DE19546406C1

DE19546406C1 - Digital IF filter circuit for FM receiver

Info

Publication number: DE19546406C1
Application number: DE1995146406
Authority: DE
Inventors: Stefan Brinkhaus
Original assignee: Becker GmbH
Current assignee: Interessengemeinschaft fuer Rundfunkschutzrechte GmbH Schutzrechtsverwertung and Co KG
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1995-12-12
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2015-12-13

Abstract

The filter circuit uses filters (F1,F2) with a narrow filter band relative to the frequency range used by the FM modulation spectrum. The filters have a linear phase characteristic and an amplitude frequency characteristic which approximates the Gaussian filter family. The filter circuit preferably uses several digital filters with different filter coefficient sets which can be selected, e.g. for reducing the filter width when reception is poor.

Description

Filteranordnung für einen FM-Empfänger, der als Rundfunkempfänger oder TV-Empfänger ausgebildet sein kann. Bei der Auslegung der Filteranordnungen wird als ideale Filteranordnung diejenige betrachtet, welche einen linearen Phasengang, d. h. eine über den ganzen Durchlaßbereich des Filters konstante Gruppenlaufzeit aufweist und dabei zusätzlich einen rechteckförmigen Amplitudenfrequenzgang aufweist. Von derartigen idealen Filtern wird erwartet, daß sie keinen Beitrag zum Klirrfaktor zufügen und keine Signalartefakte erzeugen.Filter arrangement for an FM receiver, which as a radio receiver or TV receiver can be designed. When designing the filter arrangements, as ideal filter arrangement considers that which has a linear phase response, i. H. a has a constant group delay over the entire pass band of the filter and additionally has a rectangular amplitude frequency response. From Such ideal filters are expected to make no contribution to the distortion factor and do not generate signal artifacts.

Bei der Verwendung von LC-Filtern ist ein fester Zusammenhang zwischen Amplitudenverlauf und Gruppenlaufzeit vorgegeben, d. h. bei geringen Gruppenlaufzeitunterschieden große Amplitudenschwankungen gegeben und umgekehrt. Folglich kann bei LC-Filtern stets nur ein Kompromiß zwischen diesen widersprüchlichen Forderungen gegeben sein.When using LC filters there is a fixed relationship between Amplitude curve and group delay specified, d. H. at low Group runtime differences given large amplitude fluctuations and vice versa. Consequently, only a compromise between these can be contradictory in LC filters Demands be given.

Dieser Widerspruch konnte mit dem Einsatz von digitalen Filtern bzw. von Oberflächenwellenfiltern aufgelöst werden, da diese keine Verknüpfung zwischen Amplitudenfrequenzgang und Gruppenlaufzeiten aufweisen. Somit erschien die ideale Filteranordnung möglich.This contradiction could be solved with the use of digital filters or Surface wave filters are resolved, as there is no link between them Have amplitude frequency response and group delays. So the ideal appeared Filter arrangement possible.

In der Schrift "IEEE Transactions on Ultrasonics, and Frequency Control, Vol. 40 No. 5, Sept. 1993" wird die Verwendung einer Filteranordnung mit Oberflächenwellenfiltern, auch SAW-Filter genannt, am Beispiel von "Satellite Receivers" beschrieben und auf die Zusammenhänge von Amplitudenfrequenzgang und Gruppenlaufzeit hingewiesen.In the publication "IEEE Transactions on Ultrasonics, and Frequency Control, Vol. 40 No. 5, Sept. 1993 "describes the use of a filter arrangement with surface acoustic wave filters, also called SAW filter, described using the example of "Satellite Receivers" and on the Relationships between amplitude frequency response and group delay pointed out.

Weiterhin ist ausgeführt, daß unter schwierigen Empfangsbedingungen, wie starker Regen oder Schneefall, ein schmalbandiges Filter die Empfangsbedingungen (signal to noise ratio) verbessert. Und dies obwohl die an sich idealen Filtereigenschaften gewählt sind.It is also stated that under difficult reception conditions, such as strong Rain or snowfall, a narrow-band filter the reception conditions (signal to noise ratio) improved. And this despite the fact that the ideal filter properties were chosen are.

In der Praxis zeigen derartige FM-Empfangsgeräte am Beispiel von Satellitenreceivern bei schlechten Empfangsverhältnissen zwar einen deutlichen Rückgang der Spikes im Bild, dieses wird aber mit Verzerrungen im Frequenzgang des Videobildes erkauft, was sich als Kantenausreißen oder durch großflächige Bildstörungen bemerkbar macht.In practice, such FM receivers show the example of satellite receivers if reception conditions are poor, there is a significant decrease in spikes in the Image, but this is bought with distortions in the frequency response of the video image, what shows itself as tearing out of edges or is noticeable by large-scale image disturbances.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demnach darin, die anscheinend idealen Filter, wie digitale Filter oder Oberflächenwellenfilter dahin weiterzuentwickeln, daß diese auch bei schmalbandigem Durchlaßbereich eine ausreichende Störarmut aufweisen.The object on which the invention is based is accordingly that to further develop ideal filters, such as digital filters or surface acoustic wave filters, that these are sufficiently low in interference even with a narrow-band passband exhibit.

Diese Aufgabe wird durch die Filteranordnungen für FM-Empfänger gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.This object is achieved by the filter arrangements for FM receivers according to claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are in the dependent Claims presented.

Erfindungsgemäß wird bei den digitalen Filtern bzw. bei den Oberflächenwellenfiltern mit einem gegenüber dem durch das Modulationsspektrum genutzten Frequenzbereich schmalbandigen Durchlaßbereich gerade die anscheinend ideale Amplitudenverlaufseigenschaft in Form eines Rechteckverlaufes verlassen und ein Verlauf gewählt, der der Gauß′schen Filterfamilie angenähert ist. D.h., daß die scharfen, steilen Filterflanken durch die weicheren Übergänge, die verschliffenen Flanken gemäß der Gauß′schen Filterfamilie ersetzt werden. Dieses Abweichen von dem anscheinenden Idealbild des Amplitudenfrequenzganges soll bei weitgehendem Erhalt des linearen Phasenganges erfolgen. Eine derartige Filteranordnung in einem FM-SAT-Empfänger zeigt eine wesentliche Verbesserung des negativen Effekts des Kantenausreißens und auch der Spikes in den Farbflächen. Durch die Auswahl der verschiedenen Arten der Gauß-Filter bzw. das Maß der Annäherung an den idealen Gauß-Filter läßt sich für jeden Anwendungsfall, d. h. in Abhängigkeit des Modulationsindexes bzw. der Modulationsfrequenzen eine besonders geeignete Filteranordnung für einen FM-Empfänger schaffen, welche bei schmalbandigen Durchlaßbereichen besonders störungsarm ist.According to the invention, the digital filters and the surface acoustic wave filters are used compared to the frequency range used by the modulation spectrum narrowband passband just the apparently ideal Leave the amplitude characteristic in the form of a rectangular shape and on Course chosen that approximates the Gaussian filter family. This means that the sharp, steep filter edges through the softer transitions, in accordance with the smoothed edges the Gaussian filter family can be replaced. This deviation from what appears to be Ideal picture of the amplitude frequency response should be largely retained while the linear Phase response take place. Such a filter arrangement in an FM-SAT receiver shows a significant improvement in the negative effect of edge tearing and also the spikes in the colored areas. By choosing the different types of Gaussian filter or the degree of approximation to the ideal Gaussian filter can be used by everyone Use case, d. H. depending on the modulation index or Modulation frequencies a particularly suitable filter arrangement for one Create FM receivers, which are particularly useful in narrowband pass bands is trouble free.

Als besonders geeignet hat sich erwiesen, die Filteranordnung aus mehreren einzelnen Filtern unterschiedlicher Filtereigenschaften auszubilden oder bei Digitalfiltern unterschiedliche Koeffizientensätze in entsprechenden Speichern bereitzuhalten und diese unterschiedlichen Filter oder Filterekoeffizientensätze jeweils wahlweise entsprechend den einzelnen Bedürfnissen ein-, um- bzw. auszuschalten. Dabei zeigen diese unterschiedlichen Filter insbesondere Filtercharakteristiken, die unterschiedlich stark dein idealen Gauß-Filter angenähert sind oder unterschiedliche Durchlaßbereiche. Infolge dieser Anpaßmöglichkeit läßt sich das jeweilige dargestellte Empfangssignal durch die optimierte Auswahl des jeweiligen Filters weiter verbessern. Von dieser Auswahl ist es unabhängig, ob es sich bei dieser Anordnung um eine Filteranordnung mit Oberflächenfiltern oder Digitalfiltern handelt, welche beide keinen festen Zusammenhang zwischen Amplitudenfrequenzgang und Phasengang aufweisen. The filter arrangement made up of several individual ones has proven to be particularly suitable Form filters with different filter properties or with digital filters to keep different coefficient sets in appropriate memories and these different filters or sets of filter coefficients can be selected accordingly individual needs on, toggle on or off. These show different filters, in particular filter characteristics that have different strengths ideal Gaussian filter or approximate passband. As a result this possibility of adaptation, the respective received signal shown by the further improve the optimized selection of the respective filter. It is from this selection regardless of whether this arrangement is a filter arrangement with Surface filters or digital filters, both of which have no fixed connection have between amplitude frequency response and phase response.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Filteranordnung mit einer Hubnachführung versehen, bei der die Regelgröße entgegen den bekannten Lösungen nicht aus dem tieffrequenten Bereich gewonnen wird, sondern gezielt bei höheren Frequenzen, welche kontinuierlich im Signal vorhanden sind, wie beispielsweise der Pilotton bei 19 kHz oder der RDS-Träger bei 57 kHz oder das Chrominanzsignal bei 4,4 MHz. Durch die besondere Wahl der Ableitung der Regelgröße aus den dominanten Modulationsfrequenzen, welche kontinuierlich im Frequenzspektrum des empfangenen Signals vorliegen, wird ermöglicht, daß die Totzeiten der einzelnen Komponenten der Regelschleife, insbesondere der schmalbandigen Filter, nicht zu einem Ausrasten oder Aufschwingen der Regelschleife führen können und damit die Hubnachführung mit ihren vorteilhaften Wirkungen in Frage stellen können. Zusätzlich erweist es sich als vorteilhaft, daß durch die schmalbandige Nachführung im Bereich der dominanten Modulationsfrequenzen die Rauschanteile der demodulierten FM-Signale weitgehend ausgefiltert und besonders bei sehr schwachen Signalen die Nachführung exakter erfolgen kann, als bei breitbandigen, tiefpaßgefilterten Nachführungen. Zudem lassen sich gerade bei derartigen schmalbandigen, gefilterten Signalen die Phasendifferenzen durch unvermeidbare Laufzeiten in der Nachführung weitgehend kompensieren, was durch eine zusätzliche Phasenkompensation in der Regelschleife gewährleistet werden kann. Dadurch läßt sich der Regelbereich der Regelschleife wesentlich erhöhen und damit die unerwünschten Störungen weiter reduzieren.According to a preferred embodiment of the invention, the filter arrangement is used a stroke tracking, in which the controlled variable contrary to the known Solutions are not obtained from the low-frequency range, but specifically with higher frequencies that are continuously present in the signal, such as the pilot tone at 19 kHz or the RDS carrier at 57 kHz or the chrominance signal at 4.4 MHz. Through the special choice of deriving the controlled variable from the dominant Modulation frequencies, which are continuously in the frequency spectrum of the received Signals are present, it is possible that the dead times of the individual components of the Control loop, especially the narrow-band filter, does not cause a disengagement or Can swing up the control loop and thus the stroke tracking with their can question beneficial effects. In addition, it turns out to be advantageous that due to the narrowband tracking in the dominant area Modulation frequencies largely the noise components of the demodulated FM signals filtered out and the tracking more precise, especially with very weak signals can take place than with broadband, low-pass filtered trackings. In addition, with such narrow-band, filtered signals, the phase differences largely compensate for the unavoidable running times in the tracking, which is caused by a additional phase compensation in the control loop can be guaranteed. As a result, the control range of the control loop can be significantly increased and thus the further reduce unwanted interference.

Bei relativ hohen Frequenzen ist eine Nachführung des Oszillators günstiger als eine Filternachführung zum Erreichen einer Hubnachführung. Auch bei der Oszillatornachführung wird die Regelgröße wie bei der Hubnachführung von den Signalen im Bereich der dominanten Modulationsfrequenzen und nicht von den niederfrequenten Signalen abgeleitet. Folglich zeigen auch die Regelungen der Hubreduzierung mit Hilfe der Oszillatornachführung die entsprechenden Vorteile der Hubnachführung.At relatively high frequencies, tracking the oscillator is cheaper than one Filter tracking to achieve stroke tracking. Even with the Oscillator tracking becomes the controlled variable as in the stroke tracking of the Signals in the range of the dominant modulation frequencies and not from the derived low-frequency signals. Consequently, the regulations of the Stroke reduction with the help of the oscillator tracking the corresponding advantages of Stroke tracking.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform wird neben der Hubnachführung oder der Hubreduktion, welche eine frequenzabhängig reduzierte Signalamplitude nach dem FM- Demodulator bewirken, eine Kompensation dieser Reduktion vorgesehen. Diese wird gewährleistet, indem von den Filtern für die dominanten Modulationsfrequenzen ein Kompensationssignal abgeleitet wird, welches phasenrichtig dem demodulierten Signal überlagert wird. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, daß jeweils die frequenzrichtigen Kompensationssignale in den Bereichen der frequenzabhängig reduzierten Amplitude überlagert werden. Dadurch können die systemimmanenten Nachteile der Hubnachführung bzw. der Hubreduktion ausgeglichen werden und ein linearer Signalverlauf über das ganze Frequenzspektrum gewährleistet werden. According to an advantageous embodiment, in addition to the stroke tracking or Stroke reduction, which is a frequency-dependent reduced signal amplitude after the FM Demodulator, compensation for this reduction is provided. This will guaranteed by a filter for the dominant modulation frequencies Compensation signal is derived, which is in phase with the demodulated signal is superimposed. This arrangement ensures that each frequency-corrected compensation signals in the areas of frequency-dependent reduced amplitude are superimposed. This allows the system immanent Disadvantages of stroke tracking or stroke reduction can be compensated for and a linear signal curve over the entire frequency spectrum can be guaranteed.

Es erweist sich als vorteilhaft, daß nicht nur eine dominante Modulationsfrequenz als Maß für die Hubreduzierung bzw. die Hubnachführung herangezogen wird, sondern daß mehrere dominante Modulationsfrequenzen gemeinsam zur Bestimmung des Maßes der Hubnachführung bzw. der Hubreduktion verwendet werden. Entsprechend der erhöhten Zahl der schmalbandigen Filter für die dominanten Modulationsfrequenzen in der Regelschleife ist es von Vorteil, die daraus resultierenden frequenzabhängigen, reduzierten Amplituden hinter dem FM-Demodulator durch eine entsprechende phasenrichtige Kompensation zu beheben. Dies erfolgt durch eine jeweils dem einzelnen schmalbandigen Filter in der Regelschleife zugeordnete Einheit zur Kompensation der Hubreduktion. Durch die mehrfache parallele Gewinnung der Regelgröße für die Hubnachführung bzw. die Hubreduktion läßt sich eine besonders sichere Hubnachführung bzw. Hubreduktion gewährleisten, die ein optimiertes, störungsfreies MPX-Signal gewährleistet.It proves to be advantageous that not only a dominant modulation frequency than Measure for the stroke reduction or the stroke tracking is used, but that several dominant modulation frequencies together to determine the degree of Stroke tracking or stroke reduction can be used. According to the increased Number of narrowband filters for the dominant modulation frequencies in the Control loop, it is advantageous to use the resulting frequency-dependent, reduced amplitudes behind the FM demodulator by a corresponding one correct in-phase compensation. This is done by the individual narrowband filter in the control loop associated unit for compensation of Stroke reduction. Through the multiple parallel acquisition of the controlled variable for the Stroke tracking or the stroke reduction can be a particularly safe Ensure stroke tracking or stroke reduction, which is an optimized, trouble-free MPX signal guaranteed.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt einen FM-PLL-Demodulator für einen FM-Empfänger mit einem spannungsabhängigen Oszillator, einem Tiefpaß und einen Phasenkomperator, der den spannungsabhängigen Oszillator dem Modulationshub nachführt. Diese haben dabei zugleich die Funktion eines bandbegrenzenden Filters. Dieser FM-PLL-Demodulator ist mit einem oder mehreren zusätzlichen Filtern in der Regelschleife zur selektiven, phasenrichtigen Nachführung des spannungsabhängigen Oszillators versehen, wobei die zusätzlichen Filter schmalbandig sind und auf dominante Modulationsfrequenzen abgestimmt sind. Dabei wird das Regelsignal für den spannungsabhängigen Oszillator durch Überlagerung des tiefpaßgefilterten Ausgangssignals mit dem durch den zusätzlichen schmalbandigen Bandpaßfilter gefilterten Ausgangssignal, welches phasenkorrigiert ist, bestimmt. Durch diese Überlagerung wird sichergestellt, daß die unerwünschten Ausrasttendenzen des FM- PLL-Demodulators bei hohen Hüben und gleichzeitig höheren Frequenzen verhindert wird, da in diesem Fall die Hubnachführung durch das schmalbandige Nachführen für die Frequenzbereiche der dominanten Modulationsfrequenzen dies verhindert. Vorteilhafterweise wird der Tiefpaß der Regelschleife mit einer Bandsperre versehen, die den Frequenzbereich des zusätzlichen Bandpaßfilters für die dominanten Modulationsfrequenzen ausführen um diesen Frequenzbereich nur über den Bandpaß gelangen zu lassen. Hierdurch wird eine Mehrfachbewertung dieser Frequenz verhindert und damit die sichere Regelung gewährleistet. Vorzugsweise werden als dominante Frequenzen die Chrominanzsignalfrequenz von 4.4 MHz, die Pilottonfrequenz von 19 kHz, der RDS-Träger von 57 kHz oder die oberhalb des Videosignals dominanten Tonträgerfrequenzen gewählt. Dabei kann für jeden Einzelfall jede beliebige Kombination oder Auswahl dieser beispielhaft aufgezählten kontinuierlich im Signal vorhandenen dominanten Frequenzen gewählt werden.Another embodiment of the invention shows an FM-PLL demodulator for an FM receiver with a voltage-dependent oscillator, a low pass and a phase comparator, the voltage-dependent oscillator the modulation stroke tracks. These also have the function of a band-limiting filter. This FM-PLL demodulator is equipped with one or more additional filters Control loop for selective, in-phase tracking of the voltage-dependent Oscillators provided, the additional filters are narrow-band and dominant Modulation frequencies are matched. The control signal for the voltage-dependent oscillator by superimposing the low-pass filtered Output signal with the additional narrowband bandpass filter filtered output signal, which is phase corrected. Through this Overlay ensures that the unwanted disengagement tendencies of the FM PLL demodulator prevented at high strokes and at the same time higher frequencies is because in this case the stroke tracking by the narrowband tracking for the Frequency ranges of the dominant modulation frequencies prevent this. The low-pass filter of the control loop is advantageously provided with a bandstop which the frequency range of the additional bandpass filter for the dominant ones Execute modulation frequencies around this frequency range only via the bandpass to get there. This prevents multiple evaluations of this frequency and thus ensures safe regulation. Preferably be considered dominant Frequencies the chrominance signal frequency of 4.4 MHz, the pilot tone frequency of 19 kHz, the RDS carrier of 57 kHz or those dominant above the video signal Sound carrier frequencies selected. Any one can be used for each individual case Combination or selection of these examples listed continuously in the signal existing dominant frequencies can be selected.

Die folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung lassen weitere vorteilhafte Merkmale und Besonderheiten erkennen, die anhand der Darstellung in den Zeichnungen im folgenden näher beschrieben und erläutert werden.The following exemplary embodiments of the invention leave further advantageous features and recognize special features that are based on the representation in the drawings in following are described and explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine ZF-Filteranordnung mit Hubnachführung. Fig. 1 shows an IF filter arrangement with stroke tracking.

Fig. 2 zeigt den Aufbau eines FM-Empfängers mit einer Filteranordnung mit Oszillatornachführung und Kompensation der Hubreduktion. Fig. 2 shows the structure of an FM receiver with a filter arrangement with oscillator tracking and compensation of the stroke reduction.

Fig. 3 zeigt einen FM-Empfänger mit FM-PLL-Demodulator. Fig. 3 shows an FM receiver with FM-PLL demodulator.

Fig. 4 zeigt das Frequenzverhalten einer Anordnung gemäß Fig. 2. FIG. 4 shows the frequency behavior of an arrangement according to FIG. 2.

Aus Fig. 1 ist eine ZF-Filteranordnung für einen FM-Empfänger mit mehreren gegenüber dem durch das FM-Modulationsspektrum genutzten Frequenzbereich schmalbandigen Filtern F1, F2 zu entnehmen. Diese Filter zeigen bei weitgehend linearem Phasengang einen Amplitudenfrequenzgang, der der Gauß′schen Filterfamilie angenähert ist. Beide Filter zeigen unterschiedliche Mittenfrequenzen und nicht notwendigerweise einen unterschiedlichen Amplitudenfrequenzgang über den betreffenden Durchlaßbereich, wobei jeder Amplitudenfrequenzgang der Gauß′schen Filterfamilie angenähert ist. Die beiden Filtersignale werden einer Gewichtungseinheit GEW zugeführt, welche mit einem Demodulator DEM für die FM-Signale verbunden ist. Vom demodulierten Signal wird die Regelgröße für die Gewichtung abgeleitet, indem mittels eines schmalbandigen Bandpaßfilters BP, der auf eine dominante Modulationsfrequenz abgestimmt ist, insbesondere die Pilottonfrequenz von 19 kHz, herausgefiltert, durch die Phasenkompensionseinheit PH phasenkompensiert und durch einen Regelverstärker RV verstärkt wird, so daß durch die so gebildete Regelgröße die Gewichtung zwischen den beiden Filtersignalen dynamisch verändert werden kann. Durch die Veränderung der Gewichtung kann der Hub des Signales nachgeführt werden, was zu einer Störungsreduktion führt. Am Beispiel eines TV-Satelliten-Tuners mit dem Chrominanzsignal bei 4,4 MHz kann mit der beschriebenen Anordnung die Zunahme der Spikes bei gesättigten Farben verhindert werden und die Rauschanteile der demodulierten FM-modulierten Signale weitgehend herausgefiltert werden. Zudem wird, besonders bei sehr schwachen Signalen, die Nachführung aufgrund der schmalbandigen Nachführung wesentlich exakter erfolgen und es wird die Phasendifferenz durch unvermeidbare Laufzeitunterschiede in der Nachführung leichter und besser kompensieren lassen. Somit sind ein Ausrasten oder ein Aufschwingen der Regelschleife auch bei größeren Phasendifferenzen aufgrund der schmalbandigen Regelschleife mit Phasenkompensation in Verbindung mit dem Amplitudenfrequenzgang entsprechend der Gauß′schen Filterfamilie weitgehend ausgeschlossen. Of FIG. 1 is an IF filter arrangement for an FM receiver with a plurality of with respect to the used by the FM modulation range of the frequency range narrow-band filters F1, F2 can be seen. With a largely linear phase response, these filters show an amplitude frequency response that approximates the Gaussian filter family. Both filters show different center frequencies and not necessarily a different amplitude frequency response over the pass band in question, each amplitude frequency response being approximate to the Gaussian filter family. The two filter signals are fed to a weighting unit GEW, which is connected to a demodulator DEM for the FM signals. The control variable for the weighting is derived from the demodulated signal by filtering out by means of a narrow-band bandpass filter BP, which is tuned to a dominant modulation frequency, in particular the pilot tone frequency of 19 kHz, phase-compensated by the phase compensation unit PH and amplified by a control amplifier RV, so that the weighting between the two filter signals can be changed dynamically by the control variable formed in this way. By changing the weighting, the stroke of the signal can be tracked, which leads to a reduction in interference. Taking the example of a TV satellite tuner with the chrominance signal at 4.4 MHz, the described arrangement can prevent the increase in spikes in saturated colors and largely filter out the noise components of the demodulated FM-modulated signals. In addition, especially with very weak signals, the tracking will take place much more precisely due to the narrowband tracking and the phase difference will be compensated for more easily and better by inevitable differences in transit time in the tracking. Disengaging or swinging up of the control loop are largely ruled out even with larger phase differences due to the narrow-band control loop with phase compensation in conjunction with the amplitude frequency response in accordance with the Gaussian filter family.

Aus Fig. 2 ist ein FM-Empfänger zu entnehmen, dessen Signal von einer Antenne aufgenommen, über eine Tunerstufe mit einer Mischstufe zu einer Zwischenfrequenz ZF umgesetzt, durch ein schmalbandiges Filter ZF-Fi mit weitgehend linearem Phasengang und einem Amplitudenfrequenzgang entsprechend der Gauß′schen Filterfamilie gefiltert und einem Demodulator DEM zugeführt wird. Das demodulierte Signal wird zur Bildung eines Regelsignals zur Steuerung des Oszillators verwendet, um über den Oszillator eine Hubreduzierung mittels des Mischers zu erreichen. Dabei wird das demodulierte Signal durch einen oder mehrere schmalbandige Bandpaßfilter BP mit Phasenkorrektur PH gefiltert, welche jeweils auf eine dominante Modulationsfrequenz abgestimmt sind. Durch die Abstimmung der schmalbandigen Bandpaßfilter BP auf die dominanten Modulationsfrequenzen, d. h. Frequenzen, die kontinuierlich im empfangenen FM-Signal enthalten sind, wie beispielsweise die Pilottonfrequenz von 19 kHz bei Rundfunkempfängern oder die Chrominanzsignalfrequenz von 4,4 MHz bei TV-Empfängern, wird eine sehr sichere und weitgehend totzeitunabhängige Regelgröße für die Nachführung des Oszillators und damit zur Reduzierung des Hubs erzeugt. Richtet sich die Reduzierung des Hubes nicht nur nach dem Signal einer einzigen dominanten Frequenz, sondern mehrerer dominanter Frequenzen zugleich, so wird die Sicherheit weiter gesteigert. Dies erfolgt, indem das demodulierte Signal MPX in parallelen Zweigen auf die unterschiedlichen schmalbandigen Bandpaßfilter BP mit Phasenkorrektur PH gegeben wird, dabei sind die schmalbandigen Bandpaßfilter BP auf die verschiedenen dominanten Frequenzen ausgelegt. Aus den gefilterten, phasenkorrigierten Signalen wird dann im Regelverstärker RV eine Regelspannung erzeugt, mit der der Oszillator gesteuert wird. Durch diese Form der Hubreduzierung, die letztendlich eine Hubgegenkopplung darstellt, wird das MPX-Signal im Bereich der dominanten Frequenzen gedämpft. Diese an sich unerwünschte Dämpfung erweist sich aber als weniger störend als die sonstigen Artefakte bei vergleichbaren Schaltungen ohne Gegenkopplung und ohne schmalbandige Filter mit einer Amplitudencharakteristik entsprechend der Gauß′schen Filterfamilie. Die Dämpfung im Bereich der dominanten Frequenzen läßt sich aber sehr einfach und sicher korrigieren, da durch die Bandpaßfilter BP im Regelkreis erkennbar ist, ob die entsprechende dominante Frequenz vorhanden ist und entsprechend bedämpft ist somit läßt sich ein entsprechendes Kompensationssignal erzeugen und dieses phasenrichtig dem MPX-Signal. das von dem Demodulator Dem gebildet und mit einer entsprechenden Dämpfung versehen ist, überlagert werden. Für jeden schmalbandigen Bandpaßfilter BP im Regelkreis, der auf dominante Frequenzen abgestimmt ist, wird bevorzugt ein entsprechendes Kompensationssignal erzeugt und dieses phasenkorrigiert dem MPX-Signal überlagert. Dadurch läßt sich gewährleisten, daß die an sich nachteilige Wirkung der Hubreduzierung wesentlich verringert wird und das Ergebnis dem tatsächlich idealen Filter auch für schmalbandige Filter nahekommt. From Fig. 2 an FM receiver can be seen, the signal received by an antenna, implemented via a tuner stage with a mixer to an intermediate frequency ZF, through a narrow-band filter ZF-Fi with largely linear phase response and an amplitude frequency response corresponding to the Gaussian Filter family is filtered and a demodulator DEM is supplied. The demodulated signal is used to form a control signal for controlling the oscillator in order to achieve a stroke reduction by means of the mixer via the oscillator. The demodulated signal is filtered by one or more narrowband bandpass filters BP with phase correction PH, each of which is tuned to a dominant modulation frequency. By tuning the narrowband bandpass filter BP to the dominant modulation frequencies, i.e. frequencies that are continuously contained in the received FM signal, such as the pilot tone frequency of 19 kHz for radio receivers or the chrominance signal frequency of 4.4 MHz for TV receivers, becomes a very Safe and largely dead time-independent control variable for tracking the oscillator and thus reducing the stroke generated. If the reduction in the stroke is based not only on the signal of a single dominant frequency, but rather on several dominant frequencies at the same time, safety is further increased. This is done by applying the demodulated signal MPX in parallel branches to the different narrowband bandpass filters BP with phase correction PH, the narrowband bandpass filters BP being designed for the different dominant frequencies. A control voltage is then generated in the control amplifier RV from the filtered, phase-corrected signals, with which the oscillator is controlled. This form of stroke reduction, which ultimately represents a negative feedback, attenuates the MPX signal in the range of the dominant frequencies. This damping, which is undesirable per se, proves to be less disturbing than the other artifacts in comparable circuits without negative feedback and without narrow-band filters with an amplitude characteristic corresponding to the Gaussian filter family. The attenuation in the range of the dominant frequencies can, however, be corrected very simply and reliably, since the bandpass filter BP in the control loop can detect whether the corresponding dominant frequency is present and is attenuated accordingly, so that a corresponding compensation signal can be generated and the MPX- Signal. which is formed by the demodulator Dem and provided with an appropriate damping, are superimposed. For each narrowband bandpass filter BP in the control loop, which is tuned to dominant frequencies, a corresponding compensation signal is preferably generated and this phase-corrected is superimposed on the MPX signal. This ensures that the disadvantageous effect of the stroke reduction is substantially reduced and the result comes close to the actually ideal filter even for narrow-band filters.

In Fig. 3 ist ein FM-Empfänger mit Antenne, Tuner und Demodulatoreinheit dargestellt. Dieser FM-Empfänger zeigt einen PLL-Demodulator PLL-Dem, der einen spannungsabhängigen Oszillator VCO, einen Tiefpaß TP und einen Phasenkomparator enthält, welche die Wirkung eines bandbegrenzenden Filters haben. Entsprechend dem Erfindungsgedanken wird nun diese Anordnung aus Tiefpaß TP und Phasenkomparator, der den spannungsabhängigen Oszillator VCO so steuert, daß der Modulationshub mit Hilfe einer zusätzlichen Regelschleife mit einem schmalbandigen, auf eine dominante Frequenz abgestimmten Bandpaßfilter BP, der wahlweise mit einer Phasenkorrektur versehen ist, nachgeführt wird. Durch diese zusätzliche Regelungsschleife wird die Steuerung des spannungsabhängigen Oszillators VCO gegenüber der alleinigen Regelung durch das tiefraßgefilterte Signal verbessert, da jetzt die Regelgröße nicht nur von dem niederfrequenten Rauschen oder von niederfrequenten Restsignalen sondern zusätzlich von den über einen längeren Zeitraum, das heißt zumindest länger als die Einschwingzeit der Regelschleife vorhandenen dominanten Modulationsfrequenzen abhängt. Zusätzlich läßt sich das Regelergebnis verbessern, indem dem Tiefpaßfilter TP eine dem Bandpaßfilter BP inverse Bandsperre BS vorgelagert ist. Dadurch ist sichergestellt, daß bei der Gewichtung der auf die Regelgröße Einfluß nehmenden Signale keine Mehrfachberücksichtigungen einzelner Frequenzanteile gegeben ist, was das Regelergebnis deutlich verbessert.In Fig. 3, an FM receiver with an antenna, tuner and demodulator is shown. This FM receiver shows a PLL demodulator PLL-Dem, which contains a voltage-dependent oscillator VCO, a low-pass filter TP and a phase comparator, which have the effect of a band-limiting filter. In accordance with the concept of the invention, this arrangement of low-pass filter TP and phase comparator, which controls the voltage-dependent oscillator VCO in such a way that the modulation stroke is tracked with the aid of an additional control loop with a narrow-band bandpass filter BP, which is tuned to a dominant frequency and is optionally provided with a phase correction becomes. Through this additional control loop, the control of the voltage-dependent oscillator VCO is improved compared to the sole control by the deep-seated filtered signal, since the controlled variable is now not only dependent on the low-frequency noise or low-frequency residual signals but also on those over a longer period, i.e. at least longer than that Settling time of the control loop depends on existing dominant modulation frequencies. In addition, the control result can be improved in that the low-pass filter TP is preceded by a band-stop filter BS which is inverse to the band-pass filter BP. This ensures that there is no multiple consideration of individual frequency components when weighting the signals influencing the controlled variable, which significantly improves the control result.

In Fig. 4 ist das modellgemäße Frequenzverhalten einer Anordnung mit Oszillatornachführung und Kompensation der Hubreduktion entsprechend der Anordnung gemäß Fig. 2 mit einem einzigen Regelzweig dargestellt. Der Hub ist für dieses Modell über den ganzen Frequenzbereich des Modulationsspektrums als konstant angenommen. Dagegen zeigt das MPX-Signal im Bereich oberhalb von 25 kHz einen Abfall, der durch die Grenzfrequenz der ZF-Fi-Filteranordnung gegeben ist. Im Bereich unterhalb dieses Abfalls zeigt das MPX-Signal abgesehen von einer Absenkung im Bereich des Pilottons eine weitgehend konstantes Amplitudenfrequenzverhalten, was für die Gesamtanordnung bestmöglich erwünscht ist. Aufgrund der Oszillatornachführung zur Hubreduktion zeigt das MPX-Signal im Bereich hier der dominanten Pilottonfrequenz von 19 kHz eine merkliche Dämpfung. Diese Dämpfung wird bestimmt durch den schmalbandigen Filter BP in der Regelschleife zur Hubreduzierung. Aus der erwarteten Hubreduzierung folgend wird eine zusätzliche Spannung U abgeleitet, die dem MPX-Signal nach dem Demodulator mit der Dämpfung im Bereich der dominanten Frequenz so phasensichtig überlagert wird, daß die Dämpfung in diesem Bereich kompensiert wird. Dadurch läßt sich ein weitgehend optimiertes störungsfreies Signal auch bei schmalbandigen Filtern erhalten. Dieses Summen-MPX-Signal, das aus dem MPX-Signal und dem Kompensationssignal U gebildet ist ist oberhalb der anderen Kurvenverläufe wiedergegeben. FIG. 4 shows the frequency behavior according to the model of an arrangement with oscillator tracking and compensation of the stroke reduction corresponding to the arrangement according to FIG. 2 with a single control branch. For this model, the stroke is assumed to be constant over the entire frequency range of the modulation spectrum. In contrast, the MPX signal shows a drop in the range above 25 kHz, which is given by the cutoff frequency of the IF-Fi filter arrangement. In the area below this drop, the MPX signal shows, apart from a reduction in the area of the pilot tone, a largely constant amplitude-frequency behavior, which is best desired for the overall arrangement. Due to the oscillator tracking for stroke reduction, the MPX signal shows a noticeable damping in the region of the dominant pilot tone frequency of 19 kHz. This damping is determined by the narrow-band filter BP in the control loop to reduce the stroke. An additional voltage U is derived from the expected stroke reduction, which is superimposed on the MPX signal after the demodulator with the damping in the range of the dominant frequency so that the damping in this range is compensated for. A largely optimized, interference-free signal can thus be obtained even with narrow-band filters. This sum MPX signal, which is formed from the MPX signal and the compensation signal U, is shown above the other curves.

Claims

1. Digital IF filter arrangement or IF surface wave filter arrangement for an FM Receiver with the one used by the FM modulation spectrum Frequency range narrow-band filters, these with largely linear Phase response have an amplitude frequency response that the Gaussian filter family is approximated.

2. Filter arrangement according to claim 1, characterized in that the digital IF Filter arrangement several digital filters with different filter properties in the form of different sets of filter coefficients, which are designed to be selectable and which have an amplitude frequency response with a largely linear phase response, the is approximated to the Gaussian filter family.

3. Filter arrangement according to claim 1, characterized in that the IF surface wave filter arrangement several surface wave filters different Has filter properties that are designed to be selectable and that largely linear phase response have an amplitude frequency response that the Gaussian Filter family is approximated.

4. Filter arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that it is a Stroke tracking and that their filter (BP) narrow-band passband show and are tuned to dominant modulation frequencies, z. B. the Pilot tone frequency of 19 kHz or the chrominance signal frequency of 4.4 MHz.

5. Filter arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that it is a Has oscillator tracking for stroke reduction and that their filter (BP) show narrowband pass bands and to dominant modulation frequencies are coordinated, e.g. B. the pilot tone frequency of 19 kHz or the Chrominance signal frequency of 4.4 MHz.

6. Filter arrangement according to one of claims 4 or 5, characterized in that Units for phase compensation (PH) are provided, which according to Compensate for phase differences in narrow-band filters (BP).

7. Filter arrangement according to one of the preceding claims 5 or 6, characterized characterized in that a demodulator (Dem) and a unit for compensating the Stroke reduction are provided, the unit for compensation of the stroke reduction is connected to the filters (BP) and wins the compensation signal from them and this is superimposed in phase on the demodulated output signal.