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Vorrichtung zur stereophonischen Wiedergabe von Signalen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur stereophonischen Wiedergabe von Signalen, die in Form des Summensignals A + B der kohärenten Stereophoniesignale A und B und des einer Hilfsträger- frequenz in der Amplitude aufmodulierten Differenzsignals A - B dieser kohärenten Stereophoniesignale
A und B dem Eingangskreis dieser Vorrichtung zugeführt werden, wobei die stereophonische Wiedergabe- vorrichtung weiters mit in getrennten Kanälen liegenden Wiedergabevorrichtungen versehen ist, die durch die kohärenten Stereophoniesignale A und B gespeist werden und wobei die am Eingangskreis der stereophonischen Wiedergabevorrichtung auftretenden Signale,
die aus dem tonfrequenten Summensignal A + B und dem der Hilfsträgerfrequenz in der Amplitude aufmodulierten Differenzsignal A - B bestehen, zusam- men zwei Amplitudendetektionsvorrichtungen zugeführt werden, die in bezug auf das tonfrequente Sum- mensignal A + B entgegengesetzt gepolt sind, während jeder der Ausgangskreise dieser Amplitudendetektionsvorrichtungen an einem Eingang eines der getrennten Kanäle liegt, nach dem Patent Nr. 216047.
Wie in den Unterlagen des Stammpatentes ausführlich beschrieben ist, werden in der betreffenden Vorrichtung zur stereophonischen Wiedergabe von Signalen besondere Vorteile erzielt ; die geschilderte Vorrichtung zeichnet sich unter anderem durch einfache Bauart, gute Wiedergabequalität und günstige Übersprecheigenschaften aus, wobei das Übersprechen zwischen den Kanälen durch einfache Mittel auf ein Mindestmass herabgesetzt wird, z. B. auf weniger als 30 bis 40 dB.
Die Erfindung bezweckt, eine weitere Verbesserung einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, wobei durch einfache Mittel die Wiedergabequalität noch weiter gesteigert werden kann, insbesondere zur stereophonischen Wiedergabe von Signalen, bei denen das niederfrequente Summensignal A + B einen höheren Pegel hat als das auf die Hilfsträgerfrequenz aufmodulierte Differenzsignal A - B.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Eingang der stereophonischen Wiedergabevorrichtung und den beiden Amplitudendetektionsvorrichtungen ein frequenzabhängiger Abschwächer eingeschaltet ist, der in den Frequenzbändern des niederfrequenten Summensignals A + B und des auf die Hilfsträgerfrequenz aufmodulierten Differenzsignals A - B im wesentlichen gleichmässige Dämpfungsfaktoren hat, die für das in dem Niederfrequenzband liegende Summensignal A + B grösser sind als für das auf die Hilfsträgerfrequenz aufmodulierte Differenzsignal A - B.
Um die erzielte Verbesserung der Übertragungsqualität vollständig auszunutzen, sind gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung die gesonderten Kanäle der stereophonischen Wiedergabevorrichtung zum Ausgleich des durch den frequenzabhängigen Abschwächer in den getrennten Kanälen hervorgerufenen frequenzabhängigen Übersprechens durch ein frequenzabhängiges Kompensationsnetzwerk miteinander gekoppelt.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen stereophonischen Funkempfänger mit einer Einrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 zeigt eine Frequenzdämpfungskennlinie zur Erläuterung der Vorrichtung nach der Erfindung und Fig. 3 zeigt eine Abart des in Fig. 1 veranschaulichten Stereophonieempfängers.
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Der in Fig. 1 dargestellte Stereophonieempfänger eignet sich zum Empfang von auf die gleiche
Trägerfrequenz in der Frequenz aufmodulierten Stereophoniesignalen, welche aus dem Summensignal
A + B der kohärenten Stereophoniesignale A und B, z. B. im Band von 30 bis 15000 Hz, und einer'durch das Differenzsignal A - B in der Amplitude modulierten Hilfsträgerfrequenz von 35 kHz bestehen, wobei das auf diese Weise gebildete Modulationssignal im Band von 30 bis 50000 Hz die Trägerfrequenz von etwa 100 MHz mit einem Hub von 75 kHz frequenzmoduliert. Dabei wird das niederfrequente Summen- signal A + B mit. einem höheren Pegel, z. B. von 6 dB, als das auf die Hilfsträgerfrequenz aufmodulierte
Differenzsignal A-B ausgesandt.
Der Stereophonieempfänger ist mit einer Empfangsantenne 1 und einer Zwischenfrequenzstufe 2 mit einer Mischstufe und einem daran angeschlossenen Oszillator 3 versehen, wobei die durch Mischung er- haltenen Zwischenfrequenzschwingungen im Band von 10700 kHz nach Verstärkung und etwaiger Begren- zung in der Zwischenfrequenzstufe 2 einem Ausgangsbandfilter zugeführt werden, das durch zwei ge- koppelte Kreise 4 und 5 gebildet wird.
Das Bandfilter 4,5 bildet einen Teil eines an sich für die Detektion normaler Frequenzmodulations- aussendungen bekannten Typs vonFrequenzdetektor und enthält zwei mit den Enden des Kreises 5 verbun- dene, in entgegengesetzter Richtung für Strom durchlässige Gleichrichter 6, 7, die mit einer Ausgangs- impedanz 8 verbunden sind, wobei ein Zwischenanzapfungspunkt des Kreises 5 an das Ende einer mit der
Kreisspule 4 gekoppelten Kopplungsspule 9 angeschlossen ist. Die Ausgangsimpedanz 8 des Frequenzdetektors besteht aus einem Widerstand 10, der durch die Reihenschaltung zweier Kondensatoren 11, 12 mit geerdetem Verbindungspunkt und durch einen Glättungskondensator 13 überbrückt wird, wobei die Ausgangsspannung des Frequenzdetektors einer Mittelanzapfung des Ausgangswiderstandes 10 entnommen wird.
Auf diese Weise tritt am Ausgang des Frequenzdetektors eine Ausgangsspannung auf, die durch das Summensignal A + B im Band von 30 bis 15000 Hz und das auf die Hilfsträgerfrequenz in der Amplitude aufmodulierte Differenzsignal A - B im Frequenzband von 20 bis 50 kHz gebildet wird, welche Ausgangsspannung über den Trennkondensator 14 einer weiter unten zu erörternden Vorrichtung 16 zugeführt wird, um die kohärenten Stereophoniesignale A und B zurückzugewinnen, die nach Niederfrequenzverstärkung in gesonderten Niederfrequenzverstärkern 17, 18 Wiedergabevorrichtungen 19, 20 zugeführt werden.
Die Niederfrequenzverstärker 17 und 18, die identisch ausgebildet sind, werden durch Trioden mit Gitterableitwiderständen 21, 22 und nicht überbrückten Kathodenwiderständen 23,24, 25 und 26 gebildet, die eine Gegenkopplung der Trioden 17, 18 herbeiführen. Die verstärkten, kohärenten, stereophonischen Signale A und B werden den in den Anodenkreisen der Trioden 17, 18 enthaltenen Ausgangswiderständen 27, 28 entnommen, die, wie dies in der Figur schematisch veranschaulicht ist, über Trennkondensatoren 29,30 mit den Wiedergabevorrichtungen 19,20 verbunden sind.
Um auf einfache Weise die kohärenten stereophonischen Signale A und B aus der Ausgangsspannung des Frequenzdetektors 6,7 zurückzugewinnen, wird diese aus dem Summensignal A + B und dem auf die Hilfsträgerfrequenz in der Amplitude. aufmodulierten Differenzsignal A - B bestehende Ausgangsspannung der Vorrichtung 16 zugeführt, die mit zwei entgegengesetzt gepolten Amplitudendetektionsvorrichtungen versehen ist, deren Eingangskreise in Parallelschaltung an den Ausgangskreis des Frequenzdetektors 6,7 angeschlossen sind.
Jede dieser Amplitudendetektionsvorrichtungen ist mit einer Gleichrichterzelle 31,32 und einer daran angeschlossenen Ausgangsimpedanz versehen, welche Impedanz durch die Parallelschaltung eines Widerstandes 33 bzw. 34 und eines Kondensators 35 bzw. 36 gebildet wird, wobei die Ausgangsspannungen der Amplitudendetektionsvorrichtungen 31,32 über Trennkondensatoren 37 bzw. 38 den Steuergitter der als Niederfrequenzverstärker geschalteten Trioden 17 bzw. 18 zugeführt werden. Mit Ausnahme deg entgegengesetzten Stromdurchlassrichtungen der Gleichrichterzellen 31, 32 sind die Ampli- tudendetektionsvorrichtungec identisch ausgebildet.
Wenn am Eingang der geschilderten Detektionsvorrichtungen 31, 32 die Ausgangsspannung des Frequenzdetektors 6, 7, die aus dem niederfrequenten Summensignal A + B und dem auf die Hilfsträgerfre-
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tudendetektionsvorrichtungen 31,32 eine Amplitudendetektion des auf die Hilfsträgerfrequenz aufmodulierten Differenzsignals A - B herbei, wobei das niederfrequente Summensignal A + B für die beiden entgegengesetzt polarisierten Gleichrichterzellen 31,32 als Schwellwertspannung wirksam ist und somit in entgegengesetzten Richtungen eine Arbeitspunktverschiebung der beiden Gleichrichterzellen 31,32 im Rhythmus des Summensignals A + B bewerkstelligt.
Ausser der Amplitudendetektion des durch das Differenzsignal A-B gebildeten, umhüllenden Signals tritt somit eine Summen-und eine Differenzbildung der niederfrequenten Differenz-und Summensignale A - Bund A... B auf, wobei den Ausgangskreisen 33,
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34,schwächung des niederfrequenten Summensignals z. B. 6 dB.
Diese Massnahme führt eine weitere Verbes- serung der ÜbertrÅagungsqualität herbei; es werden insbesondere noch vorhandene, nichtlineare Verzerrun- - gen in den beiden Amplitudendetektionsvorrichtungen 31,32 bei der Amplitudendetektion und bei der
Summen- und Differenzbildung wesentlich verringert, aber diese Qualitätsverbesserung wird noch nicht vollständig ausgenützt, da in den gegenseitig getrennten Kanälen gleichzeitig ein frequenzabhängiges Übersprechen auftritt, das sich jedoch auf einfache Weise dadurch kompensieren lässt, dass die getrennten
Kanäle der stereophonischen Wiedergabevorrichtung miteinander durch ein frequenzabhängiges Kompen- sationsnetzwerk gekoppelt werden.
Es handelt sich dabei um ein frequenzabhängiges Übersprechen in den höheren Frequenzen der kohä- renten, stereophonischen Signale A und B ; wie aus der Dämpfungskennlinie der Fig. 2 ersichtlich ist, erfahren die Signalfrequenzen in dem niederfrequenten Summensignal A + B von etwa 10 kHz ab und die Signalfrequenzen des auf die Hilfsträgerfrequenz aufmoduliertenDifferenzsignals in der Nähe von 20 kHz, die somit-den höheren Frequenzen der stereophonischen Signale A und B entsprechen, eine frequenzabhängige Dämpfung, während ausserdem die dabei auftretenden frequenzabhängigen Phasenverschiebungen im Netzwerk 43 weiter zum frequenzabhängigen Übersprechen beitragen.
Das Übersprechen zwischen den beiden Stereophoniekanälen ist von einer solchen Art, was sich mathe-
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:A+y B
B +y A dargestellt werden können, wobei die frequenzabhängigen Übersprechfaktoren y in den beiden Kanälen einander gleich sind, aber einen einfachen, frequenzabhängigen Verlauf aufweisen. Die beiden Eigenschaften des durch den frequenzabhängigen Abschwächer 43 herbeigeführten frequenzabhängigen Übersprechen ermöglichen auf überraschend einfache Weise eine genaue Kompensation dieses Übersprechens.
Dies wird nämlich dadurch bewerkstelligt, dass der zwischen den Kathodenkreisen der Niederfrequenzverstärker 17, 18 liegende Widerstand 41 durch ein Netzwerk 44 überbrückt wird, das aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 48 und eines Kondensators 49 besteht, welche Elemente derart bemessen sind, dass die Zeitkonstante des Netzwerkes 41, 48, 49 mit den Kathodenwiderständen 23,24, 25 und 26, die gemeinsam das frequenzabhängige Netzwerk bilden, praktisch gleich der Zeitkonstante des frequenzabhängigen Abschwächers 43 ist. In der Praxis ergibt sich, dass sehr gute Resultate erzielt werden, wenn der Widerstand 48 im Netzwerk 44 weggelassen wird.
Durch überraschend einfache Mittel wird auf diese Weise unter Aufrechterhaltung eines günstigen Übersprechens, z. B. beträgt das Übersprechen zwischen den beiden Stereophoniekanälen im ganzen Frequenzband weniger als 30 - 40 dB, eine wesentliche Verbesserung der Wiedergabequalität erreicht, die insbesondere für die stereophonische Wiedergabe von Signalen wichtig ist, bei denen das niederfrequente Summensignal A + B einen höheren Pegel hat, z. B. im dargestellten Ausführungsbeispiel 6 dB, als das auf die Hi1fsträgerfrequenz aufmodulierte Differenzsignal A - B.
Wenn bei der geschilderten, stereophonischen Wiedergabevorrichtung eine genau flache Frequenzkennlinie verlangt wird, müssen die höheren Signalfrequenzen der stereophonischen Signale A und B noch etwas geschwächt werden, da in dem frequenzabhängigen Abschwächer 43 und bei dem Ausgleich des frequenzabhängigen Übersprechens mittels des Netzwerkes 44 die höheren Frequenzen der Signale A und B gleichzeitig etwas bevorzugt werden. Dies kann auf einfache Weise dadurch bewerkstelligt werden, dass in Reihe mit jedem der Anodenwiderstände 27, 28 der Niederfrequenzverstärker 17, 18 ein durch einen Widerstand 52 bzw. 53 überbrückter Kondensator 50 bzw. 51 angebracht wird : die Zeitkonstante dieser Netzwerke 50,52 bzw. 51,53 ist annähernd gleich der Zeitkonstante des frequenzabhängigen Abschwächers 43.
Nachstehend werden einige Daten einer in der Praxis ausführlich erprobten Vorrichtung vorerwähnter Art angegeben.
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<tb>
<tb>
Widerstand <SEP> 45 <SEP> 10 <SEP> kOhm
<tb> Widerstand <SEP> 46 <SEP> 10 <SEP> kOhm
<tb> Kondensator <SEP> 47 <SEP> 1500 <SEP> pF
<tb> Kondensator <SEP> 50,51 <SEP> 390 <SEP> pF
<tb>
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<tb>
<tb> Widerstand <SEP> 41 <SEP> 80 <SEP> kOhm
<tb> Widerstand <SEP> 48 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> kOhm
<tb> Kondensator <SEP> 49 <SEP> 270 <SEP> pF
<tb> Widerstand <SEP> 52,53 <SEP> 100 <SEP> kOhm
<tb>
Diese Massnahmen können ohne weiteres auch bei Transistorbestückung des Stereophonieempfängers durchgeführt werden. Wenn z.
B. die Niederfrequenzverstärker in den getrennten Kanälen Verstärker in gemeinsamer Emitterschaltung mit nicht überbrückten Emitterwiderständen sind, so kann das durch das frequenzabhängige Dämpfungsnetzwerk 43 herbeigeführte Übersprechen auf einfache Weise dadurch kom- pensiert werden, dass ein Netzwerk zwischen den Emitterelektroden der Verstärker in Emitterschaltung angebracht wird, das aus einer durch einen Widerstand überbrückten Reihenschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators angemessener Grösse besteht und das wieder mit den nicht überbrückten Emitter- widerständen das frequenzabhängige Kompensationsnetzwerk bildet.
Sowohl der frequenzabhängige Abschwächer 43 als auch das Kompensationsnetzwerk zum Ausglei- chen des frequenzabhängigen Übersprechens können auf andere Weise ausgebildet werden. Es ist dabei vorteilhaft, dass der frequenzabhängige Abschwächer 43 eine einfache Ausführungsform hat. Dies ermöglicht nicht nur, einen einfachen Zusammenbau zu erzielen, sondern auch durch einfache Mittel in dem ganzen wiederzugebenden Frequenzband eine praktisch genaue Kompensation des frequenzabhängigen Übersprechens zwischen den Kanälen zu bewerkstelligen.
Fig. 3 zeigt eine Abart des in Fig. 1 veranschaulichten Empfängers, welche Abart auch einen einfachen frequenzabhängigen Abschwächer besitzt. Entsprechende Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
In dieser Ausführungsform wird der frequenzabhängige Abschwächer durch einen Reihenwiderstand 54 und einen Querwiderstand 55 gebildet, wobei in Reihe mit dem Querwiderstand 55 eine Induktivität 56 eingeschaltet ist, die gemeinsam mit den Widerständen 54, 55 ein Hochpassfilter für das auf die Hilfs- trägerfrequenz aufmodulierte Differenzsignal bildet. Die Dämpfungskennlinie des frequenzabhängigen Abschwächers 54,55, 56 hat den gleichen Verlauf wie die in Fig. 2 dargestellte Kennlinie, und das Übersprechen zwischen den Kanälen weist den gleichen frequenzabhängigen Verlauf auf, wie bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung.
Diese Ausführungsform liefert eine wesentliche Vereinfachung dadurch, dass das frequenzabhängige Übersprechen sowie das Erzielen einer flachen Frequenzkennlinie durch ein einziges Netzwerk herbeigeführt werden, das, wie aus der Figur ersichtlich ist, als gemeinsame Ausgangsimpedanz in den Ausgangskreis der Niederfrequenzverstärker 17. 18 eingeschaltet ist. Das Netzwerk besteht aus der Parallelschaltung eines Kondensators 57 und eines Widerstandes 58, wobei die Zeitkonstante annähernd gleich der Zeitkonstante des frequenzabhängigen Abschwächers 54, 55,56 gemacht ist. Auf vollkommen gleiche Weise, wie an Hand der Fig. 1 beschrieben wurde, wird dabei unter Beibehaltung eines günstigen Übersprechverhältnisses zwischen den Kanälen die Wiedergabequalität wesentlich verbessert.
Nachstehend werden einige Daten einer in der Praxis ausführlich erprobten Vorrichtung der erwähnten Art angegeben :.
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<tb>
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Widerstand <SEP> 54 <SEP> 10 <SEP> kOhm
<tb> Widerstand <SEP> 55 <SEP> 10 <SEP> kOhm
<tb> Induktivität <SEP> 56 <SEP> 150 <SEP> mH
<tb> Widerstand <SEP> 58 <SEP> 200 <SEP> kOhm
<tb> Kondensator <SEP> 57 <SEP> 68 <SEP> pF
<tb> Widerstand <SEP> 41 <SEP> 8 <SEP> kOhm
<tb>
Ähnlich wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist die an Hand der Fig. 3 geschilderte Vorrichtung für Transistorbestückung geeignet. In diesem Falle soll das Kompensationsnetzwerk, das aus der Parallelschaltung des Kondensators 57 und des Widerstandes 58 besteht, als gemeinsame Ausgangsimpedanz in den Kollektorkreis der in Emitterschaltung ausgeführten Niederfrequenzverstärker eingefügt werden.
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Vollständigkeitshalber sei hier noch erwähnt. dass der frequenzabhängige Abschwächer 45,46, 47 nach Fig. 1 in Vereinigung mit dem Korrekturnetzwerk 57, 58 in Fig. 3 und dass der frequenzabhängige Ab-
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werden kann.
PATENTANSPRÜCHE : i l. Vorrichtung zur stereophonischen Wiedergabe von Signalen, die in Form des Summensignals A + B der kohärenten Stereophoniesignale A und B und des einer Hilfsträgerfrequenz in der Amplitude aufmodu- lierten Differenzsignals A - B dieser kohärenten Stereophoniesignale A und B dem Eingangskreis dieser
Vorrichtung zugeführt werden, wobei die stereophonische Wiedergabevorrichtung weiters mit in getrennten
Kanälen liegenden Wiedergabevorrichtungen (19, 20) versehen ist, die durch die kohärenten StereophonieSignale A und B gespeist werden, und wobei die am Eingangskreis der stereophonischen Wiedergabevor- richtung auftretenden Signale,
die aus dem niederfrequenten Summensignal A + B und dem der Hilfsträ- gerfrequenz in der Amplitude aufmodulierten Differenzsignal A - B bestehen, zusammen zwei Amplitu- dendetektionsvorrichtungen (31,32) zugeführt werden, die in bezug auf das niederfrequente Summensi- gnal A + B entgegengesetzt gepolt sind, während jeder der Ausgangskreise (33, 35 ; 34,36) dieser Ampli- tadendetektionsvorrichtungen an einem Eingang eines der getrennten Kanäle liegt, nach dem Patent
Nr. 216047, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Eingang der stereophonischen Wiedergabevor- richtung und den beiden Amplitudendetektionsvorrichtungen (31,32) ein frequenzabhängiger Abschwächer (Fig. l, 45,46, 47 ;
Fig. 3, 54,55, 56) eingeschaltet ist, der in den Frequenzbändern des niederfrequenten
Summensignals A + B und des auf die Hilfsträgerfrequenz aufmodulierten Differenzsignals A-B im wesentlichen gleichmässige Dämpfungsfaktoren hat, die für das im Niederfrequenzband liegende Summen- signal A + B grösser sind als für das auf die Hilfsträgerfrequenz aufmodulierte Differenzsignal A - B.