingang angeschlossen. Zwischen dem nicht-invertierenden
Punkt des Operationsverstärkers und dem Erdpunkt, sowie zwischen dem invertierenden Punkt und dem Ausgang
ist $e ein ohmischer Widerstand eingefügt. Der Ausgang
dieses weiteren Operationsverstärkers stellt den Ausgang d#e ganzen Stromkreises dar.
-14- 309841/075
Claims (5)
1. Klangfarbenreglungskreis zur Regelung
des Hoch- und/oder Tieftones, enthaltend mindestens einen,
an seinem invertierenden Punkt gesteuerten Operationsverstärker mit Differenzierungseingang, zwischen
dessen invertierendem Punkt und dem Erdpunkt, sowie nichtinvertierendem
Punkt und dem Erdpunkt je ein ohmischer
Widerstand eingefügt ist, weiters zwischen dem invertierenden Punkt und dem Ausgangspunkt des Operat.ionsver*-
stärkers gleichfalls ein ohmischer Widerstand geschaltet ist, während zwischen dem invertierenden und dem
nicht-invertierenden Punkt ein Potentiometer geschaltet ist, dessen Gleitschieber mittels einer Reaktanz an
den Erdpunkt angeschlossen ist, während zwischen der den Operationsverstärker steuernden Zeichenquelle und
dem nicht-invertierenden Punkt ein ohmischer Widerstand geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass mit der zwischen dem Gleitschieber des Potentiometers und dem Erdpunkt eingefügten Reaktanz, Induktivität, bezw. mit dem Kondensator auch ein ohmi-SQher
Widerstand in Reihe geschaltet ist, während zwischen der steuernden Zeichenquelle und dem nicht-invertierenden Punkt eine RG-Differenzier- und/oder Integrierschaltung
eingefügt ist /sind/·
2. Eine Abänderung des Klangf arbenreglungs·*
kreises nach Anspruch 1 für den lall, wenn zwischen dem Gleitschieber des Potentiometers und dem Erdpunkt
die Reihenschaltung eines Kondensators und einer ohmischen Widerstandes eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet
, dass statt der zwischen der steuernden Zeichenquelle und dem nicht-invertierenden
Punkt eingefügten RG-Integrierschaltung zwischen der ' :
Zeichenquelle und dem nicht-invertierenden Punkt bloss ein ohmischer Widerstand geschaltet ist, während der
16 224360a
Kondensator mit dem zwischen dem invertierenden Punkt
und dem Ausgang des Operationsverstärkers eingefügten ohmischen Widerstand parallel geschaltet ist»
3. Eine Abänderung des Klangfarbenreg—
lungskreises nach Anspruch 1 .für den Fall, wenn zwischen
dem Gleitschieber des Potentiometers und dem Erdpunkt die Reihenschaltung einer Induktivität und eines
ohmischen Widerstandes geschaltet ist dadurch
gekennzeichnet , dass statt des Kondensators der zwischen der steuernden Zeichenquelle und dem
nicht-invertierenden Punkt eingefügten RG-Differenzierschaltung
an das freie Ende des ohmischen Widerstandes in der Richtung der steuernden Zeichenquelle das eine
Ende der Sekundärwicklung eines Transformators angeschlossen ist während an das andere Ende an den Järdpunkt
geschaltet ist und die Primärwicklung des Transformators an die steuernde Zeichenquelle angeschlossen ist*.
4. Klangfarbenreglungskreie nach einem der Ansprüche 1 oder 3 dadurch gekennzeichnet,
dass der mit der Induktivität in Reihe geschaltete Widerstand von dem eigenen ohmischen Widerstand
der die Induktivität bildende Wicklung gebildet wird.
5. Klangfarbenreglungskreis nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem invertierenden und dem nicht-invertierenden Punkt des Operationsverstärkers mindestens zwei Potentiometer parallel geschaltet sind, zwischen dem Gleitschieber
des einen und dem Erdpunkt die Reihenschaltung öiner Induktivität und eines ohmischen Widerstandes,
während zwischen dem Gleitschieber des anderen Potentiometers und dem Erdpunkt die Reihenschaltung eines
Kondensators und eines ohmischen Widerstandes geschaltet ist, während zwischen der steuernden Zeichenquelle
und dem nicht-invertierenden Punkt eine RC-Differenzier-
309841/07S7
-16-
K 224360ή
und Integrierschaltung angeschlossen ist, ·
6, Klangfarbenreglungskreis nach »einem der
Ansprüche 1 "bis 5 dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens noch ein weiterer Potentiometer
zwischen dem invertierenden und dem nicht-invertierenden Punkt geschaltet ist, zwischen dessen Gleitschieber
und dem Srdpunkt mindestens ein aus einem ohmischen Widerstand, Kondensator und einer Induktanz in Reihenschaltung
bestehendes Hetz geschaltet ist.
7, Klangfarbenreglungskreis nach einem
beliebigen der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet
, dass der Klangfarbenreglungskreis' mindestens zwei Operationsverstärker oder dessen
mehrere mit dem,dazugehörenden Stromkreis enthält, welche zwischen der steuernden Zeichenquelle und dem Ausgang
des Stromkreises derart parallel geschaltet sind, dass die Ausgänge der Operationsverstärker durch Einfügung
von ohmischen Widerständen an den gemeinsamen Ausgang angeschlossen sind, während zwischen dem gemeinsamen
Ausgangspunkt und dem. Erdpunkt ein ohmischer Widderstand geschaltet ist.
8, Klangfarbenreglungskreis nach Anspruch 8
dadurch gekennzeichnet, dass
statt des zwischen dem gemeinsamen Ausgangspunkt der Operationsverstärker und dem Brdpunkt geschalteten ohmischen
Widerstandes an den gemeinsamen Ausgangspunkt der invertierende Eingang eines weiteren Operationsverstärkers mit Differenziereingang angeschlossen ist,
während zwischen dem nicht-invertierenden Punkt und dem
Erdpunkt ein ohmischer Widerstand geschaltet ist, zwischen dem invertierenden Eingang und" dem gleichzeitig
den Ausgang des ganzen Stromkreises bildenden Ausgang des Operationsverstärkers gleichfalls ein ohmischer Widerstand
geschaltet ist,
9· Klangfarbenreglungskreis nach einem be-
-17-
300841/0757
18 2243609
liebigen der Ansprüche 1 bis 8 dadurch. gekennzeichnet
, dass der zwischen dem invertierenden und dem nicht-invertierenden Punkt des Operationsverstärkers
geschaltete mindestens ein Potentiometer durch zwei in Reihe geschaltete Widerstände abweichenden
Wertes ersetzt wird und dass an den gemeinsamen Punkt dieser Widerstände ein aus einer Reaktanz und einem
ohmischen Widerstand gebildeter, mit dem anderen Ende an den lärdpunkt angeschlossener Stromkreis angeschlossen ist»
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