DE19654966C2 - Digitaler Empfänger - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen di­ gitalen Empfänger, wie einen FM Multiplex-Rundfunk­ empfänger, der für Multiplex-Rundfunkübertragungen mit Frequenzmodulation (FM) verwendet wird, und ins­ besondere auf einen digitalen Empfänger für den Emp­ fang eines digitalen modulierten Signals, das in ei­ ner digitalen Form durch ein digitales Modulations­ teil moduliert wurde, zum Demodulieren des digitalen modulierten Signals in ein Datensignal durch einen Demodulator und zum Durchführen gewünschter Prozesse an dem Datensignal.

Fig. 11 zeigt einen Aufbau eines FM Multiplex-Rund­ funkempfängers als einen digitalen Empfänger zum Emp­ fang eines digitalen modulierten Signals, das für FM Rundfunkübertragungen verwendet wird, und zum Anzei­ gen der empfangenen Daten.

In Fig. 11 bezeichnen die Bezugszeichen 1 und 2 An­ tennen für den Empfang von im Raum sich fortpflanzen­ de elektromagnetische Wellen, das Bezugszeichen 3 bezeichnet ein Diversityteil zum Auswählen einer der Antennen auf der Grundlage eines Steuersignals (sig7a), das von einem Komparator 7 geliefert wird, das Bezugszeichen 4 bezeichnet ein Tunerteil zum Aus­ wählen einer gewünschten Trägerfrequenz, zum verstär­ ken der ausgewählten Frequenz und zum Umwandeln der verstärkten Frequenz in eine Zwischenfrequenz (IF). Das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Phasenverriege­ lungskreis (PLL) zum Steuern bzw. Regeln der von den Rundfunkstationen übertragenen und von dem Tunerteil 4 empfangenen Kanalfrequenzen, das Bezugszeichen 6 bezeichnet ein FM Detektionsteil zum Umwandeln des FM Signals (sig4a), das mit der Zwischenfrequenz (IF) durch das Tunerteil 4 umgewandelt wurde, in ein Ba­ sisbandsignal (sig6a). Das FM Detektionsteil 6 er­ zeugt ein Stopsignal (sig6b) zum Stoppen einer Abta­ stung für eine gewünschte Rundfunkfrequenz während einer automatischen Rundfunkfrequenz-Auswahloperation und eines empfangenen Signals der elektrischen Feld­ intensität, das heißt eines S Meter-Signals (sig6b), das ein Glättungsausgangssignal des Zwischenfrequenz­ signals ist. Die Empfängervorrichtung in dem digita­ len Empfänger nach Fig. 11 nach dem Stand der Technik umfaßt die oben beschriebenen Bauteile 1 bis 6.

Das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Analog/Digital- Wandler für den Spannungswert des S Messer-Signals (sig6b) in ein digitales Signal in einer digitalen Form, der es an eine Steuereinheit 11 liefert. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet einen Komparator zum Ver­ gleichen der Spannung des S Messer-Signals (sig6b) mit einer Referenzspannung VR1 und zum Senden eines Steuersignals (sig7a) als Vergleichergebnis der Ver­ gleichsoperation an das Diversityteil 3.

Das Bezugszeichen 9 bezeichnet ein digitales Demodu­ latorteil zum Auswählen eines Multiplexübertragungs­ signals, das durch das FM Detektionsteil 6 von dem Basisbandsignal (sig6a) in eine digitale Form modu­ liert wird, zur digitalen Demodulation des Multiplex- Übertragungssignals und zum Erzeugen eines Datensi­ gnals (sig9a) und eines Synchrontaktsignals (sig9b), das Bezugszeichen 10 bezeichnet ein Fehlerkorrektur­ teil zum Durchführen einer Fehlerkorrekturoperation aufgrund eines Fehlerkorrekturkennzeichens in dem Multiplexübertragungssignal und zum Erzeugen eines Datensignals (sig10a), das nach der Fehlerkorrektur­ operation erhalten wird und zusätzliche Informationen (sig10b), wie ein Synchronfeststellsignal, eine Emp­ fangsrate oder dergleichen. Das Bezugszeichen 11 be­ zeichnet eine Steuereinheit zum Durchführen einer Abstimmsteueroperation, einer Datenverarbeitung von von dem Fehlerkorrekturteil 10 empfangenen Daten und zum Verarbeiten eines Betriebssignals als Steuersi­ gnal von einem Befehlsteil 13, das von einer Bedien­ person angegeben wird. Das Bezugszeichen 12 bezeich­ net ein Anzeigeteil zum Anzeigen von Informationen auf der Grundlage von Daten von der Steuereinheit 11 und das Bezugszeichen 13 ist das Befehlteil zum Emp­ fang benötigter Daten, wie eine Abstimmfrequenz, die durch eine Bedienperson ausgewählt wird, und zum Er­ zeugen und Liefern von Steuerdaten auf der Grundlage der ausgewählten Abstimmfrequenz und der dergleichen an die Steuereinheit 11.

Fig. 12 zeigt den Aufbau der inneren Schaltung des digitalen Demodulatorteils 9 in den digitalen Empfän­ ger nach dem Stand der Technik entsprechend Fig. 11.

In dem Demodulatorteil 9 nach Fig. 12 bezeichnet das Bezugszeichen 16 ein Bandpaßfilter zum Auswählen des Multiplexsendesignals, das in ein Basisbandsignal in digitaler Form moduliert ist und von dem FM Detek­ tionsteil 6 geliefert wird, das Bezugszeichen 17 ist eine Binärquantisierungs-Umwandlungsvorrichtung zum Umwandeln des digitalen modulierten Signals in ein Binärsignal, das Bezugszeichen 18 ist eine Verzöge­ rungsvorrichtung zum Verzögern des Binärsignals (sig17) um einen Zeitraum von 1 Bit, um eine Verzöge­ rungsdetektionsoperation durchzuführen und ein ver­ zögertes Signal zu erzeugen (sig18), das Bezugszei­ chen 19 ist ein Exklusiv-ODER-Gatter zum Durchführen einer Exklusiv-ODER-Operation zwischen dem Binärsi­ gnal (sig17) und dem verzögerten Signal (sig18), das Bezugszeichen 20 bezeichnet ein Tiefpaßfilter zum Eliminieren der Hochfrequenzkomponenten in dem Aus­ gangssignal des Exklusiv-ODER-Gatters. Das Bezugszei­ chen 21 bezeichnet eine Datenbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen eines Zustandes des Ausgangssignals vom Tiefpaßfilter 20 und zum Umwandeln dieses Ausgangs­ signals in eine digitale Signalform und zum Übertra­ gen eines Entscheidungs- oder Bestimmungssignals (sig9a) als das Ergebnis der Bestimmung durch die Datenbestimmungsvorrichtung 21, das das Datensignal (sig9a) ist, das demoduliert ist.

Das Bezugszeichen 23 bezeichnet einen Binärcode-Quan­ tisierungsphasenkomparator zum Erfassen einer Phasen­ differenz zwischen dem digitalen Detektionssignal und dem synchronen Taktsignal (sig9b) am Umkehrpunkt des digitalen Detektionssignals im Wert und zum Erzeugen eines Impulses der voreilenden Phase (sig23a) und eines Impulses der verzögerten Phase (sig23b). Das Bezugszeichen 24 bezeichnet ein sequentielles Filter, das Zählkreise umfaßt, die in der Lage sind, eine digitale Integrationsoperation auszuführen, zum Durchführen einer Integrationszähloperation zum Zäh­ len des Ausgangssignals von dem Binärcode-Quantisie­ rungsphasenkomparator 23, um einen Einfluß von Stö­ rungen, wie eines Jitters, zu eliminieren und zum Erzeugen und Liefern eines Verzögerungsphasen-Steuer­ signals (sig24a) und eines Steuersignals für die vor­ eilende Phase (sig24b). Das Bezugszeichen 25 bezeich­ net einen Oszillator fester Frequenz, das Bezugszei­ chen 26 bezeichnet eine Vorrichtung zum Addieren/Eli­ minieren eines Impulses, die einen Impuls zu einem Ausgangssignal von dem Oszillator 25 fester Frequenz hinzufügt, wenn sie das Verzögerungsphasen-Steuersi­ gnal (sig24a) von dem sequentiellen Filter 24 erhält und die den Impuls eliminiert, wenn sie das Steuersi­ gnal (sig24b) für die voraneilende Phase von dem se­ quentiellen Filter 24 erhält. Das Bezugszeichen 27 bezeichnet einen Teiler zum Teilen des von der Vor­ richtung 26 zum Addieren/Eliminieren des Impulses gelieferten Ausgangssignals in das synchrone Taktsi­ gnal (sig9b). Somit umfaßt ein Wiedergabeteil 22 des synchronen Taktsignals die Bauteile, die durch das Bezugszeichen 23 bis 37 bezeichnet sind.

Fig. 13 ist ein Beispiel des inneren Schaltungsauf­ baus des Diversitysteils 3 in dem digitalen Empfänger nach dem Stand der Technik entsprechend Fig. 11. In dem Diversitysteil 3 nach Fig. 13 bezeichnet das Be­ zugszeichen 302 eine Wahlvorrichtung zum Auswählen des Ausgangssignals von dem Oszillator 301 fester Frequenz oder eines Massesignals auf der Grundlage des Steuersignals (sig7a) vom Komparator 7 und zum Senden des ausgewählten Signals, das Bezugszeichen 303 bezeichnet ein Flip-Flop zum Invertieren eines logischen Wertes des aktuellen Ausgangssignals vom Flip-Flop 303, wenn eine ansteigende Flanke des Aus­ gangssignals von der Wahlvorrichtung 302 empfangen wird. Das Bezugszeichen 304 bezeichnet eine Wahlvor­ richtung zum Auswählen einer der Antennen 1 und 2 auf der Grundlage des Ausgangssignals als ein Steuersi­ gnal vom Flip-Flop. Somit umfaßt das Diversityteil 3 die Bauteile, die mit den oben beschriebenen Bezugs­ zeichen 301 bis 304 bezeichnet sind.

Als nächstes wird die Funktionsweise des Diversity­ teils 3 beschrieben.

Zuerst wählt das Diversityteil 3 eine der Antennen 1 oder 2 auf der Grundlage des Steuersignals vom Kom­ parator 7 aus, der auch auf der Grundlage des 5 Mes­ ser-Signals (sig6b) von dem FM Detektionsteil 6 ge­ steuert wird, und liefert ein Hochfrequenzsignal (sig3), das von der ausgewählten Antenne empfangen wurde. Da die Wahlvorrichtung 302 in dem Diversity­ teil 3 ein Ausgangssignal (sig3) von dem Oszillator 301 fester Frequenz zu dem Tunerteil auswählt und liefert, wenn das Ausgangssignal (sig7a) von dem Kom­ parator 7 einen positiven logischen Wert aufweist, wobei der Spannungswert des S Messer-Signals, das die in Fig. 15 gezeigte Eigenschaft aufweist, größer ist als ein Antennenschaltspannungspegel, werden die An­ tennen 1 und 2 alternierend geschaltet, wenn das Aus­ gangssignal (sig303) vom Flip-Flop periodisch zu dem positiven logischen Wert und dem negativen logischen Wert geändert wird. Diese oben beschriebene Antennenschaltoperation wird fortgesetzt, bis das Steuersi­ gnal (sig7a) auf den negativen logischen Wert als Ausgangssignal vom Komparator 7 geändert wird, bis der Spannungswert des S Messer-Signals (sig6b) größer ist als die Antennenschaltpegelspannung und nachdem die Wahlvorrichtung 302 das Massesignal auswählt und liefert und nachdem das Ausgangssignal vom Flip-Flop 303 festgelegt ist, um eine der Antennen 1 und 2 kon­ tinuierlich auszuwählen.

Fig. 14 zeigt ein Beispiel der Änderung des Wertes des S Messer-Signals (sig6a) und der Antennenschalt­ operation.

Das Tunerteil 4 stimmt das Hochfrequenzsignal (sig3) von dem Diversityteil 3 mit einer gewünschten Fre­ quenz auf der Grundlage des von dem PLL Teil 5 gelie­ ferten Abstimmspannung ab und wandelt das gewünschte Hochfrequenzsignal in dem Hochfrequenzsignal (sig3) in das Zwischenfrequenzsignal um.

Das FM Detektionsteil 6 empfängt das Zwischenfre­ quenzsignal von dem Tunerteil 4 und führt eine FM Detektionsoperation des empfangenen Zwischenfrequenz­ signals (IF) durch und wandelt es in ein Basisbandsi­ gnal (sig6b) um und liefert das Basisbandsignal, das S Messer-Signal, das durch Gleichrichtung des Zwi­ schenfrequenzsignals erhalten wird, und das Stopsi­ gnal, das angibt, daß die Stärke des empfangenen elektromagnetischen Feldes größer ist als eine ge­ wünschte Stärke.

Fig. 14 zeigt Ausgangskennlinien des Stopsignals zu dem empfangenen elektromagnetischen Feld in einem digitalen Empfänger nach dem Stand der Technik ent­ sprechend Fig. 11.

Fig. 15 zeigt die Ausgangscharakteristik des S Meter- Signals in Abhängigkeit von dem empfangenen elektri­ schen Feld in den digitalen Empfänger nach dem Stand der Technik entsprechend Fig. 11.

Das digitale Demodulatorteil 9 wählt ein Multiplex­ sendesignal aus, das in dem von dem FM Detektionsteil 6 gelieferten Basisbandsignal (sig6a) in digitaler Form moduliert ist, und erzeugt ein digitales demodu­ liertes Signal (sig9a) und ein Synchrontaktsignal (sig9b), was später beschrieben wird, und sendet sie.

Ein Audioverarbeitungsteil 14 wählt ein Audiosignal in dem Basisbandsignal (sig6a) aus, das von dem FM Detektionsteil 6 geliefert wird und verstärkt ein Audiostereosignal, das durch Demodulation des Audio­ signals in Stereoform erhalten wird, und liefert das Audiostereosignal an den Lautsprecher, um den Laut­ sprecher 15 anzutreiben.

Das Fehlerkorrekturteil 10 empfängt das von dem digi­ talen Demodulatorteil 9 gelieferte digitale demodu­ lierte Signal (sig9a) und führt eine Fehlerkorrektur­ operation für das digitale demodulierte Signal (sig9a) durch, indem das Fehlerkorrekturkennzeichen in dem digitalen demodulierten Signal verwendet wird, und erzeugt ein Datensignal (sig10a) und zusätzliche Informationen (sig10b), wie das synchrone Feststel­ lungssignal und die Empfangsrate und sendet sie an die Steuereinheit 11.

Die Steuereinheit 11 empfängt das Datensignal (sig10a) von dem Fehlerkorrekturteil 10 und zeigt das Datensignal (sig10a) auf dem Anzeigeteil 12 an und führt verschiedene Steueroperationen, wie die Ab­ stimmsteueroperation und die Audiosteueroperation durch.

Als nächstes wird die Abstimmoperation der Steuerein­ heit 11 in dem digitalen Empfänger nach dem Stand der Technik entsprechend Fig. 11 beschrieben. Die Ab­ stimmoperation der Steuereinheit 11 bezieht sich am meisten direkt auf die Merkmale eines digitalen Emp­ fängers nach der vorliegenden Erfindung.

In der Abstimmsteueroperation werden die einer Ab­ stimmfrequenz angebenden Daten (sig11b) von der Steu­ ereinheit 11 an das PLL Teil 5 unter Verwendung des PLL Steuersignals (sig11b) gesendet. Dann erzeugt das PLL Teil 5 die Abstimmspannung auf der Grundlage der die Abstimmfrequenz angebenden Daten (sig11). Dann stimmt das Tunerteil 4 das Hochfrequenzsignal (sig3) von dem Diversityteil 3 auf der Grundlage der Ab­ stimmspannung ab.

Eine vollautomatische Auswahloperation für Rundfunk­ stationen ändert sequentiell Daten der Abstimmfre­ quenz und tastet die Abstimmfrequenz ab und stoppt die Abtastoperation, wenn die Stärke des empfangenen elektromagnetischen Feldes größer als der vorbestimm­ te Wert ist, indem das von dem FM Detektionsteil 6 gelieferte Stopsignal (sig6c) verwendet, wird.

Vor der Beschreibung der digitalen Demodulationsope­ ration, die von dem digitalen Demodulatorteil 9 durchgeführt wird, wird die Basistheorie über das Verzögerungsdetektionsverfahren erläutert, das in dem digitalen Empfänger nach dem Stand der Technik ent­ sprechend Fig. 11 verwendet wird.

Im allgemeinen wird ein moduliertes Signal durch die folgende Gleichung gegeben:

s(t) = cos[2πft + ϕ(t)],

wobei f die Trägerfrequenz eines digital modulierten Signals und ϕ(t) eine digital modulierte Komponente ist.

Wenn das modulierte Signal mit einem Signal multipli­ ziert wird, das um den Zeitraum eines Bits verzögert ist und dann die Hochfrequenzkomponente in dem Ergeb­ nis der Multiplikation eliminiert wird, ergibt sich das Signal sig20 zu:

sig20 = cos[2πft + ϕ(t) - ϕ(t - T)].

Da der Term "2πft" zu 9,5π in einer FM Multiplex- Rundfunkübertragung wird, wird die obige Gleichung zu:

sig20 = sin[ϕ(t) - ϕ(t - T)].

Somit kann nur die modulierte Komponente ϕ(t) in dem modulierten Signal ausgewählt werden.

Dieses digitale Modulationsverfahren, das in dem FM Multiplexrundfunk verwendet wird, wird als L-MSK Mo­ dulationsverfahren bezeichnet.

Dieses Modulationsverfahren ist eines der Frequenzmo­ dulationsverfahren. In diesem Modulationsverfahren ist, wie in Fig. 16 gezeigt wird, der positive logi­ sche Zustand 80 kHz und der negative logische Zustand 72 kHz.

Als nächstes wird die Funktionsweise der digitalen Demodulatoreinheit 9 erläutert.

Da das Basisbandsignal der FM Multiplex-Rundfunküber­ tragung ein Frequenzspektrum entsprechend Fig. 17 aufweist, wird ein Multiplexübertragungssignal, das in einer digitalen Form moduliert ist, von dem Band­ paßfilter 16 aus dem Basisbandsignal (sig6a) ausge­ wählt, das von dem FM Detektionsteil 6 geliefert wird. Als nächstes wird das digitale modulierte Si­ gnal in ein digitales Signal durch die Binärcode- Quantisierungsvorrichtung 17 umgewandelt, um das di­ gitale modulierte Signal um den Zeitraum "T" eines Bits unter Verwendung der Schieberegister aufweisen­ den Verzögerungsvorrichtung zu verzögern.

Das Exklusiv-ODER-Ausgangssignal (sig19), das durch eine Exklusiv-ODER-Operation zwischen dem digitalen modulierten Signal (sig17), das in eine Binärform umgewandelt wurde, und dem Signal (sig18), das um den Zeitraum "T" eines Bits mit Hilfe der Verzögerungs­ vorrichtung 18 verzögert wurde, gefunden wurde, wird über das Tiefpaßfilter 20 an die Datenbewertungsvor­ richtung 21 geliefert. Dabei wird das Detektionsaus­ gangssignal entsprechend Fig. 18 erhalten, bei dem die Hochfrequenzkomponente eliminiert ist.

Dieses Detektionsausgangssignal (sig20) wird durch die Datenbewertungsvorrichtung 21 in Synchronisation mit dem Synchrontaktsignal, das von der Synchrontakt­ signal-Wiedergabeeinheit 22 geliefert wird, beur­ teilt, und die Datenbewertungsvorrichtung erzeugt das Datensignal (sig9a) auf der Grundlage des Ergebnisses der Datenbeurteilungsoperation.

Die Synchrontakt-Wiedergabeeinheit 22 vergleicht das Detektionsausgangssignal (sig20) mit dem synchronen Taktsignal an der ansteigenden Flanke oder der fal­ lenden Flanke des Detektionsausgangssignals (sig20). Dann erzeugt die Einheit 22 das Signal (sig23a) der voraneilenden Phase, wenn die Phase des Synchrontakt­ signals vor der Phase des Detektionsausgangssignals liegt, und erzeugt das Verzögerungsphasensignal (sig23b), wenn die Phase des Synchrontaktsignals ver­ zögert ist.

Das sequentielle Filter 24 in der Synchrontakt-Wie­ dergabeeinheit 22 umfaßt Zählkreise, die jeweils die Funktion einer digitalen Integrationsoperation auf­ weisen, um den Einfluß von Störungen, wie Jitter zu verringern. Hier wird der Aufbau und die Funktions­ weise eines typischen N vor M Zählerkreises erläu­ tert.

Der N vor M Zählerkreis erzeugt das Verzögerungspha­ sen-Steuersignal (sig24a), wenn die Gesamtzahl der Signale der voreilenden Phase N ist (wobei N eine positive Zahl ist) und erzeugt das Steuersignal der voreilenden Phase (sig24b), wenn die Gesamtanzahl der Verzögerungsphasensignale N ist (wobei N eine positi­ ve Zahl ist), bis die Gesamtsumme der Anzahl der Si­ gnale der voreilenden Phase und der Verzögerungspha­ sensignale M erreicht (wobei M eine positive Zahl ist). Zusätzlich wird der N vor M Zählerkreis rückge­ setzt, wenn die Gesamtzahl der Signale der voreilen­ den Phase und der Verzögerungsphasensignale M er­ reicht (wobei M eine positive Zahl ist).

Die Vorrichtung 26 zur Addition/Eliminierung eines Impulses liefert das Ausgangssignal von dem Oszillator 25 ohne Impuls, wenn die Vorrichtung 26 das Ver­ zögerungssteuersignal (sig24a) vom sequentiellen Fil­ ter 24 empfängt. Dagegen liefert die Vorrichtung 26 zur Addition/Eliminierung eines Impulses das Aus­ gangssignal vom Oszillator 25 unter Einschließung eines Impulses, wenn die Vorrichtung 26 das Steuersi­ gnal (sig24b) von dem sequentiellen Filter 24 emp­ fängt.

Der Teiler 27 teilt das Signal von der Vorrichtung 26 zur Addition/Eliminierung eines Impulses und erzeugt das Synchrontaktsignal (sig9b). Die Oszillatorfre­ quenz vom Oszillator 25 ist so gewählt, daß sie das k-fache der Frequenz des Synchrontaktsignals ist und das Teilerverhältnis des Teilers 27 ist so gewählt, daß es 1/k der Oszillatorfrequenz vom Oszillator 25 beträgt (wobei k eine positive ganze Zahl ist).

Als bekannte Literatur, die sich auf digitale Empfän­ ger nach dem Stand der Technik, wie auf den oben be­ schriebenen FM Multiplex-Rundfunkempfänger bezieht, werden die japanischen Offenlegungsschriften Nr. 6-276113, Nr. 4-47729 und Nr. 4-47730 genannt.

Da der FM Multiplex-Rundfunkempfänger nach dem Stand der Technik den oben beschriebenen Aufbau aufweist, gibt es kein Verfahren zum Erfassen eines Datenemp­ fangszustandes des Empfängers mit der Ausnahme des Verfahrens, bei dem der Datenempfangszustand durch Empfang des synchronen Herstellungssignals (establishing signal) (sig10b) detektiert wird, um von der Herstellung der Datensynchronoperation für die von dem Fehlerkorrekturteil 10 gesendeten Daten zu informieren, oder der Datenempfangszustand wird unter Verwendung der Datenfehlerrate, die durch die Fehlerdetektionsoperation oder die Fehlerkorrektur­ operation erhalten wird oder unter Verwendung des S Meter-Wertes erfaßt.

Es gibt ein Blocksynchron-Herstellungssignal und ein Rahmensynchron-Herstellungssignal in dem Synchronher­ stellungssignal. Bei der Verwendung des Blocksyn­ chron-Herstellungssignals gibt es ein Problem dahin­ gehend, daß eine große Zeitverzögerung auftritt, die vom Empfang der von der Rundfunkstation gesendeten elektromagnetischen Welle bis zur Detektion des Syn­ chron-Herstellungssignals gezählt wird, da dieses Blocksynchron-Herstellungssignal auf der Grundlage einer sequentiellen Detektion des Synchronbits durch mehrere Male erhalten wird. Somit ist es schwierig, das Blocksynchron-Herstellungssignal als Steuersignal für Vorrichtungen, wie für das Diversityteil 3 nach Fig. 11 zu verwenden, bei denen ein schnelles Anspre­ chen verlangt wird.

Fig. 19 zeigt einen Datenformataufbau, der für den FM Multiplexrundfunk verwendet wird. Da in dem Fall der FM Multiplex-Rundfunkübertragung ein Block aus 272 Bits besteht, wird eine Zeitverzögerung von einigen hundert ms bewirkt, um die Herstellung der Blocksyn­ chronisierung in einigen Fällen zu erfassen. Da dar­ über hinaus 16 Bits in einem Block zur Herstellung der Blocksynchronisationsoperation verwendet werden, gibt es keine Sicherheit, daß die Synchronbits (16 Bits) gleich dem anderen Teil des Datenformats im Empfangszustand, wie eine Empfangszeit sind, wie in Fig. 19 gezeigt wird.

Da darüber hinaus das Herstellungssignal der Rahmen­ synchronisierung nach Empfang der Synchronbits mit einem vorbestimmten Muster erzeugt wird, wird mehr Zeit zur Erfassung der Herstellung der Rahmensynchro­ nisierung als für die der Blocksynchronisierung ver­ wendet. Da darüber hinaus die Empfangsrate auf der Grundlage der Anzahl von Blocks, die in der Fehler­ korrekturoperation nicht richtig waren, berechnet wird, wird mehr Zeit benötigt, um die Herstellung der Empfangsrate als die der Rahmensynchronisierung zu erfassen.

Obwohl die Beziehung zwischen einem Spannungswert des S Messer-Signals und der Empfangsrate, das heißt der Fehlerrate, klar durch Verwendung des S Messer-Si­ gnals (sig6b) gezeigt werden kann, ist es schwierig, eine Verschlechterung des Datenempfangszustandes zu detektieren, die durch eine Mehrwegphasendifferenz bewirkt wird, selbst wenn die DU Rate erhöht wird. Somit kann in einigen Fällen der Datenempfangszustand unter Verwendung des S Messer-Signals (sig6b) nicht detektiert werden.

Alle FM Rundfunkstationen senden nicht immer eine Multiplex-Rundfunkübertragung. Darüber hinaus über­ tragen alle aktuellen Rundfunkzeiträume in einer FM Multiplex-Rundfunkstation nicht die Multiplex-Rund­ funkübertragung.

Somit kann keine Erfassung vorgenommen werden, um zu wissen, ob die Multiplex-Rundfunkübertragung im EIN- Zustand ist oder nicht, indem das S Messer-Signal (sig6b) oder das Stopsignal (sig6c) verwendet wird. Wenn in diesem Fall automatisch eine Multiplex-Rund­ funkübertragung gewählt wird, muß das Fehlen der Mul­ tiplex-Rundfunkübertragung detektiert werden, indem das Synchronherstellungssignal und die Empfangsrate nach ihrer Auswahl auf der Grundlage des S Messer-Si­ gnals (sig6b) oder des Stopsignals (sig6c) verwendet werden. Darüber hinaus muß in diesem Fall das Fehlen der Multiplex-Rundfunkübertragung für eine Rundfunk­ station, die keinen Multiplex-Rundfunk sendet, über­ prüft werden. Da dies in den oben beschriebenen Fäl­ len mehr Zeit verlangt, gibt es ein Problem.

Darüber hinaus sind Informationen anzuzeigen, nachdem Empfangsdaten in einen Speicher in der oben beschrie­ benen FM Multiplex-Rundfunkübertragung akkumuliert wurden. Daher können in einigen Fällen die empfange­ nen Daten nicht angezeigt werden, bevor nicht die Datenakkumulation beendet wurde, selbst wenn der Emp­ fangszustand der Daten gut ist.

Das der FM Multiplex-Rundfunkempfänger nach dem Stand der Technik den oben beschriebenen Aufbau aufweist, ist es bei dem bekannten Empfänger nachteilig, daß eine Bedienperson nicht unmittelbar weiß, ob die Emp­ fangsdaten nach der Beendigung der Datenakkumulation in einem guten Datenempfangszustand angezeigt werden oder ob keine anzuzeigenden Daten bei schlechtem Da­ tenempfangszustand vorhanden sind.

Da darüber hinaus das sequentielle Filter 24 zur Ver­ ringerung des Einflusses von Störungen, wie Jitter, durch Ausführen einer Integralzähloperation des Aus­ gangssignals von Binärcodequantisierungs-Phasenkom­ parator in der Synchrontakt-Wiedergabeeinheit 22 nach dem Stand der Technik verwendet wird, ist es schwie­ rig, auf eine scharfe Phasenänderung zu antworten, die in dem Diversityteil 3 durch Schalten der Anten­ nen 1 und 2 bewirkt wird. Dies ist ein Problem.

Die DE 38 81 805 T2 beschreibt eine Vorrichtung zur Erfassung eines Phasenfehlers zwischen Referenzsigna­ len und einem zu demodulierenden Eingangssignal bei kohärenter digitaler Demodulation mit einem Demodula­ tor, welcher eine Detektionsvorrichtung zum Erfassen des modulierten Eingangssignals und eine Triggerer­ zeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Triggersignals enthält.

Weiterhin ist aus der EP 0 534 486 A2 ein digitaler Empfänger bekannt, welcher ein Empfangsteil zum Emp­ fangen eines digitalen modulierten Signals und einen Demodulator zum Detektieren, Beurteilen und Demodu­ lieren des empfangenen Signals sowie zum Erzeugen ei­ nes Datensignals aufweist. Der Demodulator umfaßt ei­ ne erste und eine zweite Detektionsvorrichtung zum Detektieren des empfangenen Signals und zum Erzeugen von Detektionsausgangssignalen und eine erste und ei­ ne zweite Triggererzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines ersten und zweiten Triggersignals auf der Grundlage der Signalform der Detektionsausgangssigna­ le. Hierbei führt der Empfänger vorbestimmte Prozesse durch, während die erste und die zweite Triggererzeu­ gungsvorrichtung Ausgangssignale zur gleichen Zeit erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Be­ rücksichtigung der obigen Nachteile einen digitalen Empfänger mit einem einfachen Schaltungsaufbau zu schaffen, bei dem genaues und stabiles Synchrontakt­ signal schnell erhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfin­ dung umfaßt der digitale Empfänger ein Empfangsteil zum Empfangen eines digitalen modulierten Signals, das in digitaler Form moduliert wurde und einen digi­ talen Demodulator zum Erfassen, Beurteilen und Demo­ dulieren des empfangenen digitalen modulierten Si­ gnals und zum Erzeugen eines Datensignals, welcher umfaßt: eine Detektionsvorrichtung zum Erfassen des empfangenen digitalen modulierten Signals, eine Trig­ gererzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Trigger­ signals auf der Grundlaie des Detektionsausgangs­ signals, eine Mehrzahl von Oszillatoren, die jeweils eine feste Frequenz erzeugen, und eine Synchrontakt- Wiedergabevorrichtung zum Erzeugen eines Synchron­ takt-Wiedergabesignals, die umfaßt: eine Schaltvor­ richtung zum Auswählen eines der Mehrzahl von Oszil­ latoren abhängig von einem hohen und einem niedrigen Pegel des Synchrontakt-Wiedergabesignals, während das Triggersignal empfangen wird, und einen Teiler zum Teilen einer Frequenzperiode des Synchrontakt- Wiedergabesignals auf der Grundlage eines der von der Schaltvorrichtung ausgewählten Oszillatoren.

Da der digitale Empfänger die Synchrontakt-Wiederga­ bevorrichtung zum Schalten von Oszillatoren auf der Grundlage eines Triggersignals, das durch die Signal­ form eines Detektionsausgangssignals und eines Syn­ chrontaktsignals erhalten wird, aufweist, kann schnell ein genaues und stabiles Synchrontaktsignal erhalten werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die De­ tektionsvorrichtung eine erste und zweite Detektions vorrichtung zum Erfassen des empfangenen digitalen modulierten Signals und zum Erzeugen von Detektions­ ausgangssignalen auf, die Triggervorrichtung weist eine erste und zweite Triggererzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines ersten und zweiten Triggersignals auf der Grundlage der Signalformen der Detektionsaus­ gangssignale auf, und die Synchrontakt-Wiedergabevor­ richtung weist eine Schaltvorrichtung zum Auswählen eines der Mehrzahl von Oszillatoren abhängig von ei­ nem hohen und einem niedrigen Pegel des Synchrontakt- Wiedergabesignals, während das erste und zweite Trig­ gersignal zur gleichen Zeit erhalten werden, und ei­ nen Teiler zum Teilen einer Frequenzperiode des Syn­ chrontakt-Wiedergabesignals auf der Grundlage eines von der Schaltvorrichtung ausgewählten Oszillators auf.

Da somit der digitale Empfänger die Synchrontakt-Wie­ dergabevorrichtung zum Schalten von Oszillatoren auf der Grundlage des Ergebnisses einer logischen UND- Operation von Triggersignalen, die durch die Signal­ formen der Detektionsausgangssignale der ersten und zweiten Detektionseinheit erhalten werden, und des Synchrontaktsignals aufweist, kann schnell und genau ein stabiles Synchrontaktsignal erhalten werden und es kann eine fehlerhafte Synchronoperation verhindert werden.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nach­ folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines digitalen Demodu­ latorteils in einem digitalen Empfän­ ger mit einer Vorrichtung zum Erfassen der Empfangsqualität,

Fig. 2 eine Darstellung von Signalformen von Operationen der Empfangsqualitäts-Er­ fassungsvorrichtung in dem digitalen Demodulatorteil nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Kennlinie eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von der Eingangsfre­ quenz im Falle, daß die Empfangsquali­ täts-Erfassungsvorrichtung in dem di­ gitalen Demodulatorteil nach Fig. 1 eine einzige Frequenz empfängt,

Fig. 4 eine Kennlinie der Fehlerrate und ei­ nes Ausgangssignals, wenn die Emp­ fangsqualitäts-Erfassungsvorrichtung in dem digitalen Demodulatorteil nach Fig. 1 aktuelle Daten empfängt,

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines digitalen Demodulatorteils in einem digitalen Empfänger nach einem ersten bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung,

Fig. 6 eine Darstellung zum Erläutern einer Operation einer Auswahlvorrichtung in dem digitalen Demodulatorteil nach Fig. 5,

Fig. 7 eine Signalformdarstellung zum Erläu­ tern der Betriebsweise einer Synchron­ takt-Wiedergabevorrichtung in dem di­ gitalen Demodulatorteil nach Fig. 5,

Fig. 8 eine Signalformdarstellung zum Erläu­ tern einer Betriebsweise einer Syn­ chrontakt-Wiedergabevorrichtung in dem digitalen Demodulatorteil nach Fig. 5,

Fig. 9 eine Signalformdarstellung zum Erläu­ tern der Funktionsweise der Synchron­ takt-Wiedergabevorrichtung in dem di­ gitalen Demodulatorteil nach Fig. 5,

Fig. 10 ein Blockschaltbild eines digitalen Demodulatorteils in einem digitalen Empfänger nach einem zweiten bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung,

Fig. 11 ein Blockschaltbild eines digitalen Empfängers nach dem Stand der Technik als ein FM Multiplex-Rundfunkempfän­ ger,

Fig. 12 ein Blockschaltbild eines digitalen Demodulatorteils in dem FM Multiplex- Rundfunkempfänger nach dem Stand der Technik,

Fig. 13 ein Blockschaltbild eines Diversity­ teils in dem FM Multiplex-Rundfunkemp­ fänger nach Fig. 11 entsprechend dem Stand der Technik,

Fig. 14 eine Darstellung der Signalform zur Erläuterung der Funktionsweise des Diversityteils in dem FM Multiplex- Rundfunkempfänger nach dem Stand der Technik entsprechend Fig. 11,

Fig. 15 eine Darstellung einer Kennlinie eines S Meter-Ausgangssignals in dem FM Mul­ tiplex-Rundfunkempfänger nach dem Stand der Technik entsprechend Fig. 11,

Fig. 16 die Darstellung einer Signalform, die eine digitale Modulationssignalform in einem FM Multiplex-Rundfunkübertra­ gungsvorgang zeigt,

Fig. 17 eine Darstellung des Frequenzspektrums eines Basisbandsignals bei einer FM Multiplex-Rundfunkübertragung,

Fig. 18 eine Signalformdarstellung zum Erläu­ tern der Funktionsweise eines digita­ len Demodulatorteils in dem FM Multi­ plex-Rundfunkempfänger nach dem Stand der Technik entsprechend Fig. 11, und

Fig. 19 die Darstellung eines Datenformats, das bei der FM Multiplex-Rundfunküber­ tragung verwendet wird.

Fig. 1 ist die Darstellung eines Aufbaus eines digi­ talen Demodulatorteils 100 in einem digitalen Empfän­ ger, wie einem FM Multiplex-Rundfunkempfänger nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 sind einige Bauteile in dem digitalen Demo­ dulatorteil eines Ausführungsbeispiels nach der Er­ findung, die denen des digitalen Demodulatorteils nach Fig. 12 im Aufbau und in der Funktion entspre­ chen, mit den gleichen Bezugszeichen des digitalen Demodulatorteils nach dem Stand der Technik nach Fig. 12 bezeichnet und ihre Erläuterungen werden hier weg­ gelassen.

In dem digitalen Demodulatorteil nach Fig. 1 bezeich­ net das Bezugszeichen 28 eine erste Impulserzeugungs­ vorrichtung zum Empfangen eines digitalen binärmodu­ lierten Wellensignals (sig17), das von der Binär­ quantisierungsvorrichtung 17 gesendet wird, zum Er­ fassen einer Anstiegsflanke dieser digitalen binärmo­ dulierten Wellenform und zum Erzeugen eines positiven Impulses (sig28). Das Bezugszeichen 29 ist ein erstes logisches Exklusiv-ODER-Gatter zum Durchführen einer logischen Exklusiv-ODER-Operation zwischen einem von der Binärquantisierungsvorrichtung 17 erzeugten digi­ talen binärmodulierten Wellensignal (sig17) und dem von dem Impulsgenerator 28 erzeugten Impulswellensi­ gnal (sig28) und zum Senden des Ergebnisses (sig29) der logischen Exklusiv-ODER-Operation. Das Bezugszei­ chen 30 bezeichnet einen zweiten Impulsgenerator zum Empfangen des von der Binärquantisierungsvorrichtung 17 gesendeten digitalen binärmodulierten Signals (sig17) und zum Erfassen einer Anstiegsflanke dieser digital modulierten Wellenform und zum Erzeugen eines negativen Impulses (sig30). Das Bezugszeichen 31 be­ zeichnet ein zweites logisches Exklusiv-ODER(EX- ODER)-Gatter zum Durchführen einer logischen Exklu­ siv-ODER-Operation zwischen der binären digitalen Modulationswellenform (sig17), die von der Binärquan­ tisierungsvorrichtung 17 gesendet wird, und der Im­ pulswellenform (sig30), die von dem zweiten Impuls­ generator 30 erzeugt wird, und zum Erzeugen des Er­ gebnisses der logischen Exklusiv-ODER-Operation. Das Bezugszeichen 32 bezeichnet ein logisches ODER-Gatter zum Durchführen einer logischen ODER-Operation zwi­ schen den beiden Ergebnissen der von den logischen Exklusiv-ODER-Gattern 29 und 32 durchgeführten logi­ schen Exklusiv-ODER-Operation und zum Erzeugen des Ergebnisses der logischen ODER-Operation. Das Bezugs­ zeichen 33 bezeichnet einen dritten Impulsgenerator zum Erfassen einer Anstiegsflanke des von dem logi­ schen ODER-Gatter 32 gesendeten Ausgangssignals und zum Erzeugen eines positiven Impulses (sig33). Das Bezugszeichen 34 bezeichnet ein logisches Exklusiv- ODER-Gatter zum Durchführen einer logischen Exklusiv- ODER-Operation zwischen der Ausgangswellenform von dem logischen ODER-Gatter 32 und der Impulswellenform von dem dritten Impulsgenerator 33 und zum Erzeugen des Ergebnisses der logischen Exklusiv-ODER-Opera­ tion. Das Bezugszeichen 35 bezeichnet einen Glättungskreis zum Glätten des Ausgangssignals (sig34) vom dritten logischen Exklusiv-ODER-Gatter 34 und zum Erzeugen eines geglätteten Signals. Das Be­ zugszeichen 36 bezeichnet einen Verstärker zum Ver­ stärken des Ausgangssignals von dem Glättungskreis 35 und zum Erzeugen des verstärkten Signals (sig36). Die Vorrichtung 37 zum Erfassen der Empfangsqualität in dem digitalen Demodulatorteil 100 umfaßt die oben beschriebenen Bauteile 28 bis 36.

Eine digitale Modulationswellenform, die in einem FM Multiplexrundfunk verwendet wird, basiert auf einem Frequenzmodulationsverfahren. Der positive logische Zustand der digitalen Modulationswellenform wird un­ ter Verwendung von 80 kHz moduliert und der negative logische Zustand wird unter Verwendung von 72 kHz mo­ duliert.

Wenn somit ein digital moduliertes Signal empfangen wird, erzeugt die Binärquantisierungsvorrichtung 17 entweder eine Rechteck-Ausgangswellenform (sig17) von 80 kHz oder eine Rechteck-Ausgangswellenform (sig17) von 72 kHz.

Das digitale Demodulatorteil 100 schätzt die Emp­ fangsqualität durch Erfassen einer Differenz zwischen der Rechteck-Ausgangswellenform (sig17) und der Wel­ lenform von 80 kHz oder der Wellenform von 72 kHz ab.

Da die Ausgangswellenform der Binärquantisierungsvor­ richtung 17 eine Rechteck-Wellenform entweder von 80 kHz oder von 72 kHz ist, wie in Fig. 2 gezeigt wird, werden die Ausgangswellenformen (sig29) und (sig31) von dem ersten logischen Exklusiv-ODER-Gatter 29 und dem zweiten logischen Exklusiv-ODER-Gatter 31 zu einer Wellenform oder Signalform, wie in Fig. 2 gezeigt wird, wenn die Impulsbreite der Rechteck-Wel­ lenform von 80 kHz T1 ist, die Impulsbreite der Recht-Wellenform 72 kHz T2 ist, die Impulsbreite der Ausgangswellenform (sig28) des ersten Impulsgenera­ tors 28 T3 ist, die Impulsbreite der Ausgangswellen­ form (sig30) des zweiten Impulsgenerators 30 T4 ist und die Impulsbreiten T3 und T4 gewählt werden zu:

T3 = (T1 + T2)/2,

T4 = (T1 + T2)/2.

Wenn die Impulsbreite der Ausgangswellenform (sig29) des ersten logischen Exklusiv-ODER-Gatters 29 T5 ist und die Wellenform von 80 kHz empfangen wird, wird T5 definiert zu:

T5 = |T1 - (T1 + T2)/2| = |(T1 - T2)/2|.

Wenn darüber hinaus die Wellenform von 72 kHz empfan­ gen wird, wird T5 zu:

T5 = |T2 - (T1 + T2)/2| = |(T2 - T1)/2|.

In diesem Fall

|(T1 - T2)/2| = |(T2 - T1)/2|.

Daher kann in beiden Fällen der Wellenform von 80 kHz und 72 kHz die gleiche Impulsbreite der Ausgangswel­ lenform (sig29) des ersten logischen Exklusiv-ODER- Gatters 29 erhalten werden.

Wenn weiterhin die Impulsbreite der Ausgangswellen­ form des zweiten logischen Exklusiv-ODER-Gatters 31 T6 ist, wird ebenso wie bei der oben beschriebenen Impulsbreite T5, die Impulsbreite T6 der Ausgangswel­ lenform (sig31) des zweiten logischen Exklusiv-ODER- Gatters 31 gleich, selbst wenn die Signalform von 80 kHz oder von 72 kHz empfangen wird.

Da die Ausgangssignalform (sig29) vom ersten logi­ schen Exklusiv-ODER-Gatter 29 auf der Grundlage der positiven Impulsbreite der Ausgangssignalform (sig17) von der Binärquantisierungsvorrichtung 17 erhalten wird und die Ausgangssignalform (sig31) von dem zwei­ ten logischen Exklusiv-ODER-Gatter 31 auf der Grund­ lage der Breite des negativen Impulses der Ausgangs­ wellenform (sig17) von der Binärquantisierungsvor­ richtung 17 erhalten wird, weist die Ausgangswellen­ form des logischen ODER-Gatters 32 eine Impulsbreite auf, die sowohl auf der Breite des positiven Impulses als auch auf der Breite des negativen Impulses der Ausgangssignalform (sig17) von der Binärquantisie­ rungsvorrichtung 17 basiert.

Die Impulsbreite der Ausgangswellenform (sig33) vom dritten Impulsgenerator 33 ist T7 und T7 wird gewählt zu:

T7 = |(T1 - T2)/2|,

wenn die Wellenform von 80 kHz oder 72 kHz empfangen wird, wird die Impulsbreite T8 der Wellenform (sig34) von dem dritten logischen Exklusiv-ODER-Gatter 34 gegeben zu:

T8 = |T5 - T7| = 0 oder T8 = |T6 - T7| = 0.

Somit kann die Ausgangswellenform (sig34) vom dritten Exklusiv-ODER-Gatter 34 eliminiert werden, wie in Fig. 2 gezeigt wird.

Wenn Störungen oder Rauschen in der empfangenen Wel­ lenform enthalten sind, wird eine Phasenverzögerung von der Wellenform von 80 kHz oder 72 kHz bewirkt. In diesem Fall hat die Impulsbreite der Ausgangswellen­ form (sig17) von der Binärquantisierungsvorrichtung 17 eine Phasenverzögerung, die zu der Impulsbreite T1 der Rechteck-Wellenform von 80 kHz oder der Impuls­ breite T2 der Rechteck-Wellenform von 72 kHz verzö­ gert ist.

Wenn nun die Impulsbreite des empfangenen Signals, das in einen Binärcode durch die Binärquantisierungs­ vorrichtung 17 umgewandelt wird, T9 ist, wird T5 ge­ geben zu:

T5 = |T9 - (T1 + T2)/2|.

Daher wird die Impulsbreite T8 der Wellenform (sig34) vom dritten logischen Exklusiv-ODER-Gatter 34, die auf der Grundlage von T5 erhalten wird, bestimmt zu:

T8 = |T5 - T7| = ||T9 - (T1 + T2)/2| - (T2 - T1)/2|.

• 1. Wenn T9 ≧ (T1 + T2)/2 ist, wird T8 zu:
  T8 = |T9 - (T1 + T2)/2 - (T2 - T1)/2| = |T9 - T2|.
• 2. Wenn T9 ≦ (T1 + T2)/2 ist, wird T8 zu:
  T8 = |(T1 + T2)/2 - T9 - (T2 - T1)/2| = |T1 - T9|.

Somit ist auf der Grundlage der obigen Erläuterungen die Impulsbreite T8 der Wellenform (sig34) von dem dritten logischen Exklusiv-ODER-Gatter 34 gleich der Impulsbreite mit einer kleineren Fehlerdifferenz zwi­ schen der Impulsbreite der Ausgangswellenform (sig17) von der Binärquantisierungsvorrichtung 17 und entwe­ der der Impulsbreite der Ausgangswellenform von 80 kHz oder Impulsbreite von 72 kHz. Daher kann die Qualität des empfangenen Signals unter Verwendung der Impulsbreite T8 abgeschätzt werden.

Darüber hinaus kann ein Spannungswert entsprechend der Impulsbreite T8 als Ausgangssignal (sig35) vom Glättungskreis 35 erzeugt werden, indem das Ausgangs­ signal (sig34) vom dritten logischen Exklusiv-ODER- Gatter 34 geglättet wird.

Fig. 3 ist eine Kennlinie der Spannung des Ausgangs­ signals (sig35) vom Glättungskreis 35 in Abhängigkeit von der Eingangsfrequenz, wenn das digitale Demodula­ torteil 100 nach Fig. 1 eine Sinuswelle einer einzi­ gen Frequenz empfängt. In diesem Fall hat, wie in Fig. 3 gezeigt wird, der Wert der Ausgangsspannung (sig36) vom Verstärker 36 den niedrigsten Wert, wenn die Eingangsfrequenz 80 kHz oder 72 kHz beträgt.

Fig. 4 ist eine Kennlinie, die die Beziehung zwischen einer Fehlerrate und dem Ausgangssignal (sig36) von dem Verstärker 36 zeigt, wenn aktuelle Daten von dem Kreis empfangen werden, der den Aufbau des digitalen Demodulatorteils nach Fig. 1 aufweist.

Wenn, wie klar in Fig. 4 gezeigt wird, die Fehlerrate gering ist, das heißt die Qualität des empfangenen Signals gut ist, verringert sich die Ausgangsspannung (sig36) vom Verstärker 36. Wenn dagegen die Fehler­ rate hoch ist, das heißt die Qualität des empfangenen Signals schlecht ist, wird die Ausgangsspannung (sig36) vom Verstärker 36 hoch.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 5 zeigt den Aufbau eines digitalen Demodulator­ teils 600 nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Auch hier werden die Bautei­ le, die mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorangehenden Zeichnungen bezeichnet sind, nicht noch einmal beschrieben.

In dem digitalen Demodultorteil 600 nach Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 54 eine Triggererzeu­ gungsschaltung zum Erfassen eines Nulldurchgangs des von dem Tiefpaßfilter 20 gelieferten Detektionsaus­ gangssignals (sig20) zum Erzeugen eines Triggerimpul­ ses und das Bezugszeichen 37 bezeichnet eine Vorrich­ tung zum Erfassen der Empfangsqualität, deren Aufbau der gleiche ist wie in dem digitalen Demodulatorteil 100 nach Fig. 1.

Das Bezugszeichen 55 bezeichnet einen Komparator zum Vergleichen des Spannungswertes des Ausgangssignals (sig36) von dem Verstärkerkreis 36 in der Vorrichtung 37 zum Bestimmen der Empfangsqualität mit der Refe­ renzspannung VR2 und zum Erzeugen eines negativen Ausgangssignals, wenn die Spannung des Ausgangssi­ gnals (sig36) von der Vorrichtung 37 zur Bestimmung der Empfangsqualität größer als die Referenzspannung VR2 ist. Das Bezugszeichen 56 bezeichnet ein logi­ sches UND-Gatter zum Erzeugen des Ergebnisses einer logischen UND-Operation zwischen dem Ausgangssignal vom Komparator 55 und dem Ausgangssignal von der Triggererzeugungsschaltung 54. Die Bezugszeichen 58, 59 und 60 bezeichnen Oszillatoren.

Das Bezugszeichen 57 bezeichnet eine Auswahlvorrich­ tung zum Auswählen eines der Ausgangssignale der Os­ zillatoren 58, 59 und 60 auf der Grundlage des Aus­ gangssignals von dem logischen UND-Gatter 56 und dem Ausgangssignal von einem Teiler 61, der später genau­ er beschrieben wird.

Das Bezugszeichen 61 bezeichnet den Teiler zum Teilen des Ausgangssignals von der Auswahlvorrichtung 57 und zum Erzeugen des synchronen Taktsignals (sig9b).

Als nächstes wird die Funktionsweise des digitalen Demodulatorteils 600 mit dem Aufbau nach Fig. 5 näher beschrieben.

Es wird definiert, daß die Frequenz des synchronen Taktsignals "f" ist, die Teilungsrate des Teilers "k" ist, die Frequenzen der Oszillatoren 58, 59 und 60 fa = 0, fb = k × f und fc = 2 × k × f sind. Wenn die Oszil­ latorfrequenz entsprechend dem Wahrheitswert nach Fig. 6 auf der Grundlage des Triggersignals (sig54), das basierend auf dem Nulldurchgang des Detektionsausgangssignals (sig20) von dem Tiefpaßfilter 20 er­ zeugt wird, und dem synchronen Signal (sig9b) von der Teilervorrichtung 61 ausgewählt wird, wie klar in Fig. 7 gezeigt wird, wird der Oszillator 59 ausge­ wählt, wenn kein Triggersignal erzeugt wird.

Wenn das Triggersignal erzeugt wird, das heißt, wenn das Triggersignal im positiven logischen Zustand ist und wenn das synchrone Taktsignal im positiven logi­ schen Zustand ist, wird der Oszillator 60 ausgewählt. Wenn darüber hinaus das Triggersignal erzeugt wird (wenn das Triggersignal im positiven logischen Zu­ stand ist) und wenn das synchrone Taktsignal im nega­ tiven logischen Zustand ist, wird der Oszillator 58 ausgewählt.

Wenn in dieser Situation das Triggersignal, das einen stabilen Zustand bei guten Empfangsbedingungen auf­ weist, die Auswahlzeiträume des Oszillators 58 und des Oszillators 60 gleich sind, wird das synchrone Taktsignal etabliert. Wenn dagegen der Empfangszu­ stand schlecht wird und kein stabiles Triggersignal erzeugt wird, wird beispielsweise das synchrone Takt­ signal zu dem Triggersignal in Phase verzögert, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 8 gezeigt wird, wird der Zeitraum, in dem das Triggersignal und das synchrone Taktsignal im positiven logischen Zustand sind, erhöht, wird die ausgewählte Zeit des Oszilla­ tors 60 länger, wird der Zeitraum, in dem das Trig­ gersignal im positiven logischen Zustand und das syn­ chrone Taktsignal im negativen logischen Zustand sind, kürzer und verkleinert sich der Zeitraum, in dem die Oszillatorvorrichtung 58 ausgewählt wird. Daher wird der Zeitablauf, in dem das synchrone Takt­ signal vom positiven Zustand in den negativen logischen Zustand geändert wird, kurz und die Phase des synchronen Taktsignals ist kurz im Vergleich mit dem Fall, bei dem kein Triggersignal erzeugt wird. Mit anderen Worten gesagt, wird die Signalform zu der Signalform des synchronen Taktsignals verschoben, das durch die durchgezogene Linie in Fig. 8 dargestellt ist.

Wenn dagegen im umgekehrten Fall die Phase des syn­ chronen Taktsignals der Phase des Triggersignals vor­ aneilt, wie in Fig. 9 durch die gestrichelte Linie in der Signalform des synchronen Taktsignals dargestellt ist, wird der Zeitraum, in dem das Triggersignal in dem positiven logischen Zustand ist und das synchrone Taktsignal im positiven logischen Zustand ist, ver­ ringert und der Zeitraum, in dem die Oszillatorvor­ richtung 60 ausgewählt wird, wird kleiner, und der Zeitraum, in dem das Triggersignal im positiven logi­ schen Zustand ist und das synchrone Taktsignal im negativen logischen Zustand ist, wird erhöht. Daher wird der Zeitraum, in dem der Oszillator 58 ausge­ wählt ist, lang und der Zeitpunkt, bei dem das syn­ chrone Taktsignal vom logischen negativen Zustand in den positiven logischen Zustand geändert wird, wird voraneilen. In diesem Fall wird die Phase des syn­ chronen Taktsignals im Vergleich zu dem Fall verzö­ gert, bei dem kein Taktsignal erzeugt wird. In ande­ ren Worten gesagt, wird das synchrone Taktsignal ver­ schoben, wie durch die durchgezogenen Linien in Fig. 9 gezeigt wird. Da somit bei dem digitalen Demodula­ torteil 600 des ersten Ausführungsbeispiels die Pha­ senkorrekturoperation für die Phase des synchronen Taktsignals immer durchgeführt wird, wenn ein Trig­ gersignal empfangen wird, kann die Herstellung der sychronen Operation schnell durchgeführt werden.

Darüber hinaus führt der Komparator 55 den Vergleich zwischen der Ausgangsspannung der Vorrichtung 37 zur Bestimmung der Empfangsqualität und der Referenzspan­ nung VR2 durch, dann erzeugt der Komparator 55 den negativen logischen Wert, wenn die Ausgangsspannung von der Vorrichtung 37 zur Bestimmung der Empfangs­ qualität größer ist als der der Referenzspannung VR2. Dann erzeugt das logische UND-Gatter 56 solange kein Ausgangssignal, wie der Komparator 37 den negativen logischen Wert erzeugt, selbst wenn die Triggererzeu­ gungsschaltung 54 den Triggerimpuls erzeugt. In die­ sem Fall kann die Phasenkorrekturoperation nicht un­ ter Verwendung des Triggerimpulssignals durchgeführt werden.

Daher kann die synchrone Abtastoperation unter der Bedingung einer schlechten Empfangsqualität des Emp­ fangssignals das Ausgangssignal (sig36) anhalten.

Da es schwierig ist zu sagen, daß irgendein genaues Triggersignal bei Bedingungen schlechter Empfangsqua­ lität erzeugt wird, kann jede falsche Operation der synchronen Operation verhindert werden, indem die synchrone Abtastoperation gestoppt wird unter Verwen­ dung des Triggersignals bei der Bedingung, daß die Empfangsqualität schlecht wird eher als eine ge­ wünschte Empfangsqualität.

Ausführungsbeispiel 2

In Fig. 10 ist der Aufbau eines digitalen Demodula­ torteils 700 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung dargestellt.

In diesem digitalen Demodulatorteil werden für glei­ che Bauteile wie in den vorangehenden Beispielen gleiche Bezugszeichen verwendet und die Beschreibung der Bauteile wird weggelassen.

In dem digitalen Demodulatorteil 700 entsprechend dem Aufbau nach Fig. 10 bezeichnet das Bezugszeichen 62 eine zweite Triggererzeugungsschaltung zum Erfassen des Zeitpunkts des Nulldurchgangs des Detektionsaus­ gangssignals (sig45) von dem Tiefpaßfilter 45 und zum Erzeugen des Triggerimpulssignals. Das Bezugszeichen 63 bezeichnet ein logisches UND-Gastter zum Durchfüh­ ren der logischen UND-Operation zwischen den Aus­ gangssignalen der ersten Triggererzeugungsschaltung 54 und der zweiten Triggererzeugungsschaltung 62 und zum Erzeugen des Ergebnisses der logischen UND-Opera­ tion. Das Bezugszeichen 64 bezeichnet eine Impulser­ zeugungsvorrichtung zum Erfassen der ansteigenden Flanke des Ausgangssignals des logischen UND-Gatters 63 und zum Erzeugen des positiven Impulses des posi­ tiven logischen Wertes.

Das Bezugszeichen 66 bezeichnet einen Glättungskreis zum Glätten des Ausgangssignals vom logischen Exklu­ siv-ODER-Gatter 65 und zum Erzeugen des geglätteten Signals. Das Bezugszeichen 67 bezeichnet einen Ver­ stärkerkreis zum Verstärken des Ausgangssignals (sig66) von dem Glättungskreis 66 und zum Erzeugen des verstärkten Signals (sig67).

Als nächstes wird die Funktionsweise des digitalen Demodulatorteils 700 nach Fig. 10 beschrieben.

Die Triggersignale von der ersten Triggererzeugungs­ schaltung 54 und der zweiten Triggererzeugungsschaltung 62 werden zum gleichen Zeitpunkt erzeugt, wenn der Empfangszustand gut ist. Dagegen ist die Erzeu­ gungszeit des Triggerimpulssignals von der ersten Triggererzeugungsvorrichtung 54 unterschiedlich zu der Erzeugungszeit des Triggerimpulses von der zwei­ ten Triggererzeugungsschaltung 62, wenn der Empfangs­ zustand schlecht ist. In diesem Fall wird die Impuls­ breite der von dem logischen UND-Gatter 63 geliefer­ ten Ausgangssignalform entsprechend dem Empfangszu­ stand schmal. Da die Auswahlzeit zum Auswählen eines der Oszillatoren 58 und 60 durch die Auswahlvorrich­ tung 57 kurz wird, ist es schwierig, das Triggerim­ pulssignal zu synchronisieren, so daß es schwierig ist, die Erzeugung der Fehlersynchronisieroperation stattfinden zu lassen.

Da darüber hinaus die Impulsbreite des Ausgangssi­ gnals von dem logischen UND-Gatter 63 entsprechend dem Empfangszustand geändert wird, kann die Empfangs­ qualität unter Verwendung dieses Ausgangssignals er­ faßt werden.

Hier ist die Impulsbreite des Ausgangssignals vom logischen UND-Gatter 63 T11. Wenn die Impulsbreite T12 der Signalform des Ausgangssignals von der Im­ pulserzeugungsvorrichtung 64 als eine Impulsbreite ausgewählt wird, die gleich der Impulsbreite der Aus­ gangssignalform von den Triggererzeugungsschaltungen 54 und 62 ist, wird die Impulsbreite T13 des Aus­ gangssignals (sig65) des logischen Exklusiv-ODER-Gat­ ters 65 zu:

T13 = |T12 - T11|.

Daher kann, wie klar in der obigen Gleichung gezeigt wird, die Empfangsqualität durch Messen der Impuls­ breite T13 abgeschätzt werden.

Die Steuereinheit 11 zählt die Gesamtsumme der Im­ pulsbreite des Ausgangssignals (sig65) in einem vor­ bestimmten Zeitraum. Zusätzlich bestimmt die Steuer­ einheit die Empfangsqualität der empfangenen Daten.

Der Spannungswert entsprechend der Impulsbreite T13 kann vom Glättungskreis 66 durch Glätten des Aus­ gangssignals (sig65) vom logischen Exklusiv-ODER-Gat­ ter 65 erhalten werden.

Darüber hinaus weist die Beziehung zwischen der Feh­ lerrate und dem Spannungswert des Ausgangssignals (sig66) vom Verstärkerkreis 66 unter Verwendung der aktuellen Daten in dem digitalen Demodulator 700 mit dem Aufbau nach Fig. 10 die gleiche Kennlinie auf wie in dem Fall nach Fig. 4.

Die Steuereinheit 11 empfängt diese Ausgangsspannung als A/D gewandelten Wert, der durch Umwandlung des Ausgangssignals (sig36) erzeugt und von einem A/D- Wandler in dem digitalen Empfänger gesendet wird. Dann kann die Steuereinheit 11 die Empfangsqualität bestimmen, indem der A/D gewandelte Wert des Aus­ gangssignals (sig36) verwendet wird.

Der digitale Empfänger nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung zur Wiedergabe von synchronen Taktsignalen zum Schalten von Oszillatoren auf der Grundlage eines Triggersi­ gnals auf, das durch die Signalform eines Detektions­ ausgangssignals und eines synchronen Taktsignals er­ halten wird. Dabei kann ein schnelles und genaues synchrones Taktsignal erhalten werden.

Der digitale Empfänger nach der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung zur Wiedergabe von synchronen Taktsignalen zum Schalten von Oszillatoren auf der Grundlage des Ergebnisses einer logischen UND-Operation eines Triggersignals auf, das durch die Signalform des Detektionsausgangs­ signals einer ersten und zweiten Detektionsvorrich­ tung und durch das synchrone Taktsignal erhalten wird. Dabei kann ein schnelles und genaues Synchron­ taktsignal erhalten werden und es kann verhindert werden, daß eine Fehlersynchronoperation auftritt.

Claims (4)

1. Digitaler Empfänger mit
einem Empfangsteil (3) zum Empfangen eines digi­ talen modulierten Signals, das in digitaler Form moduliert wurde,
einem digitalen Demodulator (600, 700) zum Erfas­ sen, Beurteilen und Demodulieren des empfangenen digitalen modulierten Signals und zum Erzeugen eines Datensignals, der umfaßt:
eine Detektionsvorrichtung zum Erfassen des emp­ fangenen digitalen modulierten Signals,
eine Triggererzeugungsvorrichtung (54, 62) zum Erzeugen eines Triggersignals auf der Grundlage des Detektionsausgangssignals,
eine Mehrzahl von Oszillatoren (58 bis 60), die jeweils eine feste Frequenz erzeugen, und
eine Synchrontakt-Wiedergabevorrichtung (601) zum Erzeugen eines Synchrontakt-Wiedergabesi­ gnals, die umfaßt:
eine Schaltvorrichtung (57) zum Auswählen eines der Mehrzahl von Oszillatoren (58 bis 60) abhän­ gig von einem hohen und einem niedrigen Pegel des Synchrontakt-Wiedergabesignals, während das Triggersignal empfangen wird, und
einen Teiler (61) zum Teilen einer Frequenzperi­ ode des Synchrontakt-Wiedergabesignals auf der Grundlage eines der von der Schaltvorrichtung (57) ausgewählten Oszillatoren (58 bis 60).

2. Digitaler Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem digitalen Demodulator (700) die Detektionsvorrichtung eine erste (19, 20) und zweite (44, 45) Detektionsvor­ richtung zum Erfassen des empfangenen digitalen modulierten Signals und zum Erzeugen von Detek­ tionsausgangssignalen aufweist und die genannte Triggererzeugungsvorrichtung (54, 62) eine erste und zweite Triggererzeugungsvorrichtung (54, 62) zum Erzeugen eines ersten und zweiten Triggersi­ gnals auf der Grundlage der Signalformen der De­ tektionsausgangssignale aufweist, und daß die Synchrontakt-Wiedergabevorrichtung (601) eine Schaltvorrichtung (57) zum Auswahlen eines der Mehrzahl von Oszillatoren (58, 60) abhängig von einem hohen und einem niedrigen Pegel des Syn­ chrontakt-Wiedergabesignals, wahrend das erste und zweite Triggersignal zur gleichen Zeit er­ halten werden, und einen Teiler (61) zum Teilen einer Frequenzperiode des Synchrontakt- Wiedergabesignals auf der Grundlage eines von der Schaltvorrichtung ausgewählten Oszillators umfaßt.

3. Digitaler Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Demodu­ lator (700) weiter umfaßt:
eine Binärumwandlungsvorrichtung (17) zum Umwan­ deln des empfangenen digital modulierten Signals in ein Binärsignal und eine Empfangsqualitäts- Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Qualität des Datensignals auf der Grundlage der Signal­ form des Binärsignals.

4. Digitaler Empfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Demodu­ lator einen Glättungskreis zum Glätten des Aus­ gangssignals von der Empfangsqualitäts- Erfassungsvorrichtung und eine Verstärkervor­ richtung zum Verstärken des von dem Glättungskreis geglätteten Signals aufweist, wobei der digitale Empfänger vorbestimmte Prozesse auf der Grundlage des von dem Glättungskreis geglätteten Signals und auf der Grundlage des von der Ver­ stärkervorrichtung verstärkten Signals durch­ führt.