DE1084328B - Verfahren zur UEbertragung mehrerer Programme nach dem Multiplexprinzip beim Rundfunk - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Beim Rundfunk besteht oft das Bedürfnis, mehrere verschiedene Programme mit einer Trägerwelle zu übertragen. Hierfür eignen sich dem Grunde nach das bekannte Zeitmultiplex- sowie das Frequenzmultiplexprinzip. Beide haben bisher ihr Hauptanwendungsgebiet in der Fernsprechtechnik und dienen zur Gewinnung einer Vielzahl von Gesprächskanälen. In der Rundfunktechnik ist auch bereits frühzeitig vorgeschlagen worden, verschiedene Programme mit Hilfe von Hilfsträgerwellen zu übertragen, die einer Hauptträgerwelle durch Frequenzmodulation aufgeprägt wurden. Neuerdings sind Vorschläge bekanntgeworden, nach diesem Prinzip mehrkanalige .stereofonische Rundfunkprogramme auszustrahlen. Dabei besteht auch die Möglichkeit, neben dem Stereoprogramm zusätzliche getrennte Programme, z. B. mit Hintergrundmusik, durch weitere Hilfsträger gleichzeitig zu übertragen.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, nach dem Prinzip des Zeitmultiplex, ζ. B. .in Form der Pulsamplitudenmodulation (PAM), eine stereofonische Rundfunkübertragung zu machen. Die Signale der einzelnen Stereokanäle werden dabei mit hoher Abtastfrequenz nacheinander abgetastet und zeitlich gebündelt übertragen. Empfangsseitig werden die Abtastwerte mit der Abtastfrequenz wieder auf getrennte Stereokanäle verteilt. Hierfür wird ein PAM-Verteiler verwendet, der mit dem Abtaster auf der Senderseite synchron arbeitet. Diese Modulationsart besitzt ein sehr ausgedehntes Frequenzspektrum. Beschneidet man es, so kann die Übertragungsqualität beeinträchtigt werden. Durch Beschneidung entsteht auch die Gefahr des Nebensprechens. Die bisherige Auffassung ging deshalb dahin, daß sich weitere Programme neben dem Stereospektrum nicht übertragen lassen.

Gemäß der Erfindung wird dieser Mangel dadurch überwunden, daß einer Hauptträgerwelle ein mehrkanaliges stereofomsches Programm mittels Zeitmultiplex, ζ. B. in Form der Pulsamplitudenmodulation (PAM), mit hoher Abtastfrequenz von größenordnungsmäßig 30 kHz gebündelt und unter Unterdrükkung der oberhalb liegenden Teile des Spektrums durch Frequenzmodulation unmittelbar aufmoduliert wird und daß außerdem derselben Hauptträgerwelle nach dem Frequenzmultiplexverfahren mittels ein oder mehrerer Hilfsträgerwellen mit im unterdrückten Gebiet oberhalb des Stereo-Zeitmultiplexspektrums bzw. der Abtastfrequenz liegender Frequenz weitere, vorzugsweise monophone Programme aufmoduliert werden. Die Modulationsanteile werden zweckmäßig so gewählt, daß der Frequenzhub der Stereo-Zeitmultiplexmodulation überwiegt und der der Hilfsträgermodulation entsprechend verringert ist, so daß die Summe der Modulationsanteile den zulässigen Modu-Verfahren zur Übertragung

mehrerer Programme
nach dem Multiplexprinzip beim Rundfunk

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
ίο Berlin und München,

München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dr. phil. Fritz Bath, München,
ist als Erfinder genannt worden

ao lationshub des Senders von z.B. 75 kHz nicht überschreitet. Dadurch wird sichergestellt, daß das hochwertige Stereoprogramm immer mit der höchsten erreichbaren Qualität und Störungsfreiheit übertragen wird.

Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel im Prinzipschaltbild, auf dem die Sender- und Empfängerseite dargestellt ist, und in Fig. 2 das Frequenzspektrum.

Die Signale zweier getrennter Stereokanäle A und B werden mit Hilfe der elektronischen Abtastschalter α und b durch Impulse mit zeitlicher Versetzung abgetastet. Das Frequenzband der Stereokanäle A und B möge sich beispielsweise von 30 Hz bis 15 kHz erstrecken. Die Abtastfrequenz soll etwa doppelt so hoch wie die höchste zu übertragende Frequenz sein, also 30 kHz betragen. Der Generator G liefert versetzte Abtastimpulsfolgen, die die Schalter α und b steuern. Ausgangsseitig sind die Abtastschalter zusammengeschaltet, und es entsteht ein zusammengesetztes Stereomultiplexsignal, dessen Spektrum oberhalb von 30'kHz durch ein Tiefpaßfilter F unterdrückt wird. Eine besonders wirksame Unterdrückung ist mit einem Nyquist-Filter möglich. In einem Frequenzmodulator M wird die Haupträgerwelle des Senders 6" mit dem nach oben beschnittenen Spektrum zusammengesetzten Stereosignals in der Frequenz moduliert. Der Sender S ist vorteilhaft ein UKW-Sender mit einem zulässigen Gesamtfrequenzhub von etwa

• 75 kHz. Die Abtastfrequenz vom Abtastgenerator G geht ebenfalls in den Modulator und wird mit vom Sender übertragen. Zur Übertragung eines weiteren Programms erzeugt ein Oszillator H eine Hilfsträgerwelle, die in geeignetem Abstand oberhalb des Stereofrequenzspektrums sowie der Abtastfrequenz liegt und

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beispielsweise eine Frequenz von 67 kHz besitzt. Dieses weitere vorzugsweise monophone Rundfunkprogramm C wird der Hilfsträgerwelle im Oszillator H durch Frequenzmodulation aufgeprägt. Das gewonnene Modulationsspektrum geht ebenfalls in -den Modulator M und wird dort der Hauptträgerwelle in Frequenzmodulation- von entsprechend vermindertem Hub aufgeprägt. Es können noch weitere Programme auf diese Weise mitübertragen werden. Die Summe der Modulationsanteile darf den zulässigen Modulationshub des Senders nicht überschreiten. Der Empfänger E nimmt die Hauptträgerwelle auf, und diese wird in einem Demodulator D, beispielsweise einem Diskriminator, demoduliert. Es entsteht das zusammengesetzte Zeitmultiplexsignal mit der Stereomodulation, das durch die elektronischen Verteilerschalter C₁ und b_± wieder in die Stereokanäle A und B aufgetrennt wird. Die Schalter werden vom Generator G₁ gesteuert, der durch die, mitübertragene Abtastfrequenz mit dem Senderabtaster synchronisiert wird, ao Außer dem mehrkanaligen Stereoprogramm wird durch Demodulation im Schaltungsteil H₁ das Programm C wiedergewonnen. Die HHfsträgerwelle wird hierfür zweckmäßig mit vermindertem Hub mitübertragen.

In Fig. 2 liegt das Stereozeitmultiplexspektrum zwischen 0 und 3OkHz und die Abtastfrequenz./₀ bei 3OkHz. Es erstreckt sich A +B in Regellage von 0 bis ISkHz und in Kehrlage A — B von 15 bis 30 kHz. Die Hilfsträgerfrequenz f_H zur Übertragung des weiteren Programms liegt oberhalb des Stereospektrums, z. B., wie gezeigt, bei 67 kHz. Der Hilfsträger kann nach einem der bekannten Verfahren mit der zusätzlichen Nachricht moduliert sein, z. B. mit AM, einem oder zwei Seitenbändern oder mit FM.

Das Signal des Basisbandes wird nach einem bekannten Verfahren einem Rundfunkträger aufmoduliert, z. B. ,mittels FM einem UKW-Sender.

An Stelle der im Ausführungsbeispiel angeführten Zweikanalstereofonie kann man auch mehr als zwei echte Stereokanäle übertragen. Es ist ferner auch das Prinzip der PseudoStereofonie anwendbar, bei dem für die Stereoinformation die Pilottonübertragung benutzt wird. Es lassen sich auch andere Zeitmultiplexverfahren zur Übertragung der, Stereoinformation anwenden, z. B. Pulsdauermodulation. Ein normaler Rundfunkempfänger nimmt das Stereoprogramm monophon auf. Durch einen Zusatz, der die PAM-Verteilerschaltung enthält, kann das Programm stereofonisch empfangen werden. Ein weiterer Zusatz gestattet den Empfang des Hilfsträgerprogramms.

Eine Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf die Aufgabe, die Stereo-Rundfunkübertragung so auszuführen, daß man wahlweise auch Z¹WeI verschiedene monophone Rundfunkprogramme an Stelle der Stereomodulation über einen Sender ausstrahlen und in einem besonders dafür ausgebildeten Empfänger empfangen kann. Im Falle der Stereosendung arbeiten dann Sender und Empfänger nach dem beschriebenen Zeitmultiplexverfahren. Im Falle der Übertragung getrennter Programme über die Stereokanäle wird dagegen so vorgegangen, daß im Band von 0 bis 15 kHz der Sender in Regellage mit dem ersten Programm moduliert wird und im Band von 30 bis 15 kHz in Kehrlage mit dem zweiten Programm. Dabei kann es zweckmäßig sein, den Träger von 30 kHz mit einem kleinen Frequenzhub von z. B. 10% vom vollen Hub auszustrahlen. Im Falle der PAM-Stereosendung wird diese Frequenz als Abtastfrequenz vorteilhaft ebenfalls derart übertragen. Auf der Empfangsseite erhält man im Empfänger ohne weiteres zwischen 0 und 15 kHz das erste Programm. Zur Demodulation des zweiten Programms wird zunächst das erste Programm durch einen Hochpaß unterhalb von 15 kHz unterdrückt. Der Trägerrest der Frequenz 30 kHz dient ähnlich wie bei einem' bereits vorgeschlagenen Stereo verfahr en zur Synchronisierung eines Hilfsgenerators, an dessen Ausgang der Träger verstärkt auftritt und zur Demodulation des zweiten Programms benutzt wird. Sender und Empfänger sind bei dieser Lösung vom Stereoprogramm auf zwei getrennte monophone Programme umschaltbar.

Gewisse Schwierigkeiten können empfangsseitig bei zwei Programmen wegen der höheren Anforderungen an die Nebensprechdämpfung gegenüber der stereofonischen Übertragung entstehen. Der genannte Hochpaß ist notwendig, weil man bei billigen Rundfunkgeräten eine Symmetriedämpfung des Demodulators von nur etwa 2 Neper erwarten kann. Der Hochpaß muß das erste Programm also um etwa 5 bis 6 Neper dämpfen. Er könnte in gewissen Fällen den Bereich der hohen Frequenzen beeinträchtigen. Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn man das vom Diskriminator kommende Basisband (0 bis 15 kHz plus bis 3OkHz) mit einem höheren Träger, z. B. 9OkHz moduliert und an einem Träger von 60 kHz demoduliert. Dabei erscheint das zweite Programm zwischen und 15 kHz, und weitere nicht interessierende Seitenbänder erscheinen oberhalb von 15 kHz. Der Filteraufwand wird hierbei geringer. Die Trägerfrequenzen und 90 kHz können aus dem 30-kHz-Träger durch Vervielfachung erzeugt werden.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Übertragung mehrerer Programme nach dem Multiplexprinzip beim Rundfunk, dadurch gekennzeichnet, daß einer Hauptträgerwelle ein mehrkanaliges stereofonisches Programm mittels Zeitmultiplex, z.B. in Form der Pulsamplitudenmodulation (PAM), mit hoher Abtastfrequenz von größenordnungsmäßig 30 kHz gebündelt und unter Unterdrückung der oberhalb liegenden Teile des Spektrums durch Frequenzmodulation unmittelbar aufmoduliert wird und daß außerdem derselben Hauptträgerwelle nach dem Frequenzmultiplexverfahren mittels einer oder mehrerer Hilfsträgerwellen mit im unterdrückten Gebiet oberhalb des Stereo-Zeitmultiplexspektrums bzw. der Abtastfrequenz liegender Frequenz weitere, vorzugsweise monophone Programme aufmoduliert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsanteile so gewählt sind, daß der Frequenzhub der Stereo-Zeitmultiplexmodulation überwiegt und der der Hilf strägermodulation entsprechend verringert ist, so daß die Summe der Modulationsanteile den zulässigen Modulationshub des Senders nicht überschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise das Stereozeitmultiplexprogramm übertragen wird oder statt dessen zwei getrennte monophone Programme dadurch übertragen werden, daß der Sender im Band von etwa 0 bis 15 kHz in Regellage mit dem ersten Programm und im Band von 15 bis 3OkHz in Kehrlage mit dem zweiten Programm moduliert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein Trägerrest (etwa 30 kHz) mit verringertem Hub mitübertragen und auf der Emofangs-

seite zur Synchronisierung eines Hilfsgenerators benutzt wird, der das zweite Programm demoduliert.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig nach dem Diskriminator das Basisband (0 bis IS kHz plus 15 bis 30 kHz) mit einem höheren Träger (z. B. 90 kHz) moduliert und mit einem niedrigeren Träger (z. B. 60 kHz) demoduliert wird, wobei vorzugsweise die Träger (90 bzw. 60 kHz) aus dem übertragenen Trägerrest (30 kHz) durch Vervielfachung gewonnen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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