DE2938798A1

DE2938798A1 - Regelverstaerkerschaltung

Info

Publication number: DE2938798A1
Application number: DE19792938798
Authority: DE
Inventors: Ryozi Higashi; Hiroyuki Hirano; Saburo Takaoka
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1978-09-26
Filing date: 1979-09-25
Publication date: 1980-03-27
Also published as: GB2034138A; GB2034138B; US4328465A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Regelverstärkerschaltung mit einem Funktionsverstärker und insbesondere eine Tonqualitätsregelvorrichtung für eine Audiovorrichtung, wie beispielsweise einen Stereoverstärker.

Bei einem herkömmlichen Stereoverstärker erfolgt eine Tonqualitätsregelung dadurch, daß ein Tonsignal unter Verwendung von Regelwiderständen direkt verarbeitet wird oder daß diskrete Schaltungen vorgesehen sind, von denen jede durch einen entsprechenden Handschalter betätigt wird. Im ersten Fall ergibt sich jedoch der Nachteil, daß die Verdrahtung für die Tonregelung ein Rauschen aufnehmen kann, während im zweiten Fall der Nachteil besteht, daß die Anzahl der Schaltungselemente für die zu erfüllende Funktion groß ist.

Es ist eine Regelverstärkerschaltung mit einem digitalen Regelsystem bekannt, bei der der Verstärkungsfaktor über ein Digitalkodesignal verändert wird. Eine derartige Regelverstärkerschaltung ist in Figur 1 der zugehörigen Zeichnung dargestellt. Eine Funktionsverstärkerschaltung OP1 liegt mit ihrer nicht invertierenden Eingangsklemme an Masse. Ein Rückkopplungswiderstand Rf1 ist zwischen den invertierenden Eingang und den Ausgang der Verstärkerschaltung OP1 geschaltet. Mit der Eingangsklemme der Verstärkerschaltung ist eine Parallelschaltung aus Widerständen R1, R2, R3 und R4 verbunden, die entsprechend der Anzahl der Bits im Digitalkodesignal, beispielsweise im dargestellten Fall entsprechend 4 Bits vorgesehen sind. Erste Enden oder erste Kontakte von Analogschaltern SW1, SW2, SW3 und SW4 sind mit den Widerständen R1, R2, R3 und R4 jeweils verbunden und zweite Kontakte der Schalter liegen am invertierenden Eingang des Funktionsverstärkers 0P1. Bei einer Schaltung mit einem derartigen Aufbau unterliegen die Analogschalter SW1 bis SW4 nach Maßgabe des Informationsinhaltes des Vier-Bit-Digitalkodesignals einer Ein-Aus-Steu-

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erung, so daß das Maß der Rückkopplung zum Funktionsverstärker 0P1 entsprechend geändert wird, um dadurch den Verstärkungsfaktor zu regeln.

Eine derartige Regelverstärkerschaltung wird als sogenannte logarithmische Verstärkerschaltung benutzt, bei der die Ausgangsspannung eine logarithmische Funktion der Eingangsspannung ist. Die Verwendung einer derartigen Schaltung hat jedoch gewisse Nachteile, da das System eine Poligonallinienapproximation verwendet und der Verstärkungsfaktor daher sich nicht logarithmisch linear bezüglich der Änderungen im Ausmaß der Rückkopplung des Funktionsverstärkers 0P1 ändern kann.

Ziel der Erfindung ist daher eine Regelverstärkerschaltung, deren Verstärkungsfaktor sich logarithmisch linear bezüglich der Änderungen im Ausmaß der Rückkopplung ihres zugehörigen Funktionsverstärkers ändern kann.

Durch die Erfindung soll weiterhin eine Tonqualitätsregelvorrichtung geliefert werden, bei der die oben beschriebenen Nachteile einer herkömmlichen Vorrichtung dieser Art beseitigt sind.

Dazu wird durch die Erfindung eine Regelverstärkerschaltung geliefert, die eine Verstärkungsregelschaltung mit einem Funktionsverstärker und einer Rückkopplungsschleife zum Funktionsverstärker mit Einrichtungen zum Verändern des Rückkopplungsfaktors des Funktionsverstärkers nach Maßgabe eines bestimmten Regelsignals, um dessen Verstärkungsfaktor zu ändern, eine erste Mischerschaltung zum Mischen eines Eingangssignals mit einem Ausgangssignal der Verstärkungsregelschaltung und eine zweite Mischerschaltung aufweist, um das Ausgangssignal der Verstärkungsregelschaltung mit dem resultierenden Ausgangssignal der ersten Mischerschaltung zu mischen. Unter dem Begriff eines Mischers wird dabei eine Schaltung verstanden, die entweder eine Addier- oder eine Subtrahierschaltung und keine Multiplizierschaltung oder eine ähnliche Schaltung ist. Die erfindungsgemäße Regelverstärkerschaltung kann weiterhin eine

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umschaltbare Phasenumkehrschaltung aufweisen, um die Phase eines Eingangssignals an der Verstärkungsregelschaltung umzukehren .

Durch die Erfindung wird weiterhin eine Regelverstärkerschaltung geliefert, die eine Signalsummierungsschaltung, eine umschaltbare Phasenumkehrschaltung,an deren einem Eingang ein Ausgangssignal der Signalsummierungsschaltung liegt, wobei die Phasenumkehrschaltung als Ausgangssignal ein Signal erzeugt, das dieselbe Phase wie das Eingangssignal der Phasenumkehrschaltung bei einem Zustand eines Regeleingangssignals und die entgegengesetzte Phase bei einem zweiten Zustand des Regeleingangssignals hat, eine Vielzahl von Widerständen, von denen jeder einen anderen Widerstandswert hat und von denen jeder mit einem Anschluß am Ausgang der umschaltbaren Phasenumkehrschaltung liegt, eine Vielzahl von Schalteinrichtungen, von denen jeweils eine für jeden Widerstand vorgesehen ist, wobei jeder Widerstand mit einem zweiten Anschluß an einem Anschluß jeder Schalteinrichtung liegt, während zweite Anschlüsse der Schalteinrichtungen miteinander verbunden sind, eine Verstärkereinrichtung, die mit einem Eingang an den zweiten Anschlüssen der Schalteinrichtungen liegt, während der Ausgang der Verstärkereinrichtung mit einem Eingang der Signalsummierungsschaltung verbunden ist, und eine Signalsubtrahierschaltung aufweist, wobei der Ausgang der Verstärkereinrichtung mit einem Eingang der Signalsubtrahierschaltung verbunden ist und der Ausgang der Signalsummierschaltung mit einem zweiten Eingang der Signalsubtrahierschaltung verbunden ist. Dieser Regelverstärker kann weiterhin einen Widerstand aufweisen, der zwischen den Ausgang der umschaltbaren Phasenumkehrschaltung und die ersten Anschlüsse der Widerstände geschaltet ist.

Durch die Erfindung wird weiterhin eine Tonqualitätsregelschaltung geliefert, die eine aktive Schaltung mit einem be-

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stimmten Frequenzgang, eine Verstärkungsregelschaltung mit einem Funktionsverstärker und einer Einrichtung zum Ändern des Rückkopplungsfaktors des Funktionsverstärkers nach Maßgabe eines bestimmten Regelsignals zur Änderung des Verstärkungsfaktors des Funktionsverstärkers, wobei die Verstärkungsregelschaltung in Reihe mit der aktiven Schaltung geschaltet ist/ um eine Reihenschaltung zu bilden, eine erste Mischerschaltung zum Mischen eines Eingangssignals mit dem Ausgangssignal der Reihenschaltung, wobei das Ausgangssignal der ersten Mischerschaltung an einer Eingangsklemme der Reihenschaltung liegt, und eine zweite Mischerschaltung aufweist, die das Ausgangssignal der Reihenschaltung mit dem Ausgangssignal der ersten Mischerschaltung mischt. Eine derartige Tonqualitätsregelschaltung kann weiterhin eine umschaltbare Phasenumkehrschaltung aufweisen, die die Phase eines Signals in der Reihenschaltung umkehrt. Diese Schaltung kann weiterhin mit einer Vielzahl von Widerstandsschalterpaaren versehen sein, die parallel zueinander geschaltet sind, wobei die Parallelkombinationen in Reihe zum Eingang der Verstärkungsregelschaltung geschaltet sind. Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert:

Figur 1 zeigt das Schaltbild einer bekannten Verstärkerschaltung mit einem digitalen Regelsystem.

Figur 2 zeigt in einem Blockschaltbild ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regelverstärkerschaltung.

Figur 3 zeigt das Schaltbild der in Figur 2 dargestellten Schaltung im einzelnen.

Figur 4 zeigt in einer graphischen Darstellung den Frequenzgang der erfindungsgemäßen Schaltungen im Vergleich mit einem idealen Frequenzgang.

Figur 5 zeigt das Schaltbild im einzelnen eines zweiten Ausführungsbeispiels der in Figur 2 dargestellten Schaltung.

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Figur 6 zeigt in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Tonqualitätsregelschaltung.

Figur 7 zeigt in einem Diagramm die Kennlinie des Verstärkungsfaktors und den Frequenzgang eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verstärkerschaltung.

Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tonqualitätsregelschaltung.

Figur 9 zeigt das Schaltbild im einzelnen eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Tonqualitätsregelschaltung.

Für die folgende Analyse wird angenommen, daß der Verstärkungsfaktor des Regelverstärkers mit G (Ausgangsspannung e /Eingangsspannung e.) bezeichnet ist und daß der Rückkopplungsfaktor des Funktionsverstärkers mit χ bezeichnet ist. Damit sich der Verstärkungsfaktor G logarithmisch linear bezüglich der Änderungen des Rückkopplungsfaktors χ ändert, muß die folgende Gleichung (1) erfüllt sein:

InG = ax (1) wobei a eine Konstante ist.

Um die Gleichung (1) zu erfüllen, wird die folgende Gleichung (2) betrachtet:

G = 1 + χ , wobei | χ | <. 1 (2) 1 - χ

Wenn der Logarithmus der Werte auf beiden Seiten der Gleichung (2) genommen wird^ergibt sich

InG = In ( ) (3)

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Wenn die rechte Seite der Gleichung (3) durch den ersten Ausdruck ihrer Reihenentwicklung approximiert wird, ergibt sich

In ( J-^) ? 2x (4)

Aus den Gleichungen (3) und (4) folgt

In G = 2 χ (5)

Aus Gleichung (5) ist ersichtlich, daß sich der Wert G annähernd logarithmisch linear mit linearen Änderungen des Wertes χ ändert.

Durch die Erfindung wird die Gleichung (2) in Form einer Schaltung erfüllt, in der der Verstärkungsfaktor sich logarithmisch linear mit Änderungen des Rückkopplungsfaktors des Funktionsverstärkers ändert.

Figur 2 zeigt in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regelverstärkerschaltung, die dadurch erhalten wird, daß die Gleichung (2) unter Verwendung einer Bedingungsvariablen X erfüllt wird.

Wenn Zähler und Nenner der Gleichung (2) mit einer derartigen Bedingungsvariablen X multipliziert werden, ergibt sich die folgende Gleichung (6):

r ^er, X + X.X (6)

G = ο =

e_± X- χ.Χ

Aus Gleichung (6) ergibt sich

X = e_± + χ . X (7)

e_o = X + χ . X (8)

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Die Gleichungen (7) und (8) werden in einer Schaltung erfüllt, wie sie in Figur 2 dargestellt ist.

In Figur 2 ist eine Verstärkungsregelschaltung 1 mit einem Rückkopplungsfaktor χ dargestellt. Die Verstärkungsregelschaltung 1 liefert ein Ausgangssignal χ . X auf ein Eingangssignal ansprechend, das die Bedingungsvariable X wiedergibt. Das Ausgangssignal χ . X wird mit einer Eingangsspannung e^ in einer ersten Mischerschaltung 2 und gleichfalls mit der Bedingungsvariablen X gemischt. Als Folge davon wird eine Ausgangsspannung e erzeugt.

In Figur 3 ist das Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der in Figur 2 dargestellten Schaltung dargestellt. In Figur 3 sind die gleichen Bauteile wie in Figur 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wie es in Figur 3 dargestellt ist, weist die erste Mischerschaltung 2 einen Funktionsverstärker 0P2, dessen nicht invertierende Eingangsklemme an Masse liegt, einen Widerstand R5, der mit der invertierenden Eingangsklemme des Verstärkers OP2 verbunden ist,und einen Rückkopplungswiderstand Rf2 auf, der zwischen die invertierende Eingangsklemme und die Ausgangsklemme des Verstärkers 0P2 geschaltet ist. In der ersten Mischerschaltung 2 wird das Ausgangssignal der noch zu beschreibenden Verstärkungsregelschaltung, das über einen Widerstand R6 anliegt, mit einem Eingangssignal e. gemischt.

Eine Phasenumschaltschaltung 4 kann die Phase des Ausgangssignals der ersten Mischerschaltung 2 umschalten. Die Phasenumschaltschaltung 4 weist einen Funktionsverstärker OP3, einen Rückkopplungswiderstand Rf3, der zwischen die invertierende Eingangsklemme und die Ausgangsklemme des Funktionsverstärkers OP3 geschaltet ist, Widerstände R7 und R8, die jeweils mit der invertierenden Eingangsklemme und der nicht invertierenden Eingangsklemme des Funktionsverstärkers 0P3 verbunden sind, und beispielsweise einen Analogschalter SW5 auf, der zwischen die nicht invertierende Eingangsklemme des Verstärkers OP3 und

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Masse geschaltet ist. In der Phasenumschaltschaltung 4 wird ein Ausgangs signal erzeugt, das mit dem Eingangssignal iri Phase ist, wenn der Analogschalter SW 5 geöffnet ist und wird ein Ausgangssignal erzeugt, das die entgegengesetzte Phase wie das Eingangssignal hat, wenn der Analogschalter SW5 geschlossen ist. Dementsprechend kann zwischen der Verstärkung und der Dämpfung leicht umgeschaltet werden. Es ist jedoch nicht immer notwendig, die Phasenumschaltschaltung vorzusehen.

Der Grundaufbau der Verstärkungsregelschaltung 1 ist der gleiche, wie der der in Figur 1 dargestellten Schaltung. Die Widerstände R1, R2, R3 und R4 bilden eine Tannenbaumwichtungsschaltung mit Widerstandswerten R, R/2, R/4 und R/8.

Eine zweite Mischerschaltung 3 weist einen Funktionsverstärker 0P4, einen Rückkopplungswiderstand Rf4, der zwischen der invertierenden Eingangsklemme und der Ausgangsklemme des Funktionsverstärkers 0P4 liegt, einen Widerstand R9, der zwischen die invertierende Eingangsklemme des Verstärkers 0P4 und die Ausgangsklemme der Verstärkungsregelschaltung 1 geschaltet ist, einen Widerstand R10, der zwischen der nicht invertierenden Eingangsklemme des Verstärkers 0P4 und der Ausgangsklemme der ersten Mischerschaltung 2 liegt,und einen Widerstand Rf auf, der zwischen die nicht invertierende Eingangsklemme des Verstärkers 0P4 und Masse geschaltet ist. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Schaltungsanschlüsse derart, daß die erste Mischerschaltung 2 als Addierer arbeitet, während die zweite Mischerschaltung 3 als Subtrahierer arbeitet. Wenn es die Polarität jedoch erlaubt, kann die Anordnung so abgewandelt werden, daß die erste Mischerschaltung 2 als Subtrahierer arbeitet, während die zweite Mischerschaltung als Addierer arbeitet.

Bei einer Regelverstärkerschaltung mit diesem Aufbau wird der Rückkopplungsfaktor χ des Funktionsverstärkers 0P1 dadurch

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geändert, daß das Ein- und Ausschalten der Analogschalter SW1 bis SW4 nach Maßgabe des Informationsgehaltes eines Digitalkodesignals gesteuert wird, wie es im vorhergehenden beschrieben wurde. Wie es in Figur 4 dargestellt ist, ändert sich der Verstärkungsfaktor selbst bezüglich des Rückkopplungsfaktors χ längs der Kurve b statt längs der idealen logarithmisch linearen Kurve a. Es ist ersichtlich, daß die Abweichung von der idealen logarithmisch linearen Kurve a ein Approximationsfehler ist, der dem Wegfall des zweiten, dritten und der anschliessenden Ausdrücke der oben beschriebenen Gleichung (4) zuzuschreiben ist. Wenn jedoch beispielsweise die Regelverstärkerschaltung als Tonqualitätsregelschaltung in einem Stereoverstärker verwandt werden soll, sind dessen Kennlinien im Vergleich mit einer herkömmlichen Schaltung wesentlich verbessert.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regelverstärkerschaltung ist in Figur 5 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Approximationsfehler des ersten Ausführungsbeispiels korrigiert, damit die Kennlinie sich mehr der idealen logarithmisch linearen Kennlinie nähert. Ein besonders bemerkenswertes Kennzeichen dieses zweiten Ausführungsbeispiels ist die Tatsache, daß ein Widerstand Ro zwischen der ersten Mischerschaltung 2 und der Verstärkungsregelschaltung 1 liegt. Das heißt, daß der Schaltungsaufbau des zweiten in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiels vollständig der gleiche wie bei dem in Figur 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist, außer, daß der oben beschriebene Widerstand Ro vorgesehen ist.

Dementsprechend ändert sich auch beim zweiten Ausführungsbeispiel der Rückkopplungsfaktor χ des Funktionsverstärkers 0P1 durch eine Steuerung des Ein- und Ausschaltens der Analogschalter SW1 bis SW4 nach Maßgabe des Informationsgehaltes des Digitalkodesignals, wie es oben beschrieben wurde. Wie es in Figur 4 dargestellt ist, verläuft die Änderung des Verstärkungs-

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faktors bezüglich Änderungen im Rückkopplungsfaktor χ näher
an der idealen logarithmisch linearen Kurve a, wie es durch
die Kurve c dargestellt ist, als es beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel der Fall ist.

Aus dem obigen ist ersichtlich, daß sich bei der erfindungsgemäßen Regelverstärkerschaltung der Verstärkungsfaktor bezüglich einer Änderung des Rückkopplungsfaktors unter einer
digitalen Steuerung näher in logarithmisch linearer Weise ändert. Eine derartige Regelverstärkerschaltung kann daher wirksam beispielsweise als Tonqualitätsregelschaltung in einem
Stereoverstärker verwandt werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung in
ihrer Anwendung speziell für eine Tonregelschaltung in einem Stereoempfänger beschrieben.

In Figur 6 ist ein derartiges Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Blockschaltbild dargestellt, wobei dieses Ausführungsbeispiel eine erste Mischerschaltung 21, eine aktive Schaltung 22 mit einer Ubertragungskennlinie H (jw), die
durch den gewünschten Tonqualitätsregelbereich bestimmt ist, eine Verstärkungsregelschaltung 23, eine zweite Mischerschaltung 24, eine Eingangsklemme 25 und eine Ausgangsklemme 26
aufweist. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel eine Eingangsspannung e^^ an der Eingangsklemme 25 liegt, die Ausgangsspannung an der Ausgangsklemme 26 gleich e ist, der Rückkopplungsfaktor der Verstärkungsregelschaltung 23 zur ersten Mischerschaltung 21 gleich χ ist, und die übertragungskennlinie gleich Tm(j w ) ist, und die Ubertragungskennlinie ein Minimum im
zu regelnden Bereich der Amplitudenübertragungskennlinien hat, wird die folgende Gleichung erhalten:

_H(iu) _r 1 - Tm(J u ) (11)

^H(Dt" ' 1 + Tm(3 u> )

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wobei die Ubertragungskennlinie H(jw) der aktiven Schaltung 22 so bestimmt ist, daß die Verstärkungsfaktoren der Mischerschaltungen 21 und 24 gleich 1 sind.

Die Ausgangsspannung V_Q der ersten Mischerschaltung und die Ausgangsspannung e an der Ausgangsklenu
der folgenden Weise ausgedrückt werden:

Ausgangsspannung e an der Ausgangsklemme 26 können dann in

e_± - V .H(JU)₁X = V₀, und (12)
V₀ - V₀-H(Ju ).x = e_o (13)

Aus den Gleichungen (12) und (13) kann die Eingangs- und
Ausgangsübertragungskennlinie T(ju) in der folgenden Weise ausgedrückt werden:

Wenn in dieser Gleichung (14) |h( ju ) .x \ < 1, d.h.tx(<1 ist, so ergibt sich:

•ι λ ι 1 - H(J Um) .χ . .

tu) = in τ-—srhbn—~ <¹⁵'

Wenn die rechte Seite der Gleichung (15) wie im vorhergehenden durch den ersten Ausdruck ihrer Reihenentwicklung approximiert wird, so ist:

In T(jv») * χ . In ⁽¹⁶⁾

In Gleichung (16) wird H(jw ) aus Gleichung (11) eingesetzt, so daß sich ergibt:

In T(ju») * χ . In Tm(ju) (17)

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Wenn in der obigen Gleichung (17) nur die Amplitudenkenn linie berücksichtigt wird, dann ist:

In I T(ju)l = χ . In | Tm(Ju )l (18)

Aus den Gleichungen (16) bis (18) ist ersichtlich, daß der Logarithmus der übertragungskennlinie H(j u ) proportional dem Rückkopplungsfaktor χ der Verstärkungsregelschaltung 23 bezüglich der Ubertragungskennlinie Tm(JUi) ist, die durch H(JUi) bestimmt ist. Wenn H(ju) derart bestimmt ist, daß beispielsweise der Absolutwert von Tm(ju) durch eine Kennkurve (1) in Figur 7 wiedergegeben wird, dann zeigt T(jU») bezüglich des Rückkopplungsfaktors χ die Kennkurven (1) bis (6) in Figur 7.

Figur 8 zeigt in einem Blockschaltbild noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Schaltungselemente, die im vorhergehenden anhand von Figur 6 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Wie es in Figur 8 dargestellt ist, ist eine Phasenumschaltschaltung 27 vorgesehen, die in Figur 6 nicht dargestellt ist. Die Phasenumschaltschaltung 27 kehrt die Phase eines am Eingang der Verstärkungsregelschaltung 23 liegenden Signals auf ein bestimmtes geeignetes Steuersignal ansprechend um, um für ein Umschalten zwischen der Verstärkung und der Dämpfung zu sorgen.

Durch eine Änderung des Rückkopplungsfaktors χ der Verstärkungsregelschaltung 23 ist eine Regelung des Frequenzgangs über einen weiten Bereich möglich. Es sei darauf hingewiesen, daß die Reihenfolge,in der die aktive Schaltung 22, die Phasenumschaltschaltung 27 und die Verstärkungsregelschaltung geschaltet sind, geändert werden kann, und dennoch dieselben Ergebnisse erhalten werden können.

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Figur 9 zeigt das Schaltbild eines Beispiels des in Figur 8 dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. In Figur weist eine erste Mischerschaltung 21 einen Funktionsverstärker 0P21, dessen invertierender Eingang an Masse liegt, einen Widerstand R1, der mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 0P21 verbunden ist,und einen Rückkopplungswiderstand R21 auf, der zwischen den invertierenden Eingang und den Ausgang des Verstärkers 0P21 geschaltet ist. In der ersten Mischerschaltung 21 wird das Ausgangssignal der Verstärkungsregelschaltung 23, das über einen Widerstand R22 anliegt, mit einem Eingangssignal e. gemischt. Die aktive Schaltung enthält einen Funktionsverstärker OP22, dessen invertierende Eingangsklemme und dessen Ausgangsklemme zusammengeschaltet sind, einen Widerstand R3, der mit der nicht invertierenden Eingangsklemme des Funktionsverstärkers OP22 verbunden ist, ein Bandpaßfilter aus einem Widerstand R24 und Kondensatoren C21 und C22 und einen Rückkopplungswiderstand Rf22. Die Phasenumschaltschaltung 27 weist einen Funktionsverstärker OP23, einen Rückkopplungswiderstand Rf23, der zwischen die invertierende Eingangsklemme und die Ausgangsklemme des Funktionsverstärkers OP23 geschaltet ist, Widerstände R25 und R26, die jeweils mit der invertierenden Eingangsklemme und der nicht invertierenden Eingangsklemme des Verstärkers OP23 verbunden sind und einen Schalter SW21, beispielsweise einen Analogschalter auf, der zwischen der nicht invertierenden Eingangsklemme des Verstärkers OP23 und Masse liegt. In der Phasenumschaltschaltung 27 wird ein Ausgangssignal, das dieselbe Phase wie das Eingangssignal hat, erzeugt, wenn der Schalter SW21 geöffnet ist und wird ein Ausgangssignal erzeugt, das eine dem Eingangssignal entgegengesetzte Phase hat, wenn der Schalter SW21 geschlossen ist.

In der Verstärkungsregelschaltung 23 liegt die nicht invertierende Eingangsklemme eines Funktionsverstärkers OP24 an Masse, während die invertierende Eingangsklemme des Funktionsverstärkers OP24 über einen Rückkopplungswiderstand Rf24 mit seiner Ausgangsklemme verbunden ist. Zwischen einem Eingangswider-

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COPV

ORfGIfIAl. !M3PEICTED

stand R27 und der invertierenden Eingangsklenune des Funktionsverstärkers OP24 liegt eine Parallelschaltung aus Widerständen R28 bis R31 und Analogschaltern SW22 bis SW25, die in Reihe zu den Widerständen R28 bis R31 jeweils geschaltet sind. Die Anzahl der Widerstände R28 bis R31 entspricht der Anzahl der Bits des Digitalkodesignals, beispielsweise einer Anzahl von vier Bits. Die Widerstände R28 bis R31 bilden eine Wichtigungswiderstandstannenbaumschaltung mit Widerstandswerten R, R/2, R/4 und R/8. In einer derart aufgebauten Verstärkungsregelschaltung unterliegen die Analogschalter SW22 bis SW25 einer Ein-Aus-Schaltsteuerung nach Maßgabe des Informationsgehaltes des Vier-Bit-Digitalkodesignals, so daß der Rückkopplungsfaktor des Funktionsverstärkers OP24 verändert wird, um dadurch den Verstärkungsfaktor zu regeln.

Eine zweite Mischerschaltung 24 enthält einen Funktionsverstärker OP25, einen Rückkopplungswiderstand Rf25, der zwischen die invertierende Eingangsklenune und die Ausgangsklemme des Funktionsverstärkers OP25 geschaltet ist, einen Widerstand R3 2, der zwischen der invertierenden Eingarigsklemme des Verstärkers OP25 und der Ausgangsklemme der Verstärkungsregelschaltung 23 liegt, einen Widerstand R33, der zwischen die nicht invertierende Eingangsklenune des Verstärkers OP25 und die Ausgangsklemme der ersten Mischerschaltung 21 geschaltet ist, und einen Widerstand R34, der zwischen der nicht invertierenden Eingangsklemme des Verstärkers OP25 und Masse liegt. Bei dem oben beschriebenen Beispiel sind die Schaltungsverbindungen derart, daß die erste Mischerschaltung 21 als Addierer arbeitet, während die zweite Mischerschaltung 24 als Subtrahierer arbeitet. Wenn die Polaritäten geeignet sind, kann die Schaltungsanordnung jedoch auch so abgewandelt werden, daß die erste Mischerschaltung 21 als Subtrahierer arbeitet, während die zweite Mischerschaltung 24 als Addierer arbeitet.

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In einer Tonregelvorrichtung mit diesem Aufbau kann der Rückkopplungsfaktor χ des Funktionsverstärkers OP24 dadurch verändert werden, daß die Ein-Ausr-Schaltvorgänge der Analogschalter SW22 bis SW25 nach Maßgabe des Informationsgehaltes des Digitalkodesignals gesteuert werden, wie es oben beschrieben wurde. Es können Verstärkungskennlinien erhalten werden, die eine logarithmische lineare Änderung bezüglich des Rückkopplungsfaktors χ zeigen. In der Phasenumschaltschaltung 27 kann durch eine einfache Ein-Aus-Steuerung des Analogschalters SW1 leicht zwischen der Verstärkung und der Dämpfung umgeschaltet werden.

Aus dem obigen ergibt sich, daß sich bei der erfindungsgemäßen Tonregelvorrichtung der Verstärkungsfaktor logarithmisch linear mit Änderungen des Rückkopplungsfaktors ändert, wie es durch die digitale Steuerung bestimmt ist. Es ist daher möglich, von außen den Frequenzgang der in der Schaltung verarbeiteten Signale festzulegen und für eine ausgezeichnete Tonqualitätsregelvorrichtung zu sorgen, die keinen Störungen aus unerwünschten Rauschanteilen, beispielsweise aus Brummstörungen, ausgesetzt ist.

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Claims

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25. Sept. 1979

PIONEER ELECTRONIC CORPORATION

No. 4-1, Meguro 1-chome, Meguro-ku, Tokyo, Japan

Regelverstärkerschaltung
PATENTANSPRÜCHE

/1. Regelverstärkerschaltung gekennzeichnet durch eine Verstärkungsregelschaltung (1), die eine Funktionsverstärkerschaltung (0P1) mit einer Rückkopplungsschleife und einer Einrichtung zum Ändern des Rückkopplungsfaktors des Funktionsverstärkers (0P1) nach Maßgabe eines bestimmten Steuersignals aufweist, um» den Verstärkungsfaktor zu verändern, durch eine erste Mischerschaltung (2) zum Mischen eines Eingangssignals mit einem Ausgangssignal der Verstärkungsregelschaltung (1) und zum Anlegen des resultierenden Ausgangssignals an einen Signaleingang der Verstärkungsregelschaltung (1) und durch eine zweite Mischerschaltung (3) zum Mischen des Ausgangssignals der Verstärkungsregelschaltung (1) mit dem resultierenden Ausgangssignal der ersten Mischerschaltung (2).

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2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine umschaltbare Phasenurnkehrschaltungseinrichtung (4) zum Umkehren der Phase eines Eingangssignals, das an der Verstärkungsregelschaltung (1) liegt.
3. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Mischerschaltungen (2,3) als Subtrahierer und die andere als Addie rer arbeitet.
4. Regelverstärkerschaltung gekennzeichnet durch eine Signalsummierungsschaltung (2), durch eine umschal tbare Phasenumkehrschaltung (4), an deren Eingang ein Ausgangssignal der Signalsummierungsschaltung (2) liegt/ wo bei die Phasenumkehrschaltung (4) als Ausgangssignal ein Signal erzeugt, das dieselbe Phase wie das Eingangssignal bei einem Zustand eines Steuereingangssignals und die entgegengesetzte Phase bei einem zweiten Zustand des Steuereingangssignals hat, durch eine Anzahl von Widerständen (R1-R4), von denen jeder einen anderen Widerstandswert hat und von denen je der mit einem Anschluß am Ausgang der umschaltbaren Phasenumkehrschaltung (4) liegt, durch eine Anzahl von Schalteinrichtungen (SW1 - SW4), wobei eine Schalteinrichtung (SW1 - SW4) jeweils für einen der Widerstände (R1 - R4) vorgesehen ist und jeder Widerstand (R1-R4) mit einem zweiten Anschluß an einem Anschluß jeder Schalteinrichtung (SW1 - SW4) liegt und die zweiten Anschlüsse der Schalteinrichtungen (SW1 - SW4) mit einander verbunden sind, durch eine Verstärkereinrichtung (OP1), die mit einem Eingang mit den zweiten Anschlüssen der Schalteinrichtungen (SWI - SW4) und mit einem Ausgang am Eingang der Signalsummierungsschaltung (2) liegt,und durch eine Signalsubtrahierschaltung (3), wobei das Ausgangssignal der Verstärkereinrichtung (0P1) an einem Eingang der Signalsubtrahierschaltung (3) liegt und das Ausgangssignal der Signalsuamierschaltung (2) an einem zweiten Eingang der Signalsubtrahier schal tung (3) liegt.

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5. Verstärkerschaltung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Widerstand (Ro), der zwischen dem Ausgang der umschaltbaren Phasenumkehrschaltung (4) und den ersten Anschlüssen der Widerstände (R1 - R4) liegt.
6. Tonqualitätsregelschaltung gekennzeichnet durch eine aktive Schaltung (22) mit einem bestimmten Frequenzgang, durch eine Verstärkungsregelschaltung (23), die einen Funktionsverstärker (OP24) und eine Einrichtung aufweist, die den Rückkopplungsfaktor des Funktionsverstärkers (OP24) nach Maßgabe eines bestimmten Steuersignals ändert, um den Verstärkungsfaktor des Funktionsverstärkers (OP24) zu ändern, wobei die Verstärkungsregelschaltung (23) in Reihe zur aktiven Schaltung (22) geschaltet ist, so daß eine Reihenschaltung gebildet ist, durch eine erste Mischerschaltung (21) zum Mischen eines Eingangssignals mit einem Ausgangssignal der Reihenschaltung, wobei das Ausgangssignal der ersten Mischerschaltung (21) an einer Eingangsklemme der Reihenschaltung liegt, und durch eine zweite Mischerschaltung (24) zum Mischen des Ausgangssignals der Reihenschaltung mit dem Ausgangssignal der ersten Mischerschaltung (21).
7. Tonqualitätsregelschaltung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine umschaltbare Phasenumkehrschaltung (27) zum Umkehren der Phase eines Signals in der Reihenschaltung.
8. Tonqualitätsregelschaltung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Widerständen (R8 - R11) und eine Vielzahl von Schaltern (SW22 SW 25), wobei jeweils ein Schalter (SW22 - SW 25) in Reihe mit einem Widerstand (R8 - R11) geschaltet ist, die Paare aus Widerständen und Schaltern <R8 - R11; SW22 - SW25) parallel zueinander geschaltet sind und die Paare aus Widerständen und Schaltern (R8 - R11; SW22-SW25) in Reihe mit einem Eingang der Verstärkungsregelschaltung (23) geschaltet sind.

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