<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Verstärkerschaltung, insbesondere für elektrische Hörgeräte mit automatischer Lautstärkeregelung, bestehend aus mindestens einer geregelten Transistor-Vorverstärkerstufe, einem ein- oder mehrstufigen Endverstärker und einem an den Ausgang des Endverstärkers angeschlossenen Gleichrichter in Spannungsverdoppler-Schaltung zur Erzeugung der Regelspannung.
Es ist seit langem bekannt, dass Schwerhörige mit Nervenschwerhörigkeit mit normalen, linear verstärkenden Hörgeräten schlecht zu versorgen sind. Ein typisches Merkmal der Nervenschwerhörigkeit, also einer Schädigung des Innenohres, ist, dass die betroffenen Personen neben der bei Schwerhörigkeit üblichen hinaufgesetzten Hörschwelle eine herabgesetzte Schmerzgrenze haben. Der Dynamikbereich des derart geschädigten Ohres ist also deutlich kleiner als etwa beim Normalhörenden oder bei einer Schalleitungsschwerhörigkeit.
Hörgeräte für diese Art von Schwerhörigkeit benötigen daher eine automatische Lautstärkenregelung, die bei höheren Eingangspegeln den Ausgangspegel so weit zurückregelt, dass die Schmerzgrenze des Patienten nicht überschritten wird. Solche Schaltungen mit automatischer Lautstärkeregelung sind bekannt und ein Beispiel einer solchen bekannten Schaltung sei nun an Hand der Fig. l näher beschrieben :
In weiterem Verlauf wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in welchen Fig. l eine bekannte Verstärkerschaltung und Fig. 2 eine erfindungsgemässe Verstärkerschaltung zeigt.
Bei der bekannten Schaltung nach Fig. l gelangt die Ausgangsspannung des Mikrophons--M--über den Kondensator--Cl--an die Basis eines Vorverstärker-Transistors--T1--, dessen Arbeitspunkt durch einen Arbeitswiderstand-Rl-und einen Basis-Kollektor-Widerstand --R2-- eingestellt ist. Über einen weiteren Koppelkondensator--C2--gelangt das Signal an einen Lautstärkeregler--P--und von diesem über einen mehrstufigen Endverstärker--E-an den Hörer--H--.
Die in der Hörgerätetechnik weit verbreitete Schaltung des Transistors--Tl--mit den Widerständen --Rl und R2--bewirkt eine Stabilisierung des Arbeitspunktes gegen Schwankungen der Batteriespannung und anderer Einflüsse. Die Schaltung gemäss Fig. l arbeitet wie folgt :
EMI1.1
der durch den Widerstand--R2--gegebene Basisstrom, was wieder eine Steigerung des Kollektorstromes zur Folge hat, die jedoch der ursprünglichen Änderung des Kollektorstromes entgegengesetzt ist. Es stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein. Steigt die Batteriespannung, so läuft der Vorgang in umgekehrter Richtung ab. Auch die einzelnen Stufen des Endverstärkers--E-sind üblicherweise so geschaltet.
Soll diese bewährte Hörgeräteschaltung nun um eine automatische Lautstärkeregelung erweitert werden, so wird dies normalerweise durch eine Verschiebung des Arbeitspunktes des Eingangstransistors--Tl--nach kleineren Kollektorströmen hin bewerkstelligt. Bei fast allen Transistoren sinkt nämlich die Stromverstärkung bei kleinen Kollektorströmen stark ab, so dass ein kleinerer Kollektorstrom gleichbedeutend ist mit einer geringeren Verstärkung der betreffenden Transistorstufe.
Um die Verstärkung in Abhängigkeit vom Signal zu regeln, nimmt man einen Teil der Ausgangsspannung am Hörer ab und führt sie, gegebenenfalls über einen Schalter--S--, und einen weiteren Koppelkondensator --C3-- an eine Gleichrichteranordnung. Diese besteht meist aus zwei Dioden--Dl und D2--in einer Spannungsverdoppler-Schaltung und einem Ladekondensator--C4--. Bei geringen Ansprüchen an die Regelung
EMI1.2
--C4-- stehtFührt man diese Regelspannung über ein Siebglied--C5, R3--und einen Entkopplungswiderstand --R4-- der Basis der Eingangsstufe--Tl--zu, so erhält man eine automatische Lautstärkeregelung. Bei der gezeigten Polung der Dioden--Dl und D2--ist die Spannung an der Klemme--l--des Kondensators --C4-- negativ gegenüber Masse. Bei Einsetzen der Regelung wird die Basis des Transistors--Tl--gegen minus gezogen, was eine Verminderung des Basisstromes zur Folge hat. Damit verkleinert sich aber auch der Kollektorstrom und die Verstärkung des Transistors--T1--. Bei der Schaltung nach Fig. l ist es weiters bekannt, noch eine weitere Vorverstärkerstufe mitzuregeln.
Die Schaltung gemäss Fig. 1 hat jedoch folgenden schwerwiegenden Nachteil : Die eingangs erwähnte stabilisierende Wirkung der Arbeitspunkteinstellung durch die Widerstände--l und R2--wirkt der Regelung entgegen, gleichgültig, durch welche äussere Einflüsse eine Verschiebung des Arbeitspunktes verursacht wird.
EMI1.3
Unstabilitäten, z. B. bei Änderung der Batteriespannung oder der Temperatur, in Kauf, wobei noch hinzukommt, dass sich eine Teilung der Regelspannung zwischen den Widerständen--R3, R4 und R2'--ergibt, und somit nur ein Teil der Regelspannung an der Basis des Transistors--Tl--wirksam ist.
Wenn man den Aufwand für die Regelung in Grenzen halten will-was für Hörgeräte aus Platz- und Kostengründen stets notwendig ist-und davon absieht, spezielle Regelverstärker oder andere aufwendige Vorrichtungen vorzusehen, so wird eine derartige einfache Schaltung stets nur unvollkommene Regeleigenschaften haben. Dies äusserst sich darin, dass entweder der geforderte geringe Ausgangsschalldruck bei
<Desc/Clms Page number 2>
hohen Eingangspegeln nicht gehalten werden kann oder dass bei hohen Eingangspegeln erhebliche Verzerrungen auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstärkerschaltung, insbesondere für Hörgeräte zu finden, die die angeführten Nachteile vermeidet und trotzdem einen einfachen Aufbau aufweist.
Ausgehend von einer Verstärkerschaltung der eingangs angeführten Art wird dies erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Basisvorspannung der geregelten Transistorstufe (n)--Tl--von einem Abgriff eines
EMI2.1
Die Erfindung wird nun näher unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 2 beschrieben, wobei für gleiche Schaltelemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden wie in der Schaltung gemäss Fig. 1.
Die Basisvorspannung für den Transistor--Tl--wird in der Schaltung nach Fig. 2 durch einen Spannungsteiler-RA, RB-erzeugt und über die Widerstände --R2, R3 und Ruder Basis des Transistors - zugeführt. Um zu verhindern, dass sich die Spannung am Abgriff-A-des Spannungsteilers
EMI2.2
asymmetrischen spannungsabhängigen Widerstand (im folgenden als VDR bezeichnet). Ein VDR hat ähnliche Eigenschaften wie eine Z-Diode, ist dieser aber im Bereich sehr kleiner Spannungen bezüglich Stabilisierungswirkung deutlich überlegen.
Wenn der Transistor --T1-- ein Siliziumtransistor mit einer Basis-Emitter-Spannung von zirka 0, 65 V ist, wie heute im Hörgerätebau üblich, so wird am Abgriff--A--eine Spannung von zirka 0, 8 bis 0, 9 V benötigt. Mit einem asymmetrischen VDR lässt sich diese Spannung sehr gut erzeugen und stabil halten. Der Spannungsteilerstrom kann sehr klein sein und die zusätzliche Belastung der Batterie ist minimal. Ausserdem ist die am VDR abfallende Spannung etwas temperaturabhängig, u. zw. derart, dass sie der Temperaturabhängigkeit
EMI2.3
ist.
Zur Regelung wird wieder eine Spannungsverdoppler-Schaltung mit den Dioden-Dl und D2-- benutzt.
Die gleichgerichtete Spannung baut sich am Widerstand-R2-auf und addiert sich zu der Spannung am Abgriff-A--. Bei der gezeichneten Polung der Dioden-Dl und Deist die Richtspannung gegen die Spannung am Abgriff--A--gepolt. Die Basisvorspannung am Transistor--Tl--sinkt somit bei Einsetzen der Regelung in Richtung gegen Null und bewirkt daher wieder die gewünschte Verschiebung des Arbeitspunktes des Transistors--Tl--in Richtung eines kleineren Kollektorstromes. Da an der Basis des Transistors--T1-- kein Spannungsteiler mehr vorhanden ist, kann sich die Regelspannung voll auswirken.
Sollte die Regelwirkung mit nur einer geregelten Vorverstärkerstufe nicht ausreichen, so ist bei der erfindungsgemässen Schaltung auch die Regelung z. B. einer weiteren Vorverstärkerstufe möglich, die man sich in Fig. 2 zwischen der Stufe des Transistors-Tl-und dem Potentiometer-P-liegend denken muss. In diesem Fall hat es sich als günstig herausgestellt, einen Transistor--Tl--mit höherer Stromverstärkung als jener des hinzugekommenen Transistors--T2-- (nicht gezeigt) zu verwenden, da der Transistor--T1-- infolge des benötigten weiteren zwischengeschalteten Siebgliedes in der Regelleitung eine etwas kleinere Basisvorspannung erhält als der hinzugekommene Transistor--T2--.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verstärkerschaltung, insbesondere für elektrische Hörgeräte mit automatischer Lautstärkeregelung, bestehend aus mindestens einer geregelten Transistor-Vorverstärkerstufe, einem ein-oder mehrstufigen Endverstärker und einem an den Ausgang des Endverstärkers angeschlossenen Gleichrichter in
EMI2.4
Basisvorspannung der geregelten Transistorstufe (n) (T1) von einem Abgriff eines Spannungsteilers (RA, RB) mit einem asymmetrischen spannungsabhängigen Widerstand (RB) abgenommen ist und der Richtwiderstand des Regelgleichrichters (D1, D2) in Serie zwischen dem Abgriff (A) des Spannungsteilers (RA, RB) und der Basis der geregelten Transistorstufe (Tl) liegt.
EMI2.5