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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 stereophonischen Signale A und B und des mit Trägerfre- quenz-Unterdrückung auf einer Hilfsträgerfrequenz amplitudenmodulierten Differenzsignals A-B dieser kohärenten astereophonischen Signale zusammen mit einem Steuersignal der halben Hilfsträgerfrequenz dieser Vorrichtung zugeführt werden,
die auf der Eingangsseite eine Parallelschaltung eines für die stereo- phonischen Signale durchlässigen Informationskanals und eines ausschliesslich für das Pilotsignal durch- lässigen Steuerkanals mit einem Frequenzverdoppler zum örtlichen Erzeugen der Hilfsträgerschwingung zur Wiedergewinnung der stereophonischen Signale A und B enthält, während auf der Ausgangsseite zwei getrennte Wiedergabevorrichtungen enthaltende Wiedergabekanäle angeordnet sind.
Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung vom in der Einleitung angegebenen Typ zu schaffen, die überraschend einfach aufgebaut ist und die sich bei einem stereophonischen oder bei einem monoauralen Eingangssignal selbsttätig ohne mechanische Umschaltung auf stereophonische bzw. monoaurale Wiedergabe einstellt, wobei sowohl bei stereophonischer als auch bei monoauraler Wiedergabe optimale Wiedergabequalitäten erhalten werden.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabekanäle über je einen für die Informationskanäle durchlässigen und für das Schaltsignal eine abgeglichene Brückenhälfte bildenden elektronischen Schalter mit einem Informationskanal verbunden sind, wobei die beiden elektronischen Schalter von der Ausgangsspannung eines mit einer Schwellenvorrichtung versehenen Steuerkanals gesteuert werden, der bei einem Eingangspegel unterhalb seines Schwellenwertes gesperrt ist, wobei das vom Informationskanal herrührende Informationssignal über die durchlässigen elektronischen Schalter gleichzeitig den beiden Wiedergabekanälen zugeführt wird, und der bei einem Eingangspegel (des Steuerkanals) oberhalb seines Schwellenwertes für die beiden elektronischen Schalter ein Schaltsignal liefert,
das diese beiden Schalter jeweils nacheinander entsperrt und sperrt, wobei ein Signalwert des Informationskanals abwechselnd dem einen und dem andern Wiedergabekanal zugeführt wird.
Bei der Anwendung einer gasgefüllten Röhre als Schwellenvorrichtung im Steuerkanal, welche bei stereophonischer Übertragung durch das Steuersignal gezündet wird und bei monoauraler Übertragung durch das Fehlen eines Steuersignals erloschen ist, ergibt sich gleichzeitig automatisch eine sichtbare Anzeige, ob eine stereophonische oder eine monoaurale Wiedergabe stattfindet.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Fig. l zeigt einen Stereophonie-Rundfunkempfänger mit einer Vorrichtung nach der Erfindung, während die Fig. 2 und 3 ein Frequenzdiagramm bzw. ein Strom-Spannungsdiagramm zur Erläuterung des in Fig. l beschriebenen Stereophonie-Rundfunkempfängers darstellen.
Der in Fig. l gezeigte Stereophonieempfänger ist für den Empfang von auf einer gleichen Trägerfrequenz übertragenen frequenzmodulierten Signalen eingerichtet, die aus dem Summensignal A + B der kohärenten Stereophoniesignale A und B, z. B. im Band von 30 bis 15000 Hz, dem mit Trägerfrequenzunterdrückung auf einer Hilfsträgerfrequenz von 38 kHz übertragenen amplitudenmodulierten Differenzsignal A - B und aus einem Steuersignal von 19 kHz bestehen, wobei das in dieser Weise gebildete Modulations-
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signal im Band von 30 bis 53000 Hz die Trägerfrequenz mit einem Hub von 75 kHz in der Frequenz moduliert.
Der Stereophonieempfänger ist mit einer Empfangsantenne 1 und einer Verstärkereinheit 2, bestehend aus einer Mischstufe, einem an diese angeschlossenen Oszillator 3 sowie Zwischenfrequenzverstärkerstufen versehen. Die durch Mischung erhaltenen Schwingungen im Frequenzbereich von 10,7 MHz werden nach Verstärkung und etwaiger Begrenzung in den Zwischenfrequenzstufen einem aus zwei gekoppelten Kreisen 4 und 5 bestehenden Ausgangsbandfilter zugeführt.
Das Bandfilter 4,5 bildet einen Teil eines an sich bekannten FM-Demodulators und enthält zwei mit den Enden des Kreises 5 verbundene in entgegengesetzten Richtungen stromdurchlässige Gleichrichter 6, 7, welche mit einer Ausgangsimpedanz 8 verbunden sind, während eine Mittelanzapfung 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 einem Glättungskondensator 13 überbrückt ist, wobei die Ausgangsspannung des Demodulators einer Mittelanzapfung des Ausgangswiderstandes 10 entnommen wird.
An der Ausgangsimpedanz des Demodulators tritt dann eine Ausgangsspannung der in Fig. 2 in einem Frequenzdiagramm dargestellten Form auf, welche, wie aus der Figur ersichtlich ist, aus dem Summensignal A + B im Band von 30 bis 15000 Hz, dem auf die Hilfsträgerfrequenz von 38 kHz mit Trägerfrequenzunterdrückung aufmodulierten Differenzsignal A - B im Frequenzband von 23 bis 53 kHz und aus dem Steuersignal von 19 kHz zusammengesetzt ist.
Um die kohärenten stereophonischen Signale A und B aus der in Fig. 2 dargestellten Ausgangsspannung des Frequenzdetektors wiederzugewinnen, werden diese Signale einer Vorrichtung zugeführt, die an der Eingangsseite in Parallelschaltung einen für die Ausgangsspannung des Demodulators durchlässigen
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Frequenzverdoppler 16 zur örtlichen Erzeugung der Hilfsträgerfrequenz von 38 kHz enthält. Zu diesem Zweck wird im Steuerkanal das Steuersignal von 19 kHz nach Frequenzselektion in einem Steuerfilter 17
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über die Kopplungswicklung 40 den an die Wiedergabekanäle 23, 24 angeschlossenen elektronischen Schaltern 36, 3' ? : 38, 39 zugeführt wird, welche dadurch während aufeinanderfolgender Halbperioden der Hilfsträgerfrequenz nacheinander entsperrt werden.
Um einen Kurzschluss der Kopplungswicklung 40 über die leitenden Gleichrichter 36, 37 ; 38, 39 der entsperrten elektronischen Schalter zu verhindern, sind in Reihe mit jedem der Gleichrichter 36. 37 ; 38. 39 Widerstände 43, 44, 45 bzw. 46 geschaltet, welche alle den gleichen Wert haben.
Die Phase der örtlichen Hilfsträgerfrequenz an der Wicklung 40 ist genau mit der Phase der dem eingetroffenen Differenzsignal zugehörenden Hilfsträgerfrequenz in Übereinstimmung gebracht ; diese Phaseneinstellung kann z. B. in einfacher Weise durch eine Verstimmung des Eingangskreises im Pilotverstärker 18 mit Hilfe der veränderlichen Kreisspule 47 bewirkt werden.
An den Ausgangswiderständen 41, 42der beiden elektronischen Schalter 36, 37 ; 38, 39 entstehen somit während aufeinanderfolgender Halbperioden der als Schaltsignal wirksamen örtlichen Hilfsträgerfrequenz Signalwerte für das eingetroffene Informationssignal, das für den einen Wiedergabekanal durch die Summe des Signalwertes des A +B-Signals und des Wertes des A - B - Signals bei der positiven Halbperiode der Hilfsträgerfrequenz und für den andern Wiedergabekanal durch die Summe des Signalwertes des Summensignals A + B und des Wertes des A-B- Signals während der negativen Halbperiode der Hilfsträgerfrequenz gebildet wird.
Diese Signalwerte liefern nach Glättung mittels der im Ausgangskreis der Niederfrequenzverstärker 25, 26 liegenden als Glättungsfilter ausgebildeten Ausgangsimpedanzen 31, 32 die kohärenten stereophonischen Signale A und B.
Gleichzeitig mit der Glättung der Signalwerte wird in den Glättungsfiltern 31, 32, die gegebenenfalls als Deemphasis-Netzwerke wirksam sind, das über den Informationskanal eingelangte Steuersignal unterdrückt.
Mit dem beschriebenen Stereophonie-Rundfunkempfänger wird trotz des einfachen Aufbaues eine ausgezeichnete Wiedergabequalität erhalten. Insbesondere können dabei ohne die Gefahr einer Übersteuerung der Niederfrequenzverstärker 25, 26 Schaltsignale hinreichend grosser Amplitude angewandt werden, damit eine weitgehende Unabhängigkeit von den Kennlinien der Gleichrichter gewährleistet ist, da durch die Gegentaktanordnung der elektronischen Schalter 36, 37 ; 38. 39 die den Ausgangswiderständen 41,42 entnommenen Signalwerte der Informationssignale von der Amplitude des Schaltsignals unabhängig sind.
Für eine optimale Wiedergabegüte ist es weiter wichtig, die Ausgangswiderstände 41, 42 der elektronischen Schalter 36, 37 ; 38,39 z. B. durch Zwischenschaltung der Trioden 25,26 nicht durch die Glättungsfilter 31, 32 zu belasten. Zur Herabsetzung des Störpegels ist es vorteilhaft, dass in den Informationskanal 14 ein Tiefpassfilter 48 aufgenommen wird, das nur für die in Fig. 2 dargestellten Signale durchlässig ist.
Auf diese Weise wird es ermöglicht, den Verzerrungspegel bis unter 10 herabzusetzen.
Ausser dem oben erwähnten Vorteil einer optimalen Wiedergabegüte weist die Vorrichtung auch besonders günstige Übersprecheigenschaften auf, da durch die Abwesenheit von Trennfiltern in der Wiedergabevorrichtung in den beiden Wiedergabekanälen 23, 24 ein frequenzunabhängiges Übersprechen auftritt, wobei es sich herausstellt, dass die Spannungen in den beiden Wiedergabekanälen 23, 24 durch
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dargestellt werden können. Dabei stellen aB und aA die Übersprechspannungen und a die Übersprechfaktoren dar, die den gleichen Wert aufweisen und frequenzunabhängig sind. Diese Art des Übersprechens lässt sich in einfacher Weise mittels eines zwischen die Kathodenkreise 29,30 der Trioden 25,26 geschal- teten Querwiderstandes 49 ausgleichen, der zum Ausgleich des Übersprechens einstellbar ausgeführt ist.
Der Übersprechpegel wurde dabei z. B. bis unter einen Wert von - 40 db herabgesetzt, was für eine stereophonische Wiedergabe als ein vorzügliches Ergebnis betrachtet werden kann.
Im vorstehenden wurden die Wirkungsweise und die Vorteile der gezeigten Vorrichtung für den Fall beschrieben, dass ein stereophonisches Signal der in Fig. 2 dargestellten Art den Eingangsklemmen der Vorrichtung zur stereophonischen Wiedergabe zugeführt wird ; diese Vorrichtung weist jedoch ausserdem den Vorteil auf, dass, wenn ein monoaurales Eingangssignal, z. B. ein Frequenzband von 30 bis 15000 Hz, zugeführt wird, ohne mechanische Umschaltung automatisch eine monoaurale Wiedergabe ausgezeichneter Güte erhalten wird. In diesem Falle wird das monoaurale Signal über den Informationskanal 14 der Mittelanzapfung der Wicklung 40 zugeführt.
Der Steuerkanal 15 ist dann durch eine Schwellenvorrichtung in Form einer gasgefüllten Röhre 50 im Kathodenkreis der Triode 16 gesperrt, deren durch die Zündspannung gebildeter Schwellenwert nur im Falle eines stereophonischen Eingangssignals vom Steuersignal überschritten wird und sonst die in den Steuerkanal 15 eingetroffenen Signale sperrt, die ja dann als Störsignale zu betrachten sind. Je nachdem ein stereophonisches oder ein monoaurales Eingangssignal auftritt,
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ist die Röhre 50 gezündet oder erloschen, so dass die hier angegebene Schwellenvorrichtung in Form der gasgefüllten Röhre 50 den Vorteil aufweist, dass sie nicht nur als Schwellenvorrichtung wirkt, sondern auch eine sichtbare Anzeige liefert, ob eine stereophonische oder eine monoaurale Wiedergabe stattfindet.
Bei einem monoauralen Eingangssignal ist der Steuerkanal15 gesperrt und es findet eine direkte Übertragung des monoauralen Eingangssignals über die elektronischen Schalter 36, 37 ; 38, 39 auf die Wiedergabekanäle 23, 24 statt. insbesondere ist in Abhängigkeit von der Polarität des Eingangssignals jeweils einer der Gleichrichter jedes der beiden elektronischen Schalter 36, 37 ; 38, 39 durchlässig. Bei einem Eingangssignal positiver Polarität sind z.
B. die Gleichrichter 36, 39 der elektronischen Schalter durchlässig und die Gleichrichter 37, 38 gesperrt, während umgekehrt bei einem Eingangssignal negativer Polarität die Gleichrichter 36. 39 gesperrt und die Gleichrichter 37,38 durchlässig sind. Über die abwechselnd durchlässigen Gleichrichter 36, 39 ; 37, 38 findet eine nahezu verzerrungsfreie Übertragung des monoauralen Eingangssignals auf die durch die Widerstände 41, 42 gebildete Ausgangsimpedanz der elektronischen Schal- ter 36. 37 ; 38,39 statt, wie nachstehend an Hand der in Fig. 3 dargestellten Strom-Spannungskennlinien erläutert wird.
Wenn in dieser Figur die Kurve a die Strom-Spannungskennlinie der beiden durch die Gleichrichter 36, 37 ; 38, 39 gebildeten elektronischen Schalter, für ein ihnen zugeführtes Eingangssignal darstellt, ergibt sich für die elektronischen Schalter 36, 37 ; 38, 39 bei Anwendung der hohen Ausgangswiderstände 41, 42 die Strom-Spannungskennlinie b. die infolge ihres linearen Verlaufes eine verzerrungsfreie Übertragung des monoauralen Signals über die elektronischen Schalter 36, 37 ; 38, 39 sichert. Durch eine Widerstandsbelastung der elektronischen Schalter 36, 37 ; 38, 39 wird sowohl bei Stereophonieübertragung als auch bei monoauraler Übertragung eine optimale Wiedergabegüte erreicht, z.
B. liegt sowohl bei monoauraler Übertragung als auch bei stereophonischer Übertragung der Verzerrungspegel unterhalb 10 ; 0.
Die Massnahmen nach der Erfindung führen nicht nur zu einer überraschend einfachen Bauart, sondern auch zu einer Vorrichtung zum stereophonischen Wiedergeben von Signalen, welche, je nachdem ein stereophonisches oder ein monoaurales Eingangssignal auftritt, selbsttätig auf eine stereophonische oder monoaurale Wiedergabe umschaltet, wobei sowohl bei stereophonischer als auch bei monoauraler Übertragung optimale Übertragungsgüten erzielt werden. Ausserdem wird durch die Anwendung einer gasgefüllten Röhre 50 als Schwellenvorrichtung im Steuerkanal 15 automatisch eine sichtbare Anzeige geliefert, ob eine stereophonische oder eine monoaurale Wiedergabe stattfindet.
Nachstehend werden von einer in der Praxis eingehend geprüften Vorrichtung vom angegebenen Typ einige Angaben gemacht.
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Röhren <SEP> 16, <SEP> 18 <SEP> : <SEP> Doppelröhre <SEP> ECF <SEP> 80 <SEP> ; <SEP>
<tb> Röhren <SEP> 25, <SEP> 26 <SEP> : <SEP> Doppeltriode <SEP> ECC <SEP> 80 <SEP> ; <SEP>
<tb> Gasgefüllte <SEP> Röhre <SEP> 50 <SEP> : <SEP> Z <SEP> 10 <SEP> ; <SEP>
<tb> Gleichrichterzellen <SEP> 36, <SEP> 37. <SEP> 38, <SEP> 39 <SEP> : <SEP> OA <SEP> 73 <SEP> ; <SEP>
<tb> Widerstände <SEP> 41, <SEP> 42 <SEP> : <SEP> 1 <SEP> M <SEP> H <SEP> : <SEP>
<tb> Widerstände <SEP> 43, <SEP> 44, <SEP> 45, <SEP> 46 <SEP> : <SEP> 4700 <SEP> Q. <SEP>
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Ausser der oben beschriebenen Vorrichtung sind im Rahmen der Erfindung noch andere Ausführungformen möglich. Zum Beispiel kann der Informationskanal über Reihenwiderstände und als Querimpedanzen geschaltete elektronische Schalter in Form eines Transistors an die Wiedergabekanäle angeschlossen werden, wobei zum Erzielen optimaler Wiedergabegüten die durch die Transistoren gebildeten elektronischen Schalter gleichfalls durch einen Widerstand belastet werden müssen. Ausserdem ist es möglich, in dem Stereophonie-Rundfunkempfänger die Röhren durch Transistoren zu ersetzen. In diesem Falle sind z.
B. die als Transistorverstärker ausgeführten Niederfrequenzverstärker in den Wiedergabekanälen mit nicht-überbrückten Emitterwiderständen versehen, wobei zum Ausgleich. des Übersprechens zwischen die Emitterkreise der beiden Transistoren ein veränderlicher Widerstand geschaltet ist.
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