DE2542745C2 - Verstärker mit veränderbarem Übertragungsmaß, insbesondere für ein Kompander-System - Google Patents

Description

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Das Hauptpatent 25 30 144 betrifft einen Verstärker mit veränderbarem Übertragungsmaß und einer mittels einer Steuerspannung veränderbaren unteren Grenzfrequenz, wobei vom Ausgang des Verstärkers zu einem bezüglich der Ausgangssignale des Verstärkers invertierenden Eingan/T ein Gegenkopplungsweg vorhanden ist Um auf einfache Weise eine Verschiebung der erwähnten Grenzfrequeoz vornahmen zu können, ist der Verstärker so aufgebaut, daß der Gegenkopplungsweg eine Parallelschaltung aus einem elektronisch steuerbaren Widerstand und einer ersten frequenzabhängigen Impedanz enthält daß zwischen dem invertierenden Eingang und der Bezugsspannung eine zweite frequenzabhängige Impedanz geschaltet ist und daß die Steuerspannung dem Steuereingang des steuerbaren Widerstandes zugeführt ist

Eine solche Verschiebung der unteren Grenzfrequenz ist z. B. erforderlich, um bei einem Kompander-System die folgenden Nachteile vermeiden zu können.

Bei Kompander-Systemen mit einer frequenzabhängigen Dynamik-Regelung zeigt sich bei bestimmten Betriebsbedingungen ein gewisser Nachteil dadurch, daß ein tieffrequertter Ton mit hohem Pegel nicht in der Lage ist hochfrequente Störgeräusche wie z. B. das Rauschen zu verdecken. Tritt ein solcher tieffrequenter Ton mit hohem Pegel auf, wird wegen des hohen Pegels keine nennenswerte Kompanderwirkung stattfinden. Das Rauschen beispielsweise ist dann voll zu hören. Verringert sich dagegen der Pegel des tieffrequenten Tones, so setzt die Kompanderwirkung ein und es ergibt sick der weitere Nachteil, daß das Rauschen in Abhängigkeit vom Pegel des tieffrequenten Tones moduliert wird.

Es ist bekannt (Dolby-System nach DE-AS 14 87 276), bei einem Kompander-System mit einem das Nutzsignal mit linearer Dynamik und voller Bandbreite übertragenden ersten Signalweg und einem das Nutzsignal in einem bestimmten Frequenzbereich in seiner Dynamik beeinflussenden zweiten Signalweg sowie einer die Ausgangssignale der beiden Signalwege vereinigenden Hilfsschaltung die Grenzfrequenz des bestimmten Frequenzbereiches mit zunehmender Amplitude des Nutzsignales zu hohen Werten hin zu verschieben. Eine solche amplitudenabhängige Verschiebung der Grenzfrequenz desjenigen Frequenzbereiches, in dem die Dynamik-Regelung stattfindet, ist geeignet, die vorstehend genannten Schwierigkeiten wettgehend zu vermeiden.

Bei Anwendung des in dem Hauptpatent beschriebenen Verstärkers ist zu diesem Zweck in vorteilhafter Weise ein aus dem zu verarbeitenden Nutzsignal eine Steuerspannung ableitender Steuerspannungs^rzeuger vorgesehen, dessen Ausgang an den Eingang des steuerbaren Widerstandes angeschlossen ist

Der Verstärker nach dem Hauptpatent hat den zusätzlichen Vorteil, daß er auch als ein Filter verwendet werden kann, dessen untere Grenzfrequenz mitttels des steuerbaren Widerstandes veränderbar ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen auch als Filter verwendbaren Verstärker zu schaffen, bei dem auch die obere Grenzfrequenz so bestimmbar und so veränderbar ist, daß auch bei einer Verschiebung der unteren Grenzfrequenz des Vestärkers die sich so ergebenden Frequenzgangskurven an der oberen Grenzfrequenz möglichst parallel verlaufen.

Die Erfindung bezieht sich auf den Verstärker nach dem Hauptpatent Die genannte Aufgabe wird bei einem solchen Verstärker durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst Der erfindungsgeni^ße Verstärker hai bei der Verwendung in einem Kompander-System u. a. den Vorteil, daß durch die genau festgelegte obere Grenzfrequenz eine unerwünschte Verstärkung sehr hoher, die Stabilität der Dynamik-Regelung gefährdender Frequenzen vermieden wird.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltung für ein Ausführungsbeispiel der Erfindungund

Fig.2 eine Kennlinienschar für die verschiedenen Frequenzgänge der Schaltung nach F i g. 1.

F i g. 1 zeigt eine Schaltung mit einem als Differenzverstärker ausgebildeten Verstärkers 4, dessen Verstärkungsmaß für die der Eingangsklemme 1 zugeführten und an der Ausgangsklemme 6 abgreifbaren Nutzsignale mittels einer über die Klemme 9 zugeführten Steuerspannung steuerbar ist

Der Eingangsklemme 1 wird z. B. ein in einem Kompander-System zu verarbeitendes NF-Signal zugeführt. An die Klemme 1 ist der nichtinvertierende Eingang 2 des Differenzverstärkers 4 angeschlossen. Der Ausgang 5 des Differenzverstärkers 4 ist mit der Ausgangsklemme 6 verbunden. Vom Ausgang 5 des Differenzverstärkers 4 führt ein Gegenkopplungsweg zu einem invertierenden Eingang 3 des Differenzverstärkers 4, wobei dieser Gegenkopplungsweg die Parallelschaltung aus einem elektronisch steuerbaren Widerstand 7 und einem Kondensator 10 enthält. Der steuerbare Widerstand 7 besitzt einen Steuereingang 8, dem über die Klemme 9 eine Steuerspannung zwecks Veränderung des Widerstandswertes zuführbar ist Der steuerbare Widerstand 7 wird vorteilhaft als Feldeffekttransistor ausgebildet Zwischen dem invertierenden Eingang 3 des Differenzverstärkers 4 und Masse ist die Reihenschaltung aus einem veränderbaren Widerstand 11 und einem zweiten Kondensator 12 geschaltet.

Die soweit beschriebene Schaltung besitzt einen in F i g. 2 dargestellten Frequenzgang, z. B. gemäß der Kennlinie 14, die die Abhängigkeit der Ausgangsspan-

r.ung (bei konstant Sjngangsspannung) von der Frequenz darstellt (logarithmische Darstellung),

Wi?nn der Widerstandswert des Widerstandes 7 über dessen Steuereingang 8 verändert wird, so verschiebt sich die Kennlinie 14 in F i g, 2 parallel zu der Abzisse (Frequenzachse), Wird z, B, der Widerstand 7 vergrößert, so ergibt sich die Kennlinie 13, Wird dagegen der Widerstand 7 verkleinert, so ergibt sich die Kennlinie 15. Man erkennt, daß die Frequenz-Kennlinien des beschriebenen Verstärkers mit dem Differenzverstärker 4 exakt parallel zueinander verschiebbar sind.

Die zugleich mit der beschriebenen Verschiebung der Greiazfrequenzen beabsichtigte Verstärkungsänderung des Verstärkers wird durch die bei einer beliebigen Frequenz /j parallel zur Ordinate eingezeichnete Gerade deutlich. Für die Frequenz f\ verändert sich die Amplitude des Ausgangssignals des Verstärkers nach F i g. 1 bei konstanten Eingangssignalen mit abnehmendem Wiüerstandswert für den Widerstand 7 entsprechend den Schnittpunkten 16, 17 und 18 der Kennlinie 13,14 und 15 mit der erwähnten Geraden.

Die beschriebene Verschiebung der Grenzfrequenz desjenigen Frequenzbereiches, in dem die Ve -Stärkung des Aferstärkers nach F i g. 1 veränderbar ist, ergibt sich als eine exakte Parallelverschiebung der Kennlinien 13, 14 und 15, wie auch eine einfache, hier nicht wiedergegebene mathematische Nachrechnung für die komplexe Verstärkung des Verstärkers nach Fig. 1 ergibt

Eine entsprechende Verschiebung der Grenzfrequenz, allerdings am oberen Ende des Übertragungsbereiches, ergibt sich durch die Veränderung des erfindungsgemäß eingeschalteten Widerstandes 11.

Durch das Pinfügen dieses Widerstandes ti wird zunächst gewährleistet, daß die obere Grenzfrequenz des Verstärkers bei einer bestimmten Frequenz liegt und nicht lediglich von dem unübersehbaren fre quenzabhängigen Verhalten der verwendeten Bauteile abhängt

Durch das Verändern des Widerstandes 11 ist es zudem möglich, z. B. die Kurve 20 durch Vergrößern des Widerstandes 11 zu der Kurve 19 hin zu verschieben. Entsprechend wird durch eine Verringerung des Widerstandes 11 die Kurve 20 zu der Kurve 21 hin verschoben.

Man erkennt, daß die beschriebene Verstärkerschaltung als Bandpaß verwendbar ist, dessen Grenzfrequenzen verschiebbar sind.

Die Einfügung des Widerstandes 11 bewirkt ferner, daß sich die obere Grenzfrequenz des Verstärkers auch bei einer Veränderung der unteren Grenzfrequenz mittels Steuerung des Widerstandes 7 nur unwesentlich verändert Erst dann, wenn die beiden Grenzfrequenzen so nahe beieinander liegen, daß der Durchlaßbereich keinen linearen Teil mehr aufw^ÄÖt, ergeben sich gewisse Abweichungen von der exakttn Parallelverschiebung der Frequenzgangs-Kurven. Dies ist jedoch ohne Belang, da beim normalen Betrieb des beschriebenen Verstärkers z.B. in einem Kompander-System dieser ohnehin so ausgelegt ist, daß die obere Grenzfrequenz außerhalb des zu verarbeitenden Nutzsignal-Frequenzbereiches liegt

Für den Fall, daß der Widerstand 11 veränderbar ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, hierfür einen Feldeffekttransistor zu verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche;

   J, VerstäV'er mit veränderbarem Übertragungsmaß und einer mittels einer Steuerspannung veränderbaren unteren Grenzfrequenz, wobei vom Ausgang des Verstärkers zu einem bezüglich der Ausgangssignale des Verstärkers invertierenden Eingang ein Gegenkopplungsweg vorhanden ist, der eine Parallelschaltung aus einem elektronisch steuerbaren Widerstand und einer ersten frequenzabhängigen Impedanz enthält, und mit einer zwischen dem invertierenden Eingang und der Bezugsspannung geschalteten zweiten frequenzabhängigen Impedanz und einer Zuführung der Steuerspannung an den Steuereingang des steuerbaren Widerstandes nach Patent2530 144, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zu der zweiten frequenzabhängigen Impedanz (12) ein ohmscher Widerstand (11) geschaltet ist
2. 2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, jhß der ohmsche Widerstand (11) veränderbar ist.