DE2063524B2

DE2063524B2 - Fuer einen stereodecoder verwendbare schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE2063524B2
Application number: DE19702063524
Authority: DE
Inventors: Allen LeRoy Somerville N.J. Limberg (V.StA.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1969-12-29
Filing date: 1970-12-23
Publication date: 1973-05-10
Also published as: FR2077573A1; NL7018866A; DE2063524A1; DE2063524C3; DE2063729C3; HK36576A; FR2072088A1; MY7600210A; JPS5644638B1; DE2063729A1; GB1332514A; DE2063729B2; US3707603A; CA935882A; JPS5644640B1; BE762985A; NL7018863A; MY7400258A; FR2077573B1; FR2072088B1

Description

Die Erfindung betrifft eine für einen Stereodecoder verwendbare Schaltungsanordnung zum Trennen zweier Tonfrequenzsignale eines Signalgemisches, das einen Hilfskanal mit Informationen übe: die Differenz der beiden Tonfrequenzsignale in symmetrischen Seitenbandsoektren eines gegebenenfalls unterdrückten Hilfsträg. rs sowie die nicht mit einem Hilfsträger verknüpfte Summe der beiden Tonfrequenzsignale enthält, mit einer Anordnung zum Erzeugen eines Taktsignals, dessen Frequenz gleich der Hilfsträgerfrequenz ist, und mit einem Synchrondetektor, dem an einem Eingang das Signalgemisch und an einem zweiten Eingang das Taktsignal zugeführt ist. Ein nach dem Multiplexverfahren arbeitender kompatibler Stereoempfänger ist ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel der Erfindung.

Bei einem herkömmlichen FM-Stereoempfänger wird am Ausgang eines FM-Detektors oder Frequenzdiskriminators ein Stereosignal aus der Tonsignalsummenkomponente (L +R), die entweder in Mono- oder in Stereoempfängern verwertet werden kann und einen Frequenzbereich von z. B. 0 bis 15 000 Hz umfaßt, sowie aus einem 19 kHz-Püotsignal und eiern Stereo-Hilfskanal mit den Seitenbändern eines unterdrückten 38 kHz-Hilfsträgers, in welchen die ! onsignaldifferenzkomponente (L-R) steckt und '.vclche einen Frequenzbereich von 23 bis 53 kHz um- !jssen, abgegeben. Das Stercosignal kann außerdem i inen mit Hintergrundmusik (SCA) frequenzmoduüerten 67 kHz-Hilfsträger und dessen Seitenbänder, i.-iie beispielsweise von 59 bis 75 kHz reichen, enthalten. Diese kommerzielle Komponente wird im allgemeinen in Heimempfängern mit Hilfe von abgestimmten Filterkreisen entfernt (vgl. z.B. deutsche Patentschrift 1275 613). Hierdurch soll vermieden werden, daß durch eine Intermodulation zwischen dem modulierten 67 kHz-Hilfsträger und dem Stereo-Hilfskanal, deren Produkte in den Hörfrequenzbereich fallen, bei der Hilfskanaldemodulation das Differenzsignal verzerrt wird. Die Verwendung von induktiven Schaltungskomponenten für die Abtrennung der SCR-Signale oberhalb 53 kHz aus dem Stereosignal vor der Demodulation des Differenzsignals ist in den meisten Fällen unerwünscht, vor allem, wenn integrierte Schaltungen verwendet werden, die für eine Schaltungsanordnung der vorliegenden Art besonders zweckmäßig sind. Vorhandene Spulen erschweren auch die Herstellung der Empfänger, da sie gewöhnlich eingestellt und abgeglichen werden müssen, wozu komplizierte elektronische Prüfgeräte erforderlich sind. Wenn mehrere induktive Schaltungskomponenten vorgesehen sind, müssen sie lagemäßig so angebracht werden, daß unerwünschte Wechselwirkungen zwischen ihren Feldern vermieden werden. Außerdem sind Spulen für den Ultraschallfrequenzbereich mit einem für die Verwendung in Verbindung mit integrierten Schaltungen ausreichenden Wechselstromwiderstand sperrig und kostspielig.

Die Verwendung von Bandpaßfiltern und deren Induktivitäten für die ebenfalls erforderliche Abtrennung des Stcreo-Hilfskanals aus dem Stereosignal vor der Demodulation des (L- /?)-Signals läßt sich dadurch vermeiden, daß man das Stercosignal auf einer Zeitmultiplexbasis denioduliert. Der modulierte 67 kHz-Hilfsträger jedoch konnte bisher nur durch ein Filter mit einer entsprechenden Spule aus dem Stereosignal beseitigt werden.

Aus der deutschen Auslegcschrift 1 219086 ist eine Schaltungsanordnung zur Gewinnung der beiden Lautsprechersignale bei der Rundfunk-Stereophonie nach dem Multiplexverfahren bekannt, bei dem der durch Frequenzverdopplung der Pilotfrequenz wie-

dergewonnene 38 kHz-Hilfsträger dazu benutzt wird, mit zwei als Schalter betriebenen Transistoren das durch die Demodulation der empfangenen Hochfrequenz erhaltene gesamte Stcreoslgnal abwechselnd für die Dauer einer Halbperiode des Hilfsträgers auf

ίο einen der beiden Lautsprecherkanäle zu schalten. Es handelt sich also um einen Synchrondemodulator, der einfach das Signalgemisch synchron mit den Halbperioden des Zwischen- oder Hilfsträgers ein- und ausschaltet. Auch bei dieser Schaltungsanordnung müssen unerwünschte Signalkomponenten wie z.B. der erwähnte 67 kHz-Hilfsträger vor Erreichen des Demodulators auf dem Signalgemisch ausgefiltert werden, da sie durch die Demodulation nicht beseitigt werden können.

*° Aus der deutschen Auslegeschrift 1 148 270 ist ferner eine Schaltungsanordnung zur Summen- und Differenzbildung zweier Niederfrequenzsignale für Stereoübertragungen bekannt, bei der aus den Niederfrequenzsignalen ein gleichphasiges und ein um 180°

»5 phasenverschobenes Signal gebildet und diese Signale so mit Hilfe von Widerständen zusammengeschaltet werden, daß sich die Summe bzw. die Differenz der Niederfrequenzsignale ergibt. Zur Beseitigung unerwünschter Signalkomponenten aus einem Signalge-

misch ist diese Schaltungsanordnung aber nicht in der Lage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere als FM-Stereodecoder geeignete Schaltungsanordnung anzugeben, bei der keine abgestimmten Filterkreise zum Beseitigen unerwünschter Signalkomponenten erforderlich sind, sondern diese Komponenten bei der Demodulation verschwinden. Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch,

daß der Synchrondetektor synchron mit dem Taktsignal im Gegentaktbetrieb die Polarität des Signalgemisches umkehrt und an zwei Ausgängen auf Grund des Signalgemisches und des Taktsignals zwei gegentaktige, jeweils zum Signalgemisch symmetrische de-

modulierte Signale wie die Differenzsignale (L-R) und -(L-R) erzeugt; und daß je eine Signaladdierschaltung, die auf das erste bzw. zweite Ausgangssignal des Synchrondetektors und das Signalgemisch anspricht, das wiedergewonnene erste bzw. zwe'te Tonfrequenzsignal abgibt.

Durch die Demodulation des Signalgemisches in einem Synchrondetektor, der ein in bezug auf das eingangsseitige Signalgemisch und auf das eingangsseitige 38 kHz-Signa! symmetrisches Ausgangssignal erzeugt, entfällt das Erfordernis, daß dem Detektor aufwendige abgestimmte Filterkreise für die Abtrennung der SCA-Signale aus dem Signalgemisch vorgeschaltet werden müssen, um zu verhindern, daß im Detektorausgangssignal von den SCA-Signalen stammende Zwischcnmodulationsprodukle erscheinen. In einem solchen Synchrondetektor erzeugen nur Signale, deren obere und untere Seitenbänder symmetrisch zur Hilfsträgerfrequenz liegen, tonfrequente Ausgangssignalkomponenten. Im Detektorausgangssignal weiden auch unerwünschte Störkomponenten vermieden, die durch eine Intermodulation von Oberwellen des (L+ /?)-Signals und des Stereo-Hilfskanals hervorgerufen werden könnten. Der erfindungs-

gemäß verwendete Synchrondetektor erzeugt tonfrequente Ausgangssignale nur vom Stereo-Hilfskanal des seinem Eingang zugeführten Stereosignalgemisches. Seine Ausgangssignale sind (L- R)- und (R- L)-Signale, jeweils begleitet von Ultraschallfrequenzkomponenten, die innerhalb des Synchrondetektors vom 38 kHz-Trägersignal durch Überlagerung mit dem Stereosignalgemisch erzeugt werden. Die L- und R-Tonfrequenzsignalkomponenten werden erfindungsgemäß dadurch gewonnen, daß zu jedem der Ausgangssignale des Synchrondetektors, nämlich einer (L — ft)-Tonfrequenzkomponente und einer (R- L)-Tonfrequenzkomponente, jeweils ein Anteil des Stereosignalgemisches addiert wird. Diese Addition wird dadurch erleichtert, daß die Ausgangssignale des Synchrondctcktors, die an sich symmetrisch gegen das Eingangs-Stereosignalgemisch und die 38 kHz-Eingangsträgerschwingung sind, Gegentaktsignale sind.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Schaltungsanordnung zum Demodulieren der Tonsignaldifferenzkomponente (L-R) eines stereophonischen Signalgemischs und zur Vereinigung dieser Komponente mit der Tonsignalsummenkomponente (L + R) unter Erzeugung stereophonisch verknüpfter Links- und Rechtskanaltonsignale. Die Schaltungsanordnung eignet sich besonders gut für die Herstellung in integrierter Form.

Ein üblicher FM-Empfangsteil 10, in dem aus empfangenen FM-Rundfunksignalen stereophonische Signalgemische erzeugt werden, ist über einen Eingang 7^| eines integrierten Schaltungsplättchens 11 an einen Stereoverstärker 12 angekoppelt. Das stereophonische Signalgemisch enthält bei Empfang von monophonischen Sendungen ein Tonfrequenzsummensignal (L + R), dagegen bei Empfang von stereophonischen Sendungen eine Tonsummensignalkomponente (L+ R), eine Pilotkomponente (19 kHz) und einen mit einer Differenzsignalkomponente (L-R) amplitudenmodulierten, unterdrückten Hilfsträger. Außerdem können in jedem Fall dem Eingang T₁ FM-Hintergrundmusikkomponenten (SCA) zugeführt sein.

Der Stereoverstärker 12 verstärkt Signale im Bereich von ungefähr 10 Hz bis 150 kHz linear, so daß er zwei im wesentlichen identische, jedoch um 180° phasenverschobene (d.h. gegentaktige) verstärkte Signalgemische erzeugt, die verschiedenen Schaltungselementen im integrierten Schaltungsplättchen 11 direkt zugeführt sind.

Eine spezielle Schaltungsanordnung für den Stereoverstärker 12 sowie für andere, in Blockform dargestellte Schaltungseinheiten des Schaltungsplättchens 11 ist in der deutschen Offenlegungsschrift 2063 525 beschrieben.

Die gegentaktigen Signalgemischkomponenten zusammen mit geeigneten, im wesentlichen gleichen Vorspannungen werden vom Stereovcrst^rker 12 direkt auf einen Differenzsignaldetektor in Form eines doppelt symmetrischen Synchrondetektors 13 gekoppelt. Der Synchrondetektor 13 hat zwei als Stromquellen dienende Transistoren 14 und 15. Die Basen der Transistoren 14 und 15 sind direkt auf je einen der Gegentaktausgänge des Stereoverstärkers 12 geschaltet. Die Emitter der Transistoren 14 und 15 liegen je über einen Widerstand 16 bzw. 17 an Masse. Der Kollektor des Transistors 14 ist direkt mit den zusammengeschalteten Emittern eines ersten Paares von als Schalter arbeitenden Transistoren 18,19 verbunden, während der Kollektor des Transistors 15 direkt mit den zusammengeschalteten Emittern eines zweiten Paares von als Schalter arbeitenden Transistoren 20, 21 verbunden ist. Die Basen der beiden Transistoren 18 und 20 sind auf den einen der beiden 38 kHz-Rechteckschwingungsausgänge einer synchronisierten, ein 38 kHz-Gegentaktsignal liefernden Signalquelle 42 geschaltet, während die Basen der Transistoren 19 und 21 auf den anderen dieser beiden Ausgänge geschaltet sind. Die Signalquelle 42 ist nach irgendeiner der zahlreichen in der Schaltungstechnik der FM-Multiplexstereodecoder bekannten Methoden mit der 19 kHz-Pilotkomponente der vom Stereoverstarke r 12 gelieferten Signalgemische synchronisiert. Eine besonders vorteilhafte Synchronisieranordnung ist in der oben genannten deutschen Offenlegungsschrift 2 063 525 beschrieben.

Eine Betriebsspannungsquelle (5+) ist an die Kollektoren der Transistoren 18 und 21 über einen

^ao Ausgangswiderstand 22 und an die Kollektoren der Transistoren 19 und 20 über einen Ausgangswiderstand 23 mit einem dem Ausgangswiderstand 22 im wesentlichen gleichen Wert angeschlossen.

An den Ausgangswiderständen 22 und 23 erzeugte

^a5 Gegentakt-Ausgangssignale, welche die demodulierten Differenzsignalkomponenten (L-R) und — (L- R) enthalten, sind auf als Emitterfolger geschaltete Transistoren 24 bzw. 25 gekoppelt. Die als Spannungsquellen arbeitenden Transistoren 24 und 25 erzeugen an entsprechenden Matrixwiderständen 26 und 27 die gewünschten gegentaktigen Differenzsignalkomponenten. Die Summensignalinformation (L + R) wird mittels entsprechender Transistoren 28 und 29 ebenfalls an den Matrixwiderständen 26 und 27, an deren von den Transistoren 24 und 25 entfernte Enden die Kollektoren der Transistoren 28 und 29 angeschlossen sind, entwickelt. Die Basen der Transistoren 28 und 29 sind beide an den einen der Gegentaktausgänge des Stereoverstärkers 12 angeschlossen.

Die Emitter der Transistoren 28 und 29 liegen über je einen Widerstand 30 bzw. 31 an Masse. Die Transistoren 24 und 28 bilden eine erste Matrixverstärkerar.ordnung, deren Ausgang (z.B. R) über einen Anschlußkontakt T_u des Schaltungsplättchens 11 und ein Entzerrungsnetzwerk 32 an eine Tonwiedergabeanordnung, beispielsweise einen Verstärker und Lautsprecher (nicht gezeigt) angekoppelt ist. Die Transistoren 25 und 29 bilden eine zweite Matrixverstärkeranordnung, deren Ausgang (z.B. L) über ei- nen Anschlußkontakt T₁₀ des Schaltungsplättchens 11 und ein Entzerrungsnetzwerk 33 an eine weitere Tonwiedergabeanordnung, beispielsweise einen zweiter Verstärker und Lautsprecher (nicht gezeigt) angekoppelt ist.

Bei dieser Anordnung werden die Entzerrungszeit konstanten für sowohl die Komponente (L+ R) al auch die Komponente (L-R) des L-Ausgangssi gnals durch den gleichen Quellenwiderstand des Ma trixwiderstands 27 und durch das dazugehörige Ent

zerningsnetzwerk 32 bestimmt. Diese Zeitkonstantei sind daher gleich, so daß eine Quelle des frequenz abhängigen Trennungsverlustes entfällt. Eben» sind die Entzerrungszeitkonstanten für sowohl di Komponente (L + R) als auch die Komponente -

(L — R) des Rechtsausgangssignals gleich, so da ein frequenzabhängiger Trennungsverlust vermiede wird.

Damit die Impedanz an den Emittern der Trans

stören 24 und 25 bei sich in Abhängigkeit von den zugeführten Signalgemischen ändernder Stromleitung (und folglich Impedanz) der Transistoren 28 und 29 im wesentlichen konstant bleibt, ist ein zu dem den Transistoren 28 und 29 zugeführten Signal gegenphasiges Signalgemisch vom Stereoverstärker 12 den Basen von zur Kompensation dienenden Transistoren 34 und 35 zugeführt. Die Kollektoren der Transistoren

34 und 35 sind direkt mit den Emittern der Transistoren 24 bzw. 25 verbunden. Die Emitter der Transistoren 34 und 35 liegen über je einen Widerstand 36 bzw. 37 an Masse.

Die Stromleitung der Transistoren 28 und 34 ändert sich um gleiche Beträge und gegensinnig im Takte der Änderungen der Ausgangssignale des Stereoverstär- '5 kers 12 (gegentaktigc Eingangssignale). Die Summe der Kollektorströme der Transistoren 28 und 34 (die den Transistor 24 belasten) bleibt daher im wesentlichen konstant. Ebenso erzeugen Änderungen des Ausgangssignals des Stereoverstärkers 12 keine An- *° derungcn der Belastung des Transistors 25, da die Summe der Kollektorströme der Transistoren 29 und

35 bei sich änderndem Ausgangssignal des Stereoverstärkers 12 im wesentlichen konstant bleibt. Die genaue Matrizierung der Summen- und Differenzsignalkomponenten wird daher durch Belastungsänderungen der Transistoren 24 und 25 bei sich änderndem Signalgcmisch nicht beeinträchtigt.

Im Betrieb des Synchrondetektors 13 werden die komplementären 38 kHz-Rechteckausgangsschwingungen der Signalquelle 42 in vorhestimmter zeitlicher Beziehung zur empfangenen 1M kHz-Pilotsignalkomponcnte (und folglich zum unterdrückten 38 kHz-Hilfsträger) bereitgestellt, so daß die Differenzsignalkomponenten (L - R) des vom Stereoverstärker 12 den Transistoren 14 und 15 angelieferten amplitudenmodulierten unterdrückten Hilfsträger synchrondemoduliert werden. Das heißt, die Mittelachsendurchgänge der 38 kHz-Rcchteckschwingunpcn fallen zeitlich mit Mittelachsendurchgängen der Pilotsignalkomponente zusammen. Der symmetrische Synchrondetektor 13 mit den Transistoren 14. 18, 19 und den Transistoren 15. 20. 21 erzeugt aus den komplementären 38 kHz-Rechteckschwingungen und den izecentaktigen Signalgemischen an den Ausgangs-Wr Verständen 22 und 23 komplementäre Signale, welche die Differenzsignalkomponenten (L-R) und -(L-R) enthalten. Die die komplementären Differenzsignalkomponenten enthaltenden Ausgangsspannungen an den Widerständen 22 und 23 werden 5< > über die Transistoren 24 und 25 auf die Matrixwiderstände 26 und 27 gekoppelt. Die Transistoren 24 und 25 mit den Ausgangswiderständen 22 und 23 arbeiten daher als Differenzsignalspannungsquellen für die Matrix-Widerstände 26 und 27.

Die Signalgemische vom Stereoverstärker 12, einschließlich der Tonfrequenzsummenkomponente (L+ R), bestimmen die Stromfli'sse in den Matrixwiderständen, also den Kollektorwiderständen der Transistoren 28 und 29 unter Erzeugung entsprechender Spannungsabfälle. Diese Spannungsabfälle, addiert zu den an den Emittern der Transistoren 24und 25 erscheinenden Spannungen mit tonfrequenten Differenzsignalkomponenten (4 — R) und - (L - R), erzeugen an den Anschlußkontakten T₁₀ und T₁₁ Signale mit den gewünschten tonfrequenten L-Komponenten (L) und R-Kotnponenten (R). Auf Grund der Tiefpaßcharakteristik der Entzerrungsnetzwerke 32, 33 werden aus den an ihren Ausgangsfilterkondensatoren erscheinenden entzerrten L-und /?-Tonfrequenzsignalen unerwünschte Komponenten (z. B. beim Synchrondemodulationsvorgang erzeugte Pilot- und 38 kHz-Seitenbandkomponenten) entfernt.

Die richtige Matrizierung der Summen- und Differenzsignalkomponenten hängt zum Teil von der Anpassungoder Gleichheit der von den als Stromquellen dienenden Transistoren 14, 15, 28 und 29 gelieferten Ströme ab. Eine solche Anpassung läßt sich bei einer integrierten Schaltung verhältnismäßig leicht dadurch erreichen, daß man im wesentlichen gleiche Transistoren 14,15.28 und 29 sowie im wesentlichen gleiche Emitterwiderstände (Widerstände 16, 17, 30 und 31) dicht beieinander auf dem Schaltungsplättchen 11 anbringt. Die Anpassung der von den Transistoren 14, 15. 28 und 29 gelieferten Ströme gestattet eine Vorverzerrung der vom Stcreoverstärker 12 gelieferten Signalgemische zur Kompensation von Verzerrungen des Signalgemischs in den einzelnen Transistoren 14, 15. 28 und 29.

Die einwandfreie Matrizierung hängt außerdem von den Verhältnissen der Ausgangswiderstände 22 und 23 zu den Matrixwiderständen 26 bzw. 27 ab. Bei der vorliegenden doppeltsymmetrischen SynchrDndetektoranordnung werden die als Schalter arbeitenden Transistoren 18, 19, 20, 21 mit symmetrischen 38 kHz-Rechteckschwingungen der richtigen Phasenlage gespeist, so daß eine Vollwellen- oder Zwciwegdemodulation des 38 kHz-Differenzsignalhilfsträgers erfolgt. Der resultierende Spitze-Spitze-Wert der Tonfrequenzkomponenten des demodulierten Differenzsignals ist mit dem spitzengleichgerichteten Träger am Ausgang des Synchrondetektors 13 durch den Faktor 2.τ verknüpft. Die Spitzenamplitude der modulierten Differenzsignalträgerkomponente des Signalgemischs ist entsprechend den Normen für den Stereorundfunk für ein Nurlinks- oder ein Nurrechtstonsignal so eingestellt, daß sie gleich ist der Spitzcnamplitude der Siimmensignalkomponentc. Um daher eine einwandfreie Matrizierung der Summen- und Differenzsignale zu erhalten, bemißt man. wenn die Ströme der Transistoren 14, 15. 28 und 29 angepaßt ^ind. Hie Ausgangswiderstände 22 und 23 (an denen die Differenzsignalc erzeugt werden) so. daß sie -T'2mal so groß sind, wie die Matrixwiderstände 26 und 27. an denen die Summensignalkomponenten erzeugt werden.

Normalerweise sind die Toleranzen bei integrierten Widerständen wie 26 und 27 beträchtlich größer als bei diskreten Widerständen und Kondensatoren, wie sie in den Entzerrungsnetzwerken 32 und 33 vorhanden sind. Die diskreten Widerstände, die im Hinblick auf den Entzerrungsvorgang effektiv in Reihe mit den Matrixwiderständen 26 und 27 liegen, werden so bemessen, daß ihr ohmscher Wert um einen bestimmten Faktor größer ist als der der Matrixwiderstände 26 und 27. Dieser Faktor ist größer als das Verhältnis der zu erwartenden Abweichungen vom Nennwiderstandswert der integrierten Widerstände zu den zu erwartenden Abweichungen vom Nennwiderstandswert der diskreten Widerstände. Dies ermöglicht es, daß die Gesamtentzerrungscharakteristik am L-Ausgang und am R-Ausgang innerhalb einer Toleranz bleibt, die nicht größer ist als die durch die diskreten Schaltungselemente bestimmte Toleranz.

Der Synchrondetektor 13 enthält ferner eine An-

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Ordnung, die die Demodulationsschaltungen fur das Differenzsignal automatisch sperrt oder abschaltet, wenn z.B. entweder die längere Abwesenheit eines eine vorbestimmte Amplitude übersteigenden Püotsignals anzeigt, daß ein nichtstereophonisches (monophonisches) Programm empfangen wird, oder aber der Störabstand (Signal/Störverhältnis) des empfangenen Signals als für eine zufriedenstellende Stereowiedergabe nicht ausreichend angesehen wird. Eine solche Anordnung zum Abschalten der Differenzsignal-Demodulationsschaltungen ist in der deutschen Offenlegungsschrift 2 063 729 beschrieben. Eine Anordnung zum Erzeugen eines »Stereo-Mono«-Schaltsignals ist in der bereits genannten deutschen Offenlegungsschrift 2 063 525 beschrieben. Hier genügt die Feststellung, daß ein solches Schaltsignal in den beiden oben genannten Fällen erzeugt wird.

In der vorliegenden Anordnung werden die Stereo-Mono-Schaltsignale von einer Stereo-Schaltsignalqueüe 38 an einen Verstärker mit einem ersten Transistor 39 geliefert, der mit seinem Kollektor an die Betriebsspannungsquelle (B + ), mit seiner Basis an die Schaltsignalquelle 38 und mit seinem Emitter über einen Widerstand 40 an die Basis eines als Schalter arbeitenden Transistors 41 angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors 41 liegt an Masse, und am Ko'lektor dieses Transistors wird über einen Widerstand 43, der an die Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist, ein Schaltsignal abgenommen. Der Ausgang des Transistors 41 ist an eine Mehrfach- V_BF-Vorspannquelle (vgl. deutsche Offenlegungsschrift 1806467) angekoppelt. Der Ausdruck » V_BF« bezeichnet hier den Durchlaßspannungsabfall am Basis-Emitterübergang eines normalleitenden Transistors, z. B. ungefähr 0,65 bis 0,7 Volt für Siliciumtransistoren, wie sie in integrierten Schaltungen Verwendung finden. Bezugsspannungsquellen gewöhnlich innerhalb der integrierten Schaltung, die ein oder mehrere ganzzahlige Vielfache von V_BF oberhalb Nullpotential bei niedriger Impedanz liefern, werden als »Mehrfach- K_ßf.-Spannungsquellen« bezeichnet.

Im vorliegenden Fall enthält die Mehrfach-V_HF-Spannungsquelle einen Transistor 44 in Kollektorschaltung und einen Transistor 45 in Emitterschaltung, die gegenkoppclnd verschaltet sind. Der Kollektor des Transistors 44 ist an die Betriebsspannungsquelle angeschlossen, während mehrere Widerstände 46, 47, 48 in Reihe zwischen den Emitter des Transistors 44 und Masse geschaltet sind. Der Verbindungspunkt der Widerstände 47 und 48 ist an die Basis des Transistors 45 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 45 liegt an Masse, während der Kollektor dieses Transistors direkt an die Basis des Transistors 44 sowie über den Widerstand 43 an die Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist. Wenn die Transistoren 44 und 45 leiten, herrscht am Widerstand 48 eine Spannung gleich V_BE. Der ohmsche Wert des Widerstands 48 ist kleiner bemessen als der Basis-Emitterwiderstand des Transistors 45, und die zusätzlichen Widerstände 46,47 sind kleiner bemessen ds riie Eingangswiderstände der entsprechenden Stufen, an die sie angekoppelt sind. In diesem Fall wird an jedem der in Reihe geschalteten Widerstände 46 und 47 eine Spannung erzeugt, die gleich ist dem Produkt von V_PE und dem Verhältnis zwischen dem jeweiligen Widerstand (46 oder 47) und dem Widerstand 48. Und zwar werden bei der vorliegenden Schaltung speziell am Emitter des Transistors 44 eine Spannung von 7 V_BE

und am Verbindungspunkt der Widerstände 46 und 47 eine Spannung von 4 V_Bli erzeugt.

Der Verbindungspunkt der Widerstände 46 und 47 ist an die Basen zweier als Stereoschalt- oder Stereosperrglieder dienenden Transistoren 49 und 50 angeschlossen. Die Emitter der Transistoren 49 und 50 sind mit den zusammengeschalteten Emittern der Transistoren 18, 19 bzw. den zusammengeschalteten Emittern der Transistoren 20, 21 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 49 und 50 sind zusammengeschaltet und über je einen Emitterwiderstand 53 und 54 mit den Emittern von zur Stromspaltung dienenden Transistoren 51 bzw. 52 verbunden. Die Basen der Transistoren 51 und 52 sind direkt an den

*5 Emitter des Transistors 49 angeschlossen (7 V_BE, wenn die Mehrfach-K_/JC-Spannungsquelle arbeitet). Die Kollektoren der Transistoren 51 und 52 sind mit den Widerständen 22 bzw. 23 verbunden.

Zwischen den Eingang und den Ausgang der schaltbaren Mehrfach- K_fli.-Spannungsque!!e ist eine Rückkopplungsschaitung geschaltet, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der die Anordnung von Stereo- auf Monobetrieb schaltet. Diese Rückkopplungsschaltung enthält einen Transistor 55, der mit

»5 seinem Kollektor über einen Widerstand 56 an die Basis des Transistors 41, mit seiner Basis über einen Widerstand 57 an den Emitter des Transistors 44 und mit seinem Emitter an Masse angeschlossen ist.

Im Betrieb fällt, wenn die für die Wiedergabe geeignete Stereoinformation ausfällt oder wenn das dcmodulierte Signal für eine einwandfreie Wiedergabe zu störbehaftet ist (wie in der deutschen Offenlcgungsschrift 2 063 525 erläutert), die Spannung an der Basis des Transistors 39 unter einen vorbestimmten Wert (z. B. 1 Volt) ab, und die Transistoren 39 und 41 beginnen in den nichtleitenden Zustand zu schalten. Die Spannung an der Basis des Transistors 44 steigt in positiver Richtung an, so daß der Transistor 44 und anschließend der Transistor 45 leiten, wodurch die Mehrfach-K_/;/.-Spannungsquel!e eingeschalte! wird. Dieser Schaltvorgang wird durch den Transistor 55 unterstützt, der zusammen mit den Transistoren 44 und 45 zu leiten beginnt. Der Transistor 55 schalte! den Transistor 41 sehr rasch ab, sobald der Schaltvorgang einsetzt. Eine am Verbindungspunkt der Widerstände 46 und 47 erzeugte positive Spannung (4 V_Bt} bewirkt, daß die Transistoren 49 und 50 leiten Ebenso bewirkt eine am Emitter des Transistors 44 bereitgestellte positive Spannung (7 V_BE), daß die Transistoren 51 und 52 leiten.

Bei leitenden Transistoren 49 und 50 wird auf die zusammengeschalteten Emitter der Transistoren Ii und 19 sowie auf die zusammengeschalteten Emittei der Transistoren 20 und 21 eine positive Spannung

(3 V_BE) gekoppelt, die ausreicht, um diese Schaltertransistoren und dadurch den Synchrondetektor 13 zv sperren oder abzuschalten. Die über die Transistorer 14 und 15 angelieferten gegentaktigen Signalgemische werden dann durch die Transistoren 49 und 50 abge· leitet und löschen sich gegenseitig an den zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 49, 50 Dort werden auch die Gleichstromkomponenten dei Ausgangssignale der Transistoren 14 und IS vereinigt Diese vereinigten Gleichstromkomponenten werdet dann durch die Widerstände 53,54 und die Transistoren 51, 52 in gleiche Komponenten aufgespalten, di< auf die Arbeitswiderstände 22 und 23 gekoppelt werden. Es wird daher die Vorspannung ao den Transi·

stören 24 und 25 der Matrixanordnung bei sowohl Stereo- als auch Monowiedergabe im wesentlichen gleich gehalten. Wäre dies nicht der Fall, d. h. würde bei Umschaltung der Anordnung von der einen auf die andere Betriebsart die Vorspannung sich ändern, so würde in den Lautsprechern ein dumpfer Schlag zu hören sein. Ein solches unerwünschtes Geräusch wird durch die oben beschriebene Anordnung verhindert.

Der Synchrondetektor bleibt solange ausgeschaltet, bis durch ein der Anwesenheit eines angemessenen Pilotsignals entsprechendes Eingangssignal am Transistor 39 die Transistoren 39 und 41 eingeschaltet und dadurch die Mehrfach- V₁₁₁..-Spannungsquelle sowie die Sperr- und Spalterstufen abgeschaltet werden.

Wie oben erwähnt, genügt ein Eingangssignal, das größer ist als ungefähr 1 Volt ( V„_F des Transistors 39 bei niedrigem Strom plus V_BE des Transistors 41 bei Normalstrom), um die Transistoren 39 und 41 im leitenden Zustand zu halten (und damit den Stereobetrieb aufrechtzuerhalten). Wenn dagegen die Transistoren 39 und 41 abgeschaltet und der Transistor 55 eingeschaltet sind (d.h. im Monobetrieb), wird eine positive Spannung von mehr als 1 Volt an der Basis des Transistors 39 benötigt, um den Stereobetrieb wieder in Gang zu setzen, da in diesem Fall die Widerstände 40 und 50 über den Transistor 55 als Spannungsteiler parallel zum Eingang (Basis-Emitterstrecke) des Transistors 41 liegen. Und zwar wird eine Eingangsspannung von ungefähr 3 V_BE (ungefähr 2 Volt) an der Basis des Transistors 39 benötigt, um auf Stereobetrieb zu schalten. Die Differenz zwischen den an der Basis des Transistors 39 erforderliche! Spannungspegeln für das Einschalten des Stereobe triebs bzw. für dessen Aufrechterhaltung ergibt eim wünschenswerte Hysteresischarakteristik, der zufolgi die Stereowiedergabe, wenn sie einmal eingeleitet ist auch dann erhalten bleibt, wenn kurzzeitige Schwan kungen entweder im empfangenen Pilotsignalpege oder im Störabstand des demodulierten Signals auf treten.

ίο Wenn eine für die Wiedergabe geeignete Stereoin formation empfangen und im Empfangsteil verarbei tet wird, erhält die Basis des Transistors 39 eine posi tive Eingangsspannung, die ausreicht, um diesel Transistor leitend zu machen. Der Transistor 41 leite

»5 ebenfalls, so daß das Eingangssignal des Transistor 44 nicht genügend positiv ist, um den Transistor 4' leitend zu machen. Es werden daher die Mehrfach K_at-Spannungsqueüe mit den Transistoren 44 und 4i sowie sämtliche Transistoren 49, 50, 51 und 52 abge

»° schaltet. Unter diesen Voraussetzungen arbeitet de Synchrondetektor 13, so daß in der zuvor beschriebe nen Weise Signale (L-R) und -(L-R) erzeug werden. Der Transistor 55 ist unter diesen Vorausset zungen ebenfalls abgeschaltet.

»5 Die oben beschriebene Anordnung hat außerden den Vorteil, daß, falls die Ausgangsanschlüsse T_1n un« 7'j, zufällig nach Masse kurzgeschlossen werden, dii Widerstände 26 und 27 den Strom in den dazugehört gen Transistoren begrenzen. Ein solcher Schutz gegci Kurzschlüsse ist besonders im Falle eines komplizier ten integrierten Schaltungsplättchens erwünscht, d;; - wie im vorliegenden Fall, ziemlich kostspielig ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Für einen Stereodecoder verwendbare Schaltungsanordnung zum Trennen zweier Tonfre- S quenzsignale eines Signalgemisches, das einen Hillskanal mit Informationen über die Differenz der beiden Tonfrequenzsignale in symmetrischen Seitenbandspektren eines gegebenenfalls unterdrückten Hilfsträger sowie die nicht mit einem Hilfsträger verknüpfte Summe der beiden Tonfrequenzsignale enthält, mit einer Anordnung zum Erzeugen eines Taktsignals, dessen Frequenz gleich der Hilfsträgerfrequenz ist, und mit einem Synchrondetektor, dem an einem Eingang das Si- »5 gnalgeroiseh und an einem zweiten Eingang das Taktsignal zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchrondetektor (13) synchron mit dem Taktsignal im Gegentaktbetrieb die Polarität des Signalgemisches umkehrt und an *° zwei Ausgängen (Widerstände 22, 23) auf Grund des Sig^algemisches und des Taktsignals zwei gegentaktige, jeweils zum Signalgemisch symmetrische demodulierte Signale wie die Differenzsignale (L-R) und - (L - R) erzeugt; und daß »5 je eine Signaladdierschaltung (24, 26, 28 bzw. 25, 27, 29), die auf das erste bzw. zweite Ausgangssignal des Synchrondetektors (13) und das Signalgemisch anspricht, das wiedergewonnene erste bzw. zweite Tonfrequenzsignal abgibt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchrondetektor (13) zwei Stromquellen (Transistoren 14,15), die gegentaktige Versionen des Signalgemischstromes liefern, zwei Transistoren (18, 19), die mit ihren Emittern an die erste Stromquelle angeschlossen sind, sowie zwei weitere Transistoren (20, 21) enthält, die mit ihren Emittern an die zweite Stromquelle angeschlossen sind; daß das Taktsignal von einer Spannungsquelle zugeführt ist, welche die zusammengeschalteten Basen des ersten und des dritten Transistors (18,20) mit den zusammengeschalteten Basen des zweiten und des vierten Transistors (19, 21) koppelt; und daß die beiden Ausgänge des Synchrondetektors an den zusammengeschalteten Kollektoren des ersten und des vierten Transistors (18, 21) sowie an den zusammengeschalteten Kollektoren des zweiten und des dritten Transistors (19, 20) vorgesehen sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ausgänge des Synchrondetektors (13) über je einen Widerstand (22,23), an denen demodulierte Gegentaktspannungen erzeugt werden, mit einer Betriebsspannungsquelle (B+) verbunden sind; daß eine dritte und eine vierte Stromquelle (Transistoren 28 bzw. 29) vorgesehen sind, die Signalgemischkomponenten aufweisen, die gleichphasig mit einer von der ersten Stromquelle (Transistor 14) gelieferten Signalgemischkomponente und gegenphasig zu einer von der zweiten Stromquelle (Transistor 15) gelieferten Signalgemischkomponente sind; und daß je ein Pufferverstärker (Transistor 24 bzw. 25) eingangsseitig an je einen Ausgang des Synchrondetektors und ausgangsseitig an die dritte bzw. vierte Stromquelle über einen dritten bzw. vierten Widerstand (26 bzw. 27) angeschlossen ist. an dessen vom betreffenden Pufferverstärker entfernten Ende das erste bzw. zweite wiedergewonnene Tonfrequenzsignal zur Verfügung steht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ohmschen Werte des dritten und des vierten Widerstandes (26, 27) etwa 21 π der ohmschen Werte des ersten und des zweiten Widerstandes (22, 23), die gleich bemessen sind, betragen; daß die beiden Pufferverstärker jeweils mit Verstärkungsgrad 1 arbeiten; und daß die von den vier Stromquellen gelieferten Signalgemischkomponenten in ihrer Größe im wesentlichen gleich sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine fünfte bzw. eine sechste Stromquelle (Transistoren 34 bzw. 35) mit Signalgemischkomponenten, die in der Momentanamplitude gleich, jedoch in der Momentanpolarität gegensinnig zu den Signalgc mischkomponenten der dritten bzw. vierten Stromquelle sind, an den Ausgang des ersten fvw zweiten Pufferverstärkers angeschlossen ist und dessen Belastungsänderungen verringert.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Aissprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferverstärker durch je einen Transistor (24,25, in Kollektorschaltung gebildet werden.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dk-Transistoren, Widerstände und Pufferverstärke; alle auf einem einzigen monolithischen integrier ten Schaltungsplättchen vorgesehen sind.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die beiden Ausgänge am dritten bzw. vierten Widerstand (26, 27) je eine frequenzselektive Einrichtung (32, 33) angeschlossen ist, die zu einem Filter zur Entzerrung höherfrequenter Tonfrequenzsignalkomponenten und/oder zur Ab Schwächung von Signalkomponenten oberhalb des Tonfrequenzbereichs gehört.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste bzw. zweite Ausgang (T₁₀ bzw. T₁₁) über einen fünften bzw. sechsten diskreten Widerstand mit einem ersten bzw. zweiten diskreten Kondensator, die beide die gleiche Nennkapazität C haben, verbunden ist, an welchen ein wiedergewonnenes erstes bzw. zweites Tonfrequenzsignal mit entzerrten höherfrequenten Tonfrequenzkomponenten erzeugt wird; und daß der dritte und der vierte Widerstand (26, 27) den gleichen Nennwiderstand R und der fünfte und der sechste diskrete Widerstand jeweils einen Nennwiderstand haben, der Λ-maI so groß wie das Verhältnis des zu erwartenden Prozentsatzes der Abweichung des Widerstandswertes des dritten und des vierten Widerstands (26, 27) vom Nennwert R zum zu erwartenden Prozentsatz der Abweichung des Widerstandswertes des fünften und des sechsten Widerstands vom Nennwert oder größer ist, so daß die Dämpfungseigenschaften der Filter innerhalb einer Toleranz gehalten werden, die nicht größer ist als die durch die diskreten Komponenten gegebene Toleranz.