DE1219084B - Zeitmultiplex-Hilfstraegerdemodulator fuer Stereo-FM-Empfaenger - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESGHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag;
Auslegetag:

H04h

Deutsche Kl.: 21 a2 -16/03

R 37301 VIII a/21 a2
25. Februar 1964
16.Juni 1966

Die vorliegende Erfindung betrifft Zeitmultiplex-Hilfsträgerdemodulatoren für Stereo-FM-Bmpfänger, mit einem Eingangskreis zum Anschluß an eine Quelle für ein demoduliertes Signal, das bei monophonem Empfang Tonfrequenzsignale und bei stereophonem Empfang ein Stereosignalgemisch aus Tonfrequenzsignalen, Hilfsträgerseitenbandsignalen und einem Pilotsignal enthält, einem an den Eingangskreis angeschlossenen Resonanzkreis zur Abtrennung des Pilotsignals vom Stereosignalgemisch, einem

Frequenzverdopplerkreis, der zwei jeweils eine
gangs-, Ausgangs- und gemeinsame Elektrode aufweisende Transistoren enthält, deren Eingangselektroden das abgetrennte Pilotsignal im Gegentakt zugeführt ist und deren Ausgangselektroden mit einem Ausgangskreis gekoppelt sind, in dem ein Demodulierungssignal der doppelten Pilotsignalfrequenz entsteht, und einem Demodulatorkreis, der sowohl mit dem Eingangskreis als auch dem Frequenzverdopplerausgangskreis gekoppelt ist.

Gemäß den derzeitigen FCC-Normen wird eine Trägerwelle in der für FM-Rundfunkübertragungen üblichen Weise durch die Summe zweier stereophonisch verknüpfter Tonfrequenzsignale frequenzmoduliert, so daß ein Empfang durch vorhandene Monoempfänger möglich ist. Für einen Stereophonischen Empfang wird die Trägerwelle außerdem noch mit einer für eine Signaltrennung geeigneten Stereoinformation in Form eines Hilfsträgersignals mit unterdrücktem Träger versehen, das mit der Differenz der beiden zu übertragenden stereophonisch verknüpften Signale amplitudenmoduliert ist, und außerdem wird ein Pilotsignal übertragen, das die trägerlosen Hilfsträgerseitenbänder zu demodulieren gestattet.

Das kompatible Stereosignalgemisch am Multiplexausgangskreis eines FM-Demodulators eines FM-Empfängers setzt sich also aus der Haupt-FM-Signalkomponente, die das von einem nicht abgeänderten oder monophonen FM-Empfänger nutzbar gemachte kompatible Signal darstellt, einem 19-kHz-Pilotsignal und Seitenbändern, die dem Differenzsignal (L- R) entsprechen und von 23 kHz bis 53 kHz reichen, zusammen. Zur Demodulation der Hilfsträgerseitenbänder und zur Wiederherstellung der ursprünglichen Stereophonischen Signale hat man sich bisher im allgemeinen zweier Typen von Multiplexdemodulatoren bedient. Beim einen Typ werden die Hilfsträgerseitenbänder und eine von dem 19-kHz-Pilotsignal abgeleitete Demodulationsschwingung einem Synchrondemodulator zugeführt, der die Hilfsträgerseitenbänder demoduliert und das (L- R)-Signal liefert. Das (L-i?)-Signal wird mit dem Zeitmultiplex-Hilfsträgerdemodulator
für Stereo-FM-Empfänger

Anmelder:

Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,

München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:
James Frederick Merritt,
Merritt Island, Fla. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Februar 1963
(261 265)

(L+i?)-Signal in einem geeigneten Matrixkreis kombiniert, welcher das ursprüngliche linke und rechte Stereosignal erzeugt. Beim anderen Typ handelt es sich um ein Zeitmultiplex- oder Schaltsystem, und das Stereosignalgemisch wird zusammen mit einer vom Pilotsignal abgeleiteten Demodulationsschwingung einem Demodulatorkreis zugeführt. Bei Schaltungsanordnungen dieser Art wird das Signalgemisch synchron abgetastet, und es entstehen unmittelbar ein linkes und rechtes Ausgangssignal.

Um eine einwandfreie Trennung der resultierenden stereophonischen Signale, also eine hohe Übersprecll·- dämpfung zu gewährleisten, muß die Phasenbeziehung zwischen der demodulierenden Schwingung und dem Pilotsignal auch unter den verschiedensten Empfangsbedingungen konstant bleiben.

Wenn der FM-Sender, auf den der Empfänger abgestimmt ist, kein Pilotsignal überträgt und monaurales oder einkanaliges Programmaterial ausstrahlt, oder wenn die empfangenen Stereosignale für eine einwandfreie Stereowiedergabe zu schwach sind, ist es wünschenswert, die Hilfsträgerdemodulation automatisch abzuschalfen und die empfangenen Sendungen ohne nennenswerte Verzerrungen monaural wiederzugeben.

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Es ist bereits bekannt, spezielle Signalanteile des demodulierten Stereosignalgemisches, die im monophonen Signal nicht vorkommen, zur Umschaltung des Empfängers zwischen monophonem und stereophonem Betrieb und/oder zum Ein- und Ausschalten einer die Betriebsart anzeigenden Vorrichtung zu verwenden. Die Umschaltung kann beispielsweise mit Hilfe des Pilotsignals bewirkt werden. "

Die Umschaltung von monophonen auf stereophonen Betrieb erfolgt bei den bekannten Geräten meist mit Hilfe irgendwelcher Relais, durch die die Signalübertragungswege in geeigneter Weise gesperrt, parallel geschaltet oder aufgetrennt werden.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Schaltungsanordnung angegeben, die praktisch das gleiche leistet wie die bekannten Schaltungsanordnungen dieser Art, sich von diesen jedoch vorteilhaft durch einen besonders einfachen Aufbau, durch einwandfreies Arbeiten auch bei beträchtlichen Eingangssignalschwankungen und eine hohe Kanalübersprechdämpfung auszeichnet.

Dies wird bei einem Zeitmultiplex-Hilfsträgerdemodulator der eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung erreicht durch einen Vorspannungskreis, der zwischen die Eingangselektroden und die gemeinsamen Elektroden der Transistoren eine in Sperrichtung gepolte Vorspannung liefert, die gerade unter dem Mindestschwellwert liegt, bei dem noch ein annehmbarer Stereoempfang gewährleistet ist, und durch eine einen Schalttransistor enthaltende Schaltungsanordnung, die auf die Übertragung des Pilotsignals durch die beiden Transistoren anspricht, wenn das Stereosignal eine für einen annehmbaren Stereoempfang ausreichende Stärke hat, und dann die Vorspannung herabsetzt.

Bezüglich der Weiterbildungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden, die in

Fig. 1 ein Schaltbild einer Stereomultiplex-Demodulatoreinheit gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem FM-Empfangsteil und einem Niederfrequenzverstärker, die in Blockform dargestellt sind, zeigt;

F i g. 2 zeigt in einem Diagramm das Frequenzspektrum und die Modulationsbestandteile eines Signalgemisches, wie es der in F i g. 1 dargestellten Stereomultiplexeinheit zugeführt wird und dient zur Erläuterung gewisser Betriebseigenschaften der Erfindung.

Der in F i g. 1 in Blockform dargestellte Empfangsteil ist typisch für einen FM-Empfanger, der sich für einen Stereomultiplexbetrieb eignet. Er enthält eine übliche Hochfrequenzverstärker- und Mischstufe 5, die im FM-Rundfunkband zwischen 88 und 108 MHz abstimmbar und mit einer Antenne 6 gekoppelt ist. An die Mischstufe 5 ist ein Zwischenfrequenzverstärker und Begrenzer 7 angeschlossen, auf den ein FM-Demodulator 8 folgt. An Ausgangsklemmen 10, 11 des Demodulators erscheint ein Signalgemisch, das folgende Komponenten enthält: Das (L+i?)-Signal, die dem (L-/^-Signal entsprechenden Hilfsträgerseitenbänder und das 19-kHz-Pilotsignal.

Mit dem Multiplexausgangskreis oder den Klemmen 10, 11 des FM-Demodulators 8 ist eine Stereomultiplexeinheit 15 gekoppelt, die zur Herstellung der ursprünglichen beiden stereophonisch verknüpften Signale, z. B. eines linken oder rechten Signals od. dgl. aus dem Stereosignalgemisch an den Demodulatorausgangsklemmen dient. Diese Einheit kann zur Ergänzung älterer Empfänger dienen oder einen integralen Bestandteil eines Empfängers bilden und liefert an zwei Stereokanalausgangsklemmen 16, 17 die getrennten Modulationskomponentensignale, z.B. ein L- und i?-Stereosignal wie beim vorliegenden Beispiel.

ίο Die Stereomultiplexeinheit 15 enthält eine Vorverstärkerstufe mit einem Transistor 18, dessen Emitter-, Basis- und Kollektorelektroden mit 19, 20 bzw. 21 bezeichnet sind. Die Ausgangssignale des FM-Detektors 8 werden von den Klemmen 10, 11 über ein Kopplungsnetzwerk, das einen Kopplungskondensator 22 enthält, der Basiselektrode 20 zugeführt. Die Basis 20 des Transistors 18 wird durch einen Spannungsteiler auf Widerständen 24, 25, die in Reihe an die Klemmen einer Betriebsspannungsquelle 30 angeschlossen sind, so vorgespannt, daß eine wenigstens annähernd lineare Verstärkung gewährleistet ist. Der Transistor 18 arbeitet als Emitterverstärker für das vom FM-Detektor 8 gelieferte Signalgemisch und enthält daher einen zwischen den Emitas ter 19 und die positive Klemme 30 einer Betriebsspannungsquelle geschalteten Arbeitswiderstand 31. Der Transistor 18 verstärkt außerdem das Pilotsignal und ist hierfür mit einem als Arbeitskreis wirkenden, auf 19 kHz aufgestimmten Parallelresonanzkreis 32 gekoppelt, der zwischen die Kollektorelektrode 21 und Masse geschaltet ist. Ein Teil des an der Kollektorelektrode 21 erscheinenden Pilotsignals wird über zwei Widerstände 34, 35 auf die Emitterelektrode 19 gekoppelt, um die am Arbeitswiderstand 31 auftretende 19-kHz-Komponente zu kompensieren. Diese Kompensation vereinfacht das Herausfiltern von Ultraschallfrequenzen aus den Demodulator-Ausgangssignalen. Die Unterdrückung des Pilotsignals im Signalgemisch setzt außerdem die Gefahr einer Intermodulation mit den Tonfrequenzsignalkomponenten bei der Demodulation herab.

Das im Parallelresonanzkreis 32 auftretende Pilotsignal wird auf einen Sekundärkreis 36 gekoppelt, der ebenfalls auf die Pilotfrequenz abgestimmt ist. Der Sekundärkreis 36 bildet den Eingangskreis einer Frequenzverdopplerstufe, die zwei Transistoren 37, 38 enthält. Die Basiselektroden der Transistoren 37, 38 sind an die entgegengesetzten Enden des Sekundärkreises angeschlossen. Die Emitterelektroden der beiden Transistoren sind gemeinsam über einen Widerstand 39 mit einem Punkt relativ konstanten positiven Potentials verbunden, das durch einen Widerstände 41, 42 enthaltenden Spannungsteiler erzeugt wird. Der Verbindungspunkt der Widerstände 40, 41 ist für 19-kHz-Signale durch einen Kondensator 42 nach Masse überbrückt. Die vom Verbindungspunkt abgewandte Klemme des Widerstandes 40 ist an die Spannungsquelle 30 angeschlossen.

Der Ausgangskreis der Frequenzverdopplerstufe enthält einen Resonanzkreis 43 und einen Widerstand 44, die in Reihe zwischen die Kollektorelektrode der Transistoren 37, 38 und Masse geschaltet sind.

Zur Erzeugung der Basisspannung für die Transistoren 37, 38 ist ein Vorspannungskreis vorgesehen, der einen Schalttransistor 45 enthält. Die Leitfähigkeit des Schalttransistors wird durch die Spannung gesteuert, die am Widerstand 44 abfällt, der direkt

zwischen die Basis und den Emitter des Schalttransistors geschaltet ist. Die Kollektorelektrode des Schalttransistors 45 ist über zwei Widerstände 46, 47 mit der Betriebsspannungsquelle 30 verbunden. Außerdem ist zwischen den Kollektor des Schalttransistors 45 und die positive Klemme der Spannungsquelle 30 eine Stereo-Mono-Anzeigelampe 48 geschaltet. An den Verbindungspunkt der Widerstände 46, 47 ist eine Klemme eines Pilotsignalpegelpotentiometers 50 mit einem verstellbaren Schleifer 51 angeschlossen, die andere Klemme des Potentiometers bleibt unbeschaltet. An den verstellbaren Schleifer 51 ist die Anode einer Diode 52 angeschlossen, deren Kathode mit einem Mittelabgriff der Kopplungswicklung des Schwingkreises 36 verbunden ist, um die Basisvorspannung der Transistoren 37, 38 steuern zu können. Der Mittelabgriff der Kopplungswicklung ist über einen Trennwiderstand 53 mit der kalten Klemme des gemeinsamen Emitterwiderstandes 39 verbunden.

Der Schalttransistor 45 ist entweder gesperrt, oder er leitet voll, d. h., er arbeitet im Sättigungsbereich. Die die Umschaltdauer bestimmende Zeitkonstante wird durch den Widerstand 44 und die Basis-Kollektor-Kapazität des Schalttransistors zuzüglich eines äußeren Kondensators 55 bestimmt. Die 38-kHz-Demodulations- oder Schaltspannung im Schwingkreis 43 wird einem Zeitmultiplex-Demodulatorkreis zugeführt, der aus dem Signalgemisch direkt das linke (L) und rechte (R) erzeugt. Der Demodulatorkreis enthält eine Induktivität oder Spule 60 mit Mittelabgriff, die mit dem Resonanzkreis 43 gekoppelt ist. Die Ausgangssignale des linken Kanals werden durch eine an das eine Ende der Spule 60 angeschlossene und mit einem Widerstand 62 in Reihe geschaltete Diode 61 und eine an das andere Ende der Spule angeschlossene und mit einem Widerstand 64 in Reihe geschaltete Diode 63 demoduliert. Die Signale des rechten Kanals werden durch eine an das eine Ende der Spule 60 angeschlossene und mit einem Widerstand 66 in Reihe geschaltete Diode 65 und eine an das andere Ende der Spule 60 angeschlossene und mit einem Widerstand 68 in Reihe geschaltete Diode 67 demoduliert. Die Ausgangsklemme des rechten und linken Kanals des Demodulators sind durch zwei in Reihe geschaltete Widerstände 70, 71 verbunden, deren Verbindungspunkt an den Kollektor des Schalttransistors 45 angeschlossen ist, um eine Stereo-Mono-Umschaltung des Demodulatorkreises zu bewirken, wie weiter unten noch näher erläutert wird.

Das Signalgemisch wird vom Emitter 19 des Vorverstärkertransistors 18 über ein SCA- (Beiprogramm od. dgl.) Filter 75 am Mittelabgriff der Spule 60 in den Demodulatorkreis eingekoppelt. Die 90-kHz-Pilotkomponenten werden, wie oben beschrieben, aus dem Signalgemisch entfernt. Das Filter hat im Durchlaßbereich einen linearen Phasengang und dämpft die hochfrequente SCA-Information stark. Es enthält eine Induktivität und ist Dreipol-1-O-Tiefpaß geschaltet, die Nullfrequenz liegt dabei auf der am meisten gebräuchlichen SCA-Hilfsträgerfrequenz von 67 kHz. Das Filter hat gleiche Eingangs- und Ausgangsimpedanz. Der Ausgangsabschluß des Filters wird durch zwei parallele Widerstände gebildet, nämlich die Widerstände 62, 64 für die eine Halbwelle der 38-lcHz-Schaltsparmung und die Widerstände 66, 68 für die andere Halbwelle dieser Spannung. Für Frequenzen oberhalb derjenigen, die das SCA-Filter sperren soll, werden die Arbeitswiderstände 62, 64 durch einen Deemphasiskondensator76 und die Arbeitswiderstände 66, 68 durch einen Deemphasiskondensator 77 nach Masse kurzgeschlossen. Der eingangsseitige Abschluß des Filters enthält einen Widerstand 78, der gleichzeitig das SCA-Filter von der Pilotfrequenzkompensationsmatrix und den Widerständen 31, 35 isoliert.

ίο Die 38-kHz-Schaltspannung wird vom Resonanzkreis 43 den Dioden 61, 63, 65, 67 zugeführt, um das dem Mittelabgriff der Spule 60 zugeführte Stereosignalgemisch synchron abzugreifen. Die Dioden im Demodulator arbeiten als Schalter, die in der einen Hälfe des Zyklus geschlossen und in der anderen Hälfte des Zyklus geöffnet sind. Bei richtiger zeitlicher Lage des Schaltsignals bezüglich des Signalgemisches liefern die Dioden 61, 63 eine Information, die hauptsächlich dem linken Kanal entspricht, während die Dioden 65, 67 eine im wesentlichen dem rechten Kanal entsprechende Information liefern. Ein gewisses Übersprechen tritt in den Demodulatorausgangskanälen als Ergebnis der Verwendung eines weiten Abgreif- oder Tastwinkels für ein Signal vom Zeitmultiplexcharakter, jedoch ohne Seitenbänder höherer Ordnung seines Schaltsignals auf. Dieses Übersprechen kann durch die Demodulationswirkungsgrade für die (L+R)- und (L- !^-Komponenten zum Ausdruck gebracht werden; der Wirkungsgrad der (L-i?)-Demodulation ist bei einem durchschnittlichen Demodulator etwa 4db kleiner als der Wirkungsgrad der (L+i?)-Demodulation.

Der beschriebene, mit einem großen Abgreifwinkel arbeitende Demodulator ist jedoch wesentlich unempfindlicher gegen SCA-Übersprechen alsDemodulatoren mit kleinem Abgreifwinkel, wie Synchronspitzendemodulatoren. Die effektive Abgreif- oder Tastschwingungsform eines Demodulators mit großem Abgreifwinkel soll im Idealfall keine geradzahligen Harmonischen des Schaltsignals enthalten. In der Praxis ist der Einfluß einer 76-kHz-Spannung, also der zweiten Harmonischen von 38 kHz, auf den Demodulationsvorgang sehr gering, wo eine Intermodulation mit Frequenzen in der Nähe von 67 kHz, die hörbare Schwebungen ergeben, auftreten kann. Der beschriebene Demodulator zeigt auch sehr geringe Intermodulationsverzerrungen infolge einer Wechselwirkung von demodulierten Signalen, die annähernd subharmonisch zur Hilfsträgerfrequenz sind.

Es ist ersichtlich, daß der die Dioden 61, 63 enthaltende Kreis symmetrisch ist, so daß das 38-kHz-Schaltsignal nicht im Ausgang des linken Kanals auftritt. Auch der die Dioden 65, 67 enthaltende Kreis ist symmetrisch, so daß das Schaltsignal auch nicht im rechten Kanal auftreten kann. Die symmetrische Schaltung des Demodulators vereinfacht die Beseitigung von Ultraschallfrequenzen, die stören, wenn die demodulierten Stereosignale mit einem Magnetbandgerät aufgezeichnet werden sollen.

Die demodulierten Signale des linken Kanals werden durch ein Deemphasisnetzwerk desakzentuiert, das die Parallelwiderstände 62, 64, den Kondensator 77 und den Parallelwiderstand 87 enthält. Die Zeitkonstante der Deemphasisnetzwerke beträgt 75 μβ.

Die Signale des linken Kanals werden über einen Gleichstrom sperrenden Kondensator 80 auf die Basiselektrode eines L-Kanalmatrixverstärkertransistors 81 gekoppelt. Die Signale des rechten Kanals

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werden über einen Gleichstrom sperrenden Konden- drücktem Träger, deren Modulationsgrad, wie angesator 82 der Basiselektrode eines R-Kanalmatrixver- geben, ebenfalls bis zu 90° betragen kann. Wenn die

Stärkertransistors 83 zugeführt. Die Transsitoren 81, Komponente 120 ihren Maximalwert hat, hat die 83 werden durch Spannungsteiler mit Widerständen Komponente 121 ihren Minimalwert.

84, 85 bzw. 86, 87 vorgespannt. Die Emitterelektro- 5 Bei dem Diagramm der F i g. 2 ist angenommen,

den der Transistoren 81, 83 sind über einen ver- daß das Tonfrequenzspektrum von 0 bis 15 kHz änderlichen Widerstand 88 und zwei Widerständen reicht. In der Praxis reicht das Modulationsfrequenz-

89, 90 miteinander gekoppelt. Der Verbindungspunkt band von etwa 50 Hz bis etwas weniger als 15 kHz, der Widerstände 89, 90 ist an die positive Klemme je nach der Güte der zur Modulation verwendeten

der Spannungsquelle 30 angeschlossen. Die Aus- io Studioeinrichtung, Das wiedereingesetzte Hilfsträger-

gangssignale für den Unken und rechten Kanal wer- signal ist durch die gestrichelte Linie 122 bei 38 kHz

den von den Kollektorkreisen der Transistoren 81 angegeben, es entspricht der zweiten Oberwelle des

bzw. 83 abgenommen und Tiefpaßfiltern 95 bzw. 96 19-kHz-Pilotträgers 123 und steht in einer festen

zugeführt, die die gewünschten Signale im Hörbe- Phasenbeziehung zu diesem. Die Seitenbänder des

reich durchlassen, das Pilotsignal und andere höhere 15 unterdrückten Hilfsträgers reichen etwa von 23 kHz

Frequenzen jedoch stark dämpfen. bis 53 kHz und umfassen damit praktisch das ganze

Die Matrixverstärker mit den Transistoren 81, 83 15-kHz-Modulationsband, das oben erwähnt wurde, beseitigen das Übersprechen im Unken und rechten Der verfügbare SCA-Hintergrundmusikkanal ist Signal weitgehend, das seine Ursache in den Unter- durch den Block 124 dargestellt, der 7 kHz beidseits schieden des Demodulationswirkungsgrades der 20 eines 67-kHz-Hilfsträgers 125 einnimmt.
(L+R)- und (L-i?)-Signale wegen des breiten Ab- Wenn der FM-Empfänger ein stereophones FM-greifwinkels im Demodulatorkreis und in der Hoch- Signal, das ein SCA-Signal enthalten soll, empfängt, frequenzdämpfung des SCA-Filters, das die Hilfs- Uegt an den Ausgangsklemmen des FM-Demodulaträgerseitenbänder höherer Ordnung dämpft, hat. tors 8 ein Signalgemisch, das F i g. 2 entspricht.
Durch die Matrixverstärker 81, 83 wird praktisch die 25 Die in F i g, 1 dargestellte Schaltungsanordnung (L-Ä)-Komponente stärker als die (L+i?)-Kompo- arbeitet folgendermaßen: beim Empfang von mononente verstärkt, so daß an den Kollektoren der Tran- phonen Signalen oder stereophonen Signalen, deren sistoren 81, 83 die reinen L- bzw. Ä-Signale zur Ver- Pilotsignalpegel unterhalb eines bestimmten Mindestfügung stehen. Um wieviel die (L-2?)-Komponente pegels Üegt, ist der Schalttransistor 45 gesperrt, so stärker verstärkt wird als die (L + jR)-Komponente, 30 daß an seinem Kollektor eine positive Spannung wird durch dieEinsteEung des veränderlichen Wider- Uegt, die etwa gleich der Spannung der Betriebsspanstandes 88 bestimmt. nungsquelle 30 ist. Die Spannung an der Indikator-

Der Empfänger enthält geeignete Stufen, die an lampe ist daher annähernd Null und die nichtleuch-

die Ausgangsklemmen 16, 17 der Stereomultiplex- tende Lampe zeigt den monauralen Empfangszustand

einheit angeschlossen sind und das Unke und rechte 35 an. Die positive Spannung an der Kollektorelektrode

Audiosignal verstärken und wiedergeben. Die des Transistors 45 wird über die Widerstände 70, 71

Klemme 16 ist beispielsweise über einen Kondensa- und einen Widerstand 73 den Anoden der Dioden 63,

tor 105 mit einem Potentiometer 106 zur Lautstärke- 65 zugeführt, die dadurch in den stark leitenden Zu-

einstellung gekoppelt, dessen Schleifer 107 mit einem stand vorgespannt werden und eine Übertragung der

Kanalverstärker 108 verbunden ist, der einen Laut- 40 monophonen Signale ohne nennenswerte Verzerrung

Sprecher 109 für den Unken Kanal speist. oder Kreuzmodulation erlauben. Bei monophonem

In entsprechender Weise ist die Ausgangsklemme Empfang werden den Verstärkern 81, 83 die gleichen

17 über einen Kondensator 110 mit einem zweiten Signale zugeführt.

Potentiometer 111 zur Lautstärkeeinstellung gekop- Bei gesperrtem Schalttransistor ist die Spannung pelt, dessen Schleifer 112 mit einem Verstärker 113 45 am Verbindungspunkt der Widerstände 46, 47, die für den rechten Kanal verbunden ist, der einen Laut- an der Anode der Diode 52 Uegt, nahezu gleich der Sprecher 114 speist. Die Lautstärkepotentiometer Spannung der Betriebsspannungsquelle 30, so daß sind wie übUch gekuppelt, wie durch die gestrichelte die Diode 52 in Flußrichtung vorgespannt wird. Die Linie 115 angedeutet ist, und können durch einen Diode 52 leitet daher, und die Basiselektroden der gemeinsamen Bedienungsknopf 116 verstellt werden. 50 Transistoren 37, 38 werden positiv bezügüch der je-Der dargestellte Niederfrequenzteil ist typisch für weiUgen Emitterelektroden vorgespannt. Die Größe Stereoempfänger, selbstverständUch kann man auch * der auf die Emitterelektroden bezogenen Sperrspanandere Anordnungen verwenden, die das gleiche nung an den Basiselektroden der Transistoren 37, 38 leisten. wird durch die Einstellung des Schleifers 51 des

Unter Bezugnahme auf F i g. 2 soll nun die 55 Potentiometers 50 bestimmt.

Arbeitsweise der Multiplexeinheit im Empfänger er- In der Praxis wird der Schleifer 51 derart eingeläutert werden. F i g. 2 ist eine graphische Darstel- stellt, daß die Sperrspannung der Verdopplertransilung des Signalgemisches an den Multiplexausgangs- stören 37, 38 erst von einem Pilotsignal überwunden klemmen 10,11 des FM-Demodulators 8 beim Emp- werden kann, das einen gewissen Mindestpegel, der fang eines normverträgUchen Stereosignals> dabei 60 einen annehmbaren Stereoempfang gewährleistet, sind längs der Abszisse die Modulationsfrequenz in aufweist. Die Spitzen dieses den Mindestwert überkHz und längs der Ordinate der Modulationsgrad in steigenden Pilotsignals bewirken dann, daß durch Prozent, der gleichzeitig die relativen AmpUtuden die Transistoren 37, 38 Stromimpulse fließen, die am der Hilfsträgersignale zeigt, angegeben. Das vollstän- Widerstand 44 eine Spannung solcher Polarität erdige Signalgemisch besteht aus einer (L+A)-KOm- 65 zeugen, daß der Schalttransistor 45 in den leitenden ponente 120, deren Modulationsgrad bis zu 90° be- Zustand ausgesteuert wird. Wenn der Transistor 45 tragen kann, und einer amplitudenmodulierten zu leiten beginnt, wird seine Kollektorspannung (L- .R)-Zweiseitenbandkomponente 121 mit unter- weniger positiv, wodurch das Potential an dem Ver-

bindungspunkt der Widerstände 46, 47 und damit die Sperrspannung an den Verdopplertransistoren 37, 38 herabgesetzt wird. Durch die Verringerung der Sperrspannung an den Frequenzverdopplertransistoren 37, 38 wird ihr Verstärkungsgrad für den Schwellwertpegel des Pilotsignals vergrößert, und die am Widerstand 44 abfallende Aussteuerspannung wächst weiter. Der Transistor 45 wird hierdurch sehr rasch vom Sperrzustand in den gesättigten Zustand umgeschaltet, wobei sein Kollektor annähernd Massepotential annimmt. Wenn der Transistor 45 im Sättigungszustand arbeitet, liegt am Verbindungspunkt der Widerstände 46, 47 ein Potential, das bezüglich des festen Potentials am Verbindungspunkt der Widerstände 40, 41 einen solchen Wert hat, daß die Diode 52 in Sperrichtung beaufschlagt und die Schwellwertsperrspannung von den Transistoren 37, 38 abgeschaltet wird.

Während der Schalttransistor 45 im Sättigungszustand arbeitet, ist die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände 46, 47 positiv, sie ist jedoch genügend weniger positiv als die Spannung am Mittelabgriff der Kopplungswicldung 36, um eine Sperrung der Diode 52 zu gewährleisten. Der Betrag des Spannungsunterschiedes ist eine Funktion der Einstellung des Schleifers 51 des Potentiometers 50. Dieser Kreis hat den Vorteil, daß eine relativ kleine Änderung der Leitfähigkeit des Schalttransistors bewirkt, daß die Diode 52 in Flußrichtung vorgespannt wird. Dieser Kreis gewährleistet daher, daß der Transistor sicher vom gesperrten in den gesättigten Zustand schaltet und nicht irgendeinen dazwischenliegenden Gleichgewichtszustand einnehmen kann, bei dem die zulässige Kollektorverlustleistung überschritten würde.

Wenn der Transistor 45 gesättigt ist, liegt an der Anzeigelampe eine Spannung, und ihr Leuchten zeigt an, daß stereophone Signale empfangen werden. Die positive Spannung, die den Dioden 63, 65 im Detektorkreis bei monophonem Empfang zugeführt wird, fällt praktisch auf Massepotential ab, so daß kein nennenswerter Strom durch die Dioden 63, 65 abgeleitet wird und diese bezüglich des schaltenden Hilfsträgers symmetrisch sind, so daß das 38-kHz-Schaltsignal kompensiert wird und nicht in den Ausgangskreisen erscheint.

Wenn die Pilotsignalamplitude unter den erwähnten Schwellwertpegel fällt, bleibt der Frequenzverdopplerkreis vorerst noch wirksam, er arbeitet mit hoher Verstärkung, verdoppelt und liefert weiterhin das Schaltsignal. Wenn das Pilotsignal jedoch einen bestimmten Betrag unter den Schwellwertpegel sinkt, beginnt der Schalttransistor 45 weniger zu leiten, die Schwellwertspannung an den Frequenzverdopplertransistoren 37, 38 wird dadurch wiederhergestellt, und der Kreis wird dementsprechend automatisch auf monophonen Empfang umgeschaltet. Dieser Vorgang verläuft also mit einer gewissen Hysterese, und es ist ein größerer Pilotsignalpegel erforderlich, um den Kreis auf stereophonen Empfang zu schalten, als für die Aufrechterhaltung des stereophonen Betriebszustandes nötig ist.

Die Stereodemodulatoreinheit soll im monophonen Betriebszustand arbeiten, wenn das Gerät zwischen den Stationen abgestimmt wird, um ein falsches und unschönes Flackern der Anzeigelampe zu verhindern. Dies erfordert, daß die Schaltungsanordnung zur Wiedereinsetzung des Hilfsträgers nicht durch das in die Stereodetektoreinheit gelangende Zwischenstationsrauschen erregt wird. Der Pilotabtrenntransformator hoher Güte, dessen Primär- und Sekundärwicklungen Teile von Schwingkreisen 32 bzw. 36 bilden, hält die Spannung in Grenzen, die durch das Zwischenstationsrauschen an den Basiselektroden der Frequenzverdopplertransistoren entstehen kann. Der durch die Basissperrspannung dieser Transistoren eingestellte Schwellwert wird durch die mittlere Spannung des Zwischenstationsrauschen an den Basiselektroden nicht überschritten. Der Kondensator 55 zwischen dem Kollektor und der Basis des Schalttransistors 45 ergibt mit dem Widerstand 44 eine ziemlich lange Zeitkonstante, durch die verhindert wird, daß Störimpulse zu einer Einschaltung der Anzeigelampe führen und ein hörbares Knacken im Stereodemodulatorausgangskreis auftritt, wenn die Einheit auf Stereobetrieb umschaltet. Die Zeitkonstante ist jedoch so kurz, daß ein Hörer beim Überdrehen einer Station feststellen kann, ob diese ein Stereoprogramm sendet.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zeitmultiplex-Hilf strägerdemodulator für Stereo-FM-Empfänger, mit einem Eingangskreis zum Anschluß an eine Quelle für ein demoduliertes Signal, das bei monophonem Empfang Tonfrequenzsignale und bei stereophonem Empfang ein Stereosignalgemisch aus Tonfrequenzsignalen, Hilfsträgerseitenbandsignalen und einem Pilotsignal enthält, einem an den Eingangskreis angeschlossenen Resonanzkreis zur Abtrennung des Pilotsignals vom Stereosignalgemisch, einem Frequenzverdopplerkreis, der zwei jeweils eine Eingangs-, Ausgangs- und gemeinsame Elektrode aufweisende Transistoren enthält, deren Eingangselektroden das abgetrennte Pilotsignal im Gegentakt zugeführt ist und deren Ausgangselektroden mit einem Ausgangskreis gekoppelt sind, in dem ein Demodulierungssignal der doppelten Pilotsignalfrequenz entsteht, und einem Demodulatorkreis, der sowohl mit dem Eingangskreis als auch dem Frequenzverdopplerausgangskreis gekoppelt ist, gekennzeichnet durch einen Vorspannungskreis, der zwischen die Eingangselektroden und die gemeinsamen Elektroden der Transistoren (37, 38) eine in Sperrichtung gepolte Vorspannung liefert, die gerade unter dem Mindestschwellwert liegt, bei dem noch ein annehmbarer Stereoempfang gewährleistet ist, und durch eine einen Schalttransistor (45) enthaltende Schaltungsanordnung, die auf die Übertragung des Pilotsignals durch die beiden Transistoren anspricht, wenn das Stereosignal eine für einen annehmbaren Stereoempfang ausreichende Stärke hat, und dann die Vorspannung herabsetzt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Demodulatorkreis vier Dioden (61, 63, 65, 67) und eine Wicklung (60) enthält, die einen mit dem Eingangskreis gekoppelten Mittelabgriff aufweist, daß die Enden der Wicklung jeweils über zwei entgegengesetzt gepolte Dioden mit jeweils einer Ausgangsklemme des Demodulatorkreises gekoppelt sind und daß die den Schalttransistor (45) enthaltende, auf das Pilotsignal ansprechende Schaltungsanordnung beim Empfang monophoner

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Signale eine in Flüßrichtung gepolte Vorspannung an mindestens eine der Dioden jedes Paares liefert und diese Vorspannung bei stereophonem Empfang abschaltet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Freqüenzverdopplerkreis einen Resonanzkreis (43) und einen Widerstand (44) enthält, die in Reihe zwischen die Kollektörelektröden und die Emitterelektroden der beiden Transistoren (37,38) des Frequenzverdopplerkreises geschaltet sind, daß der Widerstand (44) zwischen Basis- und Emitterelektrode des Schalttransistors (45) geschaltet ist, daß zwischen Kollektor- und Emitterelektrode des Schälttransistors eine Widerstandsanordnung (46,47) und eine Betriebsspannungsquelle (30) geschaltet sind und daß ein Punkt der Widerstandsanordnung (46,47) über einen eine Diode (52) enthaltenden Kreis mit den Basiselektroden der beiden Transistoren (37,38) derart verbunden ist, daß die Basisvörspannung der beiden Transistoren in Abhängigkeit vom Leitungszustand des Schalttransistors herabgesetzt wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jede Diode (61, 63, 65, 67) des Demodulatorkreises und die zugehörige Ausgangsklemme ein Reihenwiderstand (62, 64, 66 bzw. 68) geschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der Diodenkreise und die Amplitude des Demodülierungssignals so bemessen sind, daß der

ίο Stromflüßwinkel der Dioden (61, 63,65,67) etwa 180° beträgt und daß die beiden Ausgangsklemmen durch einen Matrixkreis (81, 83 bis 89) zur Verringerung des durch den großen Stromflußwinkel verursachten Kanalübersprechens verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 092 514,
609, 1136 753;

4ö Zeitschrift »radio mentor«, H. 1, 1962,
S. 14 und 15;

Zeitschrift »Fuükschau«, 1962, H. 14,
S. 377 Und 378.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen