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DE1259968B - Method and arrangement for the automatic control of an amplifier - Google Patents

Method and arrangement for the automatic control of an amplifier

Info

Publication number
DE1259968B
DE1259968B DE1962T0022523 DET0022523A DE1259968B DE 1259968 B DE1259968 B DE 1259968B DE 1962T0022523 DE1962T0022523 DE 1962T0022523 DE T0022523 A DET0022523 A DE T0022523A DE 1259968 B DE1259968 B DE 1259968B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
amplifier
control
gain
signal
stages
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1962T0022523
Other languages
German (de)
Inventor
Otto Bucher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken Patentverwertungs GmbH
Original Assignee
Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefunken Patentverwertungs GmbH filed Critical Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority to DE1962T0022523 priority Critical patent/DE1259968B/en
Publication of DE1259968B publication Critical patent/DE1259968B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3005Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in amplifiers suitable for low-frequencies, e.g. audio amplifiers
    • H03G3/3026Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in amplifiers suitable for low-frequencies, e.g. audio amplifiers the gain being discontinuously variable, e.g. controlled by switching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

Verfahren und Anordnung zur automatischen Regelung eines Verstärkers Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zur automatischen Regelung eines aus n regelbaren Stufen bestehenden Verstärkers, dessen Stufen in vorzugsweise zwei festgelegte Verstärkungszustände gesteuert werden können und der mit kurzen, aber in der Amplitude sehr unterschiedlichen Signalen beaufschlagt wird.Method and arrangement for the automatic control of an amplifier The invention relates to a method and an arrangement for automatic regulation an amplifier consisting of n adjustable stages, the stages of which are preferably two defined gain states can be controlled and the one with short, but the amplitude of very different signals is applied.

Bekanntlich wird zur automatischen Regelung von Verstärkern die sogenannte Rückwärtsregelung benutzt. Diese Regelungsart kann man noch durch eine Vorwärtsregelung in .den letzten Stufen unterstützen. Mit der beschriebenen Regelungsart lassen sich einwandfreie Ergebnisse erzielen, solange die Signaldauer groß gegenüber der Laufzeit und der Ansprechgeschwindigkeit des Regelsystems ist. Liegt jedoch die Signaldauer im Bereich von eileigen hundert bis zu einigen zehntel Mikrosekunden, dann lassen sich die genannten Regelverfahren nicht mehr benutzen.As is known, the so-called automatic control of amplifiers is used Reverse control used. This type of control can still be achieved with a forward control support in the final stages. With the type of regulation described, achieve perfect results as long as the signal duration is large compared to the runtime and the speed of response of the control system. However, if the signal duration is in the range of a hundred to a few tenths of a microsecond, then let go the specified control procedures can no longer be used.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Regelschaltung zu schaffen, die auch bei kurzzeitigen Signalen eine Regelung bewirkt. Besonders interessant ist die erfindungsgemäße Regelschaltung bei Verwendung mehrerer Kanäle, deren Verstärkungsgrade immer gleich sein sollen.The purpose of the present invention is to create a control circuit, which also effects a regulation in the case of brief signals. Especially interesting is the control circuit according to the invention when using several channels, their gain should always be the same.

Die obenerwähnte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß, wie bereits erwähnt, den n Verstärkerstufen für das Nutzsignal vorzugsweise zwei festgelegte Verstärkungszustände vorgegeben werden. Gekennzeichnet ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch, daß ein Teil der zu verstärkenden Eingangsenergie einem aus n Stufen bestehenden Hilfsverstärker zugeführt wird und der andere zur Erlangung der gewünschten Information auszunutzende Teil der Eingangsenergie für eine Zeit, die wenigstens gleich der Laufzeit durch die erste Hilfsverstärkerstufe ist, verzögert wird, daß bei überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes durch das Ausgangssignal jeder Verstärkerstufe des Hilfsverstärkers ein Steuersignal gewonnen wird, und daß dieses Steuersignal zur Umschaltung des Verstärkungsgrades der den Hilfsverstärkerstufen zugeordneten Verstärkerstufen für das Nutzsignal im Sinn einer sprunghaften Reduzierung des Verstärkungsgrades benutzt wird.The above-mentioned object is achieved in that, as already mentioned, the n amplifier stages for the useful signal, preferably two defined gain states can be specified. The method according to the invention is characterized in that part of the input energy to be amplified to an auxiliary amplifier consisting of n stages is supplied and the other to be used to obtain the desired information Part of the input energy for a time at least equal to the transit time through the first auxiliary amplifier stage is delayed that when one is exceeded predetermined threshold value by the output signal of each amplifier stage of the auxiliary amplifier a control signal is obtained, and that this control signal for switching the Gain of the amplifier stages assigned to the auxiliary amplifier stages for uses the useful signal in the sense of a sudden reduction in the gain will.

Am günstigsten ist es hierbei, die Umschaltung der ersten Verstärkerstufe für das Nutzsignal durch die erste Stufe des Hilfsverstärkerkanals, der zweiten Stufe durch die zweite Hilfsverstärkerstufe usw. und der n-ten Stufe durch die n-te Hilfsverstärkerstufe bewirken zu lassen. Im Normalzustand sind die Verstärkerstufen für das Nutzsignal im Zustand »volle Verstärkung« und die Umsteuerung in den Zustand »geringere Verstärkung« wird durch die zugehörigen Hilfsverstärkerstufen bewirkt. Die Schwellenspannungen am Ausgang der einzelnen Verstärkerstufen werden am günstigsten derart gewählt, daß, wenn z. B. das Eingangssignal einen Wert aufweist, der nur eine Stufe zum Ansprechen bringen soll, die Schwelle der letzten Hilfsverstärkerstufe überschritten wird und damit der Verstärkungszustand der letzten Verstärkerstufe für das Nutzsignal geändert wird. Entsprechend werden je nach Signalgröße die Schwellwerte der zweitletzten, drittletzten usw. Stufen überschritten und eine entsprechende Regelung des Nutzsignals eingeleitet. Bei sehr großen Eingangssignalen werden schließlich alle Schwellwerte überschritten und damit alle Stufen des Nutzkanals in den zweiten Verstärkungszustand gebracht. Es ist keineswegs notwendig, die Hilfsverstärkerstufen derart aufzubauen, daß sie den gesamten Eingangspegelbereich amplitudengetreu verstärken können. Vielmehr können diese Stufen ab einem bestimmten Eingangspegel Begrenzerwirkung aufweisen. Wichtig ist es hier nur, daß die Stufen im Bereich eines kleinen Pegels z. B. linear arbeiten, und durch Spannungen, die den Schwellwert überschreiten, nicht blockiert werden können. Wird z. B. der Schwellwert des x-ten der n Verstärkerstufen überschritten, so werden oder sind auch die Schwellwerte der anschließenden Stufen überschritten.The best way to do this is to switch over the first amplifier stage for the useful signal through the first stage of the auxiliary amplifier channel, the second Stage by the second auxiliary amplifier stage, etc. and the n-th stage by the n-th To let cause auxiliary amplifier stage. The amplifier stages are in the normal state for the useful signal in the »full gain« state and the reversal to the state "Lower gain" is brought about by the associated auxiliary amplifier stages. The threshold voltages at the output of the individual amplifier stages are the most favorable chosen such that if, for. B. the input signal has a value that is only to make a stage respond, the threshold of the last auxiliary amplifier stage is exceeded and thus the gain state of the last amplifier stage for the useful signal is changed. The threshold values are correspondingly depending on the signal size the penultimate, third from last, etc. steps exceeded and a corresponding Control of the useful signal initiated. In the case of very large input signals, finally all threshold values exceeded and thus all levels of the useful channel in the second Reinforcement state brought. It is by no means necessary to use the auxiliary amplifier stages set up in such a way that they amplify the entire input level range true to the amplitude can. Rather, these stages can have a limiting effect from a certain input level exhibit. It is only important here that the steps are in the range of a small level z. B. work linearly, and through voltages that exceed the threshold value, cannot be blocked. Is z. B. the threshold value of the xth of the n amplifier stages exceeded, the threshold values of the subsequent stages are or are also exceeded.

Bis jetzt wurde nur die Umsteuermöglichkeit der Verstärkerstufen des Nutzkanals in einen zweiten Verstärkungszustand erwähnt. Es ist aber gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung auch möglich, mehrere Umsteuermöglichkeiten für den Verstärkungsgrad pro Stufe vorzusehen. In diesem Fall werden jeder Hilfsverstärkerstufe zwei oder mehrere Schwellwerte zugeordnet, nach deren überschreiten jeweils eine Umsteuerung bewirkt wird. Hierdurch kann man die Regelsprünge weiter unterteilen. Bei einem kleinen Eingangspegel einer Hilfsverstärkerstufe wird dann keine Umsteuerung des Verstärkungsgrades bewirkt, also der Zustand »maximale Verstärkung« in der zugehörigen Nutzverstärkerstufe beibehalten, bei einem etwas größeren Pegel wird (bei drei möglichen Zuständen des Verstärkers) auf einen mittleren Verstärkungsgrad gesteuert, und bei einem noch größeren Pegel wird schließlich auf minimale Verstärkung umgeschaltet.Until now, only the possibility of reversing the amplifier stages of the Useful channel mentioned in a second gain state. But it is according to one Further development of the invention also possible, several reversing options for to provide the degree of reinforcement per stage. In this case each will be an auxiliary amplifier stage two or more threshold values are assigned after which one is exceeded Reversal is effected. This allows the control jumps to be further subdivided. at a small input level of an auxiliary amplifier stage then there is no reversal of the degree of amplification, ie the state »maximum Reinforcement «in the associated useful amplifier stage, for something higher level is (with three possible states of the amplifier) to a middle one Gain is controlled, and at an even higher level it will eventually turn on minimum gain switched.

Es erscheint günstig, die Verstärkungsregelungseinrichtung derart aufzubauen, daß zuerst die letzte, dann die vorletzte usw. Verstärkerstufe für das Nutzsignal im Verstärkungszustand umgesteuert wird, und zwar deshalb, weil dann auf Grund der Umschaltung even-_ tuell entstehende Störsignale sich im Nutzkanal weniger stark bemerkbar machen können. Hierzu ist es notwendig, das Nutzsignal wenigstens für die Dauer der Laufzeit des Hilfsverstärkerkanals zu verzögern, damit das Nutzsignal, wenn es die erste Verstärkerstufe erreicht, bereits einen eingeregelten Zustand vorfindet. Hierzu muß man zwischen den Hilfsverstärkern und den zugehörigen Nutzverstärkerstufen SpeTrmittel einschalten, die eine Umsteuerung erst nach der Umsteuerung der nachfolgenden Stufe zulassen. Technisch ist diese Aufgabe leicht zu lösen.It appears advantageous to set up the gain control device in this way build up that first the last, then the penultimate, etc. amplifier stage for the Useful signal is reversed in the amplification state, namely because then Interfering signals that may occur due to the switchover are in the useful channel can make them less noticeable. For this it is necessary to at least use the useful signal to delay for the duration of the runtime of the auxiliary amplifier channel so that the useful signal, when it reaches the first amplifier stage, it is already in a regulated state finds. To do this, one has to choose between the auxiliary amplifiers and the associated useful amplifier stages Switch on the power supply, which does not change direction until the next one is reversed Allow level. Technically, this task is easy to solve.

Wie bereits erwähnt, ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders dann von Interesse, wenn mehrere Kanäle, denen kurzzeitige Signale zugeführt werden, auf gleichen Verstärkungsgrad geregelt werden sollen, also die Amplitudenrelation erhalten bleiben soll. Steht hierbei fest, daß die Signale eines Kanals immer die größte Amplitude aufweisen oder aber daß die Signale aller Kanäle immer etwa gleich groß sind, so genügt es, den Hilfskanal an den Kanal mit dem größten Signal bzw. an einen beliebigen Kanal anzuschalten und alle sich entsprechenden Verstärkerstufen der verschiedenen Kanäle durch die zugehörige Hilfsverstärkerstufe zu steuern. Variiert jedoch, was wohl meist der Fall sein dürfte, das Verhältnis der Eingangspegel der verschiedenen Kanäle in beliebiger Weise, so kann man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung folgendes Verfahren anwenden: Aus allen Kanälen wird ein Energieanteil abgezweigt, hieraus die vektorielle oder arithmetische Summe gebildet und das Summensignal auf den Hilfsverstärker gegeben. Auch hier werden dann die sich entsprechenden Verstärkerstufen aller Kanäle gemeinsam geregelt.As already mentioned, the method according to the invention is special of interest when several channels to which short-term signals are fed should be regulated to the same degree of gain, so the amplitude relation should be preserved. Is it clear here that the signals of a channel are always the have the greatest amplitude or that the signals of all channels are always approximately the same are large, it is sufficient to connect the auxiliary channel to the channel with the largest signal or to connect to any channel and all corresponding amplifier stages of the various channels through the associated auxiliary amplifier stage. Varies however, which is likely to be the case most of the time, the ratio of the input levels to the different channels in any way, so you can according to a training Apply the following method according to the invention: An energy component is generated from all channels branched off, from which the vectorial or arithmetic sum and the sum signal are formed given to the auxiliary amplifier. The corresponding amplifier stages are then also used here all channels regulated together.

Nur der Vollständigkeit halber sei hier noch erwähnt, daß man das erfindungsgemäße Verfahren sowohl bei Videoverstärkern als auch bei Zwischenfrequenzverstärkern anwenden kann. Die Regelung selbst kann in bekannter Weise durch stufenweise Änderung der Steilheit z. B. durch stufenweise Änderung der Gegenkopplung der einzelnen Stufen bewirkt werden.Just for the sake of completeness, it should be mentioned here that the Method according to the invention both for video amplifiers and for intermediate frequency amplifiers can apply. The scheme itself can be changed in a known manner by means of gradual changes the steepness z. B. by gradually changing the negative feedback of the individual stages be effected.

Bereits oben wurde eine Maßnahme erwähnt, um die durch die Umsteuerung gegebenenfalls auftretenden Störungen klein zu halten. Gemäß einer Ausbildungsform der Erfindung kann dies auch dadurch geschehen, daß man in den Verstärkerstufen Brücken vorsieht, durch die bewirkt wird, daß sich nach einmaligem Abgleich die Störung eleminiert. Man kann z. B. die Verstärkerstufen als Gegentaktverstärker ausbilden, denen das Nutzsignal eintaktig, aber das Steuersignal gegentaktig zugeführt wird.A measure was already mentioned above to avoid the reversal to keep any disturbances that may occur to a minimum. According to a form of training the invention, this can also be done in that one in the amplifier stages Provides bridges through which the Disturbance eliminated. You can z. B. the amplifier stages as a push-pull amplifier train, to which the useful signal is single-ended, but the control signal is fed in push-pull will.

. Man kann die gegebene Verstärkerzahl für das Nutzsignal auch in- zwei oder mehrere Gruppen zusammenfassen und jeweils hierauf das erfindungsgemäße Verfahren anwenden. In einer solchen Anwendung wird durch die erste Stufengruppe eine Grobregelung und durch jede weitere Stufengruppe eine Verfeinerung der Regelsprünge erreicht.. The given number of amplifiers for the useful signal can also be summarize two or more groups and each based on the invention Apply procedure. In such an application, the first stage group a coarse control and a refinement of the control jumps through each further step group achieved.

An Hand des in der Zeichnung prinzipiell dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nochmals erläutert werden. Von dem dargestellten Blockschaltbild soll zuerst nur der oberhalb der Linie 1-1' dargestellte Teil zur Erläuterung herangezogen werden, wobei die gestrichelt eingezeichneten Elemente vorerst nicht betrachtet werden sollen. Die über die Klemme 2 ankommenden kurzzeitigen Signale .von-z. B. nur-.wenigen Mikrosekunden, die z. B. vom Hochfrequenzteil eines Empfängers abgenommen werden, werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel einem nicht regelbaren -Verstärker 3 zugeführt.Using the exemplary embodiment shown in principle in the drawing the invention is to be explained again. From the block diagram shown should initially only use the part shown above the line 1-1 'for explanation The elements shown in dashed lines are not considered for the time being should be. The brief signals arriving via terminal 2 .von-z. B. just-a few microseconds, the z. B. removed from the high frequency part of a receiver are, in the present embodiment, a non-controllable amplifier 3 supplied.

Ein Teil der Ausgangsenergie dieses Verstärkers wird einem Verzögerungsglied 4 zugeführt und hier für die Laufzeit des- aus sechs Stufen bestehenden Hilfsverstärkers (5i bis 56) verzögert. Der andere Teil des Ausgangssignals des Verstärkers 3 wird dagegen dem Hilfsverstärker 5 zugeführt. An die Ausgänge der Hilfsverstäxkerstufen 51 bis 56 sind Multivibratoren 61 bis 66 angeschaltet. Die Ansprechschwellen dieser Multivibratoren-sind derart gewählt; daß bei sehr kleinem Eingangspegel des Hilfsverstärkers kein Multivibrator anspricht, bei einem etwas größeren nur der Multivibrator 66, bei einem noch größeren die Multivibratoren 66 und 65 usw., bis schließlich bei einem sehr großen Eingangspegel alle Multivibratoren ansprechen. Diese Multivibratoren können monostabil ausgebildet sein. In diesem Falle kippen sie nach einer vorgegebenen Zeit nach dem Ansprechen in die Ausgangslage zurück. Es können aber auch bistabile Multivibratoren verwendet werden, die dann (nach dem Ansprechen) durch einen gemeinsamen Zeitgeber alle gleichzeitig in die Ausgangslage zurückgebracht werden. Die Multivibratoren 61 bis 66 steuern die Verstärkerstufen 71 bis 76 für das Nutzsignal.A part of the output energy of this amplifier becomes a delay element 4 and here for the running time of the auxiliary amplifier consisting of six stages (5i to 56) delayed. The other part of the output signal of the amplifier 3 becomes on the other hand, the auxiliary amplifier 5 is supplied. To the outputs of the auxiliary amplifier stages 51 to 56, multivibrators 61 to 66 are connected. The thresholds of this Multivibrators are chosen in this way; that with a very low input level of the auxiliary amplifier no multivibrator responds, with a slightly larger only multivibrator 66, with an even larger one the multivibrators 66 and 65 etc., until finally at all multivibrators respond to a very high input level. These multivibrators can be monostable. In this case, they tilt according to a predetermined one Time to return to the starting position after responding. But it can also be bistable Multivibrators are used, which then (after responding) through a common Timers are all brought back to the starting position at the same time. The multivibrators 61 to 66 control the amplifier stages 71 to 76 for the useful signal.

Es sei hier angenommen, daß alle Stufen im Normalzustand auf »volle Verstärkung« geschaltet sind und daß der zugehörige Verstärkungsgrad 4 je Stufe sei. Außerdem sollen die Verstärkerstufen hier nur zwei Verstärkungszustände aufweisen. Die Gesamtverstärkung des Kanals ist dann (bei dem gewählten Verstärkungsgrad 4) 46.It is assumed here that all stages are in the normal state to full Amplification «are switched and that the associated degree of amplification is 4 per stage may be. In addition, the amplifier stages should only have two amplification states here. The total gain of the channel is then (with the selected gain level 4) 46.

Wird nun auf Grund des Eingangssignals die Schwelle am Ausgang des Verstärkers 56 überschritten und der Multivibrator 66 spricht an, so wird der Verstärkungszustand des Verstärkers 76 umgesteuert. In diesem Zustand soll die Verstärkung dieser Stufe z. B. nur noch 1 sein. Die Gesamtverstärkung ist somit nur noch 45. In der gleichen Weise können auch die vorgeschalteten Verstärker 71 bis -75 umgesteuert werden. Der Verstärkungsgrad variiert dann je nach Eingangssignal zwischen 1 und 46. Da das Eingangs= Signal für den eigentlichen Verstärker 7 im Verzögerungsglied 4 so lange verzögert wird, bis das Eingangssignal des Hilfsverstärkers die letzte Stufe 56 erreicht, ist gewährleistet, daß das zu verstärkende Signal einen eingeregelten Verstärker 7 vorfindet. An der Klemme 8 wird das Signal dann ausgekoppelt.If the threshold at the output of the Amplifier 56 exceeded and the multivibrator 66 responds, so the amplification state of the amplifier 76 reversed. In this state, the reinforcement of this stage should be z. B. only be 1. The total gain is thus only 45. In the same The upstream amplifiers 71 to -75 can also be reversed. The gain then varies between 1 and 46 depending on the input signal. Da the input = signal for the actual amplifier 7 in the delay element 4 so is delayed for a long time until the input signal of the auxiliary amplifier reaches the last stage 56 reached, it is ensured that the signal to be amplified is regulated Amplifier 7 finds. The signal is then decoupled at terminal 8.

Bereits oben wurde- erwähnt,. daß es günstig sei, wenn man Sperrmittel -vorsieht; die gewährleisten, daß zuerst dipp- letzte Stufe, dann die vorletzte usw: im Verstärkungsgrad umgesteuert wird. Im einfachsten Falle (der sich für die Erklärung am besten eignet) werden hierzu Tore 91 bis 95 vorgesehen, die jeweils von dem Multivibrator der nachgeschalteten Stufe gesteuert werden. Das Tor 95 öffnet somit erst, wenn der Multivibrator 6., das Tor 94, wenn der Multivibrator 6s usw. angesprochen hat.It was already mentioned above. that it was cheap to have locking means -provides; which ensure that first dip last stage, then the penultimate stage etc: is reversed in the gain. In the simplest case (which is best suited for the explanation) gates 91 to 95 are provided for this purpose, which are each controlled by the multivibrator of the downstream stage. That Gate 95 therefore only opens when the multivibrator 6th, gate 94 when the multivibrator 6s etc. has addressed.

Wie bereits mehrfach erwähnt, ist die Erfindung besonders für die Verstärkungsregelung mehrerer Kanäle geeignet, so z. B. für die gleichmäßige Regelung der beiden Kanäle für einen die Sinus- und Cosinuskomponente verstärkenden Peilempfänger. Der zweite Verstärkerzug 11 mit der Eingangsklemme 10 und der Ausgangsklemme 12 ist unterhalb der Linie 1-1' eingezeichnet. Die einzelnen Verstärkerstufen werden durch die gleichen Multivibratoren wie die entsprechenden Stufen des Verstärkers 7 gesteuert. Dem Hilfsverstärker wird nunmehr sowohl ein Anteil des Verstärkers 3 als auch des Verstärkers 3 a zugeführt. Die Summe der Anteile wird im Glied 13 gebildet. Die Verstärkungsänderung erfolgt hier sprungartig und gleichzeitig an sich entsprechenden Stufen beider Kanäle, und zwar ist die Änderung in beiden Kanälen exakt gleich, da die einzelnen Sprünge genau voreingestellt werden können. Ein Aussuchen der verstärkenden aktiven Elemente auf Gleichheit entfällt hierdurch.As already mentioned several times, the invention is particularly suitable for the gain control of several channels, such. B. for the uniform regulation of the two channels for a DF receiver amplifying the sine and cosine components. The second amplifier train 11 with the input terminal 10 and the output terminal 12 is shown below the line 1-1 '. The individual amplifier stages are controlled by the same multivibrators as the corresponding stages of the amplifier 7. The auxiliary amplifier is now fed with a portion of both amplifier 3 and amplifier 3a. The sum of the shares is formed in member 13. The gain change takes place here suddenly and at the same time, corresponding steps in both channels, and the change in both channels is exactly the same, since the individual steps can be precisely preset. This eliminates the need to select the amplifying active elements for equality.

An die beschriebene Regelschaltung kann sich, wie bereits erwähnt, auch noch eine zweite anschließen, durch die eine weitere Unterteilung der Regelsprünge erzielt wird.As already mentioned, the control circuit described can be also connect a second, through which a further subdivision of the control jumps is achieved.

Es ist jedoch, wenn zwar die Signale sehr kurzzeitig auftreten, aber zu ihrer Auswertung z. B. einige Millisekunden zur Verfügung stehen, auch möglich, zu einer kontinuierlichen Regelung zu kommen. In diesem Falle wird an die beschriebene Anordnung ein Speicher angeschaltet. Von dem gespeicherten Signal wird in bekannter Weise eine Regelspannung abgeleitet, die der nachfolgenden Verstärkerstufe als Regelwert zugeführt wird. Das Nutzsignal wird der genannten Verstärkerstufe über eine Verzögerungsleitung zugeführt. Bei zwei oder mehreren Kanälen wird der Regelwert günstigerweise aus der vektoriellen Summe der Signale gewonnen.However, it is when the signals appear very briefly, but for their evaluation z. B. a few milliseconds are available, also possible, to come to a continuous regulation. In this case, the described Arrangement of a memory switched on. From the stored signal is known in Way, a control voltage is derived, which the subsequent amplifier stage as a control value is fed. The useful signal is sent to the aforementioned amplifier stage via a delay line fed. If there are two or more channels, the control value is expediently off obtained from the vector sum of the signals.

Claims (15)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur automatischen Regelung eines aus n regelbaren Stufen bestehenden Verstärkers, dessen Stufen in vorzugsweise zwei festgelegte Verstärkungszustände gesteuert werden können und der mit kurzen, aber in der Amplitude sehr unterschiedlichen Signalen beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der zu verstärkenden Eingangsenergie einem aus n Stufen bestehenden Hilfsverstärker zugeführt wird und der andere, zur Erlangung der gewünschten Information auszunutzende Teil der Eingangsenergie für eine Zeit, die wenigstens gleich der Laufzeit durch die erste Hilfsverstärkerstufe ist, verzögert wird, daß bei überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes durch das Ausgangssignal jeder Verstärkerstufe des Hilfsverstärkers ein Steuersignal gewonnen wird und daß dieses Steuersignal jeweils zur Umschaltung des Verstärkungsgrads der der einzelnen Hilfsverstärkerstufe zugeordneten Verstärkerstufe für das Nutzsignal im Sinne einer sprunghaften Reduzierung des Verstärkungsgrades benutzt wird. Claims: 1. A method for the automatic control of a n adjustable stages existing amplifier, its stages in preferably two fixed gain states can be controlled and the with short, but signals very different in amplitude are applied, characterized in that that part of the input energy to be amplified consists of n stages Auxiliary amplifier is fed and the other, to obtain the desired information part of the input energy to be used for a time which is at least equal to the Running time through the first auxiliary amplifier stage is delayed that when exceeded a predetermined threshold value by the output signal of each amplifier stage of the auxiliary amplifier a control signal is obtained and that this control signal in each case to switch the gain of the individual auxiliary amplifier stage assigned amplifier stage for the useful signal in the sense of a sudden reduction the gain is used. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der x-ten der n Hilfsverstärkerstufen gewonnene Steuerspannung zur Umsteuerung des Verstärkungsgrads der x-ten Verstärkerstufe des Verstärkers für die Nutzspannung benutzt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that that the control voltage obtained at the xth of the n auxiliary amplifier stages for reversing the gain of the x-th amplifier stage of the amplifier for the useful voltage is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der weiteren Unterteilung der Verstärkerstufen für das Nutzsignal wenigstens einigen Hilfsverstärkerstufen mehr als zwei (m) Schwellwerte zugeordnet werden, daß beim Überschreiten eines oder mehrerer dieser m Schwellwerte jeweils ein Steuersignal gewonnen wird und daß dieses Steuersignal zur Umschaltung des Verstärkungsgrades der zugehörigen Verstärkerstufe für das Nutzsignal in. die jeweils entsprechende von ebenfalls m ansteuerbaren Verstärkungseinstellmöglichkeiten benutzt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that for Purpose of further subdividing the amplifier stages for the useful signal at least more than two (m) threshold values are assigned to some auxiliary amplifier stages, that when one or more of these m threshold values are exceeded, a control signal in each case is obtained and that this control signal for switching the gain the associated amplifier stage for the useful signal in. the respective corresponding is also used by m controllable gain setting options. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auszunutzende Signal wenigstens um die Laufzeit des Signals durch den Hilfsverstärker verzögert wird und daß die am Ausgang der Hilfsverstärkerstufen jeweils erhaltenen Steuersignale so lange unwirksam gemacht werden, bis für eine zu betrachtende Verstärkerstufe des Hilfsverstärkers alle an ihren Ausgang angeschalteten Hilfsverstärkerstufen die Umsteuerung des Verstärkungsgrads der zugeordneten Verstärkerstufe für das Nutzsignal bewirkt haben. 4th Method according to Claim 2, characterized in that the signal to be used is delayed at least by the transit time of the signal through the auxiliary amplifier and that the control signals received at the output of the auxiliary amplifier stages can be made ineffective until for an amplifier stage to be considered of the auxiliary amplifier all auxiliary amplifier stages connected to their output the reversal of the gain of the assigned amplifier stage for the useful signal have caused. 5. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Zwecke der gleichmäßigen Regelung des Verstärkungsgrads mehrerer Verstärkungskanäle in der Weise, daß aus Anteilen der Eingangssignale aller Kanäle die vektorielle oder arithmetrische Summe gebildet wird, daß dieses Summensignal auf den Hilfsverstärkungskanal gegeben wird und daß ein an den Ausgängen einer Hilfsverstärkerstufe gewonnenes Steuersignal zur Umschaltung des Verstärkungsgrads sich entsprechender Stufen aller Nutzkanäle benutzt wird. 5. Application of the method according to any one of claims 1 to 4 to Purpose of regulating the gain of several gain channels evenly in such a way that the vectorial or arithmetic sum is formed that this sum signal on the auxiliary amplification channel is given and that one obtained at the outputs of an auxiliary amplifier stage Control signal for switching the gain of all corresponding levels Usage channels is used. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Varstärkerstufen für das (oder die) Nutzsignal(e) die Verstärkungsänderung in an sich bekannter Weise durch Änderung der wirksamen Steilheit bewirkt wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that at the var amplifier stages for the (or the) useful signal (s) the Gain change in a manner known per se by changing the effective slope is effected. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verstärkerstufen für das (oder die) Nutzsignal(e) die Verstärkungsänderung in an sich bekannter Weise durch Änderung der Gegenkopplung bewirkt wird. B. 7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that at the amplifier stages for the (or the) useful signal (s) the gain change is effected in a manner known per se by changing the negative feedback. B. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgänge der Hilfsverstärkerstufen auf einen vorgegebenen Schwellwert ansprechende Multivibratoren angeschaltet sind, die nach Ansprechen die Umschaltung des Verstärkungsgrads der jeweils entsprechenden Nutzverstärkerstufe bewirken. Circuit arrangement for carrying out the method according to one of claims 1 to 7, characterized in that that at the outputs of the auxiliary amplifier stages to a predetermined threshold value responding multivibrators are switched on, which switch over after responding the gain of the respective useful amplifier stage. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß monostabile Multivibratoren verwendet sind, die nach einer vorgegebenen Zeit in die Ausgangslage zurückkippen. 9. Circuit arrangement according to Claim 8, characterized in that monostable multivibrators are used, which tilt back into the starting position after a specified time. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bistabile Multivibratoren verwendet sind, die durch einen vom Signal ausgelösten Zeitgeber nach einer vorgegebenen Zeit gleichzeitig zum Rückkippen in die Ausgangslage veranlaßt werden. 10. Circuit arrangement according to Claim 8, characterized in that bistable multivibrators are used, which are triggered by a signal timer after a predetermined Time can be caused to tilt back into the starting position at the same time. 11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Störungen durch den Regelvorgang bei den Verstärkerstufen Brückenschaltungen verwendet sind. 11. Circuit arrangement according to one of claims 8 to 10, characterized in that to avoid Interferences due to the control process used in the amplifier stages bridge circuits are. 12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerstufen für das Nutzsignal als Gegentaktschaltungen ausgebildet sind. 12. Circuit arrangement according to claim 11, characterized in that the Amplifier stages for the useful signal are designed as push-pull circuits. 13. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die beschriebene Regelschaltung eine oder mehrere ähnliche Regelschaltungen zur Verfeinerung der Regelungssprünge anschließen. 13th Arrangement according to one of Claims 8 to 12, characterized in that the control circuit described one or more similar control circuits for Connect refinement of the control jumps. 14. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn genügend lange Auswertezeit zur Verfügung steht, zur Erzielung einer kontinuierlichen Regelung ein Speicherglied an den Ausgang der Regelschaltung angeschaltet ist, von dem ein Regelwert abgeleitet wird, der der nachfolgenden kontinuierlichen Regelstufe zugeführt wird (Vorwärtsregelung) und daß zwischen Speicherglied und kontinuierlicher Regelstufe eine entsprechend bemessene Verzögerungsleitung eingeschaltet ist. 14. Arrangement according to one of the claims 8 to 13, characterized in that, if sufficiently long evaluation time is available a storage element is connected to the output in order to achieve continuous regulation the control circuit is switched on, from which a control value is derived, the is fed to the subsequent continuous control stage (forward control) and that between the storage element and the continuous control stage there is a corresponding one measured delay line is switched on. 15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelwert bei mehreren Kanälen aus der vektoriellen Summe der Signale abgeleitet ist.15. Arrangement according to claim 14, characterized in that the control value for several channels from the vectorial Sum of the signals is derived.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2344178A1 (en) * 1975-05-12 1977-10-07 Western Geophysical Co GAIN STAGGED AMPLIFIER DEVICE

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FR2344178A1 (en) * 1975-05-12 1977-10-07 Western Geophysical Co GAIN STAGGED AMPLIFIER DEVICE

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