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Schaltungsanordnung zur verzerrungs- und übersprecharinen Decodierung
von Stereomultiplexsignalen nach dem FCC-Verfahren Die Erfindung bezieht sich auf
eine Schaltungsanordnung zur Decodierung von Stereomultiplexsignalen, die nach den
Normen des FCC-Verfahrens aufgebaut sind, und berücksichtigt die Vermeidung von
Verzerrungen, besonders von nichtlinearen Verzerrungen und instabiler übersprechdämpfung.
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Zur Decodierung von Stereomultiplexsignalen bestehen zwei prinzipielle
Schaltungsmöglichkeiten. Es sind dies die Decoder, bei denen die Demodulation des
Stereosignals mit elektronisch gesteuerten Schaltern erfolgt, und die Decoder, bei
denen eine Trennung der Mitten- und Seiteninformation mit nachfolgender Dematrizierung
vorgenommen wird. Zum ersten Typ soll die sogenannte Hüllkurvendemodulation
gezählt werden, bei der zwei Dioden durch den regenerierten Hilfsträger abwechselnd
auf Durchlaß und Sperrung geschaltet werden. Die bekannten Schaltungen zur Rückgewinnung,
des Hilfsträgers aus dem Pilotton basieren auf dem Prinzip der Verdopplung des Pilottons
durch nichtlineare Schaltelemente oder der Synchronisierung von Oszillatorschaltungen.
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Zur Demodulation des Stereosignals durch gesteuerte Schalter ist es
bekannt, zur Vergrößerung der Übersprechdämpfung ein RC-Korrekturglied vor dem mit
zwei Dioden realisierten Schalter einzufügen oder eine Kompensation hinter den aus
vier im Gegentakt arbeitenden Dioden bestehenden Schalter oder hinter einer Strahlablenkröhre
als Schalter mit der zusätzlich zugeführten Mitteninformation vorzunehmen. Weiter
ist ein Decoder nach dem Schalterprinzip mit vier Dioden und einer Kompensation
zwischen dem rechten und linken Stereosignal mittels einer Phasenumkehrstufe zur
Vergrößerung der Übersprechdämpfung bekannt. Als Schalter zur Demodulation sind
außerdem Acht-Dioden- und Pentodenschalter bekannt. Bei diesem Decoderprinzip erfolgt
die Demodulation des Stereomultiplexsignals dadurch, daß es durch den regenerierten
Hilfsträger abwechselnd auf den linken und rechten Stereokanal geschaltet wird.
Anschließend durchlaufen die Stereosignale ein Deemphasisglied.
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Die zweite Möglichkeit zur Decodierung des Stereomultiplexsignals
besteht darin, daß das Signal durch Filter in die Mitten- und Seiteninformation
aufgetrennt wird, die Seiteninforination nach Zusetzen des regenerierten Hilfsträgers
demoduliert wird und in einer Matrix auf dem Mittensignal und dem demodulierten
Seitensignal das linke und rechte Stereosignal gebildet werden. An geeigneter Stelle
muß zusätzlich die erforderliche Deemphasis bewirkt werden.
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Für die Durchführung dieses Prinzips sind verschiedene Lösungen bekannt,
die sich durch Hauptmerkmale, wie die Ausführung der Filter, die Lage der Deemphasis
und die Zuführung des regenerierten Hilfsträgers, unterscheiden. Die bekanntgewordenen
Decoder mit der Deemphasis im Kanal für die Mitten- und die Seiteninformation besitzen
alle als Tiefpaß für die Mitteninformation ein RC-Deemphasisglied sowie als Bandpaß
und Deemphasis einen entsprechend bedämpften LC-Parallelschwingkreis. Die Zuführung
des Hilfsträgers zur Seiteninforination erfolgt vor oder hinter dem LC-Parallelschwingkreis.
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Liegt die Deemphasis im linken und rechten Kanal der Ausgangsstereosignale,
so müssen die verwendeten Filter in ihrem Durchlaßbereich für die Modulation einen
gleichen und möglichst konstanten Dämpfungsverlauf bzw. linear ansteigenden Phasenverlauf
aufweisen. Als Filter sind in den bekannten Schaltungen ein LC-Tiefpaßfilter für
die Mitteninformation und analoge Bandpaßfilter für die Seiteninformation anzutreffen,
wobei der Hilfsträger hinter dem Bandpaß hinzugefügt wird. Die realisierte Filterform
des Bandpaßfilters weicht von der prinzipiellen Form dadurch etwas ab, daß bei Decodem
für die FCC-Norin zur Vermeidung von Störungen eine Unterdrückung des SCA-Signals
(Signal für Hintergrundmusik) meist im Bandp, aßfilter mit enthalten ist, wobei
die Polstelle bei 67 kHz liegt.
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Die zur Trägerrückgewinnung bekanntgewordenen Schaltungen haben in
bezuo, auf die Phasenkonstanz des Hilfsträgers eine gemeinsame Grundkonzeption.
Der Pilotton wird aus dem Stereomultiplexsignal durch einen LC-Parallelschwingkreis
ausgesiebt. Eine Verstärkung erfolgt bekannterweise vor oder nach
diesem
Siebkreis. Anschließend erfolgt die eigentliche Frequenzverdopplung, wobei ebenfalls
ein LC-Parallelschwingkreis enthalten ist. Ein dritter LC-Parallelschwingkreis trennt
den regenerierten Hilfsträger von den verbliebenen Mischprodukten. Bekannt sind
Schaltungen, bei denen die ersten beiden Siebkreise zu einem Bandfilter zur Abtrennung
des Pilottons zusammengefaßt sind und die Aussiebung des Hilfsträgers gleichzeitig
von dem als Bandpaß mit Deemphasis wirkenden, bedämpften LC-Parallelschwingkreis
vorgenommen wird, was stabilere Verhältnisse für die Phase des Hilfsträgers, bezogen
auf die Phase der Seitenbänder der Seiteninforination, ergibt.
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Die Decoder mit der Deemphasis in den Kanälen für die Mitten- und
Seiteninformation haben im Seiteninformationskanal nur eine relativ geringe Dämpfung
für die Mitteninformation, wodurch Interferenzfrequenzen im rechten und linken StereokanaI
auftreten können.
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Der Nachteil der Decoder mit Trennung von Mitten- und Seiteninformation
und Deemphasis im rechten und linken Stereokanal besteht darin, daß die mögliche
Vergrößerung der Dämpfung der Mitteninformation im Kanal für die Seiteninformation
zur Verringerung der Interferenzbildung eine steilere Phasenkurve des Filters ergibt
und somit Veränderungen der Filterelemente durch Einfluß von Temperaturschwankungen
und Alterungserscheinungen eine größere Phasenverschiebung zwischen dem Hilfsträger
und den Seitenbändern der Seiteninformation bewirken, die ihrerseits zu Verzerrungen
und zu einem stärkeren übersprechen zwischen dem rechten und linken Stereokanal
führen. Es besteht dadurch eine erhöhte Forderung an die Kompensation der Filterkreise
zur Temperatur- und Zeitstabilisierung.
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Die Decoder nach dem Schalterprinzip bleiben hier unbeachtet, da bei
ihnen Mitten- und Seiteninformation mit gleicher Amplitude einem Demodulator zugeführt
werden und die dabei entstehenden Interferenzfrequenzen nicht beseitigt werden können.
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Es ist der Zweck der Erfindung, bei der Rundfunkstereophonieübertragung
eine verzerrungsarine Wiedergabe mit möglichst geringem übersprechen zu erreichen.
Der Erfindung liegt dazu die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben,
die bei angemessenem Kostenaufwand in bezug auf den Schaltungsaufbau auf der Empfängerseite
zur Vermeidung von Verzerrungen eine hohe Selektion zwischen der Mitten- und der
Seiteninformation bei gleichzeitiger Dämpfung der Frequenzanteile ergibt, die zu
Interferenzfrequenzen führen, die durch eine nachfolgende Deemphasis nicht mehr
zu beseitigen sind, und die gleichzeitig die Einhaltung der relativen Phasenbeziehungen
zwischen dem Hilfsträger und den Seitenbändern der Seiteninformation gestattet.
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Diese Aufgabe der verzerrungs- und übersprecharmen Wiedergabe von
Stereorundfunksendungen wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß gleichzeitig folgende
Merkmale zur Anwendung gelangen: a) Abtrennung der Seiteninformation vom Stereomultiplexsignal
mit einem Filter, vorzugsweise Bandpaß, größerer Selektion als der eines entsprechend
der Deemphasis bedämpften LC-Parallelschwingkreises, das einen Deemphasis bei dem
demodulierten Seitensignal erzielenden Frequenzgang im Durchlaßbereich aufweist;
b) Abtrennung des aus dem Pilotton regenerierten Hilfsträgers von übrigen,
störenden Frequenzanteilen mittels des Filters für die Seiteninformation; c) Ausbildung
des sich an das Filter für die Seiteninformation schließenden Demodulators für die
Seiteninformation als symmetrischer Demodulator; d) Abtrennung des Pilottons
vom Stereomultiplexsignal mittels eines Zwei- oder Mdhrkreisbandfilters.
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Das nach Merkmal a) vorgesehene Filter im Seiteninfonnationskanal
dient dabei der Unterdrückung der Mitteninformation im Seiteninformationskanal.
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Dadurch, daß der Hilfsträger entsprechend Merkmal b) über das
Filter des Seiteninformationskanals geführt ist, werden sonst durch Temperaturschwankungen
und Alterungseinflüsse bewirkte Phasenverschiebungen zwischen der Seiteninformation
und dem Hilfsträger vermieden. Dadurch wird eine Steigerung der Wiedergabequalität
bei Stereorundfunksendungen in bezug auf übersprechdämpfungen und Verzen-ungen erreicht,
wobei die Forderungen an die Stabilität der Filterkreise nicht erhöht werden. Das
ist dadurch möglich, daß über den Bandpaß des Seiteninformationskanals der Hilfsträger
gegeben wird, so daß dieser Kreis keinen Einfluß auf die relative Phase zwischen
Hilfsträger und den Seitenbändern der Seiteninforrnation hat. Da der Bandpaß gleichzeitig
zur Abtrennung des regenerierten Hilfsträgers von den übrigen bei den Frequenzverdopplung
entstehenden Frequenzprodukten dient, ergibt sich eine weitere Verbesserung der
Stabilität der übertragungsparameter. Eine Verringerung der Verzerrungen ergibt
sich durch die erhöhte Sperrdämpfung des Bandpasses bzw. des anders gestalteten
Filters gegenüber dem einfachen LC-Parallelschwingkreis.
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Eine weitere Verbesserung der Stabilität der Parameter ergibt sich
durch die gleichzeitige Anwendung der an sich bekannten Schaltungseinzelheiten,
daß durch Zusammenfassung der beiden ersten LC-Parallelschwingkreise im Trägerrückgewinnungskanal
zu einem Bandfilter mit entsprechender Kopplung bei gleicher Selektion sich eine
wesentlich flachere Phasenkurve ergibt, so daß Temperaturschwankungen dieses Kreises
nur geringen Einfluß auf die Phasenlage des Hilfsträgers haben.
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Mit der Ausbildung des Demodulators entsprechend Merkmal c) wird eine
Unterdrückung der Störfrequenzen erreicht, die sonst über den Hilfsträgerrückgewinnungskanal
und den Demodulator in das linke und rechte Stereosignal gelangen. Zusätzlich werden
Anteile der Mitteninformation, die immer noch über das Filter in den Seiteninformationskanal
gelangen, stark herabgedrückt.
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Zweckmäßig sind in der Frequenzverdopplerstufe zur Regenerierung des
Hilfsträgers zwei Dioden vorgesehen.
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Die Frequenzverdopplerstufe kann aber auch als vom Pilotton mitgezogener
Oszillator aufgebaut sein. Falls in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung das
Filter im Seiteninfonnationskanal einen konstanten Frequenzgang aufweisen soll,
sind in den Kanälen für das linke und rechte Stereosignal Deemphasisglieder vorgesehen.
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Die Erfindung soll noch an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert
werden.
In der Zeichnung ist eine Prinzipschaltung der gleichzeitigen
Anwendung der erfindungsgemäßen Merkmale mit zum Teil an sich bekannten Einzelmaßnahmen
dargestellt.
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Nach einer Verstärkerstufe 1 für das Stereomultiplexsignal
durchläuft die Seiteninformation einen Bandpaß 2, wobei die Mitteninformation unterdrückt
wird. Der Pilotton wird nach der Vorverstärkung durch ein Bandfilter 3 aus
dem Stereomultiplexsignal ausgesiebt, durch eine Diodenschaltung 4 verdoppelt, in
einer Verstärkerstufe 5 verstärkt und auf den Eingang des als Bandpaß 2 ausgebildeten
Filters für die Seiteninformation gegeben. Die gesamte Seiteninformation mit Hilfsträger
wird in einem symmetrischen Demodulator 6 demoduliert und der Matrix
7 zugeführt. Die Mitteninfonnation wird auf dem Stereomultiplexsignal durch
einen Tiefpaß 8 abgetrennt und ebenfalls der Matrix 7 zugeführt, die
das linke und rechte Stereosignal bildet.
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Der Bandpaß 2 hat ebenso wie der Tiefpaß 8 erfindungsgemäß
eine erhöhte Dämpfung im Sperrbereich, bewirkt gleichzeitig die erforderliche Deemphasis
und dient zur Abtrennung des Hilfsträgers von den übrigen bei der Frequenzverdopplung
auftretenden Frequenzanteilen, wodurch Temperatur-und Alterungseinflüsse auf dieses
Filter keine Phasenverschiebung zwischen Hilfsträger und Seitenbändern der Seiteninformation
hervorrufen können. Neben einer Verbesserung der Unterdrückung von Frequenzanteilen,
die zu Interferenzfrequenzen führen, wird auch eine Verbesserung der Stabilität
der Hilfsträgerphase erreicht. Durch Anwendung des symmetrischen Demodulators
6 ergibt sich eine Unterdrückung der Störfrequenzen, die über den Hilfsträgerrückgewinnungszweig
und den Demodulator in das linke und rechte Stereosignal gelangen. Anteile der Mitteninformation,
die noch über den Bandpaß kommen, werden ebenfalls stark durch diesen symmetrischen
Demodulator herabgedrückt. Das für die Aussiebung des Pilottons verwendete Bandfilter
3 besitzt durch entsprechenden Kopplungsfaktor bei gleicher Selektion einen
flacheren Phasenanstieg, wodurch Phasenverschiebungen durch Temperatur- und Alterungseinflüsse
verringert werden.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Vorverstärkerstufe,
2 Bandpaß, 3 Bandfilter, 4 Diodenschaltung, 5 Verstärkerstufe,
6 symmetrischer Demodulator, 7 Matrix, 8 Tiefpaß.