DE2601940A1

DE2601940A1 - Schaltungsanordnung fuer regelverstaerker

Info

Publication number: DE2601940A1
Application number: DE19762601940
Authority: DE
Inventors: Ulrich Kraus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-01-20
Filing date: 1976-01-20
Publication date: 1977-07-21

Description

a chaltunffsanordnung für Regelverstärker Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung für Regelverstärker insbesondere in der NF-Technik.
dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsregelung des Regelverstärkers bereits stattgefunden hat, wenn das zu regelnde Signal den Regelverstärker erreicht, so daß der Regeleinsatz keine Amplitudenmodulation des Einschwingvorgangs bewirkt und somit vom Ohr nicht wahrgenommen wird.
In der NF-Dechnik ist der Einsatz von Regelvefstärkern sehr weit verbreitet, sei es, daß der Fremdspannungsabstand in einer Übertragungskette verbessert werden soll (wie z.B. bei Mittelwellensendern), sei es, daß der Dynamikveränderung ein künstlerischer Wert beigemessen wird, wie vor allem in den UnterhaltungsausikO In diesen Fällen handelt es sich nornialerweise um Regelverstärker, die die Übertragungsdynamik einengen ("Begrenzer" oder "Kompressor"), und wie sie beispielsweise auch zur Erhöhung der Sprachverständlichkeit eingesetzt werden.
Eine andere Ausführung von Regelverstärkern ("Schwellwertverstärker") dient der automatischen Ausblendung von Stdrsnanrungen (Rauschen, Brummspannung), sobald die Nutzmodulation einen bestimmten, einstellbaren Wert unterschreitet.
hallen Regelverstärkern ist gemeinsan, dab der Regelvorgang immer eine (schaltungsabhängige) Zeit beansprucht und dadurch dem Einschwingvorgang des zu regelnden Signals eine Amplitudenhüllkurve überlagert wird, die diesen Einschwingvorgang erhebliQh und oft deutlich hörbar verändert. Macht man nämlich die Regelzeit extrem kurz, so wird der Regelvorgang als Impuls hörbar, dessen Grundfrequenz nach der Beziehung 1 (sec) f = (t... Regelzeit) t (sec).4 in dem Bereich liegt, in dem die Dauer einer Periode dem Vierfachen der Regelzeit entspricht. Bei einer Regelzeit von beispielsweise 0,1 ms ergäbe sich hieraus eine erste harmonische des durch Amplitudenmodulation überlagerten Störsignals von 250 Hz. In der Praxis ist die Form der Ämplituden-hüllkurve des geregelten Signals während des Regelvorganges jedoch nicht annähernd sinusförmig, so daß als Störmodulation wesentlich höhere Frequenzen überlagert werden, die als "Knack" hörbar sind.
Um diesen Effekt zu vermeiden macht man die Regelzeit länger (bis ca. lo ms). Dies hat jedoch zwei Nachteile: Zum einen nimmt das Ohr bei langen Regelzeiten bereits Lautstärkeverdiese Methode änderungen wahr, zum anderen kann nicht bei übersteuerungsempfindlichen nachfolgenden Geräten oder im Sendngsbetrieb angewendet werden1 da sich im letzteren Fall die HF-Bandbreite unzulässig erhöht. Man hilft sich häufig mit einem Kompromiß, indem einem mit etwa 3 ms Regelzeit arbeitenden Begrenzer ein die Kurvenform trägheitslos abkappender "Clipper" vorgeschaltet wird. Die von letzterem erzeugten nichtlinearen Verzerrungen sind jedoch ebenfalls hörbar und verändern den Einschwingvorgang.
Beim Einsatz von Schwellwertverstärkern treten analoge Probleme auf. Auch hier verändert das liochregeln der Verstärkung beim Einsatz des Nutzsignals dessen natürlichen Einschwingvorgang.
Auch den heute vielfach auch im semiprofessionellen Bereich eingesetzten Dolbys haftet ein durch die gleichen Umstände hervorgerufener Mangel an: Zwar kann man beim Einsatz desselben Dolbys für Aufnahme und Wiedergabe davon ausgehen, daß die Regelzeiten gleich sind, doch dieser Fall ist sehr häufig nicht gegeben. Fertigungstoleranzen der Bauteile bewirken, daß die Regelzeiten von Kompressor und Expander nicht übereinstimmen und sich dadurch ebenfalls Verformungen des Einschwingvorganges ergeben.
Um diese Nachteile auszuschließen, wird eine Schaltung vorgeschlagen, wie sie nachfolgend im Blockschaltbild dargestellt ist. Das Signal durchläuft zunächst eine Verzögerungsschaltung und dann den eigentlichen Regelverstärker. Die Regelspannung wird aus der vor der Verzögerungsschaltung anliegenden Spannung abgeleitet.
Während das Signal die Verzögerungsschaltung durchläuft, wird die Verstärkung des nachgeschalteten Regelverstärkers in der herkömmlichen Weise derart verändert, daß sich die geaMnschte Ausgangsspannung ergibt. Dies bedeutet, daß sich zu dem Zeitpunkt, zu dem das Signal den Regelverstärker erreicht, dieser schon die erforderliche Verstärkung aufweist, daß also keine Verformung des Einschwingvorganges des natürlichen Signals erfolgt. Die Regelzeit kann dann vorteilhaft sehr kurz gewählt werden, ohne daß Knackgeräusche entstehen.
Vorgeschlagen wird eine Verzögerungszeitzwischen 0,5 und 1 ms, die sich mit als Fertigbausteine angebotenen integrierten Eimerkettenspeichern erreichen läßt, verbunden mit einer etwas kürzeren Regelzeit des Regelverstärkers. Optimale Werte lassen sich durch praktische Versuche ermitteln.
Die Vorteile der vorgeschlagenen Schaltung liegen auf der Hand. Zwar wird das zeitlich vor einer zu regelnden EIodulationsspitze liegende Signal im Falle von Begrenzern heruntergeregelt, doch Versuche mit Bandmontage haben ergeben, daß dies - wohl vor allem durch die Nachhallzeit des Abhörraumes bedingt - vom Ohr nicht wahrgenommen wird.
Auch beim Einsatz in einzelnen Mikrophonkanälen bei sog.
ftpolymikrophoniell sind keine störenden Effekte zu erwarten, da die Verzögerungszeit von 1 ms erst einer akustischen Wegdifferenz von 34 cm entspricht.
Die vor allem bei Begrenzern und Kompressoren heute vinlfach übliche und bewährte Pro granimabhängi gkeit des Regelvorganges kann ohne Änderung beibehalten werden und verringert die Hörbarkeit der automatischen Verstärkungsregelung noch weiter. Ebenso läßt sich durch die vorgeschlagene Schaltungsanordnung in frequenz abhängig arbeitenden Regelverstärkern (Dolby etc.) eine wesentliche Verbesserung der Ubertragungsqualität erreichen.

Claims

Patentansprüche: 1.) Schaltungsanordnung ür Regelverstärker, insbesondere in der NF-Technsk, dadurch g.ekennzeichnet, daß die Verstärkungsregelung bereits stattgefunden hat, wenn das zu regelnde Signal den Regelverstärker erreicht, so daß der Regeleinsatz keine Ar;iplitudenmodulation des Einschwingvorganges bewirkt und somit vom Ohr nicht wahrgenommen wird.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1.), dadurch gekennzeichnet, daß das zu regelnde Signal verzögert wird und die Regelspannung für den Regelverstärker aus dem unverzögerten Signal abgleitet wird.
3.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1.), dadurch gekennzeichnet, daß zur Verzögerung des Signals eine analog arbeitende Schaltung verwendet wird, wie sie in Form von Eimerkettenspeichern zur Verfügung steht.

Anlage: 1 Blatt Zeichnugen