DE1441154B1 - Stereodecoder fuer einen FM-Empfaenger - Google Patents

Description

Die Erfindung beträft eine Schaltungsanordnung fahren bekannte und kurz erläuterte Übertragungsfür einen Stereodecoder zum Erzeugen konstanter prinzip ist von der amerikanischen Bundesnachrichten-Ausgangssignale für Mono- oder Stereobetrieb zur behörde (FCC) für verbindlich erklärt worden, so Verwendung in FM-Empfängern für den kompatiblen daß die Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Empfang von Mono- und Stereosendungen nach dem 5 Erfindung diesem Übertragungsverfahren angepaßt Pilotton-Verfahren mit einem Ratiodetektor als erstem ist. Eine Schaltungsanordnung für Empfänger für ein Demodulator und mit einem über ein Signalübertra- derartiges Übertragungssystem und insbesondere die gungsnetzwerk an denselben angeschlossenen zweiten schaltungstechnische Ausgestaltung des für den Stereo-Demodulator zum Erzeugen der Kanalsignale bei empfang notwendigen Decoders ist an sich bekannt, Stereoempfang und zum Übertragen des NF-Signals io wobei auch die wahlweise Einstellung für Mono- und bei Monoempfang. Stereobetrieb möglich ist.

Die bekannten Anordnungen für Stereodecoder Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Deco-(vgl. die Zeitschrift »Electronic Engineering«, April derschaltung, die im Zusammenhang mit dem FM-1960, S. 238 und 239) enthalten wohl Netzwerke, je- Empfänger beim Empfang von Mono- oder Stereodoch sind diese nicht dazu ausersehen, gleiche HF-Aus- 15 programm im wesentlichen den gleichen Ausgangsgangsspannungen beim Mono- und Stereoempfang mit signalpegel abgibt, so daß die NF-Verstärker jeweils mit einer auf die unterschiedlichen Frequenzspektren von dem gleichen Pegel angesteuert werden können. Mono- und Stereosendungen ansprechenden Schaltung Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur Festlegung des Amplitudenverhältnisses des Hilfs- das Netzwerk eine auf die unterschiedlichen Frequenzträgers zum gesamten Multiplexsignal herzustellen und ao spektren von Mono- und Stereosendungen entspreregen den Fachmann auch nicht dazu an, Stereo-Deco- chende Schaltung enthält, die das Amplitudenverderschaltungen mit einem solchen Netzwerk auszu- hältnis des Hilfsträgers zu dem gesamten Multiplexrüsten, weil nur daran gedacht war, den Sender eines signal so festlegt, daß bei Mono- und Stereobetrieb stereophonen Rundfunksystems, das nicht nach dem gleiche NF-Ausgangsspannungen entstehen,
noch zu erläuternden Pilottonverfahren arbeitet, je 25 Vorzugsweise wird zur Erzeugung eines beim Empnach Mono- oder Stereobetrieb unterschiedlich anzu- fang von Mono- oder Stereoprogrammen im wesentsteuern, um auf der Empfangsseite gleichen Laut- liehen gleichen Ausgangssignalpegels das am Ausgang Stärkepegel zu erhalten. des Ratiodetektors auftretende Multiplexsignal über

Gemäß dem Pilottonverfahren setzt sich nämlich ein einstellbares Dämpfungsglied, z. B. ein Netzwerk, das vom Sender ausgestrahlte Multiplex- oder Gesamt- 30 einer Verstärkerröhre zugeführt, an deren Kathodensignal aus einer mit der Summe des rechten und des widerstand und an deren Anodenwiderstand zwei gegenlinken NF-Signals frequenzmodulierten Trägerwelle, phasige Signalkomponenten des Multiplexsignals aufaus einem mit der Differenz des rechten und des linken treten.

NF-Signals amplitudenmodulierten Hilfsträger mit Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung

unterdrückter Trägerwelle und aus einem mit der Fre- 35 näher erläutert; in dieser zeigt

quenz des Hilfsträgers synchron gehaltenen Pilotton F i g. 1 eine teilweise schematische Darstellung

zusammen. eines erfindungsgemäßen FM-Empfängers für Mono-

Das übertragene Gesamtsignal kann als ein Träger und Stereobetrieb,

betrachtet werden, der gemäß folgender Modulations- Fi g. 2 a, 2 b, 3 a, 3 b je ein Teilschaltbild zur Er-

funktion frequenzmoduliert ist: 40 läuterung der Arbeitsweise des Empfängers im Ver-

M — K (A 4- B) + K (A — B) 4- K S' (D gleich zu entsprechenden älteren Schaltungsanordnun-

In dieser Gleichung bedeuten A und B das rechte und F i g. 4 eine Kurvendarstellung zur Erläuterung des

das linke NF-Signal. Demgemäß ist der erste Term der Verfahrens zum Ausgleich des Ausgangspegels durch

Gleichung die Summe dieser beiden Signale. Da es 45 Einstellen des Wirkungsgrades des Synchrondetektors

sich bei dem zur Anwendung kommenden Übertra- und die

gungsverfahren um eine direkte Modulation des Trä- F i g. 5 eine andere Ausführungsform einer erfingers mit der Summe des rechten und des linken dungsgemäßen Detektorschaltung.
NF-Signals handelt, ist das Verfahren kompatibel, Die Eingangskreise 10, 11, 12 (F i g. 1) umfassen d. h., auch ein nur für monophone Wiedergabe ge- 50 Antenne, HF-Verstärker, Mischstufe und ZF-Vereigneter Empfänger kann diese Komponente des stärker und entsprechen im wesentlichen dem herstereophonen Gesamtsignals verarbeiten und dem- kömmlichen Aufbau. Sie sollten jedoch gegenüber entsprechend eine monaurale Wiedergabe liefern. FM-Empfängern für den Empfang monophoner

Der zweite Term der Gleichung stellt eine Modula- Sendungen einige besondere Eigenschaften aufweisen, tionskomponente dar, die durch einen amplituden- 55 Zum Beispiel soll die Empfindlichkeit so hoch sein, daß modulierten Hilfsträger gebildet wird und die Differenz- das Signal-Rauschverhältnis besonders beim stereoinformation führt, d. h. mit der Differenz des rechten phonischen Empfang in den Grenzversorgungsbezir- und des linken NF-Signals amplitudenmoduliert ist. ken des betreffenden Senders noch erträgliche Werte

Da diese Differenzinformation mittels eines Hilfs- hat. Eine automatische Verstärkungsregelung in den trägers mit unterdrückter Trägerwelle geführt wird, 60 HF- und ZF-Stufen und eine automatische Frequenzmuß das stereophone Gesamtsignal auch einen Pilot- regelung des Mischoszillators sind ebenfalls erwünscht, ton enthalten, der mit der Frequenz des unterdrückten Die Zwischenfrequenzbandbreite eines herkömmlichen Hilfsträgers synchron gehalten ist und im Empfänger FM-Empfängers für den Empfang monophoner Senzur Regeneration des unterdrückten Trägers dient. düngen beträgt 150 bis 180 kHz bei—6 db; jedoch soll Dieses Pilotsignal ist durch den dritten Term der 65 bei dem hier in Betracht kommenden Empfänger die Gleichung dargestellt. Bandbreite größer sein, um Kreuzmodulationen oder

Die Buchstaben A"„ K₂, K_s bedeuten konstante Übersprechen zu verhindern. Da die FM-Sendung

Größen. Das als Pilotton- oder Zeitmultiplexver- gleichzeitig auch noch andere Informationen — wie

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Hintergrundmusik (SCA-Information) — umfassen Masse in Verbindung, und das Filter wird durch einen kann, ist eine Bandbreite von 230 kHz ausreichend ge- Widerstand 30 abgeschlossen. Die Kondensatoren 28, eignet, wenn die Verstärkungsregelung den Pegel des 29 weisen einen kleinen Wert auf und dienen nicht als Signals durch die HF- und ZF-Verstärker hindurch Nebenschlüsse für die Audio- und Pilottonfrequenzen, trotz der Schwankungen der Intensität des empfange- 5 Das eine Ende des Sperrfilters steht über den Widernen Signals auf einem im wesentlichen konstanten Wert stand 20 mit dem Ratiodetektor 13 in Verbindung, hält. während das andere Ende über ein Dämpfungsnetz-Auf den Zwischenfrequenzverstärker und den Be- werk mit den Eingangselektroden des Verstärkers 25 in grenzer 12 folgt ein FM-Demodulator 13. Dieser Demo- Verbindung steht. Das Dämpfungsnetzwerk besteht dulator spricht auf das amplitudenbegrenzte Zwischen- io aus einem veränderbaren Serienwiderstand 31 und frequenzsignal des Empfängers an. Da eine wirksame einem Üfaerbrückungskondensator 32. Der Zweck des Amplitudenbegrenzung höchst erwünscht ist, ist er als Dämpfungsnetzwerkes wird später noch erläutert. Der Ratiodetektor ausgebildet, der begrenzende Eigen- Verstärker 25 weist einen symmetrischen Ausgang auf, schäften aufweist und die Begrenzungswirkung des wobei der Ausdrück »symmetrischer Ausgang« in dem Empfängers fördert. Der Ratiodetektor 13 steht mit der 15 Sinn gebraucht wird, daß eine Anodenlastimpedanz 33 Einheit 12 über ein doppelt abgestimmtes ZF-Band- und eine Kathodenlastimpedanz 34 vorgesehen sind, filter 14 in Verbindung. ' an denen die Komponenten des Eingangssignals mit Der Ratiodetektor weist zwei Dioden auf, die mit entgegengesetzter Pnase, wenn auch nicht mit gleicher entgegengesetzter Polung an die beiden Enden der Größe, auftreten. Für diese gegenphasigen Signale Sekundärwicklung des Bandfilters 14 angeschlossen 20 wird durch entsprechende Wahl der Werte der Lastsind. Am Ausgang des Ratiodetektors sind Last- impedanzen 33 und 34 ein gewünschtes Verhältnis festwiderstände 15,16 und die zu diesen parallelgeschalte- gelegt.

ten Kondensatoren 17, 18 angeschlossen. Die Ver- Der Synchrondetektor, dem die gegenphasigen bindungspunkte zwischen diesen Widerständen und Signale zugeführt werden sollen, umfaßt zwei Dioden Kondensatoren sind mit Masse verbunden. Diesem 25 40 und 41, deren Anoden an die entgegengesetzten Netzwerk ist ein Kondensator 19 parallel geschaltet, Enden eines Eingangskreises angeschlossen sind, der der die gewünschte amplitudenbegrenzende Wirkung aus der Sekundärwicklung eines Koppeltransformades Ratiodetektors ergibt. Die Spule 14 a, die dem tors 42 besteht. Der Ausgangskreis der Dioden umDetektor die um 90° phasenverschobene Spannungs- faßt zwei Lastwiderstände 43,44, die in Reihe zwischen komponente zuführt, ist an dem einen Ende mit einer 30 die Kathoden der Dioden geschaltet sind. Von diesen Anzapfung der Sekundärwicklung des Bandfilters 14 Lastwiderständen wird ein Ausgangssignal über je ein verbunden, während das andere Ende der genannten Deemphasisnetzwerk erhalten. Das Deemphasisnetz.-Spule an die eine Seite eines Widerstandes 20 ange- werk für den Tonkanal A besteht aus einem Serienschlossen ist. Die andere Seite dieses Widerstandes ist widerstand 45 und einem Überbrückungskondensator über einen Kondensator 28 mit Masse verbunden. 35 46. Das Deemphasisnetzwerk für den Kanal B umfaßt Am Ausgang des Ratiodetektors stehen zwei Signale ebenfalls einen Serienwiderstand 47 und einen Üoerzur Verfügung, von denen das eine Signal zum Aus- brückungskondensator 48. Diese Kanäle werdendurch steuern des Stereodecoders und das andere zum Er- einen NF-Verstärker 50 mit einem Lautsprecher 51 und zeugen des zur Regeneration des unterdrückten Hilfs- durch einen NF-Verstärker 52, dem ein Lautsprecher53 trägers erforderlichen Demodulationssignals aus der 40 zugeordnet ist, abgeschlossen. Die Lautsprecher sind Pilottonkomponente des Trägers während des stereo- in dem erf orderlichen Abstand voneinander angeordnet phonischen Empfangs dient. Der Empfänger weist dem- und bewirken in bekannter Weise eine stereophonische entsprechend Schaltglieder auf, die das demodulierte Tonwiedergabe.

Signal zu einem zweiten Demodulator oder Stereode- Am Anodenwiderstand 33 des Verstärkers 25 tritt coder leiten, der bei Monobetrieb ohne Demodulation 45 ein die Modulationsfunktion des empfangenen Trägars das Tonsignal überträgt und der bei Stereobetrieb darstellendes Signal mit einer bestimmten Polarität auf. klar voneinander getrennte A- und 5-Tonsignale ab- Dieses Signal wird über einen Kopplungskondensator le.itet. Als zweiter Demodulator oder Stereodecoder 60 und eine Anzapfung am Eingangskreis 42 an die eignet sich ein Synchron-Diodendetektor. Dabei kön- Anoden der Synchrondioden 40, 41 gelegt, sd daß es nen jedoch bestimmte schaltungsmäßige Maßnahmen 50 im Gleichtakt an diesen Dioden auftritt. Das am Kaerforderlich werden, die verhindern, daß aus dem thodenwiderstand 34 auftretende gegenphasiga Signal Kanal A ein unerwünschter und kleiner Signalanteil wird ebenfalls im Gleichtakt über einen Kopplungsauf den Kanal B übertragen wird und umgekehrt. Zu kondensator 61 und den Mittelpunkt des Belastungsdiesem Zweck werden, wie im folgenden beschrieben, kreises 43, 44 an die Kathoden derselben Dioden gegegenphasige Signale erzeugt. Infolgedessen weist der 55 legt. Dieses gegenphasige Signal kann natürlich, wenn Empfänger ein Matrixnetzwerk auf, um zwei gegen- gewünscht, vom Eingangskreis der Triode 25 abgephasige Signale abzuleiten, die einzeln den Ausgang nommen werden.

des Ratiodetektors 13 darstellen. Außer den die Modulationsfunktion des empfangs-

Dieses Matrixnetzwerk umfaßt einen Verstärker 25, nen Trägers darstellenden gegenphasigen Signalen muß der an den Ratiodetektor 13 über ein Sperr- oder SCA- 60 ein Demodulationssignal zugeführt werden, das nach

Filter (SCA-Falle) und ein Dämpfungsnetzwerk ange- Frequenz und Phase dem Hilfsträgersignal entspricht,

schlossen ist. Das Sperrfilter ermöglicht die Unter- das die /ί-5-Infcrmation führt. Dia Schaltungseinheit

drückung des Hintergrundsignals, das — wie oben zum Zuführen dieses Demodulationssignals ist durch

beschrieben — zusammen mit dem stereophonischen das Rechteck 65 nur symbolisch dargestellt, da sie Signal ausgesendet werden kann. Das Sperrfilter be- 65 im einzelnen für die Erfindung von keiner besonderen

steht aus einer "von einem Kondensator 27 über- Bedeutung ist. Das Demodulationssignal, das der

brückten Drossel 26. Die beiden Anschlüsse der Dros- Phase und der Frequenz nach dem Hilfsträgsr ent-

selspule 26 stehen über die Kondensatoren 28, 29 mit spricht und das durch Frequenzverdopplung aus dem

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Pilotton gewonnen wird, wird dem Eingangskreis eines dulierte Multiplexsignal ist größer als das am Kathoden-Triodenverstärkers 67 zugeführt, dessen Ausgangskreis widerstand 34 auftretende Multiplexsignal, und die auf das Demodulationssignal abgestimmt ist. Dieser Dioden 40, 41, die auf das demodulierte Multiplex-Ausgangskreis besteht aus der abgestimmten Primär- signal sowie auf das Demodulationssignal aus dem wicklung des Transformators 42. Die Kathode der Tri- 5 Generator 65 ansprechen, leiten am Belastungswiderode 67 ist zur Erzeugung einer automatischen Vor- stand 44 das Tonsignal A und am Belastungswiderspannung über einen Widerstand 70 und einen Konden- stand 43 das Tonsignal B ab.
sator 71 mit Masse verbunden. Wie oben erläutert, kann ein kleiner Teil des rechten

Der die Dioden 40, 41 umfassende Sychrondetektor oder linken NF-Tonsignals auf den entgegengesetzten übt während des monophonischen Empfangs keine io Kanal übertragen werden, was jedoch dadurch ver-Demodulationsfunktion aus, d. h., die Dioden stellen hindertwerdenkann,daßdasamKathodenwiderstand34 während dieser Betriebsintervalle einen offenen Kreis auftretende gegenphasige demodulierte Multiplexdar. Zu diesem Zweck sind der Verbindungspunkt der signal dem gemeinsamen Verbindungspunkt der. Be-Lastwiderstände 43, 44 und die Kathoden der Dioden lastungswiderstände 43, 44 zugeführt wird. Auf diese mit der Anzapfung eines Spannungsteilers 68 ver- 15 Weise werden durch den Synchrondetektor voneinbunden, der zwischen den Pluspol einer Spannungs- ander klar getrennte Tonsignale A und B abgeleitet, die quelle + B und Masse geschaltet ist. Dies ist natürlich nach der Verstärkung in den Verstärkern 50 und 52 auch die Spannungsquelle, die die verschiedenen die Lautsprecher 51, 53 betreiben, wobei ein stereo-Röhren des Empfängers mit Spannung versorgt. Eine phonischer Empfang erzielt wird. Bei dieser Arbeitsweitere Gleichspannung wird der entgegengesetzten 20 weise ermöglicht das Ausgleichspotential von der Seite oder der Anode der beiden Dioden über eine Klemme 69 des Demodulationssignalgenerators 65 aus, Verbindung zugeführt, die vom Mittelpunkt der daß die Dioden 40, 41 die Demodulation mit einer Sekundärwicklung des Synchrondetektors aus über 50%igen Wirkungsperiode durchführen,
einen Widerstand 59 zu einem Anschluß 69 des Demo- Beim Empfang eines monophonischen Signals wird

dulationssignalgenerators führt. Der Anschluß 69 kann 25 dem Generator 65 keine Pilotsignalkomponente zudie Kathode des im Generator 65 enthaltenen Pilot- geführt, so daß den Dioden des Synchrondetektors tonverstärkers darstellen, die ein genügend hohes keine Ausgleichsspannung zugeführt wird. Diese Potential in bezug auf Masse führt, so daß den Anoden Dioden erhalten daher über den Spannungsteiler 68 der Dioden 40, 41 dasselbe Potential zugeführt wird eine Sperrspannung. Die dem Synchrondetektor über wie deren Kathoden vom Spannungsteiler 68 aus. Die- 30 den Eingangstransformator 42 zugeführten Signale ser Zustand besteht jedoch nur während des stereo- bleiben daher wirkungslos, und das von dem Kathodenphonischen Empfangs, da nur in diesem Falle der widerstand 34 des Verstärkers 25 den Belastungs-Pilottonverstärker genügend ausgesteuert ist, um das widerständen 43, 44 zugeführte demodulierte Signal Ausgleichspotential zuzuführen, so daß an den Dioden ist das monophonische Tonsignal, das die Verstärker 50 40,41 keine wirksame Vorspannung liegt. Mit anderen 35 bis 52 und die Lautsprecher 51 bis 52 erregt.
Worten: Während des Stereophonischen Empfanges Zum Verständnis der Funktion des Dämpf ungs-

wird den Dioden keine resultierende Vorspannung netzwerkes 31, 32 im Eingang zum Verstärker 25 wird zugeführt. Während des monophonischen Empfanges nunmehr auf die F i g. 2 a und 2 b verwiesen,
wird jedoch den Dioden vom Spannungsteiler 68 aus Diese Figuren stellen einen Synchrondetektor nach

eine wirksame Vorspannung zugeführt, die die Dioden 40 einer älteren Schaltungsanordnung dar und zeigen die sperrt. wichtigsten Signalquellen und den Pegel des Ausgangs-

Bei der Erläuterung der Arbeitsweise des beschriebe- signals bei stereophonem und monophonem Empfang, nen Empfängers wird vorausgesetzt, daß eine stereo- Während des Stereophonischen Empfangs beispielsphonische frequenzmodulierte Sendung in Form eines weise werden dem Synchrondetektor die Eingangs-Trägers empfangen wird, der nach der Modulations- 45 signale von zwei Generatoren zugeführt, die symbofunktion nach der Gleichung (1) moduliert ist. Nach lisch durch Kreise dargestellt sind und deren Signale der Verstärkung und Umwandlung in die Zwischen- den ersten beiden Ausdrucken der Gleichung (1) entfrequenz des Empfängers wird das gewählte Signal sprechen, und zwar entspricht das Signal des Geneamplitudenbegrenzt und dem Ratiodetektor 13 züge- rators A₁ dem ersten Ausdruck, d. h. dem Summerführt, in dem es demoduliert wird. Das Ausgangssignal 50 signal, während das Signal des Generators S₁ den des Ratiodetektors entspricht der Modulationsfunktion zweiten Ausdruck darstellt und dem Differenzsignal nach der Gleichung (1) und wird als Multiplexsignal entspricht. Der dritte Ausdruck der Gleichung, die bezeichnet. Der dritte Ausdruck dieser Gleichung, der Pilottonkomponente, trägt, abgesehen von der Syndas Pilotsignal darstellt, wird durch den Demodula- chronisation, zur Demodulation nichts bei und kann tionssignalgenerator 65 abgetrennt und dessen Fre- 55 daher hier vernachlässigt werden. Diese Generatoren quenz vervielfacht, im besonderen verdoppelt. Dann können als Spannungsquellen mit einer vernachlässigwird es dem Synchrondetektor über den Verstärker 67 baren Impedanz angesehen werden. Dies gilt für alle zugeführt. vier schematischen Diagramme in den F i g. 2 und 3.

Das demodulierte Multiplexsignal wird zugleich dem Bei der Untersuchung der Arbeitsweise des Dstek-

Verstärker25 über das SCA-Sperrfilter (SCA-Falle) 60 tors kann der Einfachheit halber der besondere Fall 26 bis 30 zugeführt, das die Hintergrundkomponente angenommen werden, bei dem das eine Stereosignal dämpft, wenn diese zugleich empfangen werden sollte. gleich Null ist. Dementsprechend sei angenommen, An den Belastungsimpedanzen 33, 34 des Verstärkers daß der Wert des Tonsignals A von Spitze zu Spitze 25 werden gegenphasige Multiplexsignale oder Signale gleich Eins ist, während das Tonsignal B gleich Null mit entgegengesetzter Polarität erzeugt, die einzeln 65 ist. Infolgedessen ist der eine der Generatoren auf der die Modulationsfunktion des empfangenen Trägers linken Seite der F i g. 2 a, der den ersten Ausdruck der darstellen, und dem Synchrondetektor zugeführt. Gleichung (1) darstellt, mit A₁ (1) bezeichnet. Dsr Das am Anodenwiderstand 33 auftretende demo- andere Generator auf derselben Seite der F i g. 2 a

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entspricht dem zweiten Ausdruck der Gleichung (1) wobei auch hier der Einfachheit halber das Steuer- und ist der modulierte Hilfsträger, von dem gleichfalls signal unberücksichtigt bleiben kann, vorausgesetzt wird, daß er von Spitze zu Spitze den Die gestrichelt gezeichnete Überbrückung der

Wert Eins aufweist. Dieser Generator ist daher mit Dioden des Detektors soll andeuten, daß die Dioden S₁ (1) bezeichnet. Die Signalgeneratoren A₂ und S₂ auf 5 während des monophonischen Empfanges bei dieser der rechten Seite der F i g. 2 a weisen eine Verbindung älteren Schaltungsanordnung leitend werden, zu den einzelnen Dioden über Deemphasisnetzwerke Für diese Bedingung beträgt der Tonsignalbeitrag

auf, die aus zwei gleichen undin Reihe geschalteten zur Klemme T₁B und ebenso zur Klemme T₁A 2,0. Widerständen 47' und einem Überbrückungskonden- Ebenso weisen die Klemmen T₂A und T₂B gleiche Torsator48 bestehen. Diese Generatoren stellen die io eingänge gleich 0,36 auf. Wird die Spannungsteilergegenphasigen Signalkomponenten dar, mit deren wirkung der Widerstände 47, 47 berücksichtigt, so beHilfe die Tonsignale A und B klar voneinander ge- tragen die Ausgänge der Kanäle A und B beim monotrennt werden, wobei die Ausgangspegel kleiner sind phonischen Empfang 0,82. Bei einem Vergleich mit als die der Generatoren A₁ und S₁. Die Werte 0,18 dem Ausgangspegel von 0,32 bei der Stereophonischen und 0,18 zeigen die relativen Beträge in bezug auf den 15 Wiedergabe geht hervor, daß bei dem Übergang von Synchrondetektor-an. der Stereophonischen zur monophonischen Wieder-

Die den vier Generatoren in der F i g. 2 a zugeord- gäbe eine Veränderung des Pegels erfolgt ist. Die Anneten Signalintensitäten gelten für die angenommenen Ordnung nach der vorliegenden Erfindung wirkt einer besonderen Bedingungen, in welchem Falle die Glei- solchen Änderung entgegen und ermöglicht, daß unchung (1) sich auf 20 abhängig von der Betriebsart gleiche Ausgangspegel

M(t) = A + A cos α et (2) entstehen. Dieses Merkmal wird nunmehr im Zusam

menhang mit den Fig. 3a und 3b näher erläutert.

reduziert. Wird dem Tonsignal der Wert Eins zu- Die in den F ig. 3 a und 3 b dargestellten Funktionsgeordnet, so kann die Gleichung (2) wie folgt gefaßt diagramme entsprechen den Diagrammen nach den werden: 25 Fig. 2a und 2b mit der Ausnahme, daß sie abge-

M(?) = 1 + COS₁MsC t. (3) änderte Signalpegel und besondere Schaltungsände

rungen darstellen, mit denen die erwünschten gleichen

Wenn die Detektordioden mit einer 50⁰/<,igen Wir- Ausgangspegel und eine weitere Verminderung der kungsperiode arbeiten, so werden die Beiträge der restlichen Hilfsträgersignalkomponente erzielt werden Signalgeneratoren zum Ausgangssignal durch Multi- 30 kann.

plikation der Ausdrücke der Gleichung(3) mit der Aus den Fig. 3a und 3b ist beispielsweise zu erfolgenden Funktion erhalten, die den Schalteffekt dar- sehen, daß die auf der rechten Seite eingezeichneten stellt: Signalgeneratoren A₂ und S₂ mit dem Verbindungs-

S(f) = Y₂ ± ²/_π · cos ,«es t. (4) punkt zwischen den Belastungswiderständen der Syn-

35 chrondioden verbunden sind, während in der Schal-

Im besonderen beträgt der Tonbeitrag an der tung nach Fig. 2a diese Generatoren mit dem DeKlemme T₁A durch den Generator A₁ V₂ und durch emphasisnetzwerk verbunden sind, wobei der Geneden Generator S₁ ¹J_x, während der gesamte Ton- rator S₂ infolge der Nebenschlußkondensatoren 48 beitrag 0,82 beträgt. An der Klemme T₁B beträgt der auf die Arbeit des Detektorkreises keinen wesentlichen Beitrag andererseits V₂ bis *■/„ oder 0,18. Der Beitrag 40 Einfluß hat. Bei der Abänderung nach der Fig. 3 a des Signalgenerators A_z an der Klemme T₂B beträgt jedoch werden die Signale aus den Generatoren S₁ und 0,18; jedoch erfolgt vom Generator S₂, aus wegen der S₂ jeder der beiden Dioden im Gegentakt zugeführt, Nebenschlußwirkung des Kondensators 48 kein wirk- unterstützen einander bei der Demodulation und ersamer Beitrag. Infolgedessen ist der Ausgang für den zeugen ein Ausgangssignal mit einem höheren Pegel. Kanal .8 gleich Null. Der Generator A₂ leistet jedoch 45 Die Fig. 3 b zeigt eine weitere wichtige Änderung an der Klemme T₂^ einen Signalbeitrag von 0,18, so der Schaltung, wobei der offene Schalter mit jeder der daß der Ausgangspegel des Kanals A unter Berück- Dioden in Reihe liegt, so daß die Dioden beim monosichtigung der Signalteilung durch die Widerstände 47, phonischen Empfang einen offenen Stromkreis bilden. 47 gleich 0,32 ist, wie angezeigt. Wird für den Detektor Dies ist eine Folge des Umstandes, daß beim Fehlen eine 50%ige Wirkungsperiode angenommen, so ist der 50 der Pilottonkomponente, die nur beim stereopho-Ausgang des Kanals B gleich Null, während der Aus- nischen Empfang vorliegt, den Dioden vom Genegang des Kanals A bei der stereophonischen Wider- rator 65 aus kein Ausgleichspotential zugeführt wird, gäbe gleich 0,32 ist. weshalb die Dioden eine Vorspannung erhalten, bei

Bei der monophonischen Wiedergabe bestehen für der sie einen offenen Kreis darstellen, und zwar über den Detektor die in der F i g. 2b dargestellten Ar- 55 die Verbindung, die vom Spannungsteiler 68 aus zu beitsbedingungen, wobei — wie dargestellt — der deren Kathoden führt. Dieser Zustand ist in der Ausgang beider Signalgeneratoren S₁ und S₂ gleich Fig. 3b symbolisch durch offene Schalter dargestellt, Null ist. Die Werte für die Generatoren A₁ und A₂ be- obwohl natürlich solche Schalter nicht benutzt werden tragen jedoch das Doppelte der Werte nach der und deren Wirkungen mittels Vorspannungen erzielt Fig. 2a. Für den angenommenen besonderen Fall, 60 werden.

daß nur der ,4-Ton vorliegt, während das 5-Signal Mit diesen Schaltungsänderungen und einer Eingleich Null ist, weist die stereophonische Sendung stellung der relativen Intensität der dem Synchronzwei Signale mit gleichem Spitze-zu-Spitze-Wert auf, demodulator zugeführten Signale werden sowohl bei während bei der monophonischen Sendung nur ein der monophonischen als auch bei der stereophonischen einzelnes Programmsignal vorliegt, und wenn die 65 Wiedergabe gleiche Ausgangspegel erhalten. Die relamaximale Abweichung in beiden Fällen dieselbe sein tiven Pegel sind bei jedem Signalgenerator in Klamsoll, so wird die Signalamplitude für die mono- mern angegeben und können mit den in den F i g. 2 a phonische Wiedergabe verdoppelt, wie angegeben, und 2b angegebenen Signalpegeln verglichen werden.

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Im besonderen wurde die Intensität der Signale aus den Generatoren S₁ und S₂ in -"V₄ bzw. ⁷¹J₁₂ verändert. Es sei daran erinnert, daß diese Generatoren das Hilfsträgersignal darstellen, das mit der Differenzinformation der Stereosendung moduliert ist. Die Einstellung des Pegels erfolgt mittels frequenzselektiver Schaltglieder, die vorwiegend auf oberhalb des Tonfrequenzbereiches liegende Signale ansprechen. Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, bestehen diese Schaltglieder aus einem den Serienwiderstand 31 und den Überbrückungskondensator 32 umfassenden Dämpfungsnetzwerk. Außerdem wurde der Pegel des Generators A₂ so abgeändert, daß er ein Drittel des Pegels des Generators A₁ beträgt, was durch Einstellen der Impedanzen 33 und 34 durchgeführt werden kann. Werden durch die Einstellungen ordnungsgemäß ausgewogene Signalpegel nach den F i g. 3 a und 3 b erzielt, so ist der Ausgangspegel bei Mono- und Stereoempfang der gleiche. Dies wird in den F i g. 3 a und 3 b durch die bei Kanal A angegebenen Pegel angezeigt.

Im besonderen können die Tonsignalbeiträge der in den Fig. 3 a und 3 b dargestellten verschiedenen Signalgeneratoren in derselben Weise erzeugt werden, wie an Hand der F i g. 2 a und 2 b erläutert. Die Berechnung wird etwas vereinfacht, da die Signale aus den Hilfsträgergeneratoren S₁ und S₂ im Gegentakt an jeder der Dioden des Synchrondetektors liegen. Deshalb können deren Ausgänge so miteinander kombiniert werden, daß die wirksame Intensität der beiden Generatoren zusammen betrachtet einen Pegel von •^T/₃ aufweist. Eine Multiplikation dieses Wertes mit dem Multiplikator der Gleichung (4) zeigt, daß der Tonsignalbeitrag ¹I₃ ist, und zwar positiv an der Klemme T₁ α und negativ an der Klemme T₁ b- Das wirksame Tonsignal aus den Generatoren A₁ und A₂ weist einen Wert von ²/₃ auf, wobei eine 50°/₀ige Wirkungsperiode im Detektor zu einem. Beitrag aus diesen Generatoren im Werte von ¹Z₃ führt. Dieser Beitrag bewirkt eine Auslöschung des Beitrages der Hilfsträgergeneratoren an der Klemme T₁B, wobei sich für den Kanal B eine Ausgangsleistung Null ergibt, während an der Klemme T₁A eine Addition erfolgt, die für den Kanal A eine Ausgangsleistung mit dem Wert 0,67 ergibt. Dies gilt natürlich für Stereoempfang.

Beim Empfang monophoner Sendungen ist nur der Generator A₂ wirksam und führt den Kanälen A undB gleiche Ausgangssignale im Werte von 0,67 zu. Daraus ergibt sich, daß sowohl bei Mono- als auch bei Stereoempfang derselbe Ausgangssignalpegel entsteht.

Nachstehend wird für die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 vom Eingang des Filters 29 bis 30 aus bis zum Eingang der Verstärker 50 bis 52 als nicht einschränkend auszulegendes Beispiel eine Reihe von Schaltungsparametern gegeben:

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Widerstände	Werte
30	22 000 Ohm
31	10 000 Ohm
33	68 000 Ohm
34	2 200 Ohm
43,44	120 000 Ohm
45,47	470 000 Ohm
59	150 000 Ohm
68	200 000 Ohm
70	8 200 Ohm

Kondensatoren	Werte
27, 46, 48	150 Pikofarad
28,29	189 Pikofarad
32	220 Pikofarad
66	120 Pikofarad
60,61	0,47 Mikrofarad
71	0,22 Mikrofarad

Bei der Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung nach F i g. 1 wurde gesagt, daß der Synchrodetektor eine Wirkungsperiode von 50 % aufweist und der Modulationshub des Trägers sowohl bei der monophonischen als auch bei der Stereophonischen Sendung gleich ist. Die Verwendung eines veränderbaren Widerstandes 31 im Dämpfungsglied und von veränderbaren Anoden- und Kathodenwiderständen des Verstärkers 25 ermöglicht die ordnungsgemäße Abgleichung der Signale für die angenommenen Bedingungen und für Varianten in den Betriebsbedingungen des Empfängers.

Obwohl es vorzuziehen ist, daß der Synchrondetektor mit einer 50⁰/oigen Wirkungsperiode arbeitet und daß der Abgleich der Signale durch Einstellen des Dämpfungsgliedes vorgenommen wird, können die gleichen Ergebnisse auch dadurch erzielt werden, daß das Dämpfungsglied 31, 32 weggelassen und der Wirkungsgrad des Detektors bei der Demodulation der Hilfsträgerkomponente verändert wird.

Das Verhalten des Synchrondetektors bei einer Veränderung der Wirkungsperiode des Detektors ist in F i g. 4 dargestellt, wobei die Kurve C₁ die Wirksamkeit der Demodulation in bezug auf das Hilfsträgersignal zeigt. Die Kurve C₂ zeigt das Ausgangssignal des linken Tonsignalgenerators A₂ in den Funktionsdiagrammen der F i g. 3 a und 3 b, während die Kurve C₃ das Ausgangssignal des rechten Tonsignalgenerators A₁ darstellt. Der höchste Detektor wirkungsgrad hinsichtlich des Hilfsträger wird bei einer 50%igen Wirkungsperiode erzielt, wobei der Wirkungsgrad von diesem Höchstwert aus symmetrisch absinkt, wenn die Wirkungsperiode auf einen über oder unter dem Wert von 50°/o liegenden Wert verändert wird. Bei einer Wirkungsperiode von 100 ⁰I₀, bei der die Dioden 40,41 beständig leitend sind, erfolgt keine Demodulation des Hilfsträger, und das Signal aus dem Generator A₁ ergibt das gesamte Ausgangssignal, da dessen Wert größer ist als der Wert des Signals aus dem Signalgenerator A₂. Bei einer Wirkungsperiode mit dem extremen Wert von Null erfolgt gleichfalls keine Demodulation des Hilfsträgers, und es erfolgt kein Beitrag aus dem Tonsignalgenerator A₁, da beide Dioden einen geöffneten Stromkreis darstellen. Dementsprechend besteht der gesamte Tonsignalausgang aus dem Beitrag aus dem Tonsignalgenerator A₂. Zwischenwerte der Wirkungsperiode führen zu Beiträgen mit veränderlichen Werten aus den vier Signalgeneratoren, den beiden Hilfsträgergeneratoren S₁ und S₂ und den beiden Tonsignalgeneratoren A₁ und A₂. Deshalb kann der gewünschte Abgleich auch der Signalkomponenten durch Verändern der Wirkungsperiode des Synchrondetektors durchgeführt werden.

Die Einstellung der Wirkungsperiode kann in der Praxis ohne Schwierigkeiten mit Hilfe des Spannungsteilers 68 durchgeführt werden, der die Amplitude der den Kathoden der Dioden 40, 41 zugeführten Vor-

spannungen einstellt. Für eine Wirkungsperiode von 50 % ist diese Vorspannung gleich der Spannung, die den Anoden der beiden Dioden vom Generator 65 aus zugeführt wird, während die Ungleichheit dieser Vorspannungen zu anderen Werten der Wirkungsperiode führt.

Natürlich kann der Wirkungsgrad eines Synchrondetektors auch dadurch verändert werden, daß die Phase des Demodulationssignals verändert wird. Weist dieses Signal dieselbe Phasenlage auf wie der Hilfsträger, so liegt der höchste Wirkungsgrad vor, der auf den Wert Null absinkt, wenn die Phase dieser Signale bis zu 90° gegeneinander verschoben wird. Die Phasensteuerung des Demodulationssignals ist eine einfache Angelegenheit und erfordert nur ein Phasenschiebernetzwerk im Demodulationssignalkanal.

An Stelle der Dämpfung der Hilfsträgerkomponente durch das Dämpfungsglied 31, 32 nach F i g. 1 kann das gewünschte Ergebnis eines gleichen Ausgangspegels bei Mono- und Stereoempfang auch durch ein vorausgehendes Anheben der Hilfsträgerkomponente erzielt werden. Eine derartige Schaltungsanordnung zeigt F i g. 5, wonach ein Kopplungskondensator 80 vom Ausgangssignal des Filters 26 bis 30 der F i g. 1 gespeist wird. Der Kopplungskondensator steht mit dem Synchrondetektor über ein Preemphasisnetzwerk in Verbindung, das aus einem veränderbaren Widerstand 81 und einem zu diesem parallelgeschalteten Kondensator 82 besteht.

Ein Spannungsteiler setzt sich aus zwei parallelen Zweigen zusammen, von denen der eine Zweig die in Reihe geschalteten Widerstände 83 und 84 und der andere Zweig die in Reihe geschalteten Widerstände 85 und 86,87 aufweist. Dieses Netzwerk ist an den Pluspol einer Spannungsquelle -\-B angeschlossen. Zwischen den gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände 86 und 87 und den gemeinsamen Verbindungspunkt der Diodenbelastungswiderstände 43, 44 ist eine Hilfsdiode 88 geschaltet.

Die Beschriftung »Zum Demodulationssignalgenerator« am oberen Teil der F i g. 5 soll die Verbindungen anzeigen, über die das Demodulationssignal entsprechend synchronisiert und mit der geeigneten Phasenlage in bezug auf die Hilfsträgerkomponente dem Synchrondetektor zugeführt wird. Die dritte über den Widerstand 59 laufende Verbindung dieser Gruppe stellt eine Vorspannungsquelle für den Detektor dar. Diese Vorspannung (Gleichspannung) wird vom Demodulationssignalgenerator geliefert, so daß sich deren Wert entsprechend dem Mono- oder Stereoempfang verändert.

Beim Stereophonischen Empfang ist das über den Widerstand 59 den Anoden der Dioden 40, 41 zugeführte Potential im wesentlichen gleich dem Potential, das deren Anoden vom Netzwerk 83, 84 aus zugeführt wird. Da die Dioden infolgedessen keine Vorspannung aufweisen, so sprechen sie auf die Ton- und Hilfsträgerkomponenten des Ausgangssignals aus dem Ratiodetektor 13 an und leiten die Stereophonischen Signalkomponenten A und B ab. Es kann gezeigt werden, daß eine Einstellung des Netzwerkes 81, 82 zum Anheben der Hilfsträgerkomponente um einen geeigneten Wert eine klare Trennung der Tonsignale A und B bei der Demodulation ermöglicht.

Bei Stereoempfang wird die Hilfsdiode 88 gesperrt, da an deren Kathode vom Widerstand 59 aus ein höheres Potential angelegt wird als an deren Anode von dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 86, 87 aus. Diese Hilfsdiode hat beim stereophonischen Empfang keine Aufgabe.

Bei der monophonischen Wiedergabe ist das den Synchrondioden vom Widerstand 59 aus zugeführte Potential kleiner als das vom Netzwerk 83, 84 aus zugeführte Potential, das eine Sperrung der Dioden bewirkt. Infolgedessen können diese bei der monophonischen Wiedergabe keine Aufgabe erfüllen. Das Ausgangssignal des Ratiodetektors wird durch das

ίο Widerstandsnetzwerk 86, 87 aufgeteilt und über die Hilfsdiode 88 und die Widerstände 43, 44 zu den A- und B-Verstärkern geleitet. Dies wird dadurch erreicht, daß die Vorspannungsbedingungen beim Empfang monophoner Sendungen bewirken, daß die Diode 88 leitend wird und als eine Impedanz mit einem niedrigen Widerstandswert dient. Diese Vorspannungsbedingung ist auch darauf zurückzuführen, daß das während des monophonischen Empfangs vom Widerstand 59 aus zugeführte Potential !deiner ist als dasjenige, das der

ao Diode vom Widerstandsnetzwerk 85 bis 87 aus zugeführt wird. Eine geeignete Einstellung der Widerstände 59, 86 und 87 ermöglicht es, den Ausgangspegel bei beiden Betriebsarten im wesentlichen konstant zu halten.

Dementsprechend kann auch die Schaltungsanordnung nach F i g. 5 die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe erfüllen. Sie ist jedoch nicht vorzuziehen, wenn der Empfänger sich in einem Bezirk befindet, in dem gleichzeitig noch andere Hintergrund- oder SCA-Informationen ausgestrahlt werden, da das Netzwerk 81, 82 alle oberhalb des Tonbereiches liegenden Signalfrequenzen verstärkt und daher jeden Träger verstärken würde, der über den Kopplungskondensator 80 zugeführt wird. Wird eine vollständigere Unterdrückung von solchen zusätzlichen Hintergrundträgern benötigt, ohne die Güte der monophonischen oder Stereophonischen Wiedergabe zu beeinträchtigen, so ist die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 vorzuziehen.

Für die Schaltungsanordnung nach F i g. 5 werden in der nachstehenden Tabelle einige Parameter angegeben, die jedoch nicht als Einschränkung der Erfindung anzusehen sind.

45	Widerstände	Werte
	43, 44, 83	470 000 Ohm
	45,47	2,2 Megohm
50	59	2 200 Ohm
	81	120 000 Ohm
	84	56 000 Ohm
	85	220 000 Ohm
	86	12 000 Ohm
55	87	22 000 Ohm

Kondensatoren

Werte

46,48 39Pikofarad

80 0,22 Mikrofarad

82 100 Pikofarad

Spannungsquelle +B: 200 V

Die beschriebene Anordnung weist den Vorzug des konstanten Ausgangspegel auf, ganz gleich, ob Mono-

oder Stereosendungen empfangen werden. Weiterhin erfolgt eine automatische Einstellung auf Mono- oder Stereobetrieb entsprechend dem Charakter des empfangenen Signals. Der abgeänderte Synchron-Demodulator ergibt einen höheren Ausgangspegel wegen des Gegentakteffektes des den Dioden zugeführten Hilfsträgersignals. Ferner erfolgt eine bessere Unterdrückung des Hintergrund- oder SCA-Trägers mit Hilfe des Filters 26 bis 30 und des Dämpfungsgliedes 31, 32, während der Empfänger einen ziemlich einfachen Aufbau besitzt.

Die beschriebenen Möglichkeiten bei der Durchführung der Erfindung können allein oder kombiniert verwendet werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für einen Stereodecoder zum Erzeugen konstanter Ausgangssignale für Mono- oder Stereobetrieb zur Verwendung in FM-Empfängern für den kompatiblen Empfang von Mono- oder Stereosendungen nach dem Pilotton-Verfahren, mit einem Ratiodetektor als erstem Demodulator und mit einem über ein Signalübertragungsnetzwerk an denselben angeschlossenen zweiten Demodulator zum Erzeugen der Kanalsignale bei Stereoempfang und zum Übertragen des NF-Signals bei Monoempfang, d adurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk (31, 32; 25; 33, 34; 86, 87) eine auf die unterschiedlichen Frequenzspektren von Mono- und Stereosendungen entsprechende Schaltung enthält, die das Amplitudenverhältnis des Hilfsträgers zu dem gesamten Multiplexsignal so festlegt, daß bei Mono- und Stereobetrieb gleiche NF-Ausgangsspannungen entstehen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ausgang des Ratiodetektors (13) auftretende Multiplexsignal über ein Netzwerk (31, 32) an eine Verstärkerstufe (25) geführt ist, an deren Ausgangskreis (33, 34) zwei gegenphasige Komponenten des Multiplexsignals auftreten, ferner gekennzeichnet durch einen Synchrondetektor (40, 41), der ein Paar einen Eingangs- und Ausgangskreis verbindende Dioden (40, 41) aufweist, einen Schaltkreis (42), der auf die Hilfsträgerfrequenz abgestimmt ist, um ein Signal, das der Frequenz und Phase des Hilfsträgersignals entspricht, im Gegentakt auf den genannten Eingangskreis, an die Dioden (40, 41) und an die Anordnung (42, 43, 44) zu geben, um eine der gegenphasigen Signalkomponenten im Gleichtakt über den genannten Eingangskreis und die andere Komponente im Gleichtakt über den genannten Ausgangskreis an die Dioden zu legen, wobei die genannte Anordnung (31, 32, 33, 34) die Intensität der gegenphasigen Signalkomponenten, die an den Synchrondetektor__ (40,41) angelegt sind, entsprechend einer Änderung zwischen Mono- und Stereosendungen festlegt, um den Wiedergabepegel während Mono- und Stereowiedergabe annähernd konstant zu halten.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerstufe (25) eine Verstärkerröhre (25) umfaßt, an deren Kathodenwiderstand (34) und an deren Anodenwiderstand (33) die beiden gegenphasigen Signalkomponenten auftreten.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenwiderstand und/oder der Anodenwiderstand einstellbar sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das am Kathodenwiderstand (34) der Verstärkerröhre (25) auftretende Multiplexsignal über einen Kondensator (61) zum Verbindungspunkt der beiden Lastwiderstände (43, 44) des Synchrondetektors und das am Anodenwiderstand (33) der Verstärkerröhre auftretende gegenphasige Multiplexsignal über einen Kondensator (60) zur Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Eingangskreises (42) des Synchrondetektors geleitet ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Anordnung (68), die nur während des Empfanges monauraler Sendungen wirksam ist und beide Dioden (40,41) sperrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen